第一篇：我國第一次采用工廠化壓裂建設(shè)涪陵氣田

我國第一次采用“井工廠”模式壓裂工藝技術(shù)取得成功

建設(shè)重慶涪陵國家級(jí)頁巖氣示范區(qū),日輸氣280萬方創(chuàng)新高 2017年100億方

涪陵百姓網(wǎng)訊（夏斐然）“堅(jiān)決完成國內(nèi)首次‘井工廠’模式壓裂試氣施工任務(wù)完成”標(biāo)語在重慶涪陵焦頁9號(hào)平臺(tái)內(nèi)的施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，顯得十分莊嚴(yán)，人們仿佛看到大慶精神“鐵人王進(jìn)喜”就在身邊……今天（22日）上午，重慶涪陵區(qū)科協(xié)科普30名科技人員一行，正在聽取中國石化江漢油田涪陵焦頁分公司技術(shù)中心主任王振興的現(xiàn)場(chǎng)介紹，中國第一次“井工廠”模式壓裂試氣施工工藝技術(shù)取得圓滿成功，對(duì)加

快提高涪陵頁巖氣建設(shè)速度、降低成本、完成產(chǎn)能50萬方頁巖氣創(chuàng)造了有利條件。

利用國內(nèi)首臺(tái)輪軌式鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)了流水化工程作業(yè)，使鉆井周期從過去的100天縮短到70天左右，生產(chǎn)設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化、但同美國頁巖氣技術(shù)還有一定的差距……

中國第一個(gè)百萬級(jí)涪陵頁巖氣氣田將于2017年,在重慶涪陵焦石片區(qū)100億立方米（方）建成。到今天下午，焦頁9號(hào)平臺(tái)3號(hào)井正式輸氣，將達(dá)日產(chǎn)280萬方，創(chuàng)涪陵歷史最高產(chǎn)量，為重慶地區(qū)特別是涪陵白濤工業(yè)園區(qū)，提供了頁巖氣燃料和原料。最終到達(dá)日產(chǎn)1000萬方產(chǎn)

量的中國第一個(gè)百萬級(jí)涪陵頁巖氣氣田。

涪陵頁巖氣2014年將達(dá)產(chǎn)能20億方、2015年50億方、2017年,100億立方米（方）。

專家稱，頁巖氣是一種天然氣，比天然氣干凈環(huán)保，不需要脫硫，直接可用。一個(gè)年產(chǎn)能100億立方米的頁巖氣田,相當(dāng)于一個(gè)1000萬噸級(jí)的大型油田。

據(jù)悉，涪陵頁巖氣田開發(fā)建設(shè)中第一次采用“井工廠” 模式壓裂試氣施工工藝技術(shù)，于4月14日成功運(yùn)行。以往壓裂施工都是單井作業(yè)，一套機(jī)組需要8到10天時(shí)間，隨著涪陵頁巖氣田一期產(chǎn)建規(guī)劃的實(shí)施，江漢油田涪陵頁巖氣分公司提出了“井工廠”模式壓裂施工的設(shè)想，即采用單井施工時(shí)1.5倍的壓力及配套設(shè)備，同時(shí)對(duì)兩口井進(jìn)行交替壓裂，這種壓裂模式可以在相同的時(shí)間內(nèi)提高一倍工作效率，并減少過去設(shè)備搬遷往返產(chǎn)生的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)降本增效。

涪陵科協(xié)科普一行還到了焦石楠木村4組，觀看了今年4月9日，重慶市政府命名涪陵頁巖氣田中石化焦頁1HF井為“頁巖氣開發(fā)功勛井”, 1HF功勛井（4口井），日前正在向無人化自動(dòng)化采氣場(chǎng)邁進(jìn)…… 據(jù)悉1HF功勛井1號(hào)平臺(tái)有4個(gè)井，2012年2月14日開鉆，5月18日完鉆，6月9日完井。1號(hào)平臺(tái)1號(hào)井于2013年1月9日投入試車。目前日

產(chǎn)氣6萬方，累計(jì)產(chǎn)氣3300萬方。1號(hào)平臺(tái)4號(hào)井于今年1月16日試采，1號(hào)平臺(tái)基本建成。

