页岩气水平井压裂
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望随着页岩气的广泛开采和开发，水平井压裂技术作为其中非常重要的一环，也得到了广泛的应用。
水平井压裂工艺技术是指在水平井中采用射孔和流体压裂技术，将固体颗粒、流体或者气体等媒介推动到井壁中断层裂缝中，从而形成足够宽阔的裂缝，进而实现岩石破裂和油气的产生与流动。
本文将对水平井压裂工艺技术现状及展望进行探讨。
一、现状分析当前，水平井压裂技术在页岩气开采中发挥了非常重要的作用。
该技术成功应用于美国、加拿大、阿根廷、中国等多个国家，对于页岩气这一大众能源的储备和利用发挥了积极的促进作用。
同时，在页岩气储层中，水平井压裂技术可实现留存厚度及生产能力的最大化，增加有效井段长度，提高井产量和储量。
目前，水平井压裂技术已经经过长期的研究和发展，其技术不断成熟。
随着水平井和压裂技术的不断发展，水平井产量逐年提升，压裂效率也在不断提高。
在压裂流体方面，传统液体压裂主要采用水作为压裂流体，而现在则在传统基础上，加入了一些化学材料，如界面活性剂、纳米粒子和纤维素醚等，可增加压裂液黏度、强度和粘度，提升压裂效果。
同时，由于水平井的特殊性，对于井间距、压裂剂质量、井间压力和应力等参数的控制非常重要，可以通过数值模拟和数据采集等方式来实现。
此外，在压裂设备方面，目前主要采用液压式压裂设备和电动式压裂设备。
其中，电动式压裂设备可以实现更高的精准度和更好的自动化控制，被广泛应用在沙漠、高海拔、深海和环保等特殊领域。
二、展望随着页岩气开采的日益繁荣，水平井压裂技术的发展也面临着新的挑战与机遇。
未来，水平井压裂技术将继续发展和创新，主要表现在以下几个方面：1.新材料的研发与应用随着液体压裂越来越广泛应用，其固液混合物的粘弹性、破裂力和破坏能力将成为技术发展中的瓶颈。
为此，需要研发出高效可靠的增压剂、润滑剂和减阻剂。
此外，还需要探索利用纳米材料、超级材料等新型材料，改善压裂流体的防止泄漏、减少对环境的负面影响的特性。
页岩气水平井压裂技术浅析
裂缝 形态 不再 是简 单 的纵 向裂缝 、横 向裂缝 或者扭 曲裂缝 ，而是 形成 大型 的裂缝 网络 。与此 同时 ，其渗
流方 式也 不是 传统 水力 压裂 所形成 的简单双 线性 流 ，而是更 为 复杂 的网络裂缝 渗 流 。由此 可见 ，为 了最
１ ２ 连续 油 管喷砂 射孔 环 空分段压 裂 ．
采用 该技 术时 ，通 过连续 油管 以 ０ ５ ． ｍ。ｒｉ ． ～Ｏ ６ ／ ｎ的排 量 将砂 浓度 为 １ ０ ｇ ｍ。 射孔 液 喷 出进 行 ａ ０ｋ ／ 的 喷射 射孔 ，射 孔完 毕后 可 以通 过环 空进行 加砂 压裂 ，在 向上拖 动过 程 中即可 以实现 多级压 裂 。该 技 术 的
大程 度地 开 发页 岩气 ，形成 更大 、更 广 的裂 缝 网络是 必然趋 势 。水平井 压裂 技术 具有水 平井 段长 、沟通
面 积广 的优 势 ，采 用该 技术 能够 形成 十分庞 大 的裂缝 网络 ，因此 ，水平 井压 裂技 术成 为页 岩气开 发 的重 要 手段 。下 面 ，笔者对 几种 主要 水平 井压裂 技术 进行 了 阐述 。
１ 多级 压 裂 技 术
１ １ 滑套 分段压 裂 ．
采 用该 技术 时 ，首先一 次 射开全 部待 压裂 井段 ，再 坐封封 隔器 ，通过 油管直 接压 裂下层 ，喷 砂滑套 处于关 闭 状态 。待下 层压 裂后 ，停泵 、投 球 ，待其落 到 喷砂滑 套位置 后 ，向油管 加压 ，打 开喷砂 滑套 喷 砂孔 ，进 行第 ２段压 裂 。同 时可根据 需要 重复 上述 步骤 。该技 术具有 以下 优点 ：一趟 管柱 可完成 多段定 点改 造 ，针对性 强 ；工序 简单 ，作业 效率 高 ，工艺 管柱性 能可 靠 ；可 以同时满 足浅 、中、深水平 井分 段 压裂 的要 求 。该 技 术 的缺 点在 于封 隔器 易砂埋 和管 柱上 提 困难 ，且对 固井 质量要 求太 高 。
页岩气水平井分段大型压裂实践PPT课件
滑溜水组成及配比
添加剂名称
产品代号
使用浓度‰ 备注
杀菌剂
BE-9
0.7
配液加入
防水锁剂
Gasperm 1100 0.5-2.0 配液加入
降阻剂
FR-66
0.75
在线加入
降阻剂的破胶剂 Optikleen WF 0.09
在线加入
• 延页平1井使用的清洁压裂液为成品，使用时按1% 比例在线加入。
井号 涪页HF-1 彭页HF-1 延页平1
各井其它压裂配制统计
名称 凝胶基液 线性胶 清洁压裂液
数量(m3) 2150 3400 636.1
备注 除在线加入添加剂之外此时加入
在线加入
第18页/共30页
6 压裂准备
支撑剂
各井支撑剂准备统计
• 延长石油研究院的滑溜水和清洁压裂液。 • 清洁压裂液为成品，施工时按1%的比例在线加入，同
时加入0.01%的过硫酸铵作为破胶剂。
滑溜水组成及配比
添加剂名称
杀菌剂 粘土稳定剂 破乳剂 降阻剂 助排剂
产品代号 KCL PAM
使用浓度（‰） 备注
0.5
配液加入
20
配液加入
2.0
配液加入
0.5
配液加入
4.0
