威德福(页岩气)压裂返排液
CNPC PetroChina, CNOOC, Sinopec
Barnett Marcellus Montney Horn River Haynesville Eagle Ford Woodford Fayetteville
Utica Niobrara
Antrim Monterey Mancos
North America
?Avg. 2000+ rigs
in 2009-2010
?53%+ of all rigs
drill in shale
Recoverable shale gas Reserve:
US –24.4 trillion m3
China –36.1 trillion m3
Slickwater Hydraulic Fracturing Districts in US
滑溜水水力压裂区域
* Some HHP on order for 2011
260 台泵车, 到年底达320台泵车。泵车台上2250BHP ，三缸泵和五缸泵，液力端4-6”。
混砂车和配液车为100桶和130桶，计算机程
序控制，可从仪表车进行操控。
1st stage perf with coiled tubing第一级用连续油管射孔
2nd-14 stages pump down packer, shoot perf
with wireline and frac2-14级下封隔器，用电缆射孔然后压裂
f fracguard
4000 ft
Average flow back 平均返排-35-50%
Chemicals in Flow back water effecting hydration and crosslink time 返排水中含有的化学物质影响水化和交联时间
?Iron 铁离子
?Divalent salts 二价盐(ie Ca++, Mg++, Ba++)?Undissolved solids 不溶固相(turbidity 浊度)Objectives 目标?Economic 经济
?remove above salts and solids 除去盐和固相?available on site 现场可用
大液量，每井15140-22710m 3大排量，12.6-15.8m 3/min
What have we learnt from Weatherford US Experience in Fracturing for Shale
我们从威德福美国页岩气压裂经验中学到什么
Only needed when use borate fluid
200 bbl holding tank
致密油气国内外研究现状
致密油气国内外研究现状 一、致密油气居国外非常规之首 在国外，与其他非常规油气资源相比，致密油气开发最早，而且产量最大。目前，美国进行商业性开发的非常规气包括致密气、煤层气、页岩气三种。在2000年，煤层气和页岩气开发规模还不大，致密气约占美国非常规气产量的70%；到2010年，尽管煤层气特别是页岩气产量急剧升高，致密气仍占48.8%。 目前世界大部分地区发现了致密油资源：主要包括中东波斯湾北部、阿曼、叙利亚；北海盆地、英国；远东俄罗斯；北美加拿大和美国、墨西哥；南美阿根廷；中国。 致密油在美国石油产量中占重要地位。过去5年来，美国石油资源中约有500×108bbl 来自致密油发现，而致密油的开采更使美国持续24 年的石油产量下降趋势得以扭转。2011年产量达3000×10４ｔ，预计到2020年产量达1.5×10８ｔ。 作为一种重要的能源供给形式，致密油的勘探开发在美国和加拿大获得巨大成果，其产量大幅提升已经逆转了该地区石油产量下降的趋势。目前，北美是除了欧佩克之外原油产量增长最快的地区，预计2010—2016年产量将增长11%（EIA，2011），这主要归功于加拿大油砂产量增长及陆地致密油储层产量的增长。 北美地区已在艾伯塔中心和得克萨斯南部发现了大量致密油资源，其他有利区带包括洛杉矶区域、墨西哥湾、南部和加拿大东部。成熟致密油远景区主要包括：美国北达科他州、蒙大拿州和加拿大萨彻斯温、曼托尼州的Bakken页岩；威明顿和科罗拉多州Niobrara页岩；得克萨斯州南部Eagle Ford页岩；加利福尼亚州Monterey/Samtos 页岩；俄亥俄州Utica 页岩。可以说致密油是美国长期保持产油大国地位的重要支柱之一。 二、致密油气已成为中国油气产量的重要部分 中国致密油分布范围广，类型多。根据国土资源部等部委联合完成的“新一轮全国油气资源评价”，在我国可采的石油资源中，致密油占2/5。采用资源丰度类比法进行的预测和初步评价认为，中国主要盆地致密油地质资源总量为( 106.7 ～111.5) ×108t，可采资源量为( 13 ～14)×108t。据统计，2003年中
压裂液处理方案
日处理500m3油井压裂返排液系统处理设计方案成都净水源环保科技有限公司是一家以环保节能、净水、污水处理设备开发研究、生产、销售、售后服务为一体的实业公司。并同国内外许多公司，如陶氏、海德能、膜天、富莱克等公司有良好、长期的合作关系。公司向来以精湛的技术和优良的品质及一流的售后服务赢得广大用户的信赖和好评，从而树立良好的企业形象，成为业界中一颗灿烂的明珠。 公司位于西南政治经济交流中心——成都，下设装配分厂和新技术研发中心。研发中心独立开发、设计试验各类水处理和污水设备，以净水、污水设备为核心，开发有净水系列微电脑离子交换器和膜过滤设备、RO纯水设备及EDI高纯水设备；污水系列有一体化污水设备、MBR生物膜反应设备、曝气过滤池系统、高难度污水设备、垃圾液处理回收系统、消毒设备等污水处理成套设备和行业内的污水治理营运。 公司愿与广大环保界的朋友和需求者一起真诚合作，共同努力，为我国环保事业发展做出贡献。公司真诚地为用户提供最优质的产品，最合理的价格，最满意的服务。我公司拥有一支事业心强、技术全面、经验丰富的科研队伍和施工队伍，近年来，在社会净水和污水处理行业得到很高的评价,还同国内知名科研院有着密切合作，积极关注和追踪世界先进技术，积累和发展自身的技术储备，使企业始终处于同行业的技术前沿，达到所治理的工程“设计先进，运行稳定、可靠，综合费用
