威远区块页岩气排采除砂工艺分析

页岩气藏目前主要采用水平井完井和桥塞分段大型水力加砂压裂的工艺进行开发,压裂砂堵泄压、压裂后排液和钻磨桥塞过程中均存在大量出砂工况,高压流体携带固相颗粒及砂粒,堵塞地面流程或井筒,造成设备管线冲蚀,严重影响排液的连续性和安全性。文章在系统分析页岩气井返排自身特点和存在的主要技术难点的基础上,优化页岩气井地面返排测试流程设计,研发配套了一系列地面返排除砂装备,并开展相关的工艺技术研究,最终形成一套以除砂器为中心的针对页岩气井的地面除砂技术与配套装备,运用该技术圆满的完成了多口页岩气井的地面除砂作业,效果显著。     

页岩气井地面除砂技术

页岩气井采用加砂压裂增产方式,放喷测试过程中砂粒随井筒排出液(气)排至地面会冲蚀地面流程设备的节流装置、弯头等,造成刺漏损毁设备和伤害操作人员等安全事故,影响地面测试安全作业。地面除砂技术采用双筒管柱式除砂器和旋流除砂器相结合的方式,有效除去井筒排出的砂粒,避免对地面流程设备造成冲蚀。     

长宁—威远构造页岩气井返排流程优化设计和返排特征分析

页岩气井返排流程是页岩气藏工厂化压裂作业必不可少的组成部分。为了满足页岩气丛式井拉链式压裂—排采一体化作业,在现场实践基础上,设计了可满足各井除砂、连续排液、多井同步计量等功能的模块化、标准化地面返排流程;同时对页岩气井压后返排特征进行了剖析,形成了适合长宁—威远区块大规模加砂压裂后"闷井、控制、加速、平稳"的连续排采制度。长宁—威远区块标准化地面返排流程及排采制度的成型可为我国其他页岩气藏的勘探开发提供借鉴。     

页岩气藏体积压裂后地面连续捕屑除砂排液工艺

页岩气藏体积压裂后地面返排时,井筒中流体含有大量的桥塞碎屑和支撑剂经地面返排测试流程返 出,会造成地面流程设备堵塞和冲蚀,从而给地面作业带来很大的安全风险。因此如何有效减少高压携砂流体对 设备的冲蚀和损坏是地面返排测试的关键。针对该问题进行分析研究,形成了一套具有连续捕屑和除砂功能的工 艺技术,基本满足了页岩气藏完井的地面返排测试要求。     

页岩气藏压裂返排液回收处理技术探讨

页岩气藏采用大规模、大液量加砂压裂改造后返排液的处理一直是业界备受关注的热点问题,涉及到页岩气藏开发成本与环境保护两个方面。文章就页岩气压裂返排液的回收处理技术展进行了探讨,针对钻磨桥塞以及返排期间,压裂返排液中往往含有大量压裂砂等固相颗粒,分离处理难度大等难题,优化了压裂返排液回收再利用系统,主要包括捕屑模块、除砂模块和精细化过滤模块,通过捕屑模块、除砂模块实现了返排流体的初步"清洁",进一步通过精细化过滤模块对返排液中极细固体杂质进行二次精细化连续过滤,过滤精度达到10 um级别,充分提高回收液的清洁度,使得处理后的液体可直接用作下一层或下一口井压裂基液,返排液回收利用率达到90%以上。该回收再利用系统是压裂返排液深度环保处理必不缺少的组成部分,通过进一步对蒸发技术、膜处理技术、电絮凝技术等各种环保处理技术适用性进行探讨,为国内压裂返排液环保处理技术的创新发展提供借鉴,有利于进一步解决页岩气藏开发过程中水资源瓶颈和环境保护问题。     

长宁-威远区块页岩气井地面测试流程优化影响因素分析

长宁-威远区块作为国家页岩气开发示范区,其勘探开发工作快速推进,预计到2020年天然气产量将达到100×10~8m~3/d。为了适应示范区高效、低成本的建设需要,各项钻完井技术不断优化完善。示范区页岩气地面测试技术作为钻完井技术组成之一,除了具备常规井地面测试作业功能外,还需满足试采、井口高压除砂、压裂砂堵应急处理和钻磨桥塞地面压力控制流程等多项作业。地面测试流程优化十分必要,但影响地面测试流程优化的因素也较多。文章作者从长宁-威远区页岩气气藏特征、地理环境、工厂化拉链式作业模式、作业功能需求等方面分析对地面测试试流程优化的影响,并提出了下一步地面测试流程优化的建议。     

