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連續油管鉆塞作業過程(什么是不壓井作業)
Instagram刷粉絲, Ins買粉絲自助下單平台, Ins買贊網站可微信支付寶付款2024-06-05 14:33:36【】8人已围观
简介連續油管鉆井(修井),泥漿從哪兒返回的?喇叭口?分流器?喇叭口用在鉆機上是有概念上的錯誤的,不過大家都這么叫也沒問題,一般稱為泥漿傘泥漿傘主要用于陸地鉆機,而分流器主要用于海洋鉆機連續油管操作手是否需
連續油管鉆井(修井),泥漿從哪兒返回的?喇叭口?分流器?
喇叭口用在鉆機上是有概念上的錯誤的,不過大家都這么叫也沒問題,一般稱為泥漿傘
泥漿傘主要用于陸地鉆機,而分流器主要用于海洋鉆機
連續油管操作手是否需要司鉆證
需要
連續油管操作手屬于特種作業之一,若操作不當有一定的危險性,所以從事這一工作必須培訓考核合格后持證上崗,因此連續油管操作手須提供司鉆證
司鉆適用領域是石油、鉆井、工人、管理
鉆機打三千米用什么鉆桿!
有一篇文章你可以看看,希望對你有幫助 近年來國內外開發和研制的小井眼鉆井裝備及配套工具,包括小井眼鉆機;小井眼井下鉆具,如各種小井眼鉆頭、鉆井液馬達、小井眼用高強度特殊鉆桿、減小鉆柱振動和疲勞破壞的井下工具、射流沖擊器、小井眼打撈和震擊工具、小井眼鉆具報警系統;小井眼連續取心裝置;小井眼井控設備;小井眼固井工具等。對發展國內的小井眼鉆井技術提出了建議。
20 世紀90年代以來,小井眼鉆井技術作為一種經濟型鉆井技術取得了長足的進步。這種鉆井工藝技術的發展帶動了小井眼鉆井裝備及配套工具的技術進步,而裝備及配套工具的技術進步又推動了工藝技術的進一步發展。目前小井眼鉆井裝備及配套工具的最新進展主要表現在以下幾方面。
小井眼鉆機
小井眼鉆進方式有旋轉鉆進、井下馬達鉆進、連續取心鉆進等,與其配套的小井眼鉆機類型有小型常規石油鉆機、采礦式連續取心鉆機、修井機、連續油管作業機和專用小井眼鉆機。瑞典、美國、德國、加拿大、比利時、意大利、澳大利亞和羅馬尼亞等國家均開發與應用了新型小井眼石油鉆機,但總的來說,專用的小井眼鉆機為數不多,改進的小井眼鉆機仍占多數。
目前具有代表性的國外公司小井眼鉆機主要有:低成本的美制kenting 小井眼鉆機;瑞典石油勘探公司的裝有小型防噴器的 小井眼液壓鉆機,可鉆井徑50.8-76.2mm,井深217-2666 的小井眼井;法國的foraslim 小井眼鉆機是目前世界最先進的小井眼專用鉆機,占地面積為常規井場的,既可用于鉆121.66mm 和96mm 小井眼,也可用于連續取心鉆井,自動化程度高,鉆深達3500M,比用常規鉆機節約費用25%-47%;意大利SOLIMEC公司推出的G—100、G—100HD、G—150、G—200 和G—250 型系列小井眼鉆機,是目前世界上唯一的小井眼鉆機系列;AMOCO 公司和NABOR 公司共同研究開發的SH11 型小井眼石油鉆機,配有數控系統和專家井控系統,全液壓驅動,鉆井液凈化系統為清潔器和離心機;歐共體規劃項目研究開發的小井眼石油鉆機,采用頂驅系統,SH111、 SH66高強度鉆桿,同時還配備了取心裝置、錄井和測井裝置、井涌監測儀和報警系統;英國鉆井設備公司研制的小井眼鉆機,采用液力驅動,鉆深能力達3000M,新式鉆桿排放系統和先進檢測儀器,既可鉆井又可取心。
小井眼井下鉆具組合
1.小井眼鉆頭
(1)牙輪鉆頭目前國外采用改進的碳化鎢合金鑲齒(TCI)牙輪鉆頭,如美國Baker 公司研制出的能適應轉速為200r/m 98.4m 牙輪鉆頭,具有較厚的錐形外殼和直徑較小的輪軸,鉆頭長度由常規的146mm 減小到121mm,增強了側鉆能力,壽命提高了30-40%。從目前發展情況看,單牙輪鉆頭將會成為一種適用于各種地層中鉆小井眼的低成本高效率鉆井工具,加拿大使用單牙輪鉆頭鉆研磨性硬砂巖,一只單牙輪鉆頭進尺相當于2 只三牙輪鉆頭的總進尺。
(2)金剛石鉆頭以dbs 公司、克里斯坦森公司等為代表,專門研制了抗偏轉的小尺寸pdc鉆頭、熱穩定聚晶金剛石鉆頭(tsp)和天然金剛石鉆頭。這種鉆頭能適應高轉速,可用于連續取心和鉆進。新型pdc聚晶金剛石鉆頭tsd金剛石鉆頭,在深層、中硬地層鉆井及擴眼效果很好,在降低扭矩、鉆頭冷卻方面比普通的pdc 和tsd鉆頭效果好。穹形設計的金剛石鉆頭,在耐磨結構上更緊湊,更適用于鉆較硬巖石。amo買粉絲 公司還開發出了避免小型聚晶金剛石過早損壞的抗渦旋轉鉆頭,在穿透能力方面取得了突破性進展。小型聚晶金剛石鉆頭將成為小井眼技術的一個發展方向。