涪陵頁巖氣田中石化焦頁1HF井,是國內(nèi)第一口實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、商業(yè)化開發(fā)的頁巖氣井,是我國頁巖氣勘探開發(fā)、裝備技術(shù)在引進(jìn)消化吸收基礎(chǔ)上再創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重大突破。中石化焦頁1HF井具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好、氣場(chǎng)穩(wěn)定、開采技術(shù)高等特點(diǎn),1HF井及整個(gè)焦石壩片區(qū)其他氣井的成功開發(fā),標(biāo)志著我國頁巖氣提前進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展階段,將在頁巖氣綜合利用、配套建設(shè)以及科技研發(fā)、裝備制造、高效環(huán)保生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域?yàn)閲鴥?nèi)頁巖氣商業(yè)開發(fā)利用提供重要借鑒、積累成功經(jīng)驗(yàn)。

涪陵頁巖氣建設(shè)以創(chuàng)建國家級(jí)頁巖氣示范區(qū)為主線，按照高水平、高速度、高質(zhì)量、高效益的要求，全力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化采購、信息化管理、標(biāo)準(zhǔn)化施工“四化”建設(shè)，著力打造綠色工程，創(chuàng)新工程、高效工程、示范工程，實(shí)現(xiàn)綠色安全高效開發(fā)，建設(shè)重慶涪陵國家級(jí)頁巖氣示范區(qū)。

涪陵區(qū)科協(xié)還在焦石鎮(zhèn)政府會(huì)議室，舉辦了“頁巖氣的開發(fā)與利用”的學(xué)術(shù)沙龍活動(dòng)。涪陵區(qū)級(jí)學(xué)（協(xié)）會(huì)負(fù)責(zé)人、人大代表、四屆區(qū)政協(xié)科協(xié)界委員、區(qū)科協(xié)領(lǐng)導(dǎo)、焦石鎮(zhèn)領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)工作人員約50人參加討論。

中國石化江漢油田涪陵焦頁分公司技術(shù)中心主任王振興在現(xiàn)場(chǎng)，講解了什么是頁巖氣？頁巖氣就是一種包裹在巖石中，或是游離于巖層縫隙的特殊形態(tài)天然氣。頁巖氣雖然名字中有個(gè)“氣”，其實(shí)質(zhì)就是天然氣，但存在的形態(tài)則不完全是氣態(tài)。頁巖氣多以吸附氣和水溶氣形式存在,這一特殊性，也一定程度上影響了它的開采。

王振興說，目前頁巖氣井的單位產(chǎn)量能夠達(dá)到傳統(tǒng)天然氣井的3.2倍，成本僅為天然氣的2倍，單位開采成本則從2007年的每千立方米

73美 元，降到了如今不足30美元，不到同期天然氣成本的六成。美國是世界上第一個(gè)開采頁巖氣的國家，于1821年建成了第一口商業(yè)性頁巖氣井……

為什么要采用“井工廠” 模式壓裂試氣施工技術(shù)呢？王振興講解說，一是采用“井工廠”叢式鉆井，集約化用地，減少占地面積；二是便于集中開展淺層水文地質(zhì)勘查；三是提高勘探開發(fā)效益。

背景資料：2009年中國石化，在重慶市南川、武陵、涪陵、豐都、長壽、墊江、忠縣、梁平、萬州9區(qū)縣開展了頁巖氣勘探評(píng)價(jià)工作，探礦權(quán)勘查面積7307.8平方公里。2012年中國石化江漢油田涪陵頁巖氣分公司于11月28日進(jìn)行了放噴測(cè)試，獲日產(chǎn)20.3萬方的工業(yè)氣流，取得了頁巖氣勘探的突破，帶動(dòng)了焦石片區(qū)頁巖氣建設(shè)的發(fā)展。2013年9月，國家能源部批復(fù)：建立重慶涪陵國家級(jí)頁巖氣示范區(qū)（包括南川、武陵、涪陵、豐都、長壽、墊江、忠縣、梁平、萬州9區(qū)縣），核心為涪陵焦石片區(qū)（焦石、羅云、白濤、江東）一期面積262.7平方公里，將部署63個(gè)平臺(tái)、253口井，總投資約250億元。日前涪陵氣田開鉆66口，完鉆33口，完成試氣投產(chǎn)23口。2015年達(dá)到50億方的頁巖氣產(chǎn)能、2017年100億方、2020年200億方。

第二篇：蘇里格氣田工廠化壓裂作業(yè)方法

【技術(shù)】蘇里格氣田工廠化壓裂作業(yè)方法 文/何明舫 馬旭 張燕明 來軒昂 肖元相 郝瑞芬，中石油長慶油田油氣工藝研究院蘇里格氣田“工廠化”壓裂作業(yè)背景

