页岩气气井压裂用井口
水平井体积压裂
水平井体积改造技术目前我国页岩气勘探开发工作正在起步阶段，与国外差距较大，许多制约我国页岩气开发的技术瓶颈亟待突破。
《页岩气发展规划（2011-2015年）》（以下简称《规划》）的发布对我国页岩气开发的有序发展具有重大意义，它指出了未来一段时间我国页岩气产业需要科技攻关的8项任务，这为解决制约我国页岩气综合开发利用问题指明了方向。
本文主要对体积改造技术进行简要阐释，希望能借此推动我国页岩气开发技术的进步和发展。
体积改造技术亟需突破页岩气储层具有渗透率超低、厚度大及天然裂缝发育的特点，气体主要以吸附态吸附在有机质表面，常规改造形成单一裂缝很难获得好的增产效果。
因此，必须要对天然裂缝发育和岩石硅质含量高（＞35%），脆性系数高的页岩进行体积压裂。
通过水力裂缝沟通天然裂缝，增强渗流能力，从而提高页岩气井的经济效益。
图1 钻式桥塞封隔技术图2 北美不同地区页岩气水平井分段压裂工艺运用情况与美国相比，我国页岩气藏储层产状有埋藏深度、厚度较薄和多层叠置的特点。
因此，水平井体积改造技术就更为适合我国页岩气藏的开发。
在《规划》中提出的“体积改造技术”，就是采用分段多簇射孔和多段一起压裂的模式，利用缝间干扰，促使裂缝转向，产生复杂缝网，从而增大流动通道。
而“水平井体积改造”则是以分段多簇射孔技术、可钻式桥塞工具和大型滑溜水压裂技术为主。
分段多簇射孔技术是关键分段多簇射孔技术是实现体积改造的技术关键。
其目的是为了压裂形成网状裂缝、提高改造体积，进而减少井筒附近的压力损失，并为压裂时产生的流体提供通道。
其特点是可以实现：一次装弹、电缆传输、液体输送、桥塞脱离、分级引爆。
分段多簇射孔每级分4～6簇进行，每簇长度为0.46～0.77m，射孔枪每簇之间的距离为50m，实际井眼中每簇间距一般为20～30m，每个压裂段控制在100～150m左右，孔密16～20孔/m，孔径13mm，相位角60°或者180°，排量一般为16m3/min，单孔流量0.27m3/min。
描写压裂现场作业的小故事
描写压裂现场作业的小故事这是一个发生在美国得克萨斯州的小故事，故事中详细描写了一个压裂现场作业的场景。
得克萨斯州的一座大型页岩气田正在进行压裂现场作业。
整个作业区域热闹非凡，一片忙碌的景象。
清晨的阳光洒在广阔的砂石地上，显得格外耀眼。
在作业区的中心，一台巨大的压裂泵正在为井口注入高压液体。
这台泵高大而威猛，发出震耳欲聋的轰鸣声。
恒定的机械运转声伴随着压力释放的“嘶嘶”声，让整个作业区都布满了一种紧张而又充满活力的气氛。
沿着作业区域的边缘，排列着一排排巨大的油罐车。
这些油罐车高傲挺立，宛如一支不可容忍的守卫。
工作人员忙碌地从油罐车上接驳管道，在泵站和井口之间建立起一条坚实的链接。
作业区域的另一侧，一队穿着厚重防护服的工程师正在操纵巨大的控制台。
他们专注地注视着显示屏上的数字和数据，细心调整着泵的输出压力。
看似平静的表面下，他们正紧绷着神经，时刻准备应对任何突发状况。
在井口，一支专业的团队正在进行井下操作。
他们结合仪器读数和经验判断，细致地调整井内的注入流量，确保液体均匀地分布在岩层中。
汗水顺着工作人员的额头流淌下来，但他们没有时间去擦拭，因为每一秒钟都至关重要。
整个作业区都弥漫着刺鼻的气味，这是由注入液体中的添加剂所散发出来的。
这些添加剂虽然让人心生厌恶，却是必不可少的。
它们可以有效地增加爆破岩层的能力，并保证岩石裂缝的稳定性。
时间过去了几个小时，压裂作业接近尾声。
泵站的轰鸣声逐渐减弱，工作人员们的动作也缓慢而有序。
一切都在沉寂中完成。
最后一阶段是压裂液体的回收和处理。
工作人员迅速地拆除管道，将液体引导到集中的处理区域。
这个区域布满了净化装置、过滤器和储存罐，确保回收的液体可以被重复使用。
随着压裂作业的结束，整个作业区域渐渐恢复平静。
工作人员们相互拍肩庆祝着任务的顺利完成，他们知道这个压裂现场的成功将为能源行业带来巨大的收益和进展。
这个小故事让我们感受到了压裂现场作业的紧张和充满活力的气氛。
从泵站到井口，从控制台到处理区域，每个环节都需要工作人员的专业技能和默契合作。
压裂名词解释
压裂名词解释
压裂是一种在地下开采能源资源（如天然气和石油）时使用的技术。
它被广泛应用于页岩气、致密油和煤层气等非常规能源开采中。
在压裂过程中，液体（通常是水和化学添加剂的混合物）被注入到地下岩石层中，以创建裂缝和通道。
这些裂缝允许能源通过岩石层的非渗透性区域流动到地表。
压裂可以通过增加岩石层的渗透性，提高能源的采集效率。
在压裂过程中，专门设计的压裂液被注入到井口并通过钻孔进入地下。
通常，压裂液的组成包括水、沙子或其他颗粒状材料以及化学添加剂。
这些化学添加剂可以改变液体的黏度、降低摩擦力、防止细菌生长等，以提高压裂效果。
一旦压裂液进入岩石层，高压会导致岩石裂开，形成细小的裂缝网络。