(3)混合型pdc/tsp鉆頭美國maurer 工程公司為美國能源部研制了一種混合型pdc/tsp 高效鉆頭,PDC切削齒置于齒前排上,以高速度鉆軟地層;而TSP切削齒置于PDC切削齒的后排,用于鉆易損壞PDC 切削齒的硬夾層。該鉆頭在特定的大功率馬達帶動下能有效破巖。
(4)小井眼連續取心鉆頭在連續取心作業中,1000-3000M 的井,59%使用金剛石取心鉆頭,硬質合金鉆頭應用于小井眼取心還在繼續研究。目前國外已研制了能提高取心質量的雙體鉆頭,通過使用繩索打撈器改變鉆頭塞而改變鉆頭功能,使鉆頭進行鉆進或取心。
目前國內已研制了152.4MM 牙輪鉆頭、PDC鉆頭、雙心- 偏心BDC 鉆頭、無活動件鉆頭及單牙輪鉆頭,但牙輪鉆頭壽命與國外同類產品相比有差距。
2.鉆井液馬達
目前國外已經有高、中、低3種轉速和多種直徑的小井眼鉆井液馬達,其抗高溫性能已超過200攝氏度。美國Maurer 工程公司為美國能源部研制85.73mm大功率小井眼鉆井液馬達,配合pdc/tsp 高效鉆頭,能使鉆速提高2倍,降低鉆井成本50-60%。
美國Anadrill 公司和英國shell 研究開發機構開發了一套儀表化的井下導向馬達,以提高地質導向的效果。該馬達固定和可調彎外殼系統組合可使鉆具具有多種造斜功能,造斜率最大可超過15度、30.5M。國內也研制成功多種尺寸小井眼鉆井液馬達。
3.鉆桿
為適應小井眼鉆井,使整個鉆井過程中鉆柱尺寸最小,國外已開發出高強度特殊鉆桿。標準新鉆桿有:外徑88.9MM,接頭101.6-127MM的小井眼高扭矩鉆桿和專為85.73MM英寸井眼設計的外徑為65MM的鉆桿。
4.減小鉆柱振動和疲勞破壞的井下工具
為了減小鉆柱振動和疲勞破壞,國內外主要采用的配套工具有:抗偏轉的PDC 鉆頭、減小扭轉振動的柔性轉盤或頂驅、鉆井液馬達和液力加壓器、耐疲勞新型鉆桿接頭。圖1 為配套使用的井下液力加壓器,該工具可增加鉆頭壽命,在許多地層鉆進都比轉盤鉆進快3-5 倍,鉆井成本可降低50-70%。現在已出現了串聯的液力加壓器,目前最多到三級,其作用原理與單級相同,只是加壓器上需作用更大的鉆壓。
5.射流沖擊器
在小井眼鉆井過程中,配套使用射流沖擊器,利用沖擊H回轉聯合鉆進既可以提高鉆井速度,又可以防止井斜,從而達到提高鉆井質量,降低鉆井成本的目的。
6. 小井眼打撈和震擊工具
目前國內外根據需要研制出多種適合小井眼的打撈筒和震擊器,如用于打撈83.2MM 和89.6MM鉆具的104MM 打撈筒、高壓小井眼用各種尺寸井下循環接頭- 液力倒扣接頭、液壓及裂縫圓盤接頭以及安全接頭。耐高壓用的小井眼震擊器有單作用和雙作用兩種。國內牡丹江、高峰等石油機械廠生產小井眼用打撈、震擊工具,但材料還不過關。
7.小井眼鉆具報警系統
國外目前已研制成功一種用于小井眼連續油管鉆井的鉆具報警系統,這套系統能夠檢測到連續油管的受損情況,避免造成嚴重的井下事故。該系統通過一個井筒內傳感器將連續油管受損情況傳輸到地面控制室,從儀表控制盤上給操作者提供一種看得著、聽得見的井下鉆具信息。
小井眼連續取心裝置
小井眼連續取心技術源于礦業連續取心技術,實質上就是繩索式取心。一般來說,小井眼連續取心裝置包括取心鉆機、取心鉆桿、取心鉆頭、巖心筒和其它所需工具。現在已經能在104.8MM 或更小的井眼中取心,并采用鉆柱抗振技術來提高巖心收獲率。Amo買粉絲公司采用薄壁鉆桿和電纜可回收巖心筒連續取心鉆井系統取心。該系統采用頂部驅動旋轉外平鉆桿,連續取心長度可達12.19m,開發井中平均取心收獲率達98.3%。圖2 為Amo買粉絲 公司小井眼取心井下鉆具組合。國內常規小井眼取心工具的研制主要以四川油田為主,如川6-3 等。煤炭部已完成了繩索式取心工具的研制。
小井眼井控設備
為保證小井眼鉆井的安全,國外已改進和完善了小井眼井控防噴裝置和除氣器,研制出先進的以探測進出井鉆井液流量和以聲波反射原理為基礎的地層溢流檢測系統。國外的井控設備有:全封、半封閘板防噴器和鉆柱內防噴工具、動平衡壓井所需除氣裝置和管匯,并儲備有性能良好的重鉆井液。