低，达到设计标准”的最佳效果。让每一个用户满意、放心是我们公司最大的心愿！ 公司经历了从起初单一过滤、软化、纯水、高纯水、生活净化水等净水设备的供应；经过团队长期的不懈努力和拼搏如今公司迈入了电镀废水、医院废水、学校污水、制药废水、食品废水、市政污水、煤矿污水、生活废水等污水处理的设计、设备供应、安装调试一体的工程项目总承包的行列。并对自来水站、地下水处理、回用水等给水工程和对工业循环水处理设备的设计安装调试都有重大突破；对高难度污水处理(垃圾渗透液等)和污水工艺升华改造的管理都有相关的经验 一．压裂液概述 压裂液是油气井增产的主要措施之一，为各油田普遍采用。常规压裂施工所采用的压裂液体系，以水基压裂液为主压裂施工后所产生的压裂废液主要来源于两个方面：一是施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水；另一个方面就是压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液，以及施工剩余的压裂原胶液（基液）。压裂废液组成复杂，与压裂液种类、地层性质等有关。总的来说，压裂废液具有以下特点： 1间歇排放，每口井排放量不定； 2 由于含有大量高分子有机物，COD浓度高，一般从数千到上万mg/L不等 3 废液中石油类含量在10～1000mg/L之间。另外，根据现场施工状况，压裂废液可能还具有粘度大、浊度高、含盐量高等特点 如果反排至地面不经过处理而外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系统造成严重的污染。常用的化学、物理化学方法处理该废水，COD去除率不高，多步处理后仍
页岩气特点及成藏机理
页岩气特点及成藏机理 ---陈栋、王杰页岩气作为一种重要的非常规油气资源，随着能源资源的日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，其重要性已经日益突出。随着国家新一轮页岩气勘探开发部署的大规模展开，正确认识和掌握页岩气的成因、成藏条件等知识，对于今后从事页岩气现场录井的工作人员提高录井质量具有较好的指导意义。 1.概况 页岩气（shale gas）是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。其形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布较广的页岩烃源岩地层中。 2.特点 2.1 页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50％）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间；以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地
的有利目标。页岩气的资源量较大但单井产量较小，美国页岩气井的单井采气量为2800-28000m3/d。 2.5 在成藏机理上具有递变过渡的特点，盆地内构造较深部位是页岩气成藏的有利区，页岩气成藏和分布的最大范围与有效气源岩的面积相当。 2.6 原生页岩气藏以高异常压力为特征，当发生构造升降运动时，其异常压力相应升高或降低，因此页岩气藏的地层压力多变。 2.7 页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点—-大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。 3.成因 通过对页岩气组分特征、成熟度特征分析，页岩气是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合。生物成因气是有机物在低温下经厌氧微生物分解作用形成的天然气；热成因气是有机质在较高温度及持续加热期间经热降解和裂解作用形成的天然气。相对于热成因气，生物成因的页岩气分布极限，主要分布盆地边缘的泥页岩中，在美国研究比较深入的五个盆地的五套页岩中，密执安盆地和伊利诺斯盆地发现了生物成因的页岩气藏，并且是勘探目标中的主要构成(Schoell，1980；Malter 等，2000)。 3.1 生物成因
致密油气国内外研究现状
致密油气国外研究现状 一、致密油气居国外非常规之首 在国外，与其他非常规油气资源相比，致密油气开发最早，而且产量最大。目前，美国进行商业性开发的非常规气包括致密气、煤层气、页岩气三种。在2000年，煤层气和页岩气开发规模还不大，致密气约占美国非常规气产量的70%；到2010年，尽管煤层气特别是页岩气产量急剧升高，致密气仍占48.8%。 目前世界大部分地区发现了致密油资源：主要包括中东波斯湾北部、阿曼、叙利亚；盆地、英国；远东俄罗斯；北美加拿大和美国、墨西哥；南美阿根廷；中国。 致密油在美国石油产量中占重要地位。过去5年来，美国石油资源中约有500×108bbl 来自致密油发现，而致密油的开采更使美国持续24 年的石油产量下降趋势得以扭转。2011年产量达3000×10４ｔ，预计到2020年产量达1.5×10８ｔ。 作为一种重要的能源供给形式，致密油的勘探开发在美国和加拿大获得巨大成果，其产量大幅提升已经逆转了该地区石油产量下降的趋势。目前，北美是除了欧佩克之外原油产量增长最快的地区，预计2010—2016年产量将增长11%（EIA，2011），这主要归功于加拿大油砂产量增长及陆地致密油储层产量的增长。 北美地区已在艾伯塔中心和得克萨斯南部发现了大量致密油资源，其他有利区带包括洛杉矶区域、墨西哥湾、南部和加拿大东部。成熟致密油远景区主要包括：美国北达科他州、蒙大拿州和加拿大萨彻斯温、曼托尼州的Bakken页岩；威明顿和科罗拉多州Niobrara页岩；得克萨斯州南部Eagle Ford页岩；加利福尼亚州Monterey/Samtos 页岩；俄亥俄州Utica 页岩。可以说致密油是美国长期保持产油大国地位的重要支柱之一。 二、致密油气已成为中国油气产量的重要部分 中国致密油分布围广，类型多。根据国土资源部等部委联合完成的“新一轮全国油气资源评价”，在我国可采的石油资源中，致密油占2/5。采用资源丰度类比法进行的预测和初步评价认为，中国主要盆地致密油地质资源总量为( 106.7 ～111.5) ×108t，可采资源量为( 13 ～14)×108t。据统计，2003年中
岩气压裂返排液处理