3 压裂液
涪页HF-1井：贝克休斯公司化学剂
• 滑溜水降阻率达70-80%，且具有较好的防膨效果。
• Viking D，延迟交联压裂液， 适用温度65.5-149℃，交联 时 间 0.5-10min 可 控 。 具 有 低摩阻、抗剪切、携砂能力 强、低伤害等特点。
滑溜水组成及配比
页岩储层水平井密切割压裂射孔参数优化方法
Ｆｉｎａｌｌｙꎬ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｏｒ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ
ｗｅｌｌ ｍｕｌｔｉ￣ｃｌｕｓｔｅｒ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎ ｓｈａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｍｏｒｅ ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ ｃｌｕｓｔｅｒｓ ｉｎ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｓｔａｇｅ
ｌｉｍｉｔｅｄ ｅｘｔｅｎｔꎬ ａｎｄ ａｎ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ ｎｕｍｂｅｒ ｍａｙ ｌｅａｄ ｔｏ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ. Ｗｉｔｈ δ ｖ
≤０ ０１ ａｓ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔꎬ ｔｈｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｗｏ ｅｘａｍｐｌｅ ｗｅｌｌｓ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
缝是否扩展和扩展方向ꎮ
平井的生产测井数据发现ꎬ 大约有⅟
的射孔簇在压
１ １ 岩石变形方程
同时ꎬ 国内威远、 长宁、 昭通和焦石坝页岩气田或
扰相邻水力裂缝的扩展行为ꎮ 为准确考虑多裂缝同
示范区页岩气生产井产量差异也很大ꎬ 近半数射孔
步延伸过程中缝间应力干扰的影响ꎬ 采用二维位移
裂后贡献了
的产量ꎬ 而约⅟
开发工程国家重点实验室开放基金项目 “ 陆相页岩气水平井密切割暂堵均衡压裂控制机理与优化研究” ( ＰＬＮ２０２１－０９) ꎮ
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２０２３ 年 第 ５１ 卷 第 ６ 期
水平井体积压裂
水平井体积改造技术目前我国页岩气勘探开发工作正在起步阶段，与国外差距较大，许多制约我国页岩气开发的技术瓶颈亟待突破。
《页岩气发展规划（2011-2015年）》（以下简称《规划》）的发布对我国页岩气开发的有序发展具有重大意义，它指出了未来一段时间我国页岩气产业需要科技攻关的8项任务，这为解决制约我国页岩气综合开发利用问题指明了方向。
本文主要对体积改造技术进行简要阐释，希望能借此推动我国页岩气开发技术的进步和发展。
体积改造技术亟需突破页岩气储层具有渗透率超低、厚度大及天然裂缝发育的特点，气体主要以吸附态吸附在有机质表面，常规改造形成单一裂缝很难获得好的增产效果。
因此，必须要对天然裂缝发育和岩石硅质含量高（＞35%），脆性系数高的页岩进行体积压裂。
通过水力裂缝沟通天然裂缝，增强渗流能力，从而提高页岩气井的经济效益。
图1 钻式桥塞封隔技术图2 北美不同地区页岩气水平井分段压裂工艺运用情况与美国相比，我国页岩气藏储层产状有埋藏深度、厚度较薄和多层叠置的特点。
因此，水平井体积改造技术就更为适合我国页岩气藏的开发。
在《规划》中提出的“体积改造技术”，就是采用分段多簇射孔和多段一起压裂的模式，利用缝间干扰，促使裂缝转向，产生复杂缝网，从而增大流动通道。
而“水平井体积改造”则是以分段多簇射孔技术、可钻式桥塞工具和大型滑溜水压裂技术为主。
分段多簇射孔技术是关键分段多簇射孔技术是实现体积改造的技术关键。
其目的是为了压裂形成网状裂缝、提高改造体积，进而减少井筒附近的压力损失，并为压裂时产生的流体提供通道。
其特点是可以实现：一次装弹、电缆传输、液体输送、桥塞脱离、分级引爆。
分段多簇射孔每级分4～6簇进行，每簇长度为0.46～0.77m，射孔枪每簇之间的距离为50m，实际井眼中每簇间距一般为20～30m，每个压裂段控制在100～150m左右，孔密16～20孔/m，孔径13mm，相位角60°或者180°，排量一般为16m3/min，单孔流量0.27m3/min。
国外页岩气水力压裂技术及工具一览
国外页岩气水力压裂技术及工具一览页岩储层具有超低孔低渗特性，钻完井后需要压裂改造后才得到经济产量。