公司開發的小井眼井控專家系統,可利用計算機進行現場連續監測:smedving 公司研制Gaskick系統;INTEQ公司研制動態模擬器及溢流檢測軟件;shell 公司的井涌早期檢測系統能測出0.16立方米的侵入量。
勝利油田1999年試驗了隨鉆氣侵檢測儀,該儀器采用便攜式計算機進行數據處理與分析,以鉆井泵產生的壓力波作為檢測儀的聲源。目前,隨鉆氣侵檢測儀已在"- 口小井眼鉆井中推廣應用,均取得了良好效果,該儀器的研究成功對完善我國小井眼和復雜地層鉆井井控技術具有重要意義。
小井眼固井工具
國外研制成功一種新設備,可與50.8MM連續油管配合用于小井眼固井作業。由J型槽和位于連續油管端部的65MM密封組成的一個特殊裝置可與位于88.9MM套管柱端部的密封井眼插座自動連接或脫扣。這種工具可回收、容易調整和重復使用。在固井中發生事故時可被剪斷使連續油管起出井眼。該工具提供了常規注水泥方法不能實施場合下的一種經濟的注水泥方法。
發展建議
(1)在小井眼技術中,完善的設備及配套工具是技術發展的關鍵,目前對小井眼繩索連續取心的專用鉆柱、使用油基鉆井液時的井涌監測控制裝置、鉆桿的雙肩連接等方面還應加強研究。
(2)與國外相比,國內小井眼設備及工具還不完善,限制了小井眼技術的發展,目前已開發研制的小井眼工具多應用于152.4MM井眼,規格型號單一。
(3)小井眼技術因其成本低必然成為石油工業主要技術,建議國內各油田應根據小井眼技術低成本的特點,制定裝備和配套工具的發展規劃,加快小井眼裝備及配套工具的發展與應用。
(4)從目前國內小井眼技術應用來看,還存在著后期作業工具與小井眼鉆井工具不配套的情況,建議加強小井眼鉆采一體化配套工具的研制。
(5)從降低鉆井作業成本、提高鉆速的角度考慮,建議加快小井眼鉆機的改進與研制及高轉速小井眼鉆頭的研究。
誰能簡單說一下中國石化涪陵氣田的勘探開發狀況?
涪陵頁巖氣田的誕生,是我國頁巖氣勘探開發史上具有里程碑意義的重大事件,標志著我國頁巖氣勘探開發實現重大突破
2014年7月8日至10日,中國石化集團提交的涪陵頁巖氣田焦石壩區塊焦頁1-焦頁3井區五峰組-龍馬溪組一段的探明地質儲量報告,通過了國土資源部礦產資源儲量評審中心石油天然氣專業辦公室的評審。這是我國誕生的第一個優質大型頁巖氣田,是我國頁巖氣勘探開發歷史上一次具有里程碑意義的重大事件,標志著我國頁巖氣勘探開發實現重大突破,提前進入大規模商業性開發階段。同時,也為中石化在該地區2015年建成50億立方米產能,2017年建成國內首個100億立方米產能頁巖氣田,提供了資源保證。
涪陵頁巖氣田主體位于重慶市涪陵區焦石壩鎮,屬山地-丘陵地貌。這次評審通過的探明儲量區為涪陵頁巖氣田焦石壩區塊的一部分,探明含氣面積106.45平方公里,提交探明地質儲量1067.5億立方米、探明技術可采儲量266.88億立方米、探明經濟可采儲量134.74億立方米。隨著該氣田勘探開發的深入推進,還將陸續提交頁巖氣儲量。
涪陵頁巖氣相關研究報告
2014-2018年版光伏太陽能項目商業計劃書
2014年9月
2014-2018年中國鉻鉬釩合金管行業市場供需調查分析及發展趨勢預
2014-2018年中國鍍鋅導線管行業市場供需調查分析及發展趨勢預測
2014-2018年中國常用有色金屬行業市場供需調查分析及發展趨勢預
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涪陵頁巖氣田是典型的優質海相頁巖氣田。氣田儲層為海相深水陸棚優質泥頁巖,厚度大、豐度高、分布穩定、埋深適中,中間無夾層,與常規氣藏明顯不同,具有典型的頁巖氣特征,與北美典型海相頁巖各項指標相當。
涪陵頁巖氣田具有“兩高”、“兩好”的特征。一是地層壓力高,天然氣組分好。儲氣層平均埋深2645米,地層壓力系數為1.55,氣體甲烷含量高達98%,二氧化碳含量低,不含硫化氫,屬于中深層、超高壓、優質頁巖氣田。二是氣井產量高、試采效果好。試采單井產量高,穩產時間長。截止2014年6月30日,29口試采井合計日產氣320萬立方米,累計產氣6.11億立方米。其中,第一口探井焦頁1HF井按日產6萬立方米定產,已穩產一年半,累計產氣3769萬立方米。
