页岩气水平井分段大型压裂实践

7 压裂施工
压裂施工
• 涪页HF-1井进行了10段12次压裂 • 彭页HF-1井对泵注程序进行了调整，注入液量和砂量比设计均
有较大幅度的提高。 • 延页平1井比设计多压了1段。
压裂施工统计表
井号
施工日期
压裂井段 (m)
涪页 HF-1 彭页 HF-1 延页平 1
2012.2.18-3.13 2012.5.1-5.8 2012.5.29-6.3
Downhole Services of ZPEB
6 压裂准备
压裂井口
• 使用采气树和油管头作为压裂井口
井号 涪页HF-1 彭页HF-1 延页平1
各井压裂井口
额定压力（MPa） 105 105 105
材料级别 “EE” 级 “DD”级 “DD”级
主通径（mm） Ø180mm Ø150mm Ø130mm
配液加入
SP-Breaker
0.1
在线加入
Downhole Services of ZPEB
3 压裂液
延页平1井：国产化学剂
• 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。
添加剂名称
杀菌剂 粘土稳定剂 破乳剂 降阻剂 助排剂
带较大粒径及较高砂比的支撑剂。
Downhole Services of ZPEB
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。
1 工艺方案
射孔方案
采用簇式射孔，即在每 一级压裂井段中采用多 点射孔的方式。
井号 涪页 HF-1 彭页 HF-1 延页平 1
各井压裂段射孔参数
压裂段数 射孔簇数 簇长(m) 簇距(m)
枪型
孔密(孔/m)
10
2
1.2
17-46
89
20
12
3
0.76
11-50
89
19
6
4
0.5 11.5-26.5 SYD102
各井滑溜水配制统计
浓缩滑溜水(m3) 泵注比例(浓缩液：清水) 泵注时在线添加
1400 未浓缩
1:9
无
FR-66、Optikleen WF
2500
1:5
无
Downhole Services of ZPEB
6 压裂准备
压裂液：其它
• 涪页HF-1井的原胶和彭页HF-1井的线性胶预先配出1 ～2段的用量，随后根据需要进行配制补充。
滑溜水组成及配比
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
配液加入
Downhole Services of ZPEB
4 支撑剂
各井使用的支撑剂
井号
种类
涪页HF-1 陶粒 彭页HF-1 石英砂
延页平1 陶粒
前期 100目 100目 100目 100目
Downhole Services of ZPEB
2 泵送易钻桥塞分段压裂技术
泵送易钻桥塞
桥塞性能指标
井号
厂商
材质
耐压 耐温 最大外径 (MPa) (℃) (mm)
备注
ຫໍສະໝຸດ Baidu
涪页HF-1 贝克休斯 复合材料 68.9 149 104.8 实心和空心（投球式）2种
彭页HF-1 哈里伯顿 复合材料 68.9 104 111.0
阶段 中期 40/70目
40/70目
后期 30/50目 40/70目 40/70目 20/40目
备注 最后1段
Downhole Services of ZPEB
5 连续油管作业
涪页HF-1井、彭页HF-1井使用了1.75〞(外径 44.45mm)连续油管配合压裂作业及钻塞。
延页平1井使用了2〞(外径50.8mm)连续油管 配合压裂作业及钻塞。
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
添加剂名称 杀菌剂 抑菌剂 稠化剂 表面活性剂 破胶剂
线性胶组成及配比
产品代号 使用浓度/ ‰ 备注
BE-3S
0.018 配液加入
BE-6
0.018 配液加入
WG-11
3.4
配液加入
Losurf-300L
2.0
2500 型 压裂车
2000 型 1800 型 压裂车 压裂车
混砂车
仪表车
管汇车
配液车
离心泵
7
10
2
3
2
1
2
8
3
2