国外油田服务公司最新工具达到了很高水平，水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术用高强度低密度球级差达到1/16in，封隔器耐压差达到70MPa，TAM公司自膨胀封隔器最高可达302 °C ；泵送桥塞射孔分段压裂技术所用桥塞可分为：堵塞式、单流阀式和投球式复合桥塞，桥塞耐压差达103.4MPa，耐温232 °C ；哈里伯顿CobraMax H连续油管喷射工具系统，目前最多达到44段。
这些为国内页岩气水力压裂完井方式与压裂工具的选用打下基础。
从应用工具角度看，分段压裂工艺方面主要包括：水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术，泵送桥塞分段压裂技术，水力喷射分段压裂技术。
从压裂工具方面分析，目前页岩气压裂技术有可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂，水力喷射压裂等。
在美国的页岩气开发技术中，可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂技术比较成熟，使用比较广泛，可适用于较长的水平段；水力喷射压裂可实现准确定位喷射，无需机械封隔，节省作业时间，非常适合用于裸眼井、筛管井以及套管中井。
1、水平井裸眼封隔器投球滑套多级压裂系统封隔器投球滑套多级压裂技术一般采用可膨胀封隔器或者裸眼封隔器分段封隔。
根据页岩气储层开发的需要，使用封隔器将水平井段分隔成若干段，水力压裂施工时水平段最趾端滑套为压力开启式滑套，其它滑套通过投球打开，从水平段趾端第二级开始逐级投球，进行有针对性的压裂施工。
水平裸眼井多级压裂目前已经是北美页岩气压裂开采主要技术手段，并越来越受到作业者的欢迎。
水平井多级压裂技术关键在于封隔器（压裂封隔器和可膨胀封隔器）和滑套可靠性和安全性能，尤其是管外封压裂管柱的可膨胀封隔器和开启滑套的高强度低密度球材料决定技术的成功与否。
目前国外油田服务公司都有自己成熟的工具，高强度低密度球级差达到1/16in，封隔器耐压差达到70MPa，TAM公司耐高温自膨胀封隔器最高可达30 °C 。
基于管外光纤监测的页岩气水平井多簇压裂效果评价
基于管外光纤监测的页岩气水平井多簇压裂效果评价目录一、内容概要 (2)1. 研究背景和意义 (2)1.1 页岩气开发的重要性 (4)1.2 水平井多簇压裂技术的现状 (4)1.3 管外光纤监测技术的应用 (6)2. 研究目的和任务 (7)二、页岩气水平井多簇压裂技术概述 (8)1. 页岩气水平井简介 (9)2. 多簇压裂技术原理 (10)3. 压裂施工流程 (11)三、管外光纤监测技术原理及应用 (12)1. 管外光纤监测技术概述 (13)2. 光纤传感器原理及特点 (14)3. 监测系统的组成及工作原理 (15)4. 管外光纤监测技术在压裂过程中的应用 (16)四、基于管外光纤监测的页岩气水平井多簇压裂效果评价方法 (17)1. 评价方法的建立 (18)2. 评价指标的确定 (19)3. 评价流程 (20)五、案例分析 (21)1. 监测数据获取与处理 (22)2. 压裂效果分析 (23)2.1 裂缝形态分析 (24)2.2 裂缝扩展范围分析 (26)2.3 压裂效果综合评价 (27)六、多簇压裂技术的优化建议 (28)1. 监测系统的优化建议 (28)2. 压裂施工参数优化建议 (29)3. 地质条件与压裂技术的匹配性优化建议 (30)七、结论与展望 (31)一、内容概要本文档旨在研究基于管外光纤监测的页岩气水平井多簇压裂效果评价方法。
通过对水平井内多簇压裂过程中的实时数据进行采集和分析，利用管外光纤传感技术实现对压裂液流动速度、压力变化以及裂缝扩展等关键参数的实时监测。
通过对这些参数的综合分析，可以有效地评价页岩气水平井多簇压裂的效果，为页岩气开采提供科学依据和技术支持。
本研究首先介绍了管外光纤传感技术的基本原理和应用领域，然后详细阐述了水平井多簇压裂过程的特点和挑战。
设计了一种适用于水平井多簇压裂过程的管外光纤监测系统，并对该系统进行了实验验证。
通过实际数据对所提出的评价方法进行了验证，并提出了改进措施。
页岩气藏水平井大液量多段压裂工艺的实际应用
、
、
、
参 数
＼、
射 孔 井 段 （斜 深 ）
（１） １ １ １９ ． ６ ５４ ５６ ４～１５ ．
ｌ９ ． ５ ６４～ｌ５ ． ６ ５４ ｌ８ ． ４ ６４～１４ ． ５ ２２ １９ ． ３ ０３～１４ ． ４ ２０ １６ ． ２ ８３～１５ ． ３ ５２ ９ ２２～１ ２ ． ８． ０ ５１
源，０ ０１ （ ： — ０ ２ １ ．５６ ３ ４ ． ）５
［ 何 艳青， ７ 】 张焕芝． 未来全球 油气技 术展 望 Ｌ ． 油科技 Ｊ石 】
论坛 ．０ ０２ （） —１ ． ２ １ ．９３： ４ １
Ｉ 胡进科， ３ ｌ 李皋， 陈文 可， 国外页岩 气勘探 开发综述Ｕ ． 等． １ 重庆科技 学院学报 （自然科 学版 ） ０ １１ （ ： — ５ ， １， ２ ７ ７ ． ２ ３ ）２
７ ３２ ７ ８． ６ ． ９ ０
２ ～２ １ ８
２１—２ ９
１． ＯＯ～１ ． ０５
ｌ． ～ｌ ５ ００ ０．
ｌ２ ． ８０ ０
ｌ６ ． ６ ７５
５． ３５
５ ． ９Ｏ
３ ． ７
４４