涪陵頁巖氣田的誕生和規模化開發,給我國頁巖氣勘探開發帶來了新的春風,起到了明顯的示范效應。進一步表明我國頁巖氣資源富集條件和頁巖含氣量與北美相比,我國的頁巖氣資源潛力和儲量毫不遜色。我國已初步掌握了頁巖氣勘探開發技術,諸如頁巖氣綜合評價技術、水平井鉆井技術、分段壓裂試氣工藝等技術都已經走在了世界前列,甚至達到國際領先水平。只要我們尊重地質工作規律和經濟規律,真正投入力量、務實工作,我國頁巖氣勘探開發一定會相繼取得重大突破和發展,由頁巖氣領跑的我國非常規能源資源大開發時代就在眼前。
涪陵頁巖氣田誕生的成功經驗在于:決策部署到位,注重理論創新,攻關了核心技術
涪陵頁巖氣田作為我國第一個提交頁巖氣探明儲量并通過國家評審、率先形成產能的大規模氣田,走出了一條中國人自主勘探開發頁巖氣的新路子,為我國頁巖氣勘探開發積累了寶貴的經驗。
決策部署到位。中國石化涉足頁巖氣始于2008年,首先從頁巖氣基礎研究開始。2009年,中國石化集團成立了專門的非常規勘探處,統一組織實施上游頁巖油氣勘探,并與埃克森美孚、康菲等國際實力雄厚的公司開展頁巖氣勘探合作。集團主要領導高度重視并積極推動頁巖氣勘探開發,2011年6月明確提出:中國石化頁巖氣勘探開發要走在中國前列,要用非常規的思維實現非常規油氣的快速發展,并明確了非常規領域會戰的部署和目標。在頁巖油氣勘探開發和研究方面,中石化敢于投入,5年來已投入數十億元人民幣,其所屬的上游企業在山東、河南、湖北、四川、貴州、重慶等地完成了40余口頁巖油、頁巖氣井,取得了良好的勘探和研究成果。其中,以焦頁1HF井獲得商業頁巖氣為標志,取得了中國頁巖氣開發歷史性突破。
注重理論創新。2009年7月,國土資源部在重慶啟動了中國首個頁巖氣資源項目—“中國重點地區頁巖氣資源潛力及有利區帶優選”項目,吹響了中國頁巖氣資源勘探開發的號角。中石化在勘探南方分公司成立了頁巖氣勘探項目部,正式啟動四川盆地頁巖氣勘探。2010年,國土資源部設立“川渝黔鄂頁巖氣資源戰略調查先導試驗區”,在以海相地層為主的上揚子川地區,包括四川、重慶、貴州和湖北省(市)的部分地區,面積約20萬平方公里,進行先導性試驗,中石化承擔了其中的“川東南、渝東、鄂西地區頁巖氣資源戰略調查與選區”項目。2011年,國土資源部組織開展“全國頁巖氣資源潛力調查評價與有利區優選”項目,中石化勘探南方分公司聯合成都理工大學、浙江大學、四川省煤田地質研究院等單位共同承擔了其中之一的“上揚子及滇黔桂地區頁巖氣資源調查評價與選區”項目。中石化在所承擔的國家項目中,認真組織實施,主動配套經費,抽調精兵強將,加強研究,歷時數年明確了四川盆地及周緣頁巖氣主控因素,建立了海相頁巖氣高產富集理論認識。
通過學習借鑒國外頁巖氣勘探開發的成功理念和經驗,深入研究國內外頁巖氣井資料,開展扎實的野外調查、分析化驗以及老井復查工作,開展頁巖氣測井模型建立及解釋、地震資料綜合解釋、頁巖氣富集研究,逐漸摸清了泥頁巖發育和展布規律。以頁巖厚度、有機質豐度、熱演化程度、埋藏深度和硅質礦物含量為主要評價參數,優選出南方海相和四川盆地為頁巖氣勘探有利區。通過一系列研究和鉆探評價認為:川東南地區志留系龍馬溪組富有機質頁巖分布面積廣、厚度大、有機質豐度高、含氣性好,具有良好的頁巖氣形成條件。自此,四川盆地頁巖氣勘探開始向川東南地區志留系龍馬溪組聚焦,深化涪陵焦石壩頁巖氣藏地質研究,進一步明確頁巖氣藏特征和頁巖氣開發的重點層系作為重點,從找規律入手,優化頁巖氣微觀評價預測,積極開展涪陵頁巖氣構造特征、層系沉積特征、地化特征研究,在此基礎上,2011年9月,在焦石壩部署了焦頁1HF井,并獲成功。總之,頁巖氣理論的突破、氣藏認識的深化,為抓好開發試驗,實現頁巖氣商業性開發奠定了理論基礎。
攻關核心技術。涪陵焦石壩地區地表地質條件復雜,溶洞多、暗河多、裂縫多,淺層氣多、地層出水,易發生井漏、井噴,針對涪陵焦石壩地區勘探程度低的情況,開展了包括水平井優快鉆井技術、長水平井段壓裂試氣工程工藝技術以及“井工廠”鉆井和交叉壓裂的高速高效施工模式的協同攻關,形成了水平井簇射孔、可鉆式橋塞分段、電纜泵送橋塞、連續油管鉆塞等配套工藝技術。
