我国第一次采用工厂化压裂建设涪陵气田

第一篇：我国第一次采用工厂化压裂建设涪陵气田

我国第一次采用“井工厂”模式压裂工艺技术取得成功

建设重庆涪陵国家级页岩气示范区,日输气280万方创新高 2017年100亿方

涪陵百姓网讯（夏斐然）“坚决完成国内首次‘井工厂’模式压裂试气施工任务完成”标语在重庆涪陵焦页9号平台内的施工现场内，显得十分庄严，人们仿佛看到大庆精神“铁人王进喜”就在身边……今天（22日）上午，重庆涪陵区科协科普30名科技人员一行，正在听取中国石化江汉油田涪陵焦页分公司技术中心主任王振兴的现场介绍，中国第一次“井工厂”模式压裂试气施工工艺技术取得圆满成功，对加

快提高涪陵页岩气建设速度、降低成本、完成产能50万方页岩气创造了有利条件。

利用国内首台轮轨式钻机实现了流水化工程作业，使钻井周期从过去的100天缩短到70天左右，生产设备基本实现了国产化、但同美国页岩气技术还有一定的差距……

中国第一个百万级涪陵页岩气气田将于2017年,在重庆涪陵焦石片区100亿立方米（方）建成。到今天下午，焦页9号平台3号井正式输气，将达日产280万方，创涪陵历史最高产量，为重庆地区特别是涪陵白涛工业园区，提供了页岩气燃料和原料。最终到达日产1000万方产

量的中国第一个百万级涪陵页岩气气田。

涪陵页岩气2014年将达产能20亿方、2015年50亿方、2017年,100亿立方米（方）。

专家称，页岩气是一种天然气，比天然气干净环保，不需要脱硫，直接可用。一个年产能100亿立方米的页岩气田,相当于一个1000万吨级的大型油田。

据悉，涪陵页岩气田开发建设中第一次采用“井工厂” 模式压裂试气施工工艺技术，于4月14日成功运行。以往压裂施工都是单井作业，一套机组需要8到10天时间，随着涪陵页岩气田一期产建规划的实施，江汉油田涪陵页岩气分公司提出了“井工厂”模式压裂施工的设想，即采用单井施工时1.5倍的压力及配套设备，同时对两口井进行交替压裂，这种压裂模式可以在相同的时间内提高一倍工作效率，并减少过去设备搬迁往返产生的费用，实现降本增效。

涪陵科协科普一行还到了焦石楠木村4组，观看了今年4月9日，重庆市政府命名涪陵页岩气田中石化焦页1HF井为“页岩气开发功勋井”, 1HF功勋井（4口井），日前正在向无人化自动化采气场迈进…… 据悉1HF功勋井1号平台有4个井，2012年2月14日开钻，5月18日完钻，6月9日完井。1号平台1号井于2013年1月9日投入试车。目前日

产气6万方，累计产气3300万方。1号平台4号井于今年1月16日试采，1号平台基本建成。

涪陵页岩气田中石化焦页1HF井,是国内第一口实现规模化、商业化开发的页岩气井,是我国页岩气勘探开发、装备技术在引进消化吸收基础上再创新、实现自主知识产权的重大突破。中石化焦页1HF井具有产量高、质量好、气场稳定、开采技术高等特点,1HF井及整个焦石坝片区其他气井的成功开发,标志着我国页岩气提前进入商业化发展阶段,将在页岩气综合利用、配套建设以及科技研发、装备制造、高效环保生产等多个领域为国内页岩气商业开发利用提供重要借鉴、积累成功经验。

涪陵页岩气建设以创建国家级页岩气示范区为主线，按照高水平、高速度、高质量、高效益的要求，全力推进标准化设计、标准化采购、信息化管理、标准化施工“四化”建设，着力打造绿色工程，创新工程、高效工程、示范工程，实现绿色安全高效开发，建设重庆涪陵国家级页岩气示范区。