泵 送 桥 塞 液量 ：３ ４３ ９ ．ｍ ；施 ＿ 液 量 ： １７ ３３ ［ ２ ．ｍ ；压 裂 施 工 总 液量 ：１ ０ ７６ ； １ ３ ．ｍ ２ 总 计
总 砂 垦
（ｎ ｉ ）
平 均 砂 比
（ ） ％
段次
１级 小 压
１级 ２缄 ３级 ４级 ５级
４． ６０ ５． ９Ｏ ５． ９Ｏ ５． ９０ ５． ９０
４３ ． ４４ ． ４ ． ４ ４ ． ４ ４４
６级
７级
页岩气水平井桥塞分段压裂超压砂堵处理技术
江 汉 石 油 职 工 大 学 学 报
均无法解除 ， 只能下入连续油管 冲砂 （ 见图 ７） 。
总排量 《 ｎ ｌ ￣／ Ｍｉ ｎ ） 一 套压 《 Ｍｐ ８ ） 一 砂比 （ ％） 提高限压到９ ５ Ｍｐ ｌ ａ
４ 结 论
在页岩气井桥塞分 段压裂施工 中， 很难完 全避免超 压砂堵 。判明砂堵类型 ， 采取合理技术手段解堵 ， 避免采
术方法 ， 这是解堵成功的基础和前提 。
［ 参考文献］ ［ １ ］ 阎存章 ， 李鹭光， 王炳芳 ， 等． 北 美地 区页岩 气勘探 开 发新进展 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 石油工业出版社 ， ２ ０ ０ ９ ： ４ ６ —４ ７ ． ［ ２ ３ 张金川 ， 徐 波， 聂海宽 ， 等． 中国页岩 气资源勘探 潜力 ［ Ｊ ］ ． 天然气工业， ２ ０ ０ ８ ， ２ ８ （ ０ ６ ） ： １ ３ ６ —１ ６ ０ ［ ３ ］ 李 勇明， 李崇喜 ， 郭建春 ， 等． Ｍ 气藏压裂施工砂 堵原 因剖析Ｉ － Ｊ ］ ． 钻采工艺， ２ ０ ０ ８ ， ３ １ （ ０ ２ ） ： ５ ５ —６ ４ ． ［ ４ ］ 刘唯 贤，蒲仁 瑞，刘 军善 ， 等．压裂砂堵机 理研 究及 预 防技 术［ Ｊ ］ ． 内蒙古石油化工， ２ ０ ０ ７ （ ０ ９ ） ： ９ １ —９ ３ ． Ｉ － ５ ］ 郑宽兵 ， 陶良军， 冯彩琴 ， 等． 裂缝性储层压 裂砂堵的防 止措施［ Ｊ ］ ． 江汉石油学院学报 ， ２ ０ ０ ４ ， ２ ６ （ ０ ３ ） ： ｌ １ ５ 一ｌ １ ６ ．
３ ． ４ 稳定堵塞 一１ １ 井 超压停泵后立即启泵试挤 ， 压力急速爬升至 ９ ０ ＭＰ ａ
１ … ｒｉ
页岩气开采原理
页岩气开采原理
页岩气开采原理是通过水平钻井和水力压裂技术将水和添加剂注入页岩岩层，使岩层裂缝扩大并释放出内部储存的天然气。
具体步骤如下：
1. 水平钻井：首先，在地表选择合适的位置进行垂直钻井，当钻杆到达目标页岩层时，钻井工程师会改变钻头方向，将钻孔延伸成水平方向。
这样可以增加页岩岩层与钻孔的接触面积，提高天然气的开采效率。
2. 水力压裂：完成水平钻井后，高压水和添加剂（如砂岩颗粒）被泵送到井中，进入页岩岩层。
压力和添加剂的作用下，岩石发生裂缝和断裂，从而使天然气能够逸出。
水力压裂也可以同时增加岩石孔隙的连接性，便于天然气在岩层内流动和采集。
3. 采集天然气：一旦页岩层被水力压裂，天然气开始从岩石毛细孔隙中释放出来，并通过新形成的裂缝流向水平井筒。
然后，运用抽油泵等装置将天然气输送到地面设备进行储存和处理。
4. 环境保护：在整个开采过程中，需要严格控制水和添加剂的使用，以减少对地下水资源的污染。
此外，储存和处理阶段也要采取相应的措施，以确保环境不受污染。
以上就是页岩气开采的基本原理。
通过水平钻井和水力压裂技术，能够充分利用页岩岩层内部的天然气资源，提高天然气开采效率，促进能源产业的发展。
南川页岩气田压裂水平井井间干扰影响因素及对策研究
油气藏评价与开发PETROLEUM RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT2023年第13卷第3期南川页岩气田压裂水平井井间干扰影响因素及对策研究卢比,胡春锋,马军（中国石化重庆页岩气有限公司，重庆408400）摘要：随着页岩气开发不断深入，水平井实施压裂过程中邻井的干扰现象日益增多，对气田的产量、套管的安全、气井的管柱造成较大影响，有待明确压裂井间干扰的影响因素及降低干扰的治理对策。
采用井下压力监测的方式证实压裂井间干扰的矿场表现，通过生产动态跟踪分析及微地震监测结果基本明确井网井距、压裂改造强度、天然裂缝是影响压裂水平井井间干扰的主要因素。
对降低压裂干扰提出了压裂设计源头优化、采气井现场管理、生产运行调整3种治理对策，在现场应用中获得了较好的效果。