这些裂缝扩展并连接，形成一条通道，使能源能够通过岩石层流动到井口。
压裂技术的发展对能源开采产生了深远的影响。
它使得非常规能源资源的开采成为可能，从而增加了能源供应并降低了能源成本。
然而，压裂也引发了一些环境和健康问题，例如地震风险、地下水污染和化学品使用等。
因此，在应用压裂技术时，必须采取适当的监管和环境保护措施，以确保能源开采的可持续性。
页岩气压裂用石英砂工艺流程
页岩气压裂用石英砂工艺流程英文回答：The process of hydraulic fracturing for shale gas involves several steps. Here is a general outline of the process:1. Well Preparation: A well is drilled vertically and then horizontally into the shale formation. Steel casing is inserted into the well to protect the surrounding environment.2. Perforation: Small holes are made in the casing and the surrounding shale rock using perforation guns. This allows for the injection of fluid and proppant into the rock formation.3. Fracturing Fluid Injection: A mixture of water, chemicals, and proppant (usually quartz sand) is injected into the well under high pressure. The fluid helps tocreate fractures in the shale rock, while the proppant holds the fractures open, allowing the gas to flow.4. Fracture Propagation: The high-pressure fluid causes the fractures to propagate through the shale rock, extending the network of fractures and increasing the surface area for gas extraction.5. Flowback: After the fracturing process is complete, the injected fluid is pumped back to the surface along with the released gas. This flowback fluid contains a mixture of water, chemicals, and naturally occurring substances from the shale formation.6. Well Production: Once the flowback fluid is removed, the well is connected to production equipment, and the gas can be extracted. The gas flows through the fractures and into the wellbore, where it is collected and transportedfor further processing.中文回答：页岩气压裂的工艺流程包括以下几个步骤：1. 井口准备，将垂直钻井并延伸至水平方向进入页岩层。
页岩气水平井压裂
供液泵及供液低压汇管
供液泵：800m3/h/台 供液汇管：满足日常10-16m³ /min
施工排量，最大能达到 20m³ /min
（一）、压裂装备配套
200方加砂装置 1套/2具 施工能力：3m3/min/具
（二）、页岩气压裂技术进展
中原油田井下是国内最早进入非常规页岩气压裂市场施 工的专业化施工队伍，并开展了多项非常规页岩气压裂技 术研究。
平均铺砂浓度 (kg/m2)
5.68
支撑裂缝总高(m) 最大裂缝宽度 (cm) 平均裂缝宽度 (cm)
18-20 1.22-2.22 0.64-0.82
水平井模型建立
（二）、页岩气压裂技术进展
广泛应用在非常规页岩气水平井小型压裂测试分析，求 取地层压力、渗透率等，修正压裂施工参数.