根據龍馬溪組有機質類型好、孔隙發育、含氣性好、可壓性強的特點,改變了以往壓裂的思路和做法,以樹狀裂縫為出發點,不斷探索適合焦石壩地質特點的壓裂工藝,壓裂排量逐次增大,液量根據井眼規模該大就大,砂比根據地質需要合理增減,形成了“主縫加縫網”的壓裂工藝理念和三段式壓裂液體系、三組合支撐劑體系,有力提升了壓裂質量。其中,焦頁12-4HF井成功完成了2130米水平段、26段超大型壓裂,創造了國內頁巖氣水平井井段最長、分段數最多、單井液量最大、單井加砂量最大等新施工紀錄。同時,研制并成功應用了抗180攝氏度高溫低摩阻強攜砂油基鉆井液,實現了同一平臺兩井交叉鉆完井作業,具備了“一臺六井式”井工廠標準化設計能力,編制了13項頁巖氣工程技術標準,為頁巖氣經濟、有效開發提供了有力技術保障。
加強國產壓裂裝備和完井工具的研發制造,頁巖氣商業開發的裝備和工具研發取得重大進展。2013年3月,自主研制的3000型壓裂車,代表了壓裂裝備技術世界先進水平,已在涪陵焦石壩地區批量投入使用。設備各項指標達到設計要求,滿足了“連續施工、大負載、長時間”的頁巖氣壓裂需求,技術水平、安全可靠性和自動化水平大幅提升,為深層頁巖氣開發提供了壓裂裝備保障。其中,高壓系統檢測設備、氣密封檢測設備的研發生產,有效保障了施工生產。自主研發的安全泵送易鉆電纜橋塞也已取得成功,并在現場試驗中實現了橋塞簇射孔聯作工藝,與國外水平相當,具備了工業化應用條件。該項技術徹底打破了國外專業化公司在非常規油氣開發領域的技術壟斷,有效降低頁巖氣等非常規油氣開發的成本,也為開拓非常規油氣市場打造了尖端武器。
在頁巖氣勘探開發中還注重優化管理模式、最大限度保護環境
優化管理模式。在涪陵頁巖氣田開發實踐中,中石化注重探索建立適合我國頁巖氣勘探開發的管理模式。由集團公司油田事業部高效協調,采取會戰管理體制和機制,實行重大問題集中決策、統一協調、統一指揮,通過有效組織管理,使自身的各方面優勢得以充分發揮。在勘探研究方面,由勘探南方分公司、江漢油田、華東油氣分公司、西南油氣分公司等單位抽精兵強將組成聯合攻關團隊承擔科研任務,分工明確,責任清晰,成果共享,難題共克,形成了對該區頁巖氣理論的新認識和開發試驗的技術思路,確保了涪陵焦石壩地區勘探開發井成功率100%。在鉆井施工方面,江漢石油工程公司、中原石油工程公司等隊伍共同開展技術攻關,借鑒國內外成熟經驗,摸索鉆井新工藝、新流程,在鉆進施工中取得了包括防漏失、防井塌等一系列技術突破。在地面工程建設方面,各單位共同研究地面工程建設方案,落實施工進度,嚴格按照設計方案的質量要求進行建設,實現了各項工程施工高起點、高水平推進。在試采工程建設方面,江漢油田與江漢石油工程公司、石油工程機械公司、中原石油工程公司、石油工程技術研究院及相關院校緊密配合,加快工作節奏,用最短的時間完成了土地征用、工農關系協調、試采方案編制、技術準備等工作,采取邊建設邊試采方式,實現從測試到投產的無縫銜接。
涪陵頁巖氣田建設注重引入競爭機制,采取市場化運作模式,將資質高、業績優、信譽好的隊伍引入工區,促進了提速提效,確保開發質量和效益。對申請進入工區頁巖氣施工的300多家國內外施工單位,通過建立公開、公正、規范的市場運行體系,嚴格按照“優勝劣汰”原則,對施工隊伍整體素質進行審查,采取公開招投標、合同審核等多種措施,為240多家合格施工單位發放市場準入。
強化安全環保。中石化在頁巖氣開發過程中,堅持資源開發與生態保護并重的原則,最大限度保護環境。一是水資源合理利用。針對頁巖氣開發壓裂用水量較大的特點,利用當地工業園現有供水設施從烏江提水保障壓裂施工,避免影響當地生活、生產;鉆井液、壓裂液等做到循環利用減少耗水量。二是最大限度降低污染。在井場建立油基鉆井液回收中轉站,實現了油基鉆井液的完全回收、重復利用和無害化處理,有效保護環境;鉆井巖屑、污水集中回收處理,工業“三廢”零排放。三是最大限度減少環境影響。及時完成對環境敏感目標的影響評價,并注重對生態的保護和修復;增加導管下深,封隔淺層地下水;嚴格區分永久占地與臨時占地,施工完成后臨時占地全部恢復原貌。