关键词：页岩气；矿场试验；井间干扰；治理对策中图分类号：TE371文献标识码：AInfluencing factors and countermeasures of inter-well interference of fracturinghorizontal wells in Nanchuan shale gas fieldLU Bi,HU Chunfeng,MA Jun（Sinopec Chongqing Shale Gas Co.,Ltd.,Chongqing408400,China）Abstract:With the continuous development of shale gas,the interference of adjacent wells is increasing during the fracturing of horizontal wells,which has a great impact on the production of gas fields,the safety of casings,and the string of gas wells.The influencing factors of the interference between fracturing wells and the countermeasures to reduce the interference need to be clarified.The field performance of fracturing interwell interference is confirmed by downhole pressure monitoring.Through production dynamic tracking analysis and microseismic monitoring results,it is basically clear that well spacing,fracturing transformation intensity,and natural fractures are the main factors affecting the interference between horizontal wells during fracturing.Three governance strategies have been proposed to reduce fracturing interference,including optimization of fracturing design source,on-site management of gas production wells,and production operation adjustment.These measures have achieved good improvement effects in on-site applications.Keywords:shale gas;field test;interwell interference;governance countermeasures南川页岩气田位于渝东南盆缘复杂构造带，生产目的层位为五峰组—龙马溪组页岩，地层压力系数小于1.3，属于常压页岩气。
水平井分段压裂产能跟踪与评价技术
水平井分段压裂产能跟踪与评价技术水平井分段压裂是一种常用的页岩气开发技术，通过将水平井井筒在垂直方向分段压裂，可以有效提高井段产能并延长井生产寿命。
在实际应用中，如何准确跟踪和评价水平井分段压裂的产能是非常重要的，下面将从产能跟踪和产能评价两个方面进行介绍。
首先是产能跟踪。
产能跟踪的目的是了解各个井段的实际产能情况，帮助确定优化工艺和调整生产策略。
常用的产能跟踪技术包括：1.压力监测技术：通过分析井底和井口的压力数据变化，可以了解井段产能的动态变化情况。
可以使用压力传感器、记录仪等设备进行实时监测。
2.流量监测技术：通过监测井口流量的变化，可以得到井段产能的大致范围。
可以使用流量计、流量传感器等设备进行监测。
3.温度监测技术：通过监测井底和井口的温度变化，可以推测井段产能的变化情况。
水平井段产能较大时，会伴随着温度升高的现象。
以上三种技术可以结合起来使用，通过实时监测和在线数据传输，可以准确跟踪水平井段的产能变化情况。
其次是产能评价。
产能评价的目的是对水平井分段压裂效果进行综合评价，判断井段的产能水平和潜力。
常用的产能评价技术包括：1.产能指标评价：通过对水平井实际产量、开采效率等指标进行分析，对井段产能进行定量评价。
常用的指标包括产量指标（日产量、累计产量等）、采收率指标（累计采收率等）、含水率指标等。
2.压裂效果评价：通过对压裂后的产能曲线（产量随时间的变化曲线）进行分析，评价压裂效果。
可以比较不同井段的产能曲线，判断压裂程度和产能差异。
3.模拟预测评价：可以使用数值模拟软件进行产能评价，输入井段参数和压裂参数，模拟井段的产能变化情况。
模拟结果可以辅助评价井段的产能水平和优化压裂参数。
综上所述，水平井分段压裂产能跟踪与评价技术需要结合压力监测、流量监测、温度监测等实时监测技术，辅以产能指标评价、压裂效果评价和模拟预测评价等多种分析手段，以准确了解井段产能变化情况，并判断产能水平和潜力，从而优化生产策略和提高开发效益。
页岩气水力压裂地面工程关键技术
页岩气水力压裂地面工程关键技术随着化石能源价格上涨和油气开发技术的不断进步，页岩气已成为非常规油气资源领域中的重要组成部分。
目前美国和加拿大是页岩气规模开发的两个主要国家，1821年，第一口页岩气井钻于美国东部，至今已经有180多年历史。
进入21世纪以来，以美国为代表的西万国家在页岩气开发领域走在世界前列，其成熟的水平井与水力压裂技术得以将页岩气商业化。