SIVol
C
Q
E
HS360混砂车
技术参数：
生产厂商：石油四机厂 最大起升重量：12吨
（一）、压裂装备配套
CSGT-480 压裂液混配车
配液流量：3.0-7.0 m3/min 配液浓度：0.2%-0.8%（粉水重量 比） 配比精度：±2% 撬装缓冲罐容积：20m3，缓冲罐用 于延长压裂液的水合时间,增加粘 度。
南川页岩气田压裂水平井井间干扰影响因素及对策研究
油气藏评价与开发PETROLEUM RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT2023年第13卷第3期南川页岩气田压裂水平井井间干扰影响因素及对策研究卢比,胡春锋,马军（中国石化重庆页岩气有限公司，重庆408400）摘要：随着页岩气开发不断深入，水平井实施压裂过程中邻井的干扰现象日益增多，对气田的产量、套管的安全、气井的管柱造成较大影响，有待明确压裂井间干扰的影响因素及降低干扰的治理对策。
采用井下压力监测的方式证实压裂井间干扰的矿场表现，通过生产动态跟踪分析及微地震监测结果基本明确井网井距、压裂改造强度、天然裂缝是影响压裂水平井井间干扰的主要因素。
对降低压裂干扰提出了压裂设计源头优化、采气井现场管理、生产运行调整3种治理对策，在现场应用中获得了较好的效果。
关键词：页岩气；矿场试验；井间干扰；治理对策中图分类号：TE371文献标识码：AInfluencing factors and countermeasures of inter-well interference of fracturinghorizontal wells in Nanchuan shale gas fieldLU Bi,HU Chunfeng,MA Jun（Sinopec Chongqing Shale Gas Co.,Ltd.,Chongqing408400,China）Abstract:With the continuous development of shale gas,the interference of adjacent wells is increasing during the fracturing of horizontal wells,which has a great impact on the production of gas fields,the safety of casings,and the string of gas wells.The influencing factors of the interference between fracturing wells and the countermeasures to reduce the interference need to be clarified.The field performance of fracturing interwell interference is confirmed by downhole pressure monitoring.Through production dynamic tracking analysis and microseismic monitoring results,it is basically clear that well spacing,fracturing transformation intensity,and natural fractures are the main factors affecting the interference between horizontal wells during fracturing.Three governance strategies have been proposed to reduce fracturing interference,including optimization of fracturing design source,on-site management of gas production wells,and production operation adjustment.These measures have achieved good improvement effects in on-site applications.Keywords:shale gas;field test;interwell interference;governance countermeasures南川页岩气田位于渝东南盆缘复杂构造带，生产目的层位为五峰组—龙马溪组页岩，地层压力系数小于1.3，属于常压页岩气。