為了保證安全生產、保證環境和生態不受破壞,勘探南方分公司在勘探初期就提出了“勘探發現是第一要務、安全環保是第一責任”等安全環保工作理念,并將這些理念體現在施工設計、承包商管理、監督檢查、風險管理、應急建設、責任追究和教育培訓等工作措施中,實現安全勘探和綠色勘探。編制了涉及安全、環保、職業健康管理,以及鉆井、試氣作業等多方面內容專業技術標準。針對焦石壩地區地下溶洞眾多,暗流縱橫,地下水系發達且埋藏淺,是當地居民的主要飲用水源的情況,在頁巖氣勘探開發中,將水資源的利用和保護作為環保工作的重點。為了避免頁巖氣勘探開發過程中產生的廢水污染地下水,在確定井位前,由專門的水文勘測隊對地下100米內暗河、溶洞的分布情況進行精確勘測,然后按照既能滿足地質條件又能避開暗河、溶洞的要求確定井位。鉆進到地下水層時,一律用清水鉆進;鉆過地下水層后,用套管將水層嚴密封固。壓裂返排液則通過技術處理達標后,被重新配制成壓裂液,用于下口井施工,實現循環利用。不斷總結環保經驗,全過程控制各類污染源。各施工單位對鉆井、試氣廢物排放實行總量控制,采取污水重復利用和節水減排措施,有效減少了污水產生。工區所有井場按照最嚴格環保標準建設污水池、清污分流溝、截水溝等設施,經過防滲承壓實驗后方投入使用。
壓裂技術
未來壓裂技術發展方向將主要體現在以下3個方面:一是現有壓裂技術不斷發展與融合,如連續油管壓裂、小井眼壓裂、井下混配壓裂等技術不斷發展與完善,同時要發展針對不同巖石特性的壓裂液體系及配套技術;二是壓裂裝備將向大功率化、模塊化、小型化、便攜化等方向發展,不僅能夠減少設備使用數量,從而大幅減少土地占用量,也便于在復雜地表條件下進行壓裂施工;三是隨著儲層改造理念的創新發展,高效、低成本、環境友好的壓裂技術將是未來重要的發展方向,如近期已開始試驗使用的體積改造、高速通道壓裂等技術。
(1)體積改造技術
體積改造技術(Stimulated Reservoir Volume,SRV),是M.J.Mayerhofer等于2006年在研究Bamett頁巖微地震與壓裂裂縫變化時首次提出的,通過壓裂的方式,對儲層實施改造,在形成一條或者多條主裂縫的同時,通過分段多簇射孔,高排量、大液量、低黏液體以及轉向材料與技術等的應用,實現對天然裂縫、巖石層理的溝通,以及在主裂縫的側向強制形成次生裂縫,并在次生裂縫上繼續分支形成二級次生裂縫,以此類推。讓主裂縫與多級次生裂縫交織形成裂縫網絡系統,將可以進行滲流的有效儲集體“打碎”,使裂縫壁面與儲層基質的接觸面積最大,使得油氣從任意方向的基質向裂縫滲流距離最短,極大地提高了儲層整體滲透率,實現對儲層在長、寬、高三維方向的全面改造(圖10.3)(吳奇等,2011)。
圖10.3 體積改造的復雜網絡裂縫示意圖
體積改造效果取決于3個前提條件:①富含脆性礦物的儲層,是實現體積改造的物質基礎。富含石英或者碳酸鹽巖等脆性礦物的儲層,有利于產生復雜縫網,黏土礦物含量高的塑性地層不易形成復雜縫網;②發育良好的天然裂縫和層理,是實現體積改造的前提,天然裂縫存在與否,裂縫發育的方位、產狀、數量以及是否含有充填物,直接影響到體積改造裂縫網絡的形成;③“分段多簇”射孔技術是實現體積改造的技術關鍵。常規水平井分段壓裂進行段間距優化時,采用單段射孔,單段壓裂模式,避免縫間干擾;體積改造優化段間距時,采用“分段多簇”射孔,多段一起壓裂模式利用縫間干擾促使裂縫轉向,產生更為復雜的裂縫網絡系統。體積改造技術不僅能夠大幅度提高單井產量,還能降低儲層有效動用下限,最大限度提高儲層動用率和采收率,是實現泥頁巖氣、致密巖油氣經濟開發的重要技術。
(2)高速通道壓裂技術
高速通道壓裂技術(HiWAY Channel Fracturing)是通過對現有壓裂工藝的革新,脈沖式注入支撐劑(圖10.4),通過纖維改變支撐劑段塞的流變性,延緩支撐劑的分散和沉降,建立起以支撐劑墩柱支撐的非連續鋪置的大通道,流體不在流經支撐劑充填層,而是流經由支撐柱形成的通道,消除了支撐劑充填層中存在的多相流、支撐劑破碎、高分子濾餅、凝膠及其他因素影響,大大提升了油氣導流能力。該技術主要是通過提高支撐劑的韌性和圓度、降低支撐劑的破碎和凝膠滯留、改善破膠劑來產生裂縫通道,革新了常規水力壓裂技術,是一場壓裂設計理念的革命。目前已作業試驗近3000口井,對比增產20%左右。
圖10.4 HiWAY壓裂與常規壓裂比較
“工廠化”作業模式主要是基于井間接替策略,采用叢式水平井鉆井、同步壓裂或者交叉壓裂的作業方式,為實現泥頁巖氣等非常規油氣資源經濟開發提供了高效運行模式。使用叢式井鉆井技術在一個平臺鉆多口水平井,是實現“工廠化”作業的前提。一個占地4~5英畝的平臺,可以鉆6口水平井,大約能夠代替24口直井(圖10.5),這相當于用1個井場、1個壓裂液水池和l條公路代替24個井場、24個水池和24條公路,大大減少了土地占用和環境影響,降低了鉆井與壓裂過程中的污染風險,也大幅降低了鉆探成本。目前,美國賓夕法尼亞州Marcellus頁巖氣開發已開始廣泛利用多井平臺鉆探生產井,2011年使用多井平臺鉆探的頁巖氣井比例達83%,而2008年只有18%。