美国页岩气资源量超过28万亿立方米，2010年美国页岩气产量达到1380亿立万米，超过我国天然气产量。
页岩气藏在美国的成功开发依赖于水平井与水力压裂技术的应用。
页岩气藏因其储层物性差、孔隙度和渗透率极低，需要应用水力压裂技术才能经济开采。
2003年，随着水平井成为页岩气开发的主要完钻井万式，水力压裂开始成为页岩气水平井主要增产措施。
水力压裂是利用含有减阻剂、黏土稳定剂和必要的表面活性剂的水作为压裂液，这项技术可以在不减产的前提下节约30%的开发成本，在低渗透油气藏储层改造中取得很好的效果。
页岩气开发的地面工程围绕着水力压裂和气体储运而开展，其中水力压裂注入系统及压裂液的应用决定了页岩气开发的经济效益，是一项非常重要的开发环节。
水是页岩气开发压裂液中的必要组成部分，压裂过程中需要消耗大量的水量，随着人类对环保的日益重视，将返出液处理净化后可以进行循环利用已成为一种共识。
这方面避免了污染排放，另一方提高了页岩气的开发效益目前返出液的净化和利用已成为页岩气经济开发的一项关键技术。
一、页岩气水力压裂地面工程关键技术与装备由于页岩气藏岩性特别致密，对作业井的压裂特征参数不清楚，试验潜在风险高、难度大，加上页岩气藏压裂作业井规模大、排量高，需要动用的设备也多，在工艺设计、地面配套等方面需要进行针对性的分析。
与常规油气的水力压裂相比，页岩气藏压裂作业属于高排量(>10m³min)、超大规模(>2000m³)，因此对于注入设备选型提出很高要求。
深层页岩气压裂技术难点及解决方案
施工压力89-93MPa 排量：11.5m3/min
第5段（4480-4430m)施工压力92-93Mpa，排量 6.5m3/min，累计注入支撑剂5.45吨，停泵压力73Mpa
第6段（4430-4350m) 施工压力89-93Mpa，排量
2.1 井深、天然裂缝发育解决方案
现场在相同施工排量下，低粘、高粘降阻性能一致
深层页岩气压裂技术难点及解决方案
提纲
CONTENTS
一 深层页岩气压裂技术难点 二 压裂技术解决方案及现场实践
一、深层页岩气压裂技术难点
埋深3500-4500米的页岩气资源量丰富 有望在2~3年内实现有效动用
A井 （垂深3925米）
3500米以深资源勘探开发潜力巨大
B井 （垂深4083米）
3500~4000米： • 面积及资源：0.7万平方千米，3万亿方
2、需
提纲
CONTENTS
一 深层页岩气压裂技术难点 二 压裂技术解决方案及现场实践
二、压裂技术解决方案及现场实践
井深、天然 裂缝发育
应力差大
自交联高减阻携砂+增大裂缝复杂+保持裂缝导流+智能产气监测 提质增效、绿色一体化解决方案
自交联高减阻、携砂一体化液体、降低施工地面压力、增大施工排量 提升缝内净压力、增大裂缝的复杂程度，每簇均匀进液，实现高产、稳产
（超15000段）） ➢ 获得国内目前页岩气最高产量：137.9万方/天 ➢ 老井重复压裂单井累计增油最高，超过100万吨 ➢ 适用范围最广（在致密油、致密气、页岩气井中
均可应用） ➢ 种类最齐全（粒径可调，粉末型：20-100目；颗
粒型：1-8mm；球型：6-22mm） ➢ 承压最高（40-70MPa） ➢ 降解率最高（大于99 ） ➢ 暂堵时间可控（最长暂堵时间：30天）
石油工程技术 水平井压裂工具：趾端滑套
水平井压裂工具：趾端滑套页岩气水平井分段压裂施工前，通常采用连续油管射孔建立第一段压裂通道。
目前页岩气储层平均埋深超过3500m，井深超过5500m。
连续油管一般作业长度小于等于5500m，且在井眼轨迹复杂、井斜角及狗腿度大、水平段末端呈“上翘型”等情况下易发生卡钻、自锁等问题。
趾端压裂滑套作为第一级压裂滑套，随套管一起入井至预定位置，并完成固井作业，压裂时只需通过井口打压的方式即可打开滑套，形成第一段压裂通道，可代替连续油管射孔作业，提高作业效率，降低作业风险和成本。
1趾端滑套适用环境及技术要求1.1适用环境：趾端滑套主要用于深层长水平段页岩气井第一段压裂施工环境：①地层温度介于0-150℃；②压力介于0.1-140MPa；③固井环境；1.2技术要求：趾端滑套主要实现在高温、高压、固井环境中建立第一段压裂通道的功能，需满足以下3个方面的要求：①高温、高压下的密封性；②精确开启；③固井及大排量压裂施工的要求。
2趾端滑套的结构趾端滑套主要由上接头、下接头、“O”形密封圈、定位销钉、内滑套和破裂盘等零件组成。
上、下接头通过螺纹连接，采用密封圈密封。
内滑套装在上、下接头内部腔室中，与上接头通过定位销钉固定，破裂盘装在内滑套上。
3趾端滑套工作原理趾端滑套作为第一级压裂滑套，与套管一起下入、固井；压裂施工前，从井口向套管内打压，任一破裂盘被击穿后，定位销钉被剪断，内滑套上行，滑套打开，建立起第一段压裂通道。
4技术优势及相关技术参数4.1技术优势趾端压裂滑套只需通过井口打压的方式即可打开，形成第一段压裂或泵送通道，与常规连续油管带射孔枪建立第一段压裂通道相比，趾端压裂滑套具有以下4个优势：4.1.1通过套管内部打压的方式开启滑套，建立第一段压裂通道，其开启压力由套管内绝对压力决定；4.1.2无需射孔，不受井深、水平段长度、连续油管工作长度等因素的影响；4.1.3特别适用于深层长水平段页岩气井的固井环境。