长宁地区页岩气井出砂原因分析初探

目前长宁地区主体采用大通径桥塞分段压裂工具,压裂完成后不能实现井筒全通径。该地区页岩气井地层出砂较为普遍,除砂手段单一,只能通过连续油管井下冲砂来解除井筒堵塞,该项作业成本高,井下风险大。通过对页岩储层物性、页岩压裂模式、压裂液体系、返排制度适应性等分析表明：页岩气井地层出砂与储层岩石特征、大排量大液量滑溜水加砂压裂模式、压裂后返排制度有关,统计发现,页岩气井出砂量与该井胶液使用量存在一定的相关关系。提出了采用纤维防砂工艺、延长小直径油嘴排液时间、确保胶液在储层中彻底破胶等方式来防止和控制地层出砂,为后期页岩气井出砂防治、页岩气规模效益开发提供了技术支撑。     

滴西1701井连续油管冲砂的认识

滴西1701井在进行压裂施工时压裂砂堵，为清出油管内沉积压裂砂，保持井筒通畅，采用了连续油管配合除砂排液地面流程，清除了井筒积砂，冲砂成功，达到了施工效果。     

试油地面除砂器作业适应性分析

油气井试油测试或生产作业时,井筒排出含有固体颗粒的高速流体,如加砂压裂返排出的陶粒等,将对地面测试设备和生产管网带来严重的冲刷破坏,试油地面除砂器是消除此问题的关键设备。目前试油地面除砂器主要有管柱式除砂器和旋流式除砂器,两种除砂器结构和工作原理迥然不同。文章在对两种除砂器的工作原理分析的基础上,从砂子粒径、流体速度、流体流动性、流体气液比、除砂元件强度等方面分析两种除砂器除砂作业适应性,提出了两种除砂器作业适应的不同作业井况,推荐了页岩气井两种除砂器同时应用的除砂工艺流程。     

地层出砂井测试工艺优化

为减小地层出砂砂粒、钻屑、高冲蚀性固相杂质冲蚀测试工具,避免地层塌陷及工具卡堵等,分析了地层出砂的自然因素和人为因素,提出了地层出砂的力学机理,阐明了地层出砂对地面测试工作造成的设备损坏、套管损坏及测试数据不准确等不良影响。通过采取井下工具结合填砾滤砂及地面测试增加滤砂工艺等方式对常规测试工艺进行防砂滤砂优化,从而除去流体中携带的砂粒。通过A区块T#3探井测试,选用井下工具结合填砾滤砂在井下通道中进行第一道滤砂;地面流程中采用除砂器依靠离心力和重力作用进行第二道除砂,过滤后的流体通过滤网和除砂筒之间的环形空间进入下游测试流程,除砂后流体中砂比达到0.02%以下,保证了测试工作的连续性。该工艺能减少砂粒对套管和测试设备的损害,提高了测试施工成功率,在地层出砂井的测试施工中取得了较好效果。     

连续油管钻复合桥塞工艺研究

目前水平压裂完井是生产页岩气的主要方法,大部分井都是用下桥塞和射孔的方法来完成压裂作
业,当压裂作业后,用连续油管带马达去钻磨桥塞。国内页岩气开采单井下复合桥塞和钻桥塞数量在２０个左右,
对于施工作业方而言,提高钻塞作业效率是关键。通过对作业前准备和规划、钻磨设计、马达选择、液体的选择、钻
压、短起次数和速度、钻磨期间是否让井生产、地面返排设备、施工紧急情况及数据分析等情况的详细分析,结合国
内页岩气井的实际开发经验,不断改进创新,最终得到了一套适合国内页岩气开发过程中钻磨桥塞的推荐做法。     

地面计量流程中除砂器的应用

在地面计量流程中应用除砂器时,要根据油气井的钻井录井资料和井口取样分析来选择除砂罐内滤网的规格,并根据该井的实际情况选择更换滤网的时间.在更换滤网时,要按正确的操作步骤进行泄压,确定除砂罐内的压力泄尽后,才能打开除砂罐上端的顶盖,进行更换.     

105MPa捕屑器在龙王庙气藏开发井中的应用

四川遂宁市磨溪龙王庙组气藏是目前我国最大的单体海相整装气藏,该气藏具有高温、高压、高产、易漏、地质条件复杂等特点,试油测试作业过程中井筒流出流体往往含有岩屑、堵漏材料、暂堵球、射孔残渣等多种形状的固相物质。为有效防止地面测试流程油嘴被堵塞或节流阀被刺坏,保障作业过程中设备和管线的安全,保证作业的连续性,通过对地面流程进行优化,利用105 MPa捕屑器有效清除了高速流体中的固相物质,在龙王庙气藏的开发井中获得成功应用,彻底改变了以往捕屑器仅用于页岩气加砂压裂井钻塞作业中的使用局限。     

一种高抗冲蚀节流阀性能特点及现场应用

高抗冲蚀节流阀采用液压马达+蜗轮蜗杆方式传递动力并调节开度,由油嘴总成、动力总成和远控系统等组成,油嘴节流开度可以自由精确控制,可控性好,震动小,噪音低,具有较佳的CV流量特性曲线,耐冲蚀能力较普通节流阀提高数倍以上。高抗冲蚀节流阀目前广泛应用于页岩气等非常规气藏大规模加砂压裂后的连续排采作业中,安装于流程高压端直接节流降压,或安装于旋流除砂器排砂出口实现连续控压排砂,该节流阀集成了固定油嘴与常规节流阀的优点,具有更好的适应性和安全可靠性,有效降低了地面作业风险,是非常规气藏实现精确控压钻塞、连续排液、高效控压排砂的关键装备。     