圖10.5 平臺式鉆井軌跡示意圖
平臺式鉆井+同步壓裂或交叉壓裂的“工廠化”作業模式,大幅減少了土地占用量、設備動遷次數和作業時間,在含油氣層多口井控制范圍內,整體產生更為復雜的裂縫網絡體系,大幅度增加油氣藏改造體積,提高了初始產量和最終采收率;同時減少了地面管線與集輸設備,降低了生產作業成本,增大了非常規油氣資源經濟有效開發的可能性。
中國非常規油氣資源賦存環境比較復雜,資源富集地區的地表條件往往以山地、黃土塬、沙漠等為主,不僅實施大規模壓裂施工的地面條件受限,作業施工難度大,而且環境比較脆弱,這決定了中國非常規油氣的規模開發,更需要采用平臺式鉆井+同步壓裂或交叉壓裂的“工廠化”作業模式。
面對中國油氣供需缺口不斷加大的嚴峻形勢,中國應充分發揮后發優勢,通過加強國際合作與交流,在引進、消化、吸收的基礎上,不斷創新發展出適合中國地質與地面條件、環境友好、低成本的勘探開發技術體系,推動中國非常規油氣資源加快開發利用,為國民經濟發展提供重要保障。
什么是不壓井作業
在油田生產中,幾乎所有的油層在從勘探到開發及后期的維護過程中都會受到不同程度的損害。在中國現有的油氣層保護技術中,還沒有一種技術完全實現真正意義上的油氣層保護,但不壓井作業技術的引進,為實現真正意義上的油氣層保護提供了可能。 8=!r nJCav
不壓井作業技術有許多優點,對油氣井而言它的最大優點在于它可以保護和維持地層的原始產能,減少酸化,壓裂等增產措施的次數,為油氣田的長期開發和穩定生產提供良好的基礎。對水井而言,由于作業前它不需要停注放壓,可以大大縮短施工周期,同時可以免去常規作業所需壓井液及其地面設備的投入,省去了排壓井液的費用,無污染,保護了環境。所以說不壓井作業一方面可以為油公司省去用于壓井作業的壓井液及其處理費用;另一方面,由于油氣層得到了很好的保護,油氣層的產能會得到相應的提高,從而可以最大限度的利用我們地下的油氣資源。 :~qtvs;{
目前我國大部分陸上油田已進入中、后期開發階段,油氣井壓力逐年降低,注采矛盾日益突出,為了最大限度的提高其采收率,各種新工藝、新技術在不同的油田得到了廣泛的應用。而油氣層保護技術更是引起了股份公司、各油田分公司領導及油田專家們的高度重視,近幾年來也一直把它作為石油股份公司的重點項目在進行研究和推廣。隨著各油田專家對不壓井作業技術認識程度的不斷提高,國內各個油田無論是對鉆井過程、修井過程中的油氣層保護還是從施工安全、保護環境上考慮,無論是陸上油田還是灘海、淺海油田,對不壓井作業均有很大的需求,其需求主要體現在以下幾個方面。 + 3~Gc<OO
1、氣井應盡可能采用不壓井作業技術。隨著我國西氣東輸工程的啟動,天然氣資源在人們生活中的地位顯得越來越重要,開發和利用好天然氣資源成了從事該項事業的石油工作者義不容辭的責任。在天然氣氣田的開發和生產過程中,對于那些物性好、壓力系數較低的氣井,不管是在鉆井過程中還是生產過一段時間以后,鉆井、修井過程中的壓井極易發生井漏,壓井液大量侵入地層,會使粘土礦物發生膨脹和運移,從而堵塞地層造成傷害,且氣井壓井作業過程中易發生井噴。而不壓井作業可以實現避免任何壓井液進入地層,可以真正解決氣層保護問題。 S]#=ES'^/
2、一些低滲透油田適合于采用不壓井作業。目前我國低滲透油田的平均采收率約為21.3%,比中高滲透油田(42.8%)低21個百分點。這是由于低滲透油田的自身特點決定的,低滲透儲層一般具有孔喉直徑較小且連通性差,膠結物的含量較高、結構復雜、原生水飽和度高、非勻質嚴重等特點,極易發生粘土水化膨脹、分散、運移及水鎖等,在鉆井和開采過程中,容易受到污染和損害,而且一旦受到損害,恢復十分困難。對于這種低滲透油田,目前國外的許多油公司都是從揭開產層開始就實行全過程的欠平衡鉆井、對后期的完井和修井全過程進行不壓井作業,這樣就可最大限度地保護油層,提高采收率。 z[$9B#P