压裂井口常见问题及解决方案
压裂井口常见问题及解决方案摘要:作为一种重要的非常规天然气资源,我国页岩气可开采量达36万亿立方米,居世界第一｡为了规模化开发储量丰富的页岩气藏,需解决相关的技术和装备难题,而压裂技术是页岩气开发过程中的最核心技术,压裂是油气藏增产的主要手段,压裂井口则是压裂过程中重要的设备之一,本文通过压裂井口的使用情况为切入点,着重通过描述压裂井口及配件闸阀的现场应用及操作中存在的使用不当､蛮力开阀､卡堵等问题,分析压裂井口在现场作业过程中出现的故障问题及解决办法并规范压裂井口使用操作,同时提出压裂井口的维修保养方法,为压裂井口的现场作业及后期保养提供有效参考意见｡关键词:压裂;井口;闸阀;故障;维修保养在石油天然气领域,压裂是指采油或采气过程中,利用水力作用,使油气层形成裂缝的一种方法,又称水力压裂｡压裂是人为地使地层产生裂缝,改善油在地下的流动环境,使油井产量增加,对改善油井井底流动条件､减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用｡1压裂井口的基本组成目前在辽河油田区域应用压裂井口按用途分类可分为三种,一种是常规油水井用压裂井口,一种是气井压裂井口,还有一种是套管压裂井口｡压裂井口一般由转换法兰､平板闸阀､压裂头､小四通､法兰由壬(注入头法兰)､螺纹法兰等组成｡2压裂井口的现场使用压裂井口转入井口现场后,首先要对井口及其配件进行验收,确定所有相关配件齐全后,准备使用｡使用前要检验压裂井口闸阀是否能正常开关,法兰､垫环无损伤,垫环槽光滑,清洁干净,所用法兰的标称尺寸与套管法兰应保持一致,安装压裂井口前要往垫环槽内涂沫黄油,保证密封;现场要对法兰由壬的外径进行核查尺寸,满足现场吊卡装吊｡现场安装过程,把底层油管头四通或套管法兰上的垫环槽清洁干净,把油脂涂进槽内,把对应尺寸垫环清理干净,放到垫环槽内｡将黄油涂沫到转换法兰的垫环槽中,将吊卡装入法兰由壬中,利用吊车将压裂井口吊起坐入油管头四通或套管法兰上,装入螺栓对称打紧,完成压裂井口的安装工作｡安装完成后,闸阀要保证处于全开全关状态,禁止将闸阀处于半开半关状态工作｡所用闸阀均为平板闸阀,均是闸阀阀板靠阀座浮动实现密封,因此阀板不能卡死,现场使用时,应在闸阀开启或关闭后,反向放置手轮1/4~1/3圈｡这里需要提出的是由于目前所用压裂闸阀种类繁多,各厂家设计不一样,小通径的闸阀一般现场使用方法一样,但大通径的闸阀还需要注意闸阀可能设计阀门锁紧机构｡当需要操作此种闸阀时,应松开锁紧机构,再转动手轮,确认好开关后重新锁紧,防止现场压裂作业过程中井口轻微震动,造成阀杆与滚珠丝杠自由行走,阀板自由滑动,无法正常作业｡在压裂过程中,如果有双主阀情况,要保证最下端主阀常开,以便应急使用｡安装完毕,要对压裂井口进行试压作业,将主阀关闭,连接管汇利用泵车对压裂井口进行试压,稳压30min,井口､管汇各连接处无渗露,压降低于1MPa,为试压合格,之后才能正式投入使用｡3压裂井口的故障分析3.1压裂井口现场使用存在的故障情况(1)压裂井口通径受阻,无法从上端法兰由壬下入相关工具完成检测工作｡通径受阻情况一般在现场出现的情况不多,但也偶有发生,主要存在的问题是上端法兰由壬的内径不能满足所下桥塞､射孔等工具,因此在井场要及时检查由壬内径与下入工具外径的尺寸;还有一种情况多为闸阀的使用不当造成的,没有完全开启状态,造成阀板､阀座没能完全形成通孔,下入工具受阻｡