頁(yè)巖氣藏水平井的多級(jí)壓裂技術(shù)

1、1 頁(yè)巖氣藏水平井的多級(jí)壓裂技術(shù)Guo Quan-Xin()M-I SWACO2 主要內(nèi)容：背景信息背景信息典型的多級(jí)壓裂工藝流程多級(jí)壓裂的基本要求及關(guān)鍵問(wèn)題多級(jí)壓裂技術(shù)的現(xiàn)狀多級(jí)壓裂技術(shù)的現(xiàn)狀地質(zhì)力學(xué)方面設(shè)計(jì)與軟件方面美國(guó)主要頁(yè)巖氣田目前采用的方法總結(jié)總結(jié)監(jiān)測(cè)方面簡(jiǎn)介基本數(shù)據(jù) 井成本：200萬(wàn)美元 (Marcellus) 至1000萬(wàn)美元 (Haynesville)不等約60%用于鉆井，40%用于增產(chǎn)完井鉆井需時(shí)60至20天不等，或更少10萬(wàn)美元級(jí)，約需8小時(shí)初產(chǎn)量300500萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方英尺天 第1年60萬(wàn)標(biāo) 準(zhǔn)立方英尺 第2年40標(biāo)準(zhǔn)立方英尺返排需37天現(xiàn)場(chǎng)返排設(shè)備布設(shè)需1421天甚至在開(kāi)

2、采期間砂料也會(huì)返排(Marcellus)水成本：0.53美元桶，在Marcellus的處置成本可能達(dá)到8美元桶固體物質(zhì)的處置成本：5090美元噸每百萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方英尺80桶水(Barnett)頁(yè)巖井成本，750 萬(wàn)美元 鉆井，380 萬(wàn)美元 清理，50 萬(wàn)美元 完井，60 萬(wàn)美元 增產(chǎn)，260 萬(wàn)美元 2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 4典型的多級(jí)壓裂工藝流程 使用連續(xù)油管清理井孔，完成第一級(jí)層段射孔 下入壓裂設(shè)備，處理第一級(jí)層段 下入高壓防噴管，泵入帶有鋼纜的隔離塞，完成第二級(jí)層段射孔 使用壓裂設(shè)備處理第二級(jí)層段 對(duì)計(jì)劃內(nèi)的各級(jí)層段重

3、復(fù)上述步驟 在最后的壓裂級(jí)之后，下入連續(xù)油管，并且鉆碎所有水泥塞 對(duì)各級(jí)進(jìn)行返排 將井孔連接到開(kāi)采設(shè)施4 典型的壓裂增產(chǎn)主要設(shè)備與人員主要設(shè)備與人員20臺(tái)2000水馬力注采泵12個(gè)500桶容積的壓裂液罐1臺(tái)40噸、110起重機(jī)現(xiàn)場(chǎng)約40人長(zhǎng)達(dá)2英里的水輸送線(xiàn)或1000卡車(chē) 容量的水典型的壓裂設(shè)計(jì)典型的壓裂設(shè)計(jì)1030級(jí)或更多泵排量80100桶分鐘每級(jí)1萬(wàn)桶水每級(jí)35萬(wàn)磅支撐劑樹(shù)脂涂覆砂（4070或以下）2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 6頁(yè)巖氣藏壓裂關(guān)鍵問(wèn)題 水力壓裂的復(fù)雜性水力壓裂的復(fù)雜性 應(yīng)力非均質(zhì)性及其大小 井筒附近 裂縫封閉

4、性 水力裂縫的表面積水力裂縫的表面積 生成與保持 復(fù)雜裂縫建模 流體與頁(yè)巖的相互作用 含氣頁(yè)巖層的地質(zhì)力學(xué) 微地震監(jiān)測(cè)Typical frac containmentfor sandstone reservoirs2 主要內(nèi)容：背景信息背景信息一般多級(jí)壓裂工藝流程多級(jí)壓裂的基本要求及關(guān)鍵問(wèn)題多級(jí)壓裂技術(shù)的現(xiàn)狀多級(jí)壓裂技術(shù)的現(xiàn)狀地質(zhì)力學(xué)方面設(shè)計(jì)與建模方面美國(guó)主要頁(yè)巖氣田目前采用的方法總結(jié)總結(jié)監(jiān)測(cè)方面2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 8頁(yè)巖氣地質(zhì)力學(xué) 含氣頁(yè)巖與傳統(tǒng)的膨脹頁(yè)巖有很大區(qū)別 脆性，強(qiáng)烈層狀復(fù)合，存在天然裂縫，各向異性 流體，