蘇里格氣田是中國目前發(fā)現(xiàn)并投入開發(fā)的規(guī)模最大的天然氣田，主體位于鄂爾多斯市烏審旗境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡。隨著開發(fā)的深入，蘇里格氣田產(chǎn)量不斷攀升，符合整體開發(fā)理念的大井組和叢式井組開發(fā)已成為氣田開發(fā)的重要方向。通過對(duì)蘇里格氣田前期大井組壓裂施工組織方式和作業(yè)周期數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)：井筒準(zhǔn)備時(shí)間是制約氣田提高施工效率的關(guān)鍵因素，工序耗時(shí)90 d 左右（以9 口井的井組例），占總壓裂試氣工序時(shí)間63%，具有較大的提速空間。

2013 年，針對(duì)蘇里格氣田壓裂作業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合蘇里格地形地貌及水文特征，從縮短井組壓裂作業(yè)的井筒準(zhǔn)備時(shí)間入手，對(duì)該區(qū)域大井組和叢式井組壓裂施工作業(yè)流程進(jìn)行了全面的優(yōu)化，建立了一種適合蘇里格氣田特點(diǎn)的大井組“工廠化”壓裂試氣作業(yè)方法，該方法由5 部分組成：①集中供水模式；②高效壓裂工藝；③流水線作業(yè)模式；④高效作業(yè)設(shè)備；⑤返排液回收再利用。蘇里格氣田“工廠化”壓裂作業(yè)模式

2.1 集中供水模式

蘇里格氣田地表多以沙漠、草地為主，地形平坦，區(qū)內(nèi)交通便利，地下水資源豐富。前期壓裂作業(yè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，該區(qū)域氣井用液量大（水平單井用液量為3 500 m，直井單井用液量為800 m，若采用常規(guī)儲(chǔ)液罐蓄水的供水模式，井場(chǎng)需預(yù)備3）

大量的儲(chǔ)液罐，耗費(fèi)了大量的井場(chǎng)準(zhǔn)備和備罐時(shí)間，且每口井壓裂作業(yè)前均需重新備水，影響壓裂施工效率。為了確保壓裂施工的連續(xù)性，最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)液罐，結(jié)合蘇里格氣田沙漠、草地易于挖掘的地形，使用水源井直供+井場(chǎng)“人工湖”模式能完全滿足井組壓裂改造連續(xù)大量用液的需求，即：通過修建井場(chǎng)“人工湖”提前備水，配備少量井場(chǎng)緩沖罐，提高備水效率。

通過在 57 個(gè)井組開展“工廠化”壓裂供水模式試驗(yàn)，平均單井組節(jié)約1 000～2 500 m容積的儲(chǔ)液罐，同時(shí)縮短了壓裂備水時(shí)間、減少了等停時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)3

作業(yè)的目標(biāo)。

2.2 高效壓裂工藝

為了最大限度地提高施工效率，縮短壓裂作業(yè)周期，實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)作業(yè)，優(yōu)選出一趟管柱壓裂技術(shù)。同時(shí)，為了降低現(xiàn)場(chǎng)工藝復(fù)雜程度和作業(yè)難度，要求在井組內(nèi)同種井型采用同一種高效的主體壓裂改造技術(shù)[和同一種成熟的壓裂液體系，確保“工廠化”作業(yè)批量施工。目前，蘇里格氣田已經(jīng)形成了直井以機(jī)械封隔器壓裂和套管滑套壓裂、水平井以水力噴砂壓裂和裸眼封隔器壓裂為主體的壓裂改

造工藝。通過對(duì)4 種主體壓裂改造工藝作業(yè)效率、工具成熟度、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用局限性等方面的評(píng)價(jià)，優(yōu)選出直井套管滑套壓裂和水平井裸眼封隔器壓裂2 種壓裂改造工藝，平均單井壓裂周期5～20 h。

2.3 流水線作業(yè)模式

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)化井場(chǎng)