涪陵区科协还在焦石镇政府会议室，举办了“页岩气的开发与利用”的学术沙龙活动。涪陵区级学（协）会负责人、人大代表、四届区政协科协界委员、区科协领导、焦石镇领导及相关工作人员约50人参加讨论。

中国石化江汉油田涪陵焦页分公司技术中心主任王振兴在现场，讲解了什么是页岩气？页岩气就是一种包裹在岩石中，或是游离于岩层缝隙的特殊形态天然气。页岩气虽然名字中有个“气”，其实质就是天然气，但存在的形态则不完全是气态。页岩气多以吸附气和水溶气形式存在,这一特殊性，也一定程度上影响了它的开采。

王振兴说，目前页岩气井的单位产量能够达到传统天然气井的3.2倍，成本仅为天然气的2倍，单位开采成本则从2007年的每千立方米

73美 元，降到了如今不足30美元，不到同期天然气成本的六成。美国是世界上第一个开采页岩气的国家，于1821年建成了第一口商业性页岩气井……

为什么要采用“井工厂” 模式压裂试气施工技术呢？王振兴讲解说，一是采用“井工厂”丛式钻井，集约化用地，减少占地面积；二是便于集中开展浅层水文地质勘查；三是提高勘探开发效益。

背景资料：2009年中国石化，在重庆市南川、武陵、涪陵、丰都、长寿、垫江、忠县、梁平、万州9区县开展了页岩气勘探评价工作，探矿权勘查面积7307.8平方公里。2012年中国石化江汉油田涪陵页岩气分公司于11月28日进行了放喷测试，获日产20.3万方的工业气流，取得了页岩气勘探的突破，带动了焦石片区页岩气建设的发展。2013年9月，国家能源部批复：建立重庆涪陵国家级页岩气示范区（包括南川、武陵、涪陵、丰都、长寿、垫江、忠县、梁平、万州9区县），核心为涪陵焦石片区（焦石、罗云、白涛、江东）一期面积262.7平方公里，将部署63个平台、253口井，总投资约250亿元。日前涪陵气田开钻66口，完钻33口，完成试气投产23口。2015年达到50亿方的页岩气产能、2017年100亿方、2020年200亿方。

第二篇：苏里格气田工厂化压裂作业方法

【技术】苏里格气田工厂化压裂作业方法 文/何明舫 马旭 张燕明 来轩昂 肖元相 郝瑞芬，中石油长庆油田油气工艺研究院苏里格气田“工厂化”压裂作业背景

苏里格气田是中国目前发现并投入开发的规模最大的天然气田，主体位于鄂尔多斯市乌审旗境内，区域构造属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡。随着开发的深入，苏里格气田产量不断攀升，符合整体开发理念的大井组和丛式井组开发已成为气田开发的重要方向。通过对苏里格气田前期大井组压裂施工组织方式和作业周期数据的分析发现：井筒准备时间是制约气田提高施工效率的关键因素，工序耗时90 d 左右（以9 口井的井组例），占总压裂试气工序时间63%，具有较大的提速空间。

2013 年，针对苏里格气田压裂作业特点，结合苏里格地形地貌及水文特征，从缩短井组压裂作业的井筒准备时间入手，对该区域大井组和丛式井组压裂施工作业流程进行了全面的优化，建立了一种适合苏里格气田特点的大井组“工厂化”压裂试气作业方法，该方法由5 部分组成：①集中供水模式；②高效压裂工艺；③流水线作业模式；④高效作业设备；⑤返排液回收再利用。苏里格气田“工厂化”压裂作业模式

2.1 集中供水模式

苏里格气田地表多以沙漠、草地为主，地形平坦，区内交通便利，地下水资源丰富。前期压裂作业统计结果表明，该区域气井用液量大（水平单井用液量为3 500 m，直井单井用液量为800 m，若采用常规储液罐蓄水的供水模式，井场需预备3）