高压双筒滤网式除砂器设计研究

在油气井生产过程中,随着油气资源不断从井底被开采出来,开采出来的原油含砂、含水量逐渐增加。油井除砂会对油气生产设备造成冲蚀、刺漏甚至是堵塞,使得生产设备的寿命受到较大的影响,造成严重的经济损失。在对国内外现有除砂技术研究的基础上,从经济性角度出发,展开了适用于国内油气除砂的高压双筒滤网式除砂器的设计研究。主要包括除砂器工艺流程设计与总体方案设计; 除砂器关键部件除砂筒的设计、有限元数值模拟以及除砂器工业试验。研究结果表明:所设计的高压双筒滤网式除砂器具有较高的可靠性和现场应用价值。     

页岩气平台测试流程优化研究与应用

针对页岩气大排量、大砂量压裂后,排采测试流程设备繁多、作业效率低、天然气计量误差大、流程易堵塞等问题,对现有测试流程的设备、计算方法、数据采集系统等进行改进,设计了新型转向功能模块流程和固相物捕捉系统,对比分析了四种天然气产量计算方法,并引入了数据采集系统。通过现场试验表明,该研究成果的应用减少了设备的使用,提高了天然气的计量精度,提高了作业效率,避免了事故的发生,可实现钻塞流程转换、单井测试切换等多项功能,效果显著。     

元坝气田HF-1陆相深层页岩气井分段压裂技术及效果

陆相深层页岩储层的改造难度比普通浅层页岩储层更大,其主要的改造措施是以水平井加上大型分段压裂为主。元页HF-1井便是四川盆地元坝气田的1口陆相超深页岩气水平探井,完钻斜深4 982m,垂深3 661.80m。为此,在分析陆相超深页岩储层改造技术难点和试验研究的基础上,优选出一套适用于本井储层改造的技术方案:采用自主研发的复合压裂液和压裂工艺技术,进行大排量、高砂比、大砂量、多级可钻式桥塞封隔分段压裂改造。除第一段采用连续油管射孔、光套管压裂外,后续各段均采用地面泵送"电缆+射孔枪+可钻桥塞"工具串,入井至预定位置,电缆点火座封、桥塞丢手后上提射孔枪至射孔位置进行射孔,随后进行分段压裂,施工结束后快速钻掉桥塞进行测试。现场实践结果表明:超深页岩气储层压裂达到了"一天两段压裂"的目的,刷新了施工排量最大、单段加砂量最大、平均砂比最高、钻塞时间最短等17项国内页岩油气井压裂作业施工技术指标。该井的储层改造成功为以后国内深层页岩气水平井实施大型分段压裂改造积累了技术及现场施工经验。     

四川富顺页岩气藏压裂改造模式及返排工艺分析

四川页岩气藏经过近几年的探索和开发,在借鉴北美页岩气压裂技术经验基础上,已形成我国特色
的页岩气大规模水平井多级改造技术。四川富顺页岩气藏采用以速钻桥塞分级压裂技术为主导的页岩气分段压
裂改造技术,总体改造效果在整个四川页岩地区效果相对较好。文章分析了该区块压裂改造的技术特点、砂堵和
压裂后返排的工作制度,以及返排速率、压裂液破胶时间、意外关井和气液两相流动对返排的影响,为现场作业和
优化返排制度提供一定的经验和参考。     

连续油管在延安气田水平井井筒清理中的应用

延安气田水平井采用裸眼机械封隔器加投球滑套分段压裂技术,在实施过程中出现分级球未能及时返出地面的情况,随着压裂后地层出砂会在井筒内堆积形成砂柱,严重影响压裂液返排并对储层造成严重伤害。水平井采用裸眼封隔器完井,无法建立有效的洗井循环。连续油管的应用,可建立有效的循环通道,在冲洗井内沉沙的同时通过伴注液氮,提高井筒能量,最终通过自喷将井内其他杂质返出地面。2015年,连续油管冲砂解堵作业在延安气田成功应用4井次,并取得了很好的现场应用效果。     

威远区块复合压裂液体系性能评价与应用

页岩气开发技术发展迅速,页岩气压裂返排液重复利用回注,可以有效节约水资源,减少对环境危害,威远区块利用返排液加砂压裂,同时为了提高加砂强度,对压裂液提出了更高要求,通过室内研究,采用抗盐降阻剂+线性胶压裂液体系,满足返排液高矿化度同时提高液体粘度,可以降低连续或者长段塞加砂过程陶粒沉降速度,降低砂堵风险,应用表明:该体系能适应威远区块矿化度13 788 mg/L的返排液,现场加砂强度达到2～3 t/m,该体系已在威远区块推广应用。