煤层气高能气体压裂技术简介

1．前言 (1)

2．煤层气高能气体压裂原理 (2)

3．煤层气多级脉冲加载压裂技术 .................................... 1..0 4．工艺设计研究. (11)

5. 现场试验...................................................... 1..2. 6．技术服务费（基本费用） ........................................ 1..3

/ 、八

1．前言

我国是世界上煤炭生产和消费大国 ,煤层气资源储量非常丰富。但煤气层为低渗透率、低压力、低含水饱和度，富含煤层气的煤田大都具有构造复杂、煤体破坏严重、软煤发育、高塑性和煤层渗透率极低等特点，开发难度较大。目前提高煤层渗透率主要有洞穴法和水力压裂法，主要包括：垂直井套管射孔完井、清水加砂压裂、活性水加砂压裂、洞穴完井等工艺；应用空气钻井,氮气泡沫压裂 ,清洁压裂液、胶加砂压裂 ,注入二氧化碳，以及欠平衡钻井、欠平衡水平钻井和多分支水平井钻井完井技术等技术[1-5]，以提高煤层气井产量和采收率，积累了很多经验。但从煤层气改造看，至目前还缺少适合我国煤层气有效开发的较成熟的技术。针对煤气层的地质特点及开发现状，在分析了高能气体压裂技术研究的基础上，提出并开展了煤层气多级脉冲加载压裂开发技术的试验研究与应用。

高能气体压裂技术是利用固态、液态火药或推进剂在油层目的层快速燃烧产生的大量高温高压气体，对地层脉冲加载压裂，使地层产生并形成多裂缝体系，同时产生较强的脉冲震荡作用地层基质，综合改善和提高地层渗透导流能力，扩大有效采油（气）范围，以达到提高产量的目的。其特点是 :能在地层产生不受地应力约束的多裂缝体系，有利于沟通天然裂缝，扩大泄流面积，同时产生较强的脉冲震荡传播作用有利于改变地层岩性基质微错动变化，沟通基质通道，延伸地层深处，提高了地层渗透性，提高了油气井产量。目前主要应用油层改造，而且对地层无污染，有利于储层保护。

与常规水力加砂压裂相比，高能气体压裂能够减小对煤储层造成水敏性污染，而且裂缝的延伸方向不受地应力控制、可形成多裂缝体系，成本也低，不伤害煤层。因此，此项研究对探索适合我国煤层气有效开发的新技术具有重要的现实意义和应用前景。

高能气体压裂技术目前在油田上已经得到了较广泛的推广应用，产生了明显的经

等离子脉冲压裂技术

等离子脉冲压裂技术苏权生（胜利油田分公司采油工艺研究院）摘要：等离子脉冲压裂通过等离子体产生高能等离子束，高能等离子束周期性的作用在生产目的层位，在周期性冲击波作用下地层流体产生谐振，疏通储层天然流通通道并产生新的微裂缝沟通地层和井筒，从而提高储层渗流能力，实现油井增产水井增注。关键词：脉冲，等离子，谐振，微裂缝，渗流能力以经济有效的手段获得油气井高产是油气田开发的目标，在地层中压开人工裂缝有利于油气的产出。最先应用的爆炸压裂技术，虽然产生了比较显著的经济效益，但其伤害井筒、难以控制、造成近井压实带等问题难以解决，从而逐渐被水力压裂所取代。目前，水力压裂已发展成为一项成熟而完善的技术，在油田开发中起着重要作用，但其产生的裂缝参数受地层应力影响，对一些特殊储层的改造效果不甚理想，亟需进行其它增产技术研究，补充水力压力技术缺陷，在此基础上，等离子脉冲压裂技术应运而生。 1.等离子脉冲压裂技术原理 1.1 基本原理通过等离子发射控制器，在密闭条件下产生高能量等离子束，通过射孔孔眼周期性的作用在地层岩石和流体，能够在近井地带形成多条不受地应力影响的径向裂缝，使得人工裂缝和天然裂缝沟通；同时在周期性力作用下，地层流体产生谐振，对储层天然流通通道进行疏通、清洗，从而大幅度提高储层渗流能力。等离子脉冲压裂主要增产原理包括：（1）机械作用：高能等离子束在近井地带产生微裂缝，有效沟通天然裂缝，提高油层渗流能力，增加油井产能；（2）脉冲冲击波作用：高能等离子束产生强水力冲击波，引起地层流体谐振，对油层的机械杂质堵塞起到解堵作用；（3）热效应：等离子束的高温可溶解近井地带的蜡质和沥青质，解除油层孔道堵塞，改善地层流体的物性和流态，加快原油向井底的流动速度,提高储层的驱油效率，有效降低表皮系数，从而达到增产增注的目的。 1.2 技术设备等离子脉冲压裂设备主要是等离子发生器、控制装置、辅助装置等，如图1所示。施