3、古潛山構造的井,宜應用不壓井作業技術。由于古潛山的地質構造較為復雜,進行常規勘探時,由于使用了密度較高的壓井液,后期進行測井時,由于不是在原始地層狀態下進行的,很可能會出現解釋錯誤,甚至錯過了油氣層,若利用不壓井技術進行全過程欠平衡鉆井,則會最大限度地保持地層的原始狀況,從而大大降低測井解釋的失誤率,在后續的完井和試油過程中繼續使用不壓井技術,則可有效的保護油氣層。 uj+.L6S
4、注水井的作業施工上,不壓井作業有著特殊的優勢。國內油田某些區塊的注水井,由于滲透率低,注水一段時間后,井口注入壓力上升很快,比如大港油田有些注水井的注水壓力達到30Mpa以上。如果進行常規作業,必須放壓,有些井的放壓不僅需要很長時間、延長施工周期,而且放壓時還會影響到周邊井甚至整個區塊,放完后還要面臨處理污水、解決污染等問題。而不壓井作業技術,就不需要放壓,關井停注后可以直接進行帶壓作業。一方面大大地節約了時間,保護了環境,另一方面避免了對受益油井正常生產的影響。如果不壓井作業技術能大范圍應用到那些放壓難度大、滲透率較低的注水井上,將會對提高注水區塊的采收率起到很重要的作用。 q^T&A[hMPx
5、孔隙-裂縫型或顯裂縫型儲層適合于采用不壓井作業。這類儲層,鉆井、修井過程中壓井液漏失嚴重,污染地層。且在鉆井、修井作業過程中易發生大漏和大噴現象,易發生安全事故、造成地層破壞和環境污染,而采用不壓井技術就會大大減少這類事情的發生。 5Fl
另外,在灘海和海上油氣田,由于對環境保護和安全措施的要求會更高,一方面由于安全方面需要,在鉆井過程中對井口的防噴措施要求會比陸上更為嚴格,而另一方面由于海上環境的特殊性,對環境保護的要求也更為苛刻,這就給鉆井和修井作業過程中所用壓井液的處理帶來了很大的難度,同時成本也大幅度增加。而不壓井作業就可以大大緩解這一矛盾,不壓井作業設備一套完善的防噴系統可以使鉆井和修井作業的安全系數大大提高,同時在修井過程中可以完全避免使用任何可能對地層造成傷害的壓井液,所以說海上油氣田對不壓井作業的需求就更為迫切。 |n-a\
可以看出不壓井作業技術有其獨特的優勢,而且該技術在國外是作為一項成熟的技術應用了近40年,它在國內也應該作為一項保護油氣層和環保的新技術大力加以推廣。 o+6^|RP
托普威爾石油技術服務公司正是為了適應當前油公司的需要,致力于不壓井作業技術的推廣、應用和研究于一體的技術服務公司,從加拿大引進了第一套承壓35Mpa的不壓井作業設備,并與美國最大的不壓井技術服務公司CUDD公司合作,共同推動中國不壓井事業的發展。CUDD公司的不壓井作業技術已相當成熟,處理過各類油氣井。托普威爾石油技術服務公司引進了CUDD公司先進的不壓井作業技術和先進的井控工具,并計劃近期派出多名技術人員赴美學習不壓井作業技術。通過和CUDD公司的合作,利用CUDD目前的經驗和技術,來彌補國內不壓井作業技術領域某些方面的空白和不足。目前CUDD公司作業范圍可涉及:(1)、欠平衡鉆井(2)、帶壓起下油管、套管、或襯管(3)、井噴時將壓井封隔器下入井內(4)、帶壓鉆水泥塞、橋塞、或砂堵(5)、酸化、洗井、打撈和磨銑(6)、擠水泥、打橋塞和報廢井作業(7)、連續油管作業服務(8)、過油管作業服務(9)、井控作業服務(10)、熱鉆,冷凍服務(11)、閥鉆服務等許多方面。所有這些方面CUDD公司將和托普威爾石油技術服務公司一起為國內各個油田服務,今年上半年托普威爾石油技術服務公司和CUDD公司通過合作已經大港油田成功實施不壓井作業三口井。 h\: tUEg#J
在井下作業技術方面,圍繞保護油氣層、提高作業成功率、減少油氣井占用時間、降低作業成本、確保安全和環保等方面進行了配套完善。在大慶油田和遼河油田開發了以帶壓作業和綠色修井為核心的防止污染、保護儲層生產能力的配套修井技術。特別是遼河油田在此基礎上,又開展了蒸汽驅帶壓作業的研究和試驗。連續油管技術在大慶、四川和吐哈等油田得到了推廣,分別在氣舉、洗井、壓井、沖砂解卡、除蠟解堵、鉆銑水泥塞和注氮氣排液等方面進行了應用。連續油管不壓井作業特性,在長井段水平井酸化、舉升和深層氣井作業等方面取得了良好的效果。壓裂方面,形成了針對復雜氣藏、低滲透油氣藏、稠油高凝油油藏和高含水油層的深層壓裂、水平井壓裂、CO2和N2泡沫壓裂、熱壓裂、頂端脫砂壓裂、限流壓裂、整體壓裂、重復壓裂以及酸壓的工藝和技術。
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