压裂喷砂孔采用可溶性材料封堵，避免固井时水泥进入滑套内；内滑套采用上行开启的方式，防止固井作业导致滑套意外开启；滑套内表面采用特殊涂层处理，避免水泥固结，影响正常开启；破裂盘传压孔采用高温固体黄油封堵，避免固井水泥进入。
页岩气开采原理
页岩气开采原理
页岩气是一种非常重要的天然气资源，它存在于页岩岩石中，
开采页岩气的原理是通过水力压裂和水平钻井技术来释放岩石中的
天然气。
在进行页岩气开采时，需要了解一些基本的原理和技术，
下面将详细介绍页岩气开采的原理。
首先，页岩气开采的原理是利用水力压裂技术。
水力压裂是指
在井下注入高压水和一定比例的添加剂，通过高压水的作用使岩石
发生裂变，从而释放出岩石中的天然气。
这项技术可以有效地提高
页岩气的开采效率，使得原本无法开采的天然气资源得以充分利用。
其次，页岩气开采还需要运用水平钻井技术。
水平钻井是指在
垂直深井的基础上，通过一定的技术手段将钻井方向转为水平方向，使得钻井能够在页岩层内进行水力压裂作业。
这项技术的应用可以
使得页岩气的开采更加高效，同时减少地表对环境的影响。
此外，页岩气开采还需要考虑地层条件和岩石性质。
不同的地
层条件和岩石性质会对页岩气的开采产生影响，因此需要进行详细
的地质勘探和岩石分析，以便确定最佳的开采方案和工艺流程。
最后，页岩气开采的原理还包括对天然气的收集和处理。
在水力压裂和水平钻井技术的作用下，释放出的天然气需要通过管道输送至地面设施进行收集和处理，以便最终投入市场使用。
综上所述，页岩气开采的原理主要包括水力压裂技术、水平钻井技术、地层条件和岩石性质的分析，以及天然气的收集和处理。
这些原理和技术的应用可以有效地提高页岩气的开采效率，为人们提供更多的清洁能源资源。
随着技术的不断进步和完善，相信页岩气开采将会在未来发挥更加重要的作用。
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供液泵及供液低压汇管
供液泵：800m3/h/台 供液汇管：满足日常10-16m³ /min
施工排量，最大能达到 20m³ /min
（一）、压裂装备配套
200方加砂装置 1套/2具 施工能力：3m3/min/具
（二）、页岩气压裂技术进展
中原油田井下是国内最早进入非常规页岩气压裂市场施 工的专业化施工队伍，并开展了多项非常规页岩气压裂技 术研究。
平均铺砂浓度 (kg/m2)
5.68
支撑裂缝总高(m) 最大裂缝宽度 (cm) 平均裂缝宽度 (cm)
18-20 1.22-2.22 0.64-0.82
水平井模型建立
（二）、页岩气压裂技术进展
广泛应用在非常规页岩气水平井小型压裂测试分析，求 取地层压力、渗透率等，修正压裂施工参数.
SIVol
C
Q
E
HS360混砂车
技术参数：
生产厂商：石油四机厂 最大起升重量：12吨
（一）、压裂装备配套
CSGT-480 压裂液混配车
配液流量：3.0-7.0 m3/min 配液浓度：0.2%-0.8%（粉水重量 比） 配比精度：±2% 撬装缓冲罐容积：20m3，缓冲罐用 于延长压裂液的水合时间,增加粘 度。
（一）、压裂装备配套
9.5-10
施工泵压 MPa
40-49
2011.4.30 2340-2370
1246 0.9（粉）+32
10
48-60
2011.5.21 4194-4220
配套实验室
K100多功能界面张力仪
管道泡沫流变仪
（二）、页岩气压裂技术进展
通过试验8种国 内降阻剂，与哈
1
2
3
4
5
清破6
哈7
8
号号号号号水胶号里号号
降降降降降
水降巴降降
阻阻阻阻阻
阻顿阻阻
水水水水水
水
水水
里巴顿公司降阻
混砂车
泵车
剂对比降阻效果，
筛选出6#、8#
连续油管车
国内替代产品，
做好了页岩气水
平井国内降阻剂
Eff (Efficiency From
dP* and Ps) Tc
dP* (MPa) Ps (MPa)
G Plot 0.45
0.77
20.3 0.54 3.20
G dP/dG
0.47
22.6 3.46
Sqrt Type Calcu-
dt Curve lations
0.44
0.46
0.75 0.46
Meyer2010
Meyer2010新增独特DFN模型 （不连续裂缝网格模型）
该模型能够有效解决页岩和煤岩水 力压裂裂缝模拟与分析的难题。适 用于裂缝性、缝洞性地层水力压裂 裂缝模拟。
缝网压裂设计与分析模块 （页岩气、煤层气）
（二）、页岩气压裂技术进展
RS-300高温流变仪
RPF-124地层伤害评价系统
桥塞泵送示意图
桥塞封隔及射孔示意图
二、现场应用及业绩
桥塞+射孔联作工艺技术特点
该技术特别适合大排量、大液量特点的页岩气压裂； 桥塞与射孔联作，带压作业，施工快捷，井筒隔离可靠性高。 桥塞由复合材料制成，密度小，钻磨后桥塞碎屑可随气液流排出井外。 采用套管固井完井，井眼失稳段对桥塞座封可靠性无影响。 分层压裂段数不受限制，理论上可实现无限级分段压裂。 与裸眼封隔器相比，管柱下入风险相对较小。 施工砂堵后，压裂段上部保持通径，可直接进行连续油管冲砂作业。
二、现场应用及业绩