(2)现场压裂井口出现泄漏主要分两部分,一部分在压裂现场法兰由壬处泄漏,主要原因在于由壬处密封橡胶垫老化与损坏,螺纹处没有打紧所致;一部分为井口垫环处泄漏原因之一是长时间作业,导致连接螺栓反复受交变力的影响,螺栓松动,垫环处金属密封失效;二是在安装井口过程中,压紧螺栓没有对称打紧､打匀,导致泄漏;三是在现场拆装井口､闸阀过程中,没更换新垫环,依旧使用以前垫环,以及在拆装过程中,垫环槽受到不同程度的磕碰损伤也是造成井口或阀端间泄漏的因素之一｡3.2压裂闸阀无法正常开关,无法实现泄压,现场故障情况(1)油､气井压裂闸阀多为小通径闸阀以DN65通径为主｡故障为阀杆无法正常使用,主要原因为在现场数次使用后,阀杆护罩丢失,阀杆螺母与阀杆连接因为砂粒､铁屑等原因造成螺纹处损伤或粘扣;现场装卸､搬运过程中对闸阀的上部分造成磕碰,导致阀杆歪曲无法正常使用;闸阀轴承座内轴承有损坏,导致阀杆螺母与阀杆转动吃力或无法转动;阀盖密封填料压的太紧,造成填料与阀杆抱死,手轮无法正常转动阀杆｡(2)套管压裂闸阀多为大通径闸阀以DN103､DN130通径为主｡现场的故障有:闸阀无法正常开启与关闭,手轮出现空转｡原因为大通径闸阀为了减少开关扭矩通常会采用滚珠丝杠与阀杆组成的传动装置完成闸阀的开启与关闭,因此长时间受交变作用力的影响,会对两者之间的连接处产生疲劳极限,从而导致两者连接处发生剪切断裂(或是销轴剪断或是阀杆剪断),阀杆无法带动阀板完成开启与关闭作业;现场还出现过一种情况也导致手轮无法拧动,原因就是闸阀阀盖内密封填料装反､装多,在某种压力状态下导致阀盖密封填料腔内形成一个闭合压力腔,阀杆被密封填料死死抱紧,造成手轮无法正常转动｡(3)阀盖填料渗漏｡在现场压裂作业过程中,闸阀阀盖填料处渗漏的情况较为普遍,首先是密封填料使用时间较长,未及时进行保养更换,造成密封填料橡胶老化,无法与阀杆､阀盖之间形成有效的密封关系;其次密封填料安装过程中出现毛边､压裂､扭断的情况未能及时发现,也是填料不能长期密封的原因之一｡在大通径压裂闸阀内带有金属骨架的密封填料完成阀杆､阀盖､填料三者之间的密封,容易出现安装此种填料垫安装颠倒的情况,也是造成现场压裂作业闸阀渗液的原因之一｡(4)阀板阀座处泄漏｡这部分出现的问题分两种,一种为密封圈(唇形密封､“O”型密封圈)根部泄漏,多为长时间使用,密封圈腐蚀､弹性性能变差,导致与阀体密封接触面形成的接触压力小于密封介质的内压,造成密封失效,产生内漏;一种为金属密封面泄漏,首先是压裂过程中,压裂液､压裂砂､井内返排介质都会作用于阀板､阀座上,长时间使用会使阀板的密封面出现点蚀､压痕､砂眼､裂纹等缺陷,造成阀板阀座金属密封失效;其次阀座尾部的弹性压簧,长期作用造成弹性功能减弱,无法满足阀板､阀座硬性金属密封的要求,造成二者密封失效｡(5)闸阀卡砂｡在压裂过程中,压裂液中的压裂砂由于阀板阀座的密封性能变差,误操作造成的闸阀未完全开关或闸板在启闭过程中造成压裂砂进行阀腔产生沉砂现象,从而导致闸阀阀板关闭不到预期深度而生产问题｡4压裂井口的维修保养压裂井口在现场压裂完成后,应从现场上拆卸下来返还库房,对井口进行维修保养｡首先要对井口进行清洗工作除去表面油泥等杂物,并进一步清理装置内腔,垂直､横向内表面,保证装置内表面的清洁度,目测主通径是否有重大冲蚀现象;然后对井口､闸阀进行目视检测,闸阀手轮､油杯､注脂阀､泄压阀､井口螺纹处､垫环连接处､法兰由壬､转换法兰等部件如有损坏､缺失､环槽密封面有磕碰要及时更换｡压裂井口维修保养最重要的一个环节就是压裂闸阀的维修保养｡先卸掉阀腔压力,拆除阀盖螺栓,取出阀板及阀盖以上部分,用专用工具取出阀座,查看阀板､阀座的表面情况,之后清洗阀腔,阀板､阀座,然后在阀板两侧涂抹密封脂,同时更换阀盖密封垫环,将带阀盖的阀杆装入阀体内,完成组装｡每次对闸阀进行维修保养,要对轴承处加注润滑脂进行润滑｡完成检修后,对闸阀进行水密试验,全压差下开启闸阀,检测闸阀开关情况及闸阀密封性能｡之后向阀腔内加注密封脂,并来回开关闸阀数次,确保开关灵活｡5结语通过上述对压裂井口的现场使用､故障分析,能让现场操作人员对压裂井口及闸阀在现场的使用及现场的应急处理､故障诊断有一定的了解,保证了压裂井口使用的安全性及可靠性,同时在本文最后提及了压裂井口､闸阀的维修保养,有利于提升压裂井口的使用寿命,减少在现场压裂过程中发生的故障｡参考文献:[1]徐振宇,页岩气开发压裂用井口装置安全使用研究[J],中国设备工程,2020.(3):16-17.[2]何鸿海,阀门常见故障及维修[J],科技传播,2013.(02):48-49.[3]孙晓迎.高性能压裂井口设备技术和产业化研究[J].科技创新与应用,2017(9):142-143.。