页岩气压裂返排液处理方法研究 1研究目的及意义 页岩气作为重要的非常规天然气资源,已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点,但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题,尤其就是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水,这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液与钻屑等,具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差与难处理的特点。因此,研究页岩气压裂返排液处理技术,对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要,同时对于保障页岩气的正常生产与可持续发展具有重要意义。 2 国内外现状 中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液重复利用技术并在现场应用。其基本处理回用流程为:返排液→物理分离→水质检测→水质调整→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。现场通过过滤、沉降去除机械杂质,补充添加剂来调整返排液性能,使其满足压裂施工要求,重复利用。该处理方式相对简单,但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。 2、1常规压裂返排处理技术 1)自然蒸发 依靠日照对返排液进行自然蒸发,去除水分,剩余盐类与淤泥采用固化处理。该方法处理能力小,处理周期长,受自然条件限制(温度与土地)。美国西部部分州与中国部分沙漠地区少量的返排液采用了自然蒸发处理。 2)冻融 冻融就是将返排液冷冻至冰点以下结冰,盐因溶解度降低而析出,使冰的盐浓度降低,再将冰加热融化得到低浓度盐水,从而实现盐一水分离。该方法受地理气候限制,需要足够的冰冻天气,未见工业化应用报道。 3)过滤 过滤常被用于返排液预处理与返排液处理后固-液分离,去除机械杂质/悬浮
物等,也能在过滤时将部分油(脂)除去,且通常配以活性炭吸附处理。过滤效果受滤网/滤芯孔径限制,过滤效率受过滤后的水质要求限制。对于一些孔径较小的过滤器,细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器,清洗后也难以保持。过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用,但通常与其它处理技术复合应用,除去返排液自身与处理过程中产生的机械杂质。 4)臭氧氧化 臭氧氧化就是利用臭氧的强氧化性去除返排液中的色、浊、嗅味以及可溶性有机物(包括挥发性酸、苯系物与环烷酸等)、油(脂)以及重金属等。该方法常与过滤配合应用,将一些重金属离子氧化成不溶性物质,过滤去除。中原油田、河南油田将臭氧化与絮凝等技术复合应用,取得了较好效果。 5)化学絮凝 絮凝剂加人返排液中能使返排液中的悬浮微粒集聚变大或形成絮团,加快悬浮微粒的聚沉,实现固-液分离。为了提高化学絮凝效果,减少絮凝剂用量,常先采用臭氧对返排液进行氧化处理,再进行化学絮凝。胜利油田采用化学絮凝处理王家岗污水站的返排液与钻井、洗井废水的混合物,处理后的水质达到了油田采出水处理系统要求。 6)电絮凝 电絮凝利用直流电的解离作用,在阳极产生Al3+、Fe2+等离子,经水解、聚合及Fe2+氧化,形成各种经基络合物、多核轻基络合物、氢氧化物,使返排液中的胶状杂质、悬浮杂质失去稳定性而凝聚沉淀分离。同时,带电杂质颗粒在电场中泳动,其电荷被电极中与而失去稳定性聚沉。此外,电絮凝能使返排液过滤效率大幅提升。有试验表明:电絮凝后返排液通过0、45um滤膜时的速率提高了7~8倍,且不受絮体量的影响。但电絮凝会消耗电极,普通钢或铝电极易结垢,有机物易吸附在电极表面形成涂层,降低处理效果。电絮凝处理返排液常与臭氧化、过滤或其它深度处理方式复合应用。海拉尔油田采用将电絮凝与悬浮污泥过滤(SSF)污水净化处理技术复合应用,取得了良好效果。 7)反渗透 反渗透利用淡水与盐水的渗透压不同,在压差作用下使返排液中盐-水分离。由于机械杂质冲刷将造成膜表面损坏,可溶性烃类可使膜失去分离性能,因此在处
压裂液返排处理
11.2 项目实施方案 11.2.1压裂返排液分析 常规压裂施工所采用的压裂液体系，以水基压裂液为主。压裂施工后所产生的压裂废液主要来源于两个方面：一是施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水；另一个方面就是压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液，返排的压裂废液中含有大量的胍胶、甲醛、石油类及其他各种添加剂，众多添加剂的加入使压裂液具有较高的COD值、高稳定性、高黏度等特点，特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废水中除去。总的来说，压裂废液具有以下特点： （1）成分复杂。返排液主要成分是胍胶和高分子聚合物等，其次是SRB菌、硫化物、硼酸根、铁离子和钙镁离子等，总铁、硼含量都很高。 （2）处理难度大。悬浮物是常规含油污水处理中最难达标的项目，压裂返排液组分的复杂性及其性质的独特性决定了其处理难度更大。 （3）处理后要求比较高。处理后的液体不仅粘度色度要达标，里面的钙镁离子、铁离子、和硼酸根离子均要去除，否则会影响后续配制压裂液的各项性能。 11.1 国内外研究现状 由于压裂废液具有粘度大、稳定性好、COD高等特点，环保达标处理难度较大。国外对压裂废液的处理主要是回收利用。根据国外报道的技术资料看，他们对压裂废液的处理技术和工艺相对简单，一般采用固液分离、碱化、化学絮凝、氧化、过滤等几个组合步骤，处理后的水用于钻井泥浆、水基压裂液、固井水泥浆等配制用水。这种处理方式不仅降低了处理压裂废液的费用支出，而且还减少了污染物的排放。 国内对早些压裂废液的处理主要采取以下一些方法： （1）废液池储存：将施工作业中产生的压裂废液储存在专门的废液池中，采用自然蒸发的方式干化，最后直接填埋。这种处理方式不仅耗时长，而且填埋的污泥块仍然会渗滤出油、重金属、醛、酚等污染物，存在严重的二次污染。 （2）焚烧：这种方式虽然可以在一定程度上控制污染物的排放，但仍然会造成大气污染。 （3）回注：将压裂废液收集，集中进行絮凝、氧化等预处理，然后按照一定比例与采油污水掺混进行再处理，处理后的水质达标后用作回注用水。