5、壓力敏感性和時(shí)間依賴(lài)性 結(jié)合流體和地質(zhì)力學(xué)來(lái)進(jìn)行鉆井和壓裂 為壓裂施工和壓裂液選擇提供研究基礎(chǔ)2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 9水力壓裂設(shè)計(jì)建模 模型運(yùn)用仍處于起步階段 產(chǎn)生復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò) 在壓裂方案設(shè)計(jì)中取得經(jīng)驗(yàn) 針對(duì)不同的頁(yè)巖開(kāi)發(fā)適合的技術(shù) 開(kāi)始建立頁(yè)巖流體相互作用模型 支撐劑改進(jìn) HiWAY 壓裂方式 再用化過(guò)程中取得進(jìn)展2022-3-5Confidential Information 2010 M-I SWACO 10微地震監(jiān)測(cè)技術(shù) 更好的了解壓裂過(guò)程 傳感器和噪音過(guò)濾技術(shù)的研究進(jìn)展 相關(guān)選項(xiàng) 井底非現(xiàn)場(chǎng)技術(shù) 同井技術(shù) 地

6、面技術(shù) 淺井技術(shù)2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 11美國(guó)主要頁(yè)巖區(qū)塊 差異性大1.Haynesville 深度 = 10,500 13,500 ft TVD MW = 15 16 ppg 溫度= 300 325 F 2.Fayetteville 深度 = 1,000 7,000 ft TVD MW = 9 10 ppg 溫度= 135 F3.Marcellus 深度 = 6,000 8,500 ft TVD MW = 12 14.5 ppg 溫度= 180 F 井成本 = 250 500萬(wàn)美金4.Eagle Ford 深度 = 6

7、,000 14,000 ft TVD MW = 10 14 ppg 溫度= 225 250 F 井成本 = 900萬(wàn)美金5.Barnett 深度 = 6,500 8,500 ft TVD MW = 9.5 10.5 ppg 溫度= 180 220 F6.Bakken 深度 = 11,000 ft TVD MW = 10.5 ppg 溫度= 150 F2022-3-5Confidential Information 2010 M-I SWACO 12Marcellus 頁(yè)巖氣田概要Oil-based MudTDP10P50P909500616221050081728115009203612600

8、11233814225122340區(qū)塊面積約區(qū)塊面積約350萬(wàn)英畝萬(wàn)英畝2006年正式開(kāi)發(fā)年正式開(kāi)發(fā)平均井成本平均井成本250萬(wàn)萬(wàn)500萬(wàn)美萬(wàn)美元鉆井元鉆井鉆井鉆井 鉆井天數(shù) (P50)3550 水平井長(zhǎng)度 = 3000-8000 英尺壓裂壓裂 級(jí)數(shù)1215 水量 1萬(wàn)桶 支撐劑40萬(wàn)磅級(jí)2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 13Haynesville 頁(yè)巖氣田概要Oil Based Mud WellsTDP10P50P9015000273551165002736501750032426319000355396區(qū)塊面積約區(qū)塊面積約150

9、01500萬(wàn)英畝萬(wàn)英畝20072007年正式開(kāi)發(fā)年正式開(kāi)發(fā)最大的頁(yè)巖天然氣生產(chǎn)商：最大的頁(yè)巖天然氣生產(chǎn)商：6 6 BCFDBCFD平均井成本約平均井成本約900900萬(wàn)美元萬(wàn)美元鉆井鉆井 鉆井天數(shù) (P50)3550 水平井長(zhǎng)度 =30007000英尺壓裂壓裂 級(jí)數(shù)1215 水量 1萬(wàn)桶支撐劑40萬(wàn)磅級(jí)2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 14 平均井成本平均井成本600萬(wàn)萬(wàn)1000萬(wàn)美元萬(wàn)美元 至至7月份有鉆機(jī)月份有鉆機(jī)174臺(tái)，較上一年增臺(tái)，較上一年增加加94臺(tái)臺(tái) 鉆井鉆井 鉆井天數(shù) (P50) 15 40 水平井長(zhǎng)度= 4000 - 6000 英尺 壓裂壓裂 級(jí)數(shù) 15 20 耗水量大于1.5萬(wàn)桶 支撐劑50萬(wàn)磅級(jí) HIWAY 壓裂相當(dāng)?shù)某晒毫严喈?dāng)?shù)某晒agle ford 頁(yè)巖氣田概要2022-3-515總結(jié) 機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 背景信息背景信息 需要許多大型設(shè)備，大量的水和支撐劑 每階段施工需要約8小時(shí)10萬(wàn)美元 多級(jí)壓裂技術(shù)的現(xiàn)狀