自方深1井开始，2010-2011年中原井下独立施工页岩气直 井（油）3口,配合南阳油田施工2口。
施工井号
方深1井 黄页1井 南堡280 安深1井 泌页HF1
井
施工日期 2010.5.7
射孔井段 （m）
1736-1767
总液量 （m3）
2121.6
压裂砂 （m3）
270t
施工排量 （m3/min）
1.980
2.640
0.00 3.300 0.0
1
2
3
4
濮1-FP1 mainfrac1
q (M3/m)
净压力拟合分析
1000 10.00
Prop Conc (kg/m3) Net Pressure (MPa)
Observed Net (MPa) Slurry Rate (m3/min)
10.00 25.00
80% 90%
100%
（一）、压裂装备配套
2500型压裂车数量选配表
（一）、压裂装备配套
生产厂商：江汉四机厂 额定排量：16m³ /min 最大输砂能力：10000Kg /min 干粉添加系统2个： 添加排量 1-150L/min 液体添加系统4个： 添加排量 1-725 L/min 混合罐容积：1.4 m³
2500型主压车技术参数： 生产厂商：四机厂
额定输出功率：2500HP 最高工作压力：140MPa（3.75″柱塞）
（一）、压裂装备配套
2500 "CLASSIC"泵工作周期曲线
100% 90% 80% 压力 45%
5%工作时间区 25%工作时间区
功率100%
大泵有效使用区
0 0
功率45% 排量
10%工作时间区
1台
液氮泵车
M300-150H 液氮泵车 HR840K 液氮泵车
2台 2台
CO2压裂机组
IC-331 CO2增压泵车 ZY900气控车
2台 1台
（一）、压裂装备配套
2000型压裂机组
H-2000型仪表车技术参数：
遥控泵车台数：10台 数据采集系统一个 压裂设计系统一个 液压驱动发电机一台 便携式数据采集系统一套 混砂车遥控系统两套
1800型 1800 12 75 2 105 2 2 2
1400型 1400 6 75 1 105 1 1 1
2000型 2000 16 100 2 105 2 2 2
2500型
2500 24 100 4
105 140
4 1
33
合计
58
9
10 8 8
混配车
CSGT-480 压裂液混配车 1台
撬装缓冲罐
H-2000型主压车技术参数：
额定输出功率：2024HP 最高工作压力：103MPa 最高工作压力下排量：0.48m³/min 最大排量：2.48m³/min 最大排量下压力：36MPa
（一）、压裂装备配套
HQ-2000型混砂车技术参数：
额定排量：15.9 m³ /min 额定排出压力：0.55MPa 最大输砂能力10000Kg /min
0.00000
40
Extension Pressure = 27.31 (MPa) Extension Rate = 1.55 (M3/m) Possible, Approximate Closure Pressure = 18.60 (MPa)
35
p (MPa)
30
测试压裂分 析结果
Effc (Efficiency From Closure Time)
800 8.00
8.00 20.00
600 6.00
净压力拟合
6.00 15.00
400 4.00
4.00 10.00
200 2.00
2.00 5.00
0 0.00
60.0
76.0
92.0
108.0
时间 (min)
124.0
140.0
0.00 0.00
2012-01-31
（二）、页岩气压裂技术进展
（二）、页岩气压裂技术进展
引进针对非常规页岩气新压裂软件2套
Stimplan 6.10
在水平井压裂方面，StimPlan能将地质 建模、多裂缝岩石力学和流体力学都完整考 虑在内的水平井压裂设计、分析和优化软件。
水平井裂缝形态模拟--现场应用P1-FP1井
支撑裂缝半长(m)
120-145
携砂液效率
0.45-0.50
Implied Slurry Efficiency (%) (d/dG) 地面压力 [Tbg] (MPa) Meas'd Btmh (MPa)
井底闭合应力: 36.01 MPa 闭合应力梯度: 0.0148 MPa/m 地面闭合应力: 11.99 MPa 闭合时间: 30.0 min 泵注时间: 17.8 min 隐含的携砂液效率: 49.9 % 净压力估算值: 3.47 MPa
产品储备。
（二）、页岩气压裂技术进展
完成总公司先导项目研究： 高温压裂液现场快速混配技术
改变传统的压裂液配液模式，连续混 配车广泛应用于页岩气大型压裂施工中， 实现即配、即供、即注工作，配液量已超 过150000m3，单井最大超过20000m3。
第二部分
现场应用及业绩
二、现场应用及业绩
泵送易钻桥塞+射孔联作分段压裂技术
泵送易钻桥塞+射孔联作分段压裂技术在国外页岩气藏及致密气藏开 发中得到广泛应用。国际上大的石油工程服务公司都有专用的服务名称， 如哈里伯顿公司称为“Fas DrillTM”，贝克休斯公司称为“QUIK DrillTM”，威 德福公司称为“FracGuard™”，斯伦贝谢公司称为“COPPERHEAD*”。