页岩气综述
页岩气是一种非常规天然气，它与常规天然气的理化性质完全一样，只不过赋存于渗透率极低的泥页岩之中，开采难度更大，因此被业界归为非常规油气资源。但是随着技术的突破，页岩气开发逐渐进入我们的视野，并以其巨大的资源储量引得各国油气公司纷纷将眼光投向这块未来能源新领域[1]。 在中国开发页岩气资源的前景十分广阔，近年来,我国的油气勘探专家、学者也积极开展了泥页岩气的探索,初步研究表明,我国泥页岩气资源十分丰富,估算资源量为23.5×1012～100×1012,中国的泥页岩气资源主要分布在松辽盆地白垩系、渤海湾盆地及江汉盆地的古近系和新近系、四川盆地中生界、扬子准地台、华南褶皱带和南秦岭褶皱带等,其勘探潜力巨大。泥页岩气的勘探开发将成为未来我国天然气能源新的增长点[2]。 尽管如此我国的页岩气资源的开发却也只是处在勘探阶段，开发技术十分不成熟，为了为我国的页岩气的开发提出建议，做出指导，对开发页岩气所需要的各方面技术进行调研与分析是不可或缺的工作。美国作为开发页岩气的先驱也指出技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键[3]。 1988年到2007年Barnett页岩气产量与技术的关系如下[4]： 图1 产量与技术关系 由图中我们可以看出每一次技术的进步都带来了页岩气产量的飞速增长，特别是在重复压裂以及水平井分段压裂技术的引入之后产量的增长更为显著。因此我们进行页岩气调研，不仅可以对我国页岩气开发中的增产作业做出指导，也可以为日后的工程研究提供一些基本的理论知识，推动我国页岩气压裂增产技术的进步。 对于页岩气储层的评价与常规储层应该有所不同，常规储层首先想到的都是储量，孔、渗、饱等储层物性参数，而对于页岩气我们应该首先考虑的则是，该处的页岩是否有能够适应压裂的一些特性。因为不能通过压裂增产的页岩是没有开采价值的。从这个考虑出发，我们跟据美国开发的经验初步拟定了如下的一些特性评价标准： 天然裂缝存在并可以在压后维持一定的导流能力对于页岩气的生产是十分
国内外页岩气研究进展
国内外页岩气研究进展 摘要：页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。在目前的经济技术条件下, 页岩气是天然气工业化勘探的重要领域和目标。美国页岩气勘探的巨大成功,极大地鼓舞了在世界范围内的类似页岩层序中寻找天然气资源的勘探热情，已成为全球油气资源勘探开发的新亮点，正在我国油气资源领域孕育着新的重大突破。 关键词：页岩气勘探资源现状 1 国内外页岩气勘探开发概况 据Rogner（1997）估计，全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布于北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联，其中约40%将是可采出的，即世界页岩气可采资源量为180×1012m3。按2008年的世界天然气产量计算，仅全球页岩气资源就可以生产60年。 1.1 北美地区 以北美加拿大为例：加拿大页岩气资源分布广、层位多,预测页岩气资源量超过28.3×1012m3,其中加拿大西部不列颠哥伦比亚地区的白垩系、侏罗系、三叠系和泥盆系的页岩气资源量约7.1×1012 m3。目前,已有多家油气生产商在加拿大西部地区进行页岩气开发试验,2007年该区页岩气产量约8.5×108 m3,其中3口水平井日产量较高(9.9×104~14.2×104 m3)。 然而，美国的页岩气主要发现于中-新生代（D-K) 地层中，其页岩气广泛的商业性开采直到1980年实施了非常规燃料免税政策以后，特别是1981年Mitchell 能源公司在得克萨斯州北部Fort Worth盆地Barnett页岩钻探了第一口页岩气井后，再一次引起了人们对页岩气的兴趣。先后继续对页岩气投入了开发，产量如图1-1所示： 2006年，美国页岩气井增至40000余口，页岩气产量达到311×108 m3，占全国天然气总产量的 5.9%，至2007年,美国页岩气产气盆地已有密歇根盆地(Antrim页岩)、阿帕拉契亚盆地(Ohio、Marcellus页岩)、伊利诺伊盆地(New Albany 页岩)、沃斯堡盆地(Barnett页岩)和圣胡安盆地(Lewis页岩)、俄克拉河玛盆地(Woodford页岩)、阿科马盆地(Fayetteville页岩)、威利斯顿盆地(Bakken页岩)等20余个盆地。如图 据预测，世界范围内页岩气资源量为456×1012 m3，相当于煤层气与致密砂岩气资源量的总和，占3种非常规天然气(煤层气、致密砂岩气、页岩气)总资源
页岩气压裂返排液重复利用及无害化处理
页岩气压裂返排液重复利用及无害化处理 一、立项目的、意义 体积压裂是页岩气储层增产作业的主要方式，其施工规模通常较大，如美国Barnett页岩气藏一口水平井约9000m3压裂液；Marcellus页岩气藏约需15000m3；四川长宁-威远国家级页岩示范区直井约需2000m3，水平井约需20000m3；根据我公司在其它区域页岩气大包井作业经验，页岩气气藏单层压裂需压裂液约1500 m3。大规模的压裂作业不仅需要大量水源，同时也会产生难以处置的返排液。 我国页岩气藏多处于山区，水资源匮乏，并且压裂施工结束后会产生大量的返排液（返排率一般为50%）。因此开展页岩气压裂返排液重复利用及无害化处理研究是十分必要，开发一种既能重复利用，返排液又能快速处理的压裂液体系，不仅缓解体积压裂水资源短缺问题，同时能够减少压裂返排液处理成本，减少对环境的损害。 二、研究思路 压裂返排液中含有的Ca2+、Mg2+等高价金属易降低降阻剂的降阻性能；Cl-浓度低时一般不会对体积压裂的性能造成影响，但浓度高时会影响降租性能，并且对泵注设备、管线、井下管柱造成一定腐蚀；另外返排液中固体残渣也是重复利用的重要影响因素。 针对这些影响设计主要研究思路如下： 1、高抗盐、低摩阻、无残渣的减阻剂研发；筛选配套使用的气井助排剂、粘土稳定剂、金属离子稳定剂等辅助添加剂形成滑溜水压裂液体系，并对压裂液性能测试； 2、采用物理方式（滤除污泥、油污、残渣等固化物）处理后压裂返排液、未处理压裂返排液配制上述压裂液体系，室内性能评价，对比三种方式配制液体性能，根据实验结果调整压裂液配方； 3、压裂返排液高效处理工艺研究：a、筛选破稳剂、pH调节剂、絮凝剂等； b、固液分离装置、高效过滤装置筛选，最终形成一套压裂返排液高效处理工艺； 4、压裂液体系中试并进行现场实验； 5、在上述工艺成熟条件下，下一步开展移动式压裂返排液处理装置。 三、技术关键 1、可重复利用压裂液配方体系； 2、现场高效压裂返排液处理工艺。 四、仪器设备、药剂、经费概算