為便于作業(yè)工序交替，根據(jù)壓裂試氣作業(yè)內(nèi)容獨(dú)立性原則將井場(chǎng)劃分成4 個(gè)功能區(qū)：①液體供應(yīng)區(qū)，在區(qū)內(nèi)完成蓄水、配制壓裂液等工作，并向壓裂施工區(qū)供應(yīng)壓裂液；②壓裂施工區(qū)，在區(qū)內(nèi)擺放壓裂設(shè)備和材料，將壓裂液和支撐劑按設(shè)計(jì)要求輸送至目的層；③排液流程區(qū)，主要完成壓后的排液、測(cè)試工作，按放噴排液作業(yè)要求，預(yù)置排液管線和排液池；④液體回收區(qū)，回收再利用壓裂返排液，將排液流程區(qū)內(nèi)收集的壓裂返排液處理成可再次使用的液體后輸送至液體供應(yīng)區(qū)。

2.3.2 作業(yè)模式

流水線作業(yè)模式就是通過優(yōu)化生產(chǎn)組織模式，將井組內(nèi)施工井的相同作業(yè)工序集中、連續(xù)作業(yè)，以加快工序施工速度、縮短壓裂作業(yè)周期、降低作業(yè)成本。各工序間通過無縫銜接縮短周期，通過規(guī)?；倪B續(xù)作業(yè)實(shí)現(xiàn)效益。單個(gè)井場(chǎng)的施工井?dāng)?shù)越多，流水線作業(yè)模式優(yōu)勢(shì)就越明顯。

蘇里格氣田井組“工廠化”壓裂作業(yè)采用“六個(gè)一趟過”的流水線作業(yè)模式：①通洗井、試壓一趟過，采用連續(xù)油管對(duì)井組內(nèi)施工井依次進(jìn)行通洗井試壓一次作業(yè)，減少了常規(guī)立井架工序；②射孔一趟過，優(yōu)化井組射孔順序，一次完成井組射孔；③配液作業(yè)一趟過，采用連續(xù)混配技術(shù)，配液與壓裂施工同時(shí)進(jìn)行，減少壓裂等停時(shí)間；④管匯連接一趟過，合理擺放儲(chǔ)液罐和連續(xù)混配車位置，壓裂施工前一次性連接好所有井的高壓管匯，每口井入口處安裝旋塞閥，壓裂時(shí)打開相應(yīng)的旋塞閥進(jìn)行施工；⑤壓裂（酸化）施工一趟過，施工前一次性將所有井的陶粒和化工料組織到位，壓裂施工采取開關(guān)旋塞閥的方式，不動(dòng)壓裂設(shè)備完成所有井的壓裂工作；⑥排液、測(cè)試一趟過，在施工作業(yè)前期，一次性連接每口井的排液、測(cè)試管線，確保壓后所有施工井均能正常排液、測(cè)試。

同時(shí)，施工工序之間根據(jù)順序依次批量、同步作業(yè)，從而最大限度地提高設(shè)備利用率、減少井間工序等待時(shí)間。

壓裂作業(yè)時(shí)，壓裂機(jī)組不動(dòng)遷，低壓管匯一次連接，高壓管匯將多口井并聯(lián)，并通過高壓旋塞控制每條管匯的泵注流程，減少設(shè)備和管線的移動(dòng)和連接時(shí)間，同時(shí)結(jié)合連續(xù)混配技術(shù)，能大幅提高作業(yè)效率、縮短井組整體壓裂作業(yè)周期，井組壓裂作業(yè)效率平均提高50%以上，且施工井?dāng)?shù)越多，壓裂作業(yè)效率提升越明顯。

2.4 高效作業(yè)設(shè)備

為確保工廠化壓裂施工連續(xù)性，提高壓裂作業(yè)效率，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)配備了高效率的作業(yè)設(shè)備。具體做法為：①采用100 m儲(chǔ)液罐，組合疊加立體布放套裝式拉運(yùn)，節(jié)3

約搬運(yùn)次數(shù)，減少占地面積；②采用連續(xù)油管，減少在通洗井工序中的移井架作

業(yè)，提高了井筒準(zhǔn)備效率；③采用2000 型以上壓裂泵車和輸出排量16m以上3/min的混砂車，實(shí)現(xiàn)大排量壓裂作業(yè)；④采用滿足10 m以上大排量注入的壓裂井口，3/min