1
1
1
2
6
8
2
2
2
1
16
酸泵
2 2 2
Downhole Services of ZPEB
7 压裂施工
桥塞及射孔
桥塞及射孔作业统计
井号
作业 次数
涪页HF-1 11
泵送排量 (m3/min)
支撑剂
各井支撑剂准备统计
井号
数量 类型
100目 40/70目 30/50目 20/40目
备注
涪页HF-1 陶粒 125t 456t 220t
现场装砂，人工吊装加砂 (100目)+立式砂罐加砂
彭页HF-1 石英砂 300t 1415t
现场装砂，立式砂罐加砂
延页平1 陶粒 60m3 310m3
20m3 现场装砂，砂罐车加砂
空心（投球式）
延页平1 斯伦贝谢 铝质材料 68.9 177 111.5
空心（单流阀式）
Downhole Services of ZPEB
3 压裂液
• 根据岩石矿物含量及脆性，选择了复合压裂液。 • 滑溜水在前期使用作为前置液及小粒径、低砂比
支撑剂的携砂液。 • 交联凝胶、线性胶或清洁压裂液在后期使用以携
⑹第二段压裂 ⑺同样方式，完成其余段的
桥塞封隔、射孔、压裂。 ⑻采用连续油管钻除桥塞，
排液、生产。
射孔枪 桥塞
射孔枪 桥塞
电缆 桥塞坐封工具
桥塞泵送示意图
电缆 桥塞坐封工具
裂缝
桥塞封隔及射孔示意图
Downhole Services of ZPEB
2 泵送易钻桥塞分段压裂技术
技术特点
• 适合大排量注入（光套管）。 • 桥塞与射孔联作，带压作业，施工快捷，井筒隔离可靠。 • 桥塞易钻可排，留下全通径井筒。 • 套管固井完井，受井眼稳定性影响相对较小。 • 压裂段数不受限制。 • 工具风险相对较小，施工砂堵井筒易处理。
压裂主要设计参数
井号
层位
压裂井段 压裂
(m)
段数
压裂管柱
施工排量 总液量 (m3/min) (m3)
支撑剂量
施工砂比 (%)
涪页 HF-1 大安寨段 2433.25-3570 10 Ø139.7mm 套管 10 14375 每段 80.1t，全井 801t
2.55-15.92
彭页 HF-1 龙马溪组 2431.52-3446 12 Ø139.7mm 套管 8.5 12700 每段 59.19-88.98t，全井 837.16t 0.7-18.75
贝克休斯公司→ “QUIK DrillTM” 哈里伯顿公司→“Fas DrillTM” 威德福公司→“FracGuard™” 斯伦贝谢公司→“COPPERHEAD*”
Downhole Services of ZPEB
2 泵送易钻桥塞分段压裂技术
工艺过程
⑴井筒准备 ⑵第一段射孔 ⑶第一段压裂 ⑷下入桥塞+射孔联作管串 ⑸坐封桥塞，预定位置射孔
Downhole Services of ZPEB
6 压裂准备
压裂设备
• 涪页HF-1井动用了7台2500型、10台2000型压裂车等设备 • 彭页HF-1井动用了8台2500型、3台2000型压裂车等设备 • 延页平1井动用了6台2000型、8台1800型压裂车等设备。
压裂施工主要设备统计
井号
涪页 HF-1 彭页 HF-1 延页平 1
0.8-1.52
泵送压力 (MPa)
47.1-68.2
备注 前期出现桥塞未坐封、不能丢手，压力高无 法泵送桥塞，用连续油管补救射孔等问题。
彭页HF-1 11 延页平1 6
0.4-1.5 1.0-1.9
12.3-35.2
各段顺利
18.8-32.2
一次因井筒有沉砂桥塞无法泵送到位； 各段实射2簇。
Downhole Services of ZPEB
24
孔径(mm) 15 14
相位角(°) 60 60 60
Downhole Services of ZPEB
1 工艺方案
压裂方案
第1段小型压裂试验,每段先注酸预处理,再进行主压裂施工。 涪页HF-1:每段泵注程序一致,滑溜水→段塞加砂,冻胶→连续加砂。 彭页HF-1:各段泵注程序不同,滑溜水→段塞加砂,线性胶→连续加砂。 延页平1:各段泵注程序不同,全程均为段塞加砂。
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