油田压裂返排液处理技术
油田压裂返排液处理技 术 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
油田压裂返排液处理技术 1.压裂返排液的产生及存在的问题 压裂工艺是油井增产的一项主要措施在各油田普遍采用。其中最常用的是水基压裂液它具有高黏度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点现已成为主要压裂液类型。 油井压裂过程中产生的返排压裂废液具有污染物成分复杂、浓度高、黏度大，精品文档，超值下载 处理难度大，是油田较难处理污水之一。如不处理直接进入集输流程，会严重干扰后续流程，严重影响到油田生产，导致设备堵塞、油田下降，环保不达标等诸多问题。 表1 压裂返排液污水性质 图1 不同压裂返排水样 2.国内常规压裂返排液处理工艺简介 化学氧化－絮凝沉淀－过滤处理工艺 采用双氧水、次氯酸钠等强氧化破胶使返排液中的高分子物质氧化分解成小分子物质，降低废液黏度，提高传质效率，增加水处理药剂的分散与分解；絮凝可以改变水中多分散体系表面电性，破坏废液胶体的稳定性，使胶体物质脱稳、聚集；过滤，去除水中不溶或微溶物，脱色除臭。氧化－絮凝－过滤是油气田污水处理常用工艺。 在实际应用过程中该工艺也存在一些不足，具体如下：
第一、该工艺受温度影响比较大，在低温环境，化学氧化剂反应慢，氧化时间长，需要较长的停留时间，导致氧化反应罐（池）占地大，不易在现场作业，运输困难等。 第二、除油效果不明显，系统对乳化油去除效果不佳，需要添加大量药剂，导致污泥量大，增加污泥处理成本。 第三、过滤器时常堵塞，由于氧化破胶不彻底，污油处理效果不佳，导致过滤器堵塞严重，影响最终出水效果和整套装置处理能力。 化学氧化－絮凝沉淀－电解氧化－过滤联合处理工艺 电解法集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体，能够使大分子物质分解为小分子物质，降解的物质转变成易降解的物质，是污水深度处理的常用方法。 然而电解技术目前在国内应用情况并不理想，时常存在电极钝化、结垢等问题，时常需要更换电极，处理效果稳定性差，成本高，操作检修频繁。 设备占地大，运输困难，不太适合压裂返排液现场处理要求。 化学氧化－絮凝磁分离－过滤联合处理工艺 该工艺改进了絮凝沉淀工艺，采用高效磁分离机能够减少沉降时间，缩小设备占地面积，相对之前两种工艺有改进之处。然后该工艺化学氧化、除油工艺依然存在，仍然存在处理不达标，设备占地面积大等诸多不足。 臭氧氧化气浮一体装置-旋流溶气气浮-过滤联合处理工艺
2019年页岩气行业深度研究报告
２０１９年页岩气行业深度研究报告
目录索引 一、美国页岩油气开发历史与现状 (5) 1.1美国页岩气开发历史 (5) 1.2美国页岩油气开发最新进展 (6) 1.3美国历经三代技术进步，效率已经大幅提升 (7) 二、中美页岩开发对比 (10) 2.1最新储量对比：潜在储量巨大，不断开发不断探明 (10) 2.2最新产量对比：中国产量已经世界第三，对应美国二十年前水平 (10) 2.3发展阶段对比：中国未来也可能复制美国“先气后油”路径 (12) 2.4单井成本对比：中国已经大幅下降，中美成本差距不断缩小 (13) 三、中国页岩气经济性分析 (14) 3.1单井成本 (14) 3.2单井产量 (14) 3.3经济性测算： (15) 四、中国油气装备行业进入新阶段 (17) 4.1能源安全叠加高端装备战略 (17) 4.2国内油气装备发展方向 (18) 4.3新补贴模式出台，更重视增量补贴 (19) 4.4中石油川南发力，投资开始加码 (21) 五、投资建议 (23) 六、风险提示 (23)
图表索引 图1：美国页岩气开发历程 (5) 图2：美国主要页岩油气产区分布 (6) 图3：美国页岩地区石油产量（千桶/天） (6) 图4：美国页岩地区天然气产量（百万立方英尺/天） (6) 图5：美国主要页岩地区石油单钻机采量（千桶/天） (7) 图6：美国主要页岩地区天然气单钻机采量（百万立方英尺/天） (7) 图7：美国页岩气钻完井成本细分（2016年） (8) 图8：美国页岩油气水平段（英尺）发展趋势 (8) 图9：美国页岩油气段数（段）发展趋势 (8) 图10：美国页岩油气成本（万美元）下降趋势 (8) 图11：美国页岩油气钻井周期（天）发展趋势 (8) 图12：美国页岩油气压裂效率（段/天）发展趋势 (9) 图13：美国页岩油气单井可采量（亿立方英尺/天）发展趋势 (9) 图14：联合国统计各国页岩气储量（万亿立方米） (10) 图15：中国自然资源部统计中国页岩气三级储量（万亿立方米） (10) 图16：2018年中国页岩气产量（亿立方米）及在天然气产量中的占比 (11) 图17：2018年美国页岩气产量（亿立方米）及在天然气产量中的占比 (11) 图18：中国历年页岩气产量（亿方） (11) 图19：美国历年页岩气产量（亿方） (11) 图20：中美页岩资源开采阶段及代表产区 (12) 图21：我国主要含页岩油盆地分布图（黄色） (12) 图22：新疆吉木萨尔页岩油开采现场 (12) 图23：中美页岩气平均单井综合成本比较（万元/井） (13) 图24：中美页岩气平均单井钻井费用、压裂费用对比（2018，万元/井） (14) 图25：基于美国Haynesville页岩气井年产量及累积产量预测趋势 (14) 图26：国内页岩气单位产气成本测算（元/立方米） (15) 图27：模拟中国页岩气开采成本回收期 (16) 图28：中国原油进口量（万吨）及进口金额（万美元） (17) 图29：中国天然气进口金额及自给率 (17) 图30：油气开采主要工序及核心装备 (17) 图31：石油钻机的电驱系统正应用于新型电驱压裂装备 (18) 图32：两桶油页岩气产气量，亿方 (21) 图33：中石油川南地区页岩气开采计划 (21) 图34：中国历年页岩气新开发井数量（口） (22) 图35：中石油川南地区页岩气中长期发展规划方案 (22) 表1：中国页岩气历年政策 (20) 表2：国家能源局页岩气开发利用补贴标准 (20) 表3：新补贴政策奖补（扣减）分配系数 (21)