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

壓裂連續(xù)加砂要求；⑥采用8.0m連續(xù)混配車和Φ101.6 mm（4 in）高低壓管匯，3/min

滿足大排量壓裂作業(yè)供液要求。

2.5 返排液回收再利用

為了提高水資源利用率、減少污水排放，緩解環(huán)保壓力，對(duì)壓裂返排液實(shí)施回收再利用。

氣井返排分不含天然氣液體返排、混氣液體返排和混液氣體返排3 個(gè)階段，考慮大井叢連續(xù)高效施工和返排液安全、高效回收的要求，回收前兩個(gè)階段的返排液，混液氣體返排階段在泥漿池點(diǎn)火后繼續(xù)排液、測(cè)試。

根據(jù)壓裂返排液水質(zhì)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)再利用要求，研發(fā)出壓裂返排液處理裝置，主要處理工藝為“混凝沉淀+污泥脫水+過濾殺菌”；對(duì)于黏度和酸堿性達(dá)不到要求的廢水，可采用配套預(yù)處理工藝：預(yù)氧化+調(diào)節(jié)pH 值，處理后的液體可通過加入離子屏蔽劑達(dá)到壓裂配液水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

蘇-11 井組壓裂返排液處理前后水質(zhì)檢驗(yàn)表明：通過該工藝處理后的液體滿足蘇里格氣田配液水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.6 經(jīng)濟(jì)效益

前期常規(guī)的井場(chǎng)施工組織模式未考慮井間工序交叉，單井作業(yè)費(fèi)用約為160 萬元。使用“工廠化”壓裂作業(yè)方法能通過節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)冗余設(shè)備、減少壓裂機(jī)組動(dòng)遷、縮短壓裂試氣施工周期等方法減少壓裂作業(yè)成本，預(yù)計(jì)平均單井作業(yè)費(fèi)用節(jié)約21 萬元左右（見圖11）。實(shí)例應(yīng)用

蘇里格氣田屬于典型的致密氣藏，儲(chǔ)集層縱向多層系疊合特征明顯，平面非均質(zhì)性強(qiáng)，且主力層系盒8氣層厚度穩(wěn)定（6～15 m）、砂體連續(xù)性較好。區(qū)內(nèi)以沙漠地形為主，地勢(shì)平坦、交通便利，易于“集群化”布井，布井方式以直井/水平井混合井組為主。2013 年，蘇里格氣田開展了工廠化壓裂先導(dǎo)試驗(yàn)11 個(gè)井組，井組壓裂作業(yè)效率平均提高了50%以上。

蘇里格氣田蘇-11 井組為典型的直井/水平井混合井組，該井組由直井和水平井各7 口組成，各井壓裂采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方案設(shè)計(jì)，并結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件，采用標(biāo)準(zhǔn)化井場(chǎng)布局，簡化了現(xiàn)場(chǎng)整體施工難度，為壓裂模塊化施工創(chuàng)造了條件。使用單井場(chǎng)水源井直供+井場(chǎng)“人工湖”的供水模式，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備5 000 m“人工湖”，3

節(jié)約了備水時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了井組壓裂連續(xù)作業(yè)，同時(shí)結(jié)合壓裂液回收技術(shù)，提高了井組壓裂的備水效率。壓裂作業(yè)采用“六個(gè)一趟過”的流水線作業(yè)模式，創(chuàng)造了14 口井67 層/段，總?cè)氲匾毫?1 100 m，壓裂作業(yè)周期42 d（見圖12）的新記3

錄（因排液階段不占用試氣機(jī)組，該階段時(shí)間未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)），井組單井平均施工周期3 d，壓后各井均在24 h 內(nèi)排通，取得了較為明顯的提速效果（由于標(biāo)準(zhǔn)化

布局、安裝連續(xù)油管、修建井場(chǎng)“人工湖”和沉砂池等作業(yè)內(nèi)容增加了少量井場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)間），節(jié)約成本約300 萬元。結(jié)語

“工廠化”壓裂作業(yè)是提高大井組和叢式井組施工效率的基礎(chǔ)，蘇里格氣田采用“工廠化”壓裂作業(yè)模式后平均井組作業(yè)效率提高50%以上。

集中供水模式和統(tǒng)一高效、成熟的壓裂改造工藝和壓裂液體系為壓裂的快速連續(xù)作業(yè)提供了技術(shù)保障。各種工藝流水線作業(yè)是“工廠化”壓裂作業(yè)模式的核心，是縮短井組整體壓裂試氣周期的關(guān)鍵手段。

液體回收再利用技術(shù)提高了水資源利用率，減少了污水排放，緩解了環(huán)保壓力，是綠色“工廠化”壓裂作業(yè)不可或缺的環(huán)節(jié)。