北美页岩气工厂化压裂流程与设备配套

卫星传输 生活及工业垃圾回收车
中国石油 6.1 废旧机油及润滑油回收车
中国石油 6.2 应急照明灯
自带发电机
中国石油 6.3 胶皮垫
中国石油 6.4 野营房与卫星传输系统
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目 录
一、工厂化压裂设备配套情况
二、开展工厂化压裂的建议
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1、对于需要压裂的低渗透储藏，建议采用
丛式水平井组的开发方式。
场所，连续不断的泵注压裂液和支撑剂。
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工厂化压裂的优势： 可以缩短区块的整体建设周期，降低单位采气成本； 可以大幅提高压裂设备的利用率，减少设备动迁和安 装，减少压裂罐拉运、清洗，降低工人劳动强度； 方便回收和集中处理压裂残液，减少污水排放、重复
利用水资源；
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为了提高压裂施工水平、实现压裂提速、满足集 团公司水平井大型压裂施工的需要，现对北美地区的 工厂化压裂流程和设备进行介绍。
要开展工厂化压裂施工，井场布局十分关键， 单个井场的施工井数越多、压裂的液量、砂量越大， 工厂化压裂的优势越明显： 井场距离近可以充分发挥连续供水系统的作用。
放喷出来的水经过处理后重复利用，即节约了压裂
水，又减少了拉运污水的工作量。 压裂设备动复员时间短，降低施工成本。
中国石油 压裂井组相对集中
井组 井组 井组 井组
1、连续泵注系统（把压裂液和支撑剂连续泵入地层）
2、连续供砂系统（把支撑剂连续送到混砂车蛟龙中）
3、连续配液系统（用现场的水连续生产压裂液）
4、连续供水系统（把合格的压裂水连续送到现场）
5、工具下入系统（射孔、下桥塞实现分层）
6、后勤保障系统（各种油料供应、设备维护、人员食宿、
工业及生活垃圾回收等）
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射孔枪、桥塞等井下工具
5、 工 具 下 入 系 统
电缆射孔车 吊车 井口密封系统 泵 车 水罐
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5.1 射孔及工具车
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5.2 吊车及井口密封设备
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5.3 泵车（专门泵送桥塞）
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燃料罐车
6、 后 勤 保 障 系 统
润滑油罐车 配件卡车 餐 车 野营房 发电照明系统
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井口控制闸门组 1、 连 续 泵 注 系 统 高低压管汇 压裂泵车 混砂车 仪表车 各种高压控制阀门 低压软管线
中国石油 1.1 压裂泵车
北美地区压裂所用的泵车以2250HP设备为主，相 当于国内的2000型。
优点：维护保养方便 缺点：对道路要求高
中国石油 1.2 混砂车
北美地区使用的混砂车输出排量有16m3/min(100BPM) 和20m3/min(130BPM) ，输砂能力分别为7200kg/min和 9560kg/min。
中国石油 2.3 密闭砂罐车
单次拉运50000lb（22.5吨）, 与巨型固定砂罐连接 后，利用风能把支撑剂送到，固定砂罐中。
中国石油 2.4 除尘器
除尘设备与巨型固定砂罐顶部出风口连接，把砂罐 里带粉尘的空气吸入除尘器进行处理。
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3、 连 续 混 配 系 统
水化车 液体添加剂车 液体胍胶罐车 化学剂运输车 酸运输车
中国石油 1.3 高低压管汇 高低压管汇上带增压泵（由 独立柴油机带动），解决混 砂车远离泵车时供液压力不 足的问题。
中国石油 1.4 简易压裂井口及液控闸门
羊角式井口内径与套管 相同，方便下入各种尺 寸的工具。
液控闸门，开关 井口安全方便
井口闸门液控 系统
中国石油 1.5 内径4”高压主管线及控制阀
把水泵送来的水，分配到不同的罐中。输段 2个10”，输出端12个4”。
中国石油 4.4 水管线过桥
宽6米，承载18吨，允许重型卡车通过。
中国石油 4.5 输水管线
10” 快装铝合金管线，坚固而轻便，用于远距离送水
中国石油 4.6 污水处理 臭氧发生器
沉降罐
对放喷出来的 水进行处理后重复 利用。
利用周围河流或湖泊的水直接送到井场的水罐中
或者在井场附近打水井做水源，挖大水池来蓄水。 对于多个丛式井组优先考虑使用蓄水池，压裂后
放喷的水直接排入水池，经过处理后重复利用。
中国石油 4.2 水泵
把水送到井场的水罐中，12英寸进口，10英寸出口， 排量21m3/min，扬程110米，自吸高度8米。
中国石油 4.3 水分配器
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液体添加剂
水罐 固定砂罐 混砂车 移动砂罐车
酸罐
油罐车 射孔车 吊车 出口罐 泵车组
仪表车
中国石油 工厂化压裂施工流程图
水 源
移动砂罐车 水 泵 仪表车
固定砂罐车
除尘装置
污水处理 连续输砂车
井场水罐
连续水化车
混砂车
高低压管汇
井 口
液体添加剂
混砂车(备)
泵 车 组
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工厂化压裂，包括以下几大系统：
中国石油 3.1 水化车（连续混配）
用于将液体胍胶（LGC）和各种添加剂稀释溶解成胍胶 基液的设备。体积庞大，可连续配液，适用于大型压裂。
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自带发动机，吸入排量16m3/min，依靠重力排出，水 化罐容积32m3 。入口与水罐连接，出口与混砂车连接。
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3.2 液体胍胶罐车
为连续混配车提供液体胍胶（LGC）。
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3.3 液体添加剂车
为连续混配车提供各种添加剂，可装运10个吨罐， 自带6个输出泵，操作方便。
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3.4 化学剂运输车
为液体添加剂车提供各种添加剂，自带2个输出泵。
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水源（河流或大水池）
4、 连 续 供 水 系 统
水罐
供水泵
输水管线 水分配器 水管线过桥 污水处理
中国石油 4.1 水源
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北美页岩气工厂化压裂 流程与设备配套
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目 录
一、工厂化压裂设备配套情况
二、开展工厂化压裂的建议
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随着北美地区页岩气的开发，水平井和大型压裂技
术的推广应用，人们提出了“工厂化”这一概念，“工 厂化钻井”、“工厂化压裂”。主要是为了加快施工速
度、缩短投产周期、降低采气成本。
工厂化压裂就是要象普通工厂一样，在一个固定
4-5条内径4”的 高压主管线，大 大减小管线的磨 损，延长使用寿 命，保证压裂的 连续性。
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2、 连 续 供 砂 系 统
大型输砂器 巨型固定砂罐 密闭砂罐车
除尘器
中国石油 2.1 巨型固定砂罐
容量大（单个容积80方），适用于大型压裂
中国石油 2.2 连续输砂装置
实现大规模连续输砂，自动化程度高。双输送 带，独立发动机，输砂能力6750kg/min 。