页岩气压裂返排液处理
页岩气压裂返排液处理方法研究 1 研究目的及意义 页岩气作为重要的非常规天然气资源，已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点，但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题，尤其是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差和难处理的特点。因此，研究页岩气压裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气的正常生产和可持续发展具有重要意义。 2 国内外现状 中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液重复利用技术并在现场应用。其基本处理回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调整→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。现场通过过滤、沉降去除机械杂质，补充添加剂来调整返排液性能，使其满足压裂施工要求，重复利用。该处理方式相对简单，但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。 2.1 常规压裂返排处理技术 1）自然蒸发 依靠日照对返排液进行自然蒸发，去除水分，剩余盐类和淤泥采用固化处理。该方法处理能力小，处理周期长，受自然条件限制（温度和土地）。美国西部部分州和中国部分沙漠地区少量的返排液采用了自然蒸发处理。 2）冻融 冻融是将返排液冷冻至冰点以下结冰，盐因溶解度降低而析出，使冰的盐浓度降低，再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。该方法受地理气候限制，需要足够的冰冻天气，未见工业化应用报道。 3）过滤 过滤常被用于返排液预处理和返排液处理后固-液分离，去除机械杂质/悬浮
物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且通常配以活性炭吸附处理。过滤效果受滤网/滤芯孔径限制，过滤效率受过滤后的水质要求限制。对于一些孔径较小的过滤器，细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器，清洗后也难以保持。过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用，但通常与其它处理技术复合应用，除去返排液自身和处理过程中产生的机械杂质。
深层页岩气资源勘探的机遇与挑战
深层页岩气资源勘探的机遇与挑战 近年来，全球页岩气资源开发如火如荼的趋势已经蔓延到了中国，四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等已被列为中国主要的页岩油气区，然而，中国页岩气勘探开发起步尚晚，地质环境更加复杂，还要面临低油价，高成本，高风险的挑战，在一定程度上限制了对页岩气勘探技术的投资与投入力度。而北美煤层气、页岩气勘探开发的成功案例已向我们证明了非常规油气资源是未来可实现的接 替能源，其成熟的页岩气勘探开发经验，也给了我们更多的启示。页岩气具有特殊的成藏机理，游离气和吸附气多种赋存状态；非浮力成藏动力；分布规律变化大，不直接受控于常规意义上的圈闭；聚集丰度低但基数大：连续型，“弥散” 分布；微达西或纳米达西低孔特低渗的特点；需要找到合适的含油气地层厚层；需要大密度水平（多分支）钻井；需要大规模压裂改造储层体积。 回顾美国对页岩气的勘探开发历史，2013年4月份15-17仅三天时间，共投入生产井616口，约40%的井是失利的，研究发现，约73%的原因是由于对地质情况认知错误导致的，18%是因为后期压裂设计不合理，其它原因还包括如井下工具达不到要求、地表设备问题，以及气泵问题等，完善对页岩气特殊成藏机理的认识才能够有效提高页岩气开发成功的概率。纵观中国的页岩气研究现状，挑战与机遇并存，首先，中国页岩气资源既有如四川上三叠统的陆相沉积环境，也有以北方石碳系为例的海相主体环境，同时还有南方二叠系为代表的海陆过渡相沉积环境，资源的分布存在较大的不确定性；中国复杂的地质构造背景，导致页岩气勘探开发核心技术的缺失和相关技术不成熟，开采投入大，成本高、气价低；地表多山构造使得在开采页岩气过程中对水资源的需求及污水处理成为亟待解决的问题；页岩气开发相关配套证词及相关标准急需出台；同时，还要考虑到物流成本及官方标准等问题。 基于2D和3D精细含油气系统模拟技术，既要考虑页岩内部自生自储油气资源量，在上覆地层存在常规储层时，也存在压力释放和气态烃类远距离运移的可能。PetroMod软件工具在盆地演化和温压演化的基础上，进行非常规资源的研究被认为是目前最专业的辅助工具，其内置多个页岩气/煤层气生烃动力学模型，采用的模型样品均来自于：Boghead 煤（宾西法尼亚纪，俄亥俄）、Alaskan Tasmanite页岩（侏罗纪，阿拉斯加）、Woodford 页岩（泥盆纪/密西西比纪，俄克拉何马）、Kimmeridge 泥岩（上侏罗纪，英国）、第三纪煤（中新世纪，印尼）、Teruel 油页岩（中新世纪，西班牙）、Toarcian 页岩（下侏罗纪，德国）和Brown 石灰岩（麦斯特里希特阶、约旦），从中获得的经验参数和相应的动力学模型也往往成为国内页岩气/煤层气最值得借鉴的研究成果。页岩气资源量主要为吸附气和游离气构成，且多以吸附气为主，煤层气吸附量更大，基于Langmuir方程，综合温度、压力、体积、等温TOC和解吸附能量等因素计算吸附在干酪根表面吸附气量被认为是目前最有效的解决该问题的方法。多组分吸附模型计算，更精确地分析四维下多组分烃类资源分布随构造演化、温压的变化；基于有机质孔隙度演化模型，建立孔隙度与有机质成熟度之间的函数，在正常孔隙演化（孔隙度-深度）的基础上，可以模拟有机质孔隙度的研究，并作为单独
压裂返排液回用技术简介