大量的储液罐，耗费了大量的井场准备和备罐时间，且每口井压裂作业前均需重新备水，影响压裂施工效率。为了确保压裂施工的连续性，最大限度地减少现场储液罐，结合苏里格气田沙漠、草地易于挖掘的地形，使用水源井直供+井场“人工湖”模式能完全满足井组压裂改造连续大量用液的需求，即：通过修建井场“人工湖”提前备水，配备少量井场缓冲罐，提高备水效率。

通过在 57 个井组开展“工厂化”压裂供水模式试验，平均单井组节约1 000～2 500 m容积的储液罐，同时缩短了压裂备水时间、减少了等停时间，实现了连续3

作业的目标。

2.2 高效压裂工艺

为了最大限度地提高施工效率，缩短压裂作业周期，实现快速连续作业，优选出一趟管柱压裂技术。同时，为了降低现场工艺复杂程度和作业难度，要求在井组内同种井型采用同一种高效的主体压裂改造技术[和同一种成熟的压裂液体系，确保“工厂化”作业批量施工。目前，苏里格气田已经形成了直井以机械封隔器压裂和套管滑套压裂、水平井以水力喷砂压裂和裸眼封隔器压裂为主体的压裂改

造工艺。通过对4 种主体压裂改造工艺作业效率、工具成熟度、现场应用局限性等方面的评价，优选出直井套管滑套压裂和水平井裸眼封隔器压裂2 种压裂改造工艺，平均单井压裂周期5～20 h。

2.3 流水线作业模式

2.3.1 标准化井场

为便于作业工序交替，根据压裂试气作业内容独立性原则将井场划分成4 个功能区：①液体供应区，在区内完成蓄水、配制压裂液等工作，并向压裂施工区供应压裂液；②压裂施工区，在区内摆放压裂设备和材料，将压裂液和支撑剂按设计要求输送至目的层；③排液流程区，主要完成压后的排液、测试工作，按放喷排液作业要求，预置排液管线和排液池；④液体回收区，回收再利用压裂返排液，将排液流程区内收集的压裂返排液处理成可再次使用的液体后输送至液体供应区。

2.3.2 作业模式

流水线作业模式就是通过优化生产组织模式，将井组内施工井的相同作业工序集中、连续作业，以加快工序施工速度、缩短压裂作业周期、降低作业成本。各工序间通过无缝衔接缩短周期，通过规模化的连续作业实现效益。单个井场的施工井数越多，流水线作业模式优势就越明显。

苏里格气田井组“工厂化”压裂作业采用“六个一趟过”的流水线作业模式：①通洗井、试压一趟过，采用连续油管对井组内施工井依次进行通洗井试压一次作业，减少了常规立井架工序；②射孔一趟过，优化井组射孔顺序，一次完成井组射孔；③配液作业一趟过，采用连续混配技术，配液与压裂施工同时进行，减少压裂等停时间；④管汇连接一趟过，合理摆放储液罐和连续混配车位置，压裂施工前一次性连接好所有井的高压管汇，每口井入口处安装旋塞阀，压裂时打开相应的旋塞阀进行施工；⑤压裂（酸化）施工一趟过，施工前一次性将所有井的陶粒和化工料组织到位，压裂施工采取开关旋塞阀的方式，不动压裂设备完成所有井的压裂工作；⑥排液、测试一趟过，在施工作业前期，一次性连接每口井的排液、测试管线，确保压后所有施工井均能正常排液、测试。

同时，施工工序之间根据顺序依次批量、同步作业，从而最大限度地提高设备利用率、减少井间工序等待时间。

压裂作业时，压裂机组不动迁，低压管汇一次连接，高压管汇将多口井并联，并通过高压旋塞控制每条管汇的泵注流程，减少设备和管线的移动和连接时间，同时结合连续混配技术，能大幅提高作业效率、缩短井组整体压裂作业周期，井组压裂作业效率平均提高50%以上，且施工井数越多，压裂作业效率提升越明显。