Magnicide575
0.05
粘土稳定剂
CLAYTREAT 3C 2.0
长效粘土稳定剂 CLAYMASTER5C 2.0
降阻剂
FRW-16
0.5
助排剂
INFLO-250W
1.0
配液加入 配液加入 配液加入 配液加入 配液加入
Viking D凝胶液组成及配比
• 滑溜水降阻率可达70%左 右。FR-66降阻剂水合速 度只有10秒左右，特别 适合在线混配。
• 考虑到储层岩石的脆性 不足，选择了线性胶作 为高支撑剂浓度的携砂 液。
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
XLW-32
XLW-30稀释剂 白油
使用浓度‰ 备注
0.5
配液加入
2.0
配液加入
2.0
配液加入
3.0
配液加入
1.0
配液加入
1.0
配液加入
0.15
在线加入
1.0
在线加入
0.3
在线加入
0.75
在线加入
0.2
在线加入
1:1
配液加入
Downhole Services of ZPEB
3 压裂液
彭页HF-1井：哈里伯顿公司化学剂
605
压裂 段数
10 12 6
压裂工艺
隔离+射孔方式
压裂液
支撑剂
桥塞+射孔联作 滑溜水+冻胶
100 目+30/50 目陶粒
桥塞+射孔联作 滑溜水+线性胶
100 目+40/70 目石英砂
桥塞+射孔联作 滑溜水+清洁压裂液 100 目+40/70 目+20/40 目陶粒
Downhole Services of ZPEB
页岩气水平井 分段大型压裂实践
曾雨辰 中国石化中原石油勘探局井下特种作业处
2012年9月 中国·克拉玛依
目录
引言 1 工艺方案 2 泵送易钻桥塞分段压裂技术 3 压裂液 4 支撑剂 5 连续油管作业 6 压裂准备 7 压裂施工 8 压后钻塞 9 存在问题 10 认识与建议
引言
我国页岩气勘探开发还刚起步，采取了引进国外先 进技术的途径。作为国内最具实力的压裂施工队伍 之一，“中原井下”积极投身到中国页岩气革命的 浪潮当中，已完成了3口页岩气水平井分段大型压 裂施工。
Downhole Services of ZPEB
1 工艺方案
压裂工艺
• 泵送易钻桥塞分段压裂技术、光套管注入。 • 多家专业施工队伍协同施工。
页岩气水平井压裂工艺
井号
岩性
水平段长 (m)
涪页 HF-1 页岩、夹薄层灰岩
彭页 HF-1 页岩、粉砂质页岩
延页平 1
泥页岩
1136.75 1014.48
• 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
Downhole Services of ZPEB
6 压裂准备
2433.25-3570 2305.0-3390.0 1738.0-2323.0
压裂 施工排量 施工压力
级数 （m3/min） (MPa)
10 7.1-13.3 12 8.3-9.6 7 8.7-12.2
延页平 1 长 7
1738.0-2323.0 6 Ø139.7mm 套管 12 13202.8 每段 60-70m3，全井 390 m3
2-10
Downhole Services of ZPEB
2 泵送易钻桥塞分段压裂技术
泵送易钻桥塞分段压裂技术作为 一项新兴的水平井压裂技术近年 来在国外页岩气藏及致密气藏开 发中得到广泛应用。
Downhole Services of ZPEB
6 压裂准备
压裂液：滑溜水
• 涪页HF-1井和延页平1井现场配制浓缩液，施工时按比例 与清水混合注入井内。
• 彭页HF-1井在往储罐内打水时加入杀菌剂、防水锁剂， 施工中降阻剂、降阻剂破胶剂为混砂车在线加入。
井号 涪页 HF-1 彭页 HF-1 延页平 1
添加剂名称
产品代号
杀菌剂
X-CIDE 102
粘土稳定剂
CLAYTREAT 3C
长效粘土稳定剂 CLAYMASTER 5C
稠化剂
GW-27
助排剂
INFLO-250W
pH调节剂
BF-7L
胶囊破胶剂
Hiperm CRB
生物酶破胶剂 GBW-12(1:33)
氧化型破胶剂 GBW-5
延迟交联剂
XLW-30
快速交联剂