压裂返排液重复利用处理技术简介 一、前言 在油田生产过程中，为了提高产量，需要对生产井采取各种措施，压裂是其中一种，压裂后又大量的液体排除地面，如果处理不当会对环境产生污染。 目前最主要的处理方法是处理后回注，这样处理会产生大量的固体废物，同样造成二次污染；由于国家对环保要求越来越严格，因此零排放，零污染应该是今后压裂返排液处理的方向。 根据这一的思路我们对压裂返排液做了大量的试验工作，由于返排液中含有对压裂液有用的组份，因此返排液重复利用配压裂液是最经济有效的方法，因此，试验重点是压裂返排液回用试验。 二、研究思路 压裂液里边添加很多化学添加剂，加上地层水中部分有害离子，压裂返排液不能直接用来配压裂液。必须通过物理或者化学的方法将对配制压裂液有害的组份除去、或者屏蔽掉，将有用的组份保留。 有害组份是影响配胶、交联的一些组份，比如高价离子、硼和细菌等，针对这些组份，我们做了大量的试验工作，研制除了一套行之有效的处理方法。该技术可一次性除去对配胶有影响的组份，高价离子和硼。 通过大量实验成功研制出了可一次除去硼、高价离子的及悬浮物的药剂FT-01。
三、处理工艺 该技术采用独特处理药剂，可在普通的污水处理工艺中应用，凡具有污水处理的场合就可以正常使用，不需要另添加其他额外处理设备，该技术一次加药搅拌即可除去钙、镁、硼等对配制压裂液有害成分，操作简单易行、运行可靠平稳，处理工艺流程如下： 压裂返排液，加药搅拌，沉降分离，过滤，配液水。 处理工艺说明：返排液加入带有搅拌器的反应罐中，加药、调PH，搅拌搅拌时间 5-10分钟，静止沉降，上清液打入过滤罐过滤，下边沉淀部分进入固液分离，分后固体另处理，污水进入过滤罐过滤，过滤后清水调PH值后即可作为压裂液配制水，进行压裂液配制。 压裂返排液室内处理实验照片：
页岩气液化技术
1公升煤气约多少液化气? 煤气的制成和使用 18世纪下半叶，有一种新的燃料——煤气闯入了人们的生活中。煤气，顾名思义，自然来源于煤。将煤先变成煤气，再作为能源使用，实在是人类用煤方式上的重大进步。 据说，煤气最早是人们无意之中发现的。在1667年，英国一位乡村教师雪莱，在他任教处威甘，发现了一个奇怪的池塘。池水中常冒出气体，多的时候池水好似沸腾一样，晚间用火一点，竟会像油锅起火似的，在池面上掠起一阵蓝莹莹的火焰。雪莱发现池底有着厚厚的泥炭层，他猜测气体是泥炭分解后放出来的。1670年，雪莱的朋友克莱顿用实验证实了雪莱的想法。他挖了些泥炭来，放在密闭的容器中加热，得到了一些气体，并充进气囊里。他的小女儿好奇地用针将气囊刺了一个小孔，用蜡烛焰去接近逸出的气体。顿时，蓝色的火焰窜得高高的，一会儿把气囊里的气体烧得无影无踪了，这也许就是人类第一次制得和使用煤气吧。 后来，英国有人用泥炭的不完全燃烧，制得了发生炉煤气。这就是克莱顿方法的工业生产。不过，从真正的煤中获得煤气，是克莱顿以后100多年的另一个英国人默多克。默多克小时候很爱玩火，一次少年默多克把一块油页岩放在水壶里加热，壶嘴里冒出了气体，他划了根火柴去点，气体烧着了。1972年，青年默多克用煤块代替了油页岩重复了儿时的游戏，他用一根21米长的镀锡铁管把气体引到自己的住室内，气体点燃后，将屋内照耀得如同白昼。这可以说是煤气第一次用于照明，也是煤气的第一次实际应用。后来，默多克成立了一家煤气公司，专门提供照明煤气。 现代人们使用的煤气，通常是利用煤的不完全燃烧得到的。煤气发生炉的种类很多。有一种鲁奇炉是座高大的直立钢筒，内壁砌着耐火砖。炉顶是煤的进口，炉身下部有鼓进空气和蒸汽的管道，炉渣从底部排出。点火后，下层的煤燃烧发出大量的热，使上面的煤层热到炽红的程度。燃烧产生的二氧化碳随热气上升，当它通过上部又厚又炽热的煤层时，就起反应生成了一氧化碳。通进去的蒸汽还会与炽热的煤发生另一种反应，生成一氧化碳和氢气。上述变化可概括成3个反应式： C+O2=CO2 CO2+C=2CO C+H2O＝CO+H2 制得后的煤气被引进煤气贮罐。这是一个完全用钢板焊接而成的庞然大物，远看上去像一座巨大的圆房子，有20层楼那么高。这个巨大的煤气贮罐会随着煤气存量的增减而升降，煤气多了，就把一层层的“房子”鼓得高高的，煤气少了，“房子”就会矮下去。煤气贮罐靠着钢筒的压力，将煤气压送出去。如果输送路程较远，人们还会在沿途装上压力调节器，以保证压力，使远近的用户都能正常使用。
中国页岩气研究现状与发展趋势
第31卷 第4期2010年7月 石油学报 A CT A PETROLEI SINICA V o l.31July N o.4 2010 基金项目:国家自然科学基金项目(No.40730422)资助。 作者简介:陈尚斌,男,1983年3月生,2009年获中国矿业大学硕士学位,现为中国矿业大学在读博士研究生,主要从事煤层气与页岩气地质的学习 和研究工作。E mail:shangbin chen @https://www.360docs.net/doc/db13406926.html, 文章编号:0253 2697(2010)04 0689 06 综 述 中国页岩气研究现状与发展趋势 陈尚斌1,2 朱炎铭1,2 王红岩3 刘洪林3 魏 伟3 罗 跃1,2 李 伍1,2 方俊华1,2 (1 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室 江苏徐州 221116; 2 中国矿业大学资源与地球科学学院 江苏徐州 221008; 3 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 065007) 摘要:借助维普中文科技期刊全文数据库,系统检索了中国页岩气的研究论文,分析了这百余篇论文的分布特征,归纳了研究机 构、科研群体及基金资助等情况,综述了中国页岩气研究现状,探讨了未来其研究的走向和发展需求。研究结果表明: 中国页岩气论文总数少,具有典型发展初期阶段分布特征,说明基础研究与勘探开发刚驶入一个全新的起步发展阶段,在未来一个较长时期,页岩气资源评价理论与方法将是研究的主要方向,地质基础研究工作必受重视,勘探试井及与之相关的产能模拟、压裂等增产开发措施研究也会逐步展开; 基于地质条件、成藏要素及油气产区特殊条件的综合分析,四川盆地南部地区很可能会成为中国第一个页岩气勘探开发的先导性试验建设基地;!在政策扶植和基金支持下,坚持科技攻关,开展多种合作,增进学术交流,促进人才培养,中国页岩气研究将迅速发展,并会较早结束探索阶段而逐步向商业化方向发展。 