页岩气井压裂技术
特点：适用套管（31/2″、41/2″、51/2″、7″)；适合
大排量、大型施工、封隔可靠性高、压裂层位精确、分层
压裂的段数不受限制。
三、压裂施工设计技术
井号
岩性
水平段长 压裂
(m) 段数 隔离+射孔方式
压裂工艺
压裂液
支撑剂
涪页 HF-1 页岩、夹薄层灰岩 1136.75 10 桥塞+射孔联作 滑溜水+冻胶
拉强度比
B=26.7-40, 脆性
强
B=14.5~26.7, 脆
性中等
B<14.5, 脆性弱
脆性
地层
低粘度
复合压裂液
网络裂缝
线性胶
高砂比
泡沫
双翼裂缝
凝胶
塑性
地层
低排量
高排量
三、压裂工艺技术
3、页岩气压裂主要工艺技术
1）水平井桥塞分段压裂工艺：
通过水力泵送桥塞方式实现坐封、射孔联作、并沿水平段
方向实现逐级封隔、射孔和压裂的工艺。
7.0
压后返出液
1.20
1.10
1.004
7.0
二、压裂液返排液的回收利用技术
对威201-H1井返出液放置1个月后进行处理后基本
性能测试结果如下：
类别
粘度，
mPa.s
密度，
g/cm3
表张，
mN/m
接触角，
降阻率，%
原配方
5.60
1.001
26.23
63.12
67
返排液
1.20
1.004
32.42
38.12
页岩气井压裂技术
汇报内容
➢概述
➢压裂液技术
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页岩气气井压裂用井口技术规格书
一、产品设计、制造、检验执行的规范和标准：
1、SY/T5127-2002《井口装置和采油树规范》
2、API 5B《石油天然气工业套管油管和管线管螺纹加工测量和检验》
3、NACE MR0175《油田设备用抗硫化物应力开裂的金属材料》
4、API Q1《石油和天然气工业质量纲要规范》
5、A193《高温用合金钢和不锈钢螺栓材料规范》
6、A194《高温高压螺栓用碳钢和合金钢螺母规范》
7、SY5308《石油钻采机械产品用涂漆通用技术条件》
二、页岩气气井压裂用井口内容：
1、页岩气气井井压裂用井口是指安装在油管头之上的采气井口装置。
2、主要技术参数：
规范级别：PSL3
性能级别：PR1
材料级别；EE级
温度级别：P.U
额定工作压力：105MPa
通径：103.2mm
3、主要结构形式、配套和要求：
▲油管挂：
上、下部（两端）为油管长圆扣，主副密封为橡胶密封，油管挂主密封尺寸与原油管头内孔吻合，油管挂上部伸出油管头法兰160mm，外径192mm（7-5/8"）。
▲盖板法兰：
规格为11″×105 MPa-4-1/16"×105 MPa，法兰厚度220mm ？，大端下部内径192mm，装有两道BT或P型密封，设有注脂孔及试压孔。
▲阀门及仪表法兰：
盖板法兰之上装两只暗杆式阀门，规格4-1/2"×105 MPa。
两只阀门之间安装一片仪表法兰，法兰配接头、考克、压力表。
▲异形四通：
异形四通通径103.2mm，通孔面加工法兰规格4-1/2"×105 MPa。
▲双法兰短接：
三只双法兰短接，规格4-1/2"×105 MPa---3-1/2"×105 MPa，每只总长度400mm。
▲盲法兰：
数量：6片，规格4-1/2"×105 MPa，配齐与双法兰短接连接螺栓、螺帽。
▲“Y”型三通：
数量：3只，通径103.2mm，端部法兰规格4-1/2"×105 MPa。
三，增配转换法兰
增配盖板法兰一只：
规格为11″×70 MPa-4-1/2"×105 MPa，法兰厚度220mm ？，大端下部内径192mm，装有两道BT或P型密封，设有注脂孔及试压孔，。
四，出厂前要求：
页岩气井压裂用井口出厂前使用11″×105 MPa-4-1/2"×105 MPa 进行连接组装并做气密封试压合格后方可出厂。