2.4 高效作业设备

为确保工厂化压裂施工连续性，提高压裂作业效率，现场作业配备了高效率的作业设备。具体做法为：①采用100 m储液罐，组合叠加立体布放套装式拉运，节3

约搬运次数，减少占地面积；②采用连续油管，减少在通洗井工序中的移井架作

业，提高了井筒准备效率；③采用2000 型以上压裂泵车和输出排量16m以上3/min的混砂车，实现大排量压裂作业；④采用满足10 m以上大排量注入的压裂井口，3/min

确保大排量施工安全；⑤采用50 m或100 m大型砂漏斗和倒砂器，满足大排量33

压裂连续加砂要求；⑥采用8.0m连续混配车和Φ101.6 mm（4 in）高低压管汇，3/min

满足大排量压裂作业供液要求。

2.5 返排液回收再利用

为了提高水资源利用率、减少污水排放，缓解环保压力，对压裂返排液实施回收再利用。

气井返排分不含天然气液体返排、混气液体返排和混液气体返排3 个阶段，考虑大井丛连续高效施工和返排液安全、高效回收的要求，回收前两个阶段的返排液，混液气体返排阶段在泥浆池点火后继续排液、测试。

根据压裂返排液水质特点及现场再利用要求，研发出压裂返排液处理装置，主要处理工艺为“混凝沉淀+污泥脱水+过滤杀菌”；对于黏度和酸碱性达不到要求的废水，可采用配套预处理工艺：预氧化+调节pH 值，处理后的液体可通过加入离子屏蔽剂达到压裂配液水质标准。

苏-11 井组压裂返排液处理前后水质检验表明：通过该工艺处理后的液体满足苏里格气田配液水质标准要求。

2.6 经济效益

前期常规的井场施工组织模式未考虑井间工序交叉，单井作业费用约为160 万元。使用“工厂化”压裂作业方法能通过节约现场冗余设备、减少压裂机组动迁、缩短压裂试气施工周期等方法减少压裂作业成本，预计平均单井作业费用节约21 万元左右（见图11）。实例应用

苏里格气田属于典型的致密气藏，储集层纵向多层系叠合特征明显，平面非均质性强，且主力层系盒8气层厚度稳定（6～15 m）、砂体连续性较好。区内以沙漠地形为主，地势平坦、交通便利，易于“集群化”布井，布井方式以直井/水平井混合井组为主。2013 年，苏里格气田开展了工厂化压裂先导试验11 个井组，井组压裂作业效率平均提高了50%以上。

苏里格气田苏-11 井组为典型的直井/水平井混合井组，该井组由直井和水平井各7 口组成，各井压裂采用统一的标准方案设计，并结合作业现场条件，采用标准化井场布局，简化了现场整体施工难度，为压裂模块化施工创造了条件。使用单井场水源井直供+井场“人工湖”的供水模式，现场准备5 000 m“人工湖”，3

节约了备水时间，实现了井组压裂连续作业，同时结合压裂液回收技术，提高了井组压裂的备水效率。压裂作业采用“六个一趟过”的流水线作业模式，创造了14 口井67 层/段，总入地液量31 100 m，压裂作业周期42 d（见图12）的新记3

录（因排液阶段不占用试气机组，该阶段时间未统计在内），井组单井平均施工周期3 d，压后各井均在24 h 内排通，取得了较为明显的提速效果（由于标准化

布局、安装连续油管、修建井场“人工湖”和沉砂池等作业内容增加了少量井场准备时间），节约成本约300 万元。结语

“工厂化”压裂作业是提高大井组和丛式井组施工效率的基础，苏里格气田采用“工厂化”压裂作业模式后平均井组作业效率提高50%以上。

集中供水模式和统一高效、成熟的压裂改造工艺和压裂液体系为压裂的快速连续作业提供了技术保障。各种工艺流水线作业是“工厂化”压裂作业模式的核心，是缩短井组整体压裂试气周期的关键手段。

液体回收再利用技术提高了水资源利用率，减少了污水排放，缓解了环保压力，是绿色“工厂化”压裂作业不可或缺的环节。