关键词:页岩气;论文分布特征;研究现状;发展趋势;综述;维普中文科技期刊全文数据库;中国中图分类号:T E 122 2 文献标识码:A Research status and trends of shale gas in China CH EN Shangbin 1,2 ZH U Yanm ing 1,2 WANG H ongyan 3 LIU H onglin 3 WEI Wei 3 LUO Yue 1,2 LI Wu 1,2 FANG Junhua 1,2 (1.K ey L abor ator y of Coalbed Methane Resour ces and Reser voir For mation Pr oces s of the M inistr y of Ed ucation , China Univers ity of M ining and T echnolo gy ,X uz hou 221116,China; 2.Schoo l of Resour ces and E ar th Science ,China Univer sity of M ining and T echnology ,X uz hou,221008,China; 3.L angf ang Br anch,Petr oChina Ex p lor ation and D evelop ment Resear ch I nstitute ,L ang f ang 065007,China) Abstract :W ith the aid of VI P Chinese sci tech periodical full text dat abase,the present paper systematically searched for the research papers on shale gas in Chinese,analyzed the distributio n char acter istics of these ov er o ne hundred paper s,summarized the research units,research gr oups and fo undation sponso rships,etc.involved in shale g as researches,r eview ed the cur rent status of shale g as researches in China,and pr obed into the tr end and develo pment necessity of shale g as researches in the futur e.T he r esults sho wed that firstly,shale g as paper s in Chinese ar e character ized by a limited number and a typical distributio n of the initial r esear ch,indica t ing an infancy for both the basic research and the explo ration and develo pment.W ithin a longer per iod of time in the fut ur e,the as sessment theor y and met ho ds on shale gas resour ces w ill be the focus of the research,basic r esear ches on geo log ical analyses w ill be highlighted,and studies on the prospect ing well testing and t he related pro duction and development measures including capacity sim ulat ion and fr act ur ing w ill be gr adually put o n the agenda as well.Secondly ,comprehensiv e analyses o f geolog ical conditio ns,reser v oir elements and specific conditio ns o f oil gas pro vinces indicated that the so uthern r eg io n o f the Sichuan Basin is mor e likely t o be the first pioneering ex per imental area fo r shale g as explorat ion and development in China.T hirdly ,the shale gas r esear ch in China will develop rapidly ,end the explor ing stag e soo n and trend to the co mmercial develo pment pr og ressively prov ided that the po licy fostering and fund suppor t ar e ava ilable,key problems in scientific and technolog ical researches are solved via persistent effo rts,var i eties o f co operation are ex panded,academic exchang es are enhanced and personnel tr aining is pr omoted. Key words :shale gas;paper distr ibut ion char acter istics;r esear ch status;developing trend;rev iew;VIP China sci tech per iodical full tex t database;China 随着油气资源的日趋紧缺和对于能源安全的考虑,页岩气这一新能源已成为世界能源研究的热点 之一,而中国的页岩气研究与勘探开发尚处于探索起步阶段 [1 2] 。一个领域内论文的分布蕴含着丰富