煤层气高能气体压裂技术简介

煤层气高能气体压裂技术简介目录 1．前言 (1) 2．煤层气高能气体压裂原理 (2) 3．煤层气多级脉冲加载压裂技术 .................................... 1..0 4．工艺设计研究. (11) 5. 现场试验...................................................... 1..2. 6．技术服务费（基本费用） ........................................ 1..3

/ 、八 1．前言我国是世界上煤炭生产和消费大国 ,煤层气资源储量非常丰富。但煤气层为低渗透率、低压力、低含水饱和度，富含煤层气的煤田大都具有构造复杂、煤体破坏严重、软煤发育、高塑性和煤层渗透率极低等特点，开发难度较大。目前提高煤层渗透率主要有洞穴法和水力压裂法，主要包括：垂直井套管射孔完井、清水加砂压裂、活性水加砂压裂、洞穴完井等工艺；应用空气钻井,氮气泡沫压裂 ,清洁压裂液、胶加砂压裂 ,注入二氧化碳，以及欠平衡钻井、欠平衡水平钻井和多分支水平井钻井完井技术等技术[1-5]，以提高煤层气井产量和采收率，积累了很多经验。但从煤层气改造看，至目前还缺少适合我国煤层气有效开发的较成熟的技术。针对煤气层的地质特点及开发现状，在分析了高能气体压裂技术研究的基础上，提出并开展了煤层气多级脉冲加载压裂开发技术的试验研究与应用。高能气体压裂技术是利用固态、液态火药或推进剂在油层目的层快速燃烧产生的大量高温高压气体，对地层脉冲加载压裂，使地层产生并形成多裂缝体系，同时产生较强的脉冲震荡作用地层基质，综合改善和提高地层渗透导流能力，扩大有效采油（气）范围，以达到提高产量的目的。其特点是 :能在地层产生不受地应力约束的多裂缝体系，有利于沟通天然裂缝，扩大泄流面积，同时产生较强的脉冲震荡传播作用有利于改变地层岩性基质微错动变化，沟通基质通道，延伸地层深处，提高了地层渗透性，提高了油气井产量。目前主要应用油层改造，而且对地层无污染，有利于储层保护。与常规水力加砂压裂相比，高能气体压裂能够减小对煤储层造成水敏性污染，而且裂缝的延伸方向不受地应力控制、可形成多裂缝体系，成本也低，不伤害煤层。因此，此项研究对探索适合我国煤层气有效开发的新技术具有重要的现实意义和应用前景。高能气体压裂技术目前在油田上已经得到了较广泛的推广应用，产生了明显的经

高能气体压裂技术

高能气体压裂技术高能气体压裂（High Energy Gas Fracture ,简称HEGF）是利用火药或火箭推进剂在井筒中快速燃烧产生的大量的高温高压气体在产层上压出辐射状多裂缝体系，改善近井地带的渗透性能，从而增加油气井产量和注水井注入量的一项增产措施。前苏联把高能气体压裂称为热气化学处理，在美国也称作脉冲压裂、多裂缝压裂。一．高能气体压裂工艺技术 1．高能气体压裂概况美国高能气体压裂是从一百多年前的井筒爆炸方法演变而来，本世纪70年代中期后，美国、前苏联等国家对爆炸压裂失败的机理作了深入的探讨而发展了高能气体压裂并在80年代中期使该项技术趋于成熟。80年带中期，西安石油学院开始从事高能气体压裂的研究，吸取和借鉴了国外的一些先进成果，已研制和开发出自己的产品系列，如压裂弹、测试仪、设计软件等。高能气体压裂不同于爆炸压裂和水力压裂。爆炸压裂在井筒中产生的爆轰波作用于井壁，快速的压力脉冲把井筒周围很小范围的岩石破碎，不能形成多裂缝体系。水力压裂是通过压裂车组从地面注入压裂液在高于岩石破裂压力下将地层压开而形成一条宽而长的裂缝，这种裂缝长度从几十米到上千米不等，裂缝垂直于岩石最小主应力方向。高能气体压裂火药产生的压力脉冲比爆炸压裂平缓而又远远快于水力加载，因而在井壁形成多裂缝体系，但裂缝长度一般小于10米（液体药高能气体压裂裂缝可超过30米），所以可用于改善近井地带的渗流环境（解堵或改造地层）。三种压裂的区别见下表。从表中看出，由于升压时间及加载速率的不同，高能气体压裂是明显区别与爆炸压裂和水力压力的增产措施。表1 三种压裂方法的主要参数 2．高能气体的获得高能气体是通过固体药或液体药的快速燃烧产生的。固体药有火药及火箭推进剂。常用的火药有硝化棉和炮药，硝化棉是致密的硝化纤维和极少量残留溶液组成，炮药是硝化纤维在不易挥发溶剂（如硝化甘油）中的固体溶液，它比硝化棉的能量高，火药的燃烧时

煤层气高能气体压裂技术

煤层气高能气体压裂技术简介 1.前言我国是世界上煤炭生产和消费大国,煤层气资源储量非常丰富。但煤气层为低渗透率、低压力、低含水饱和度，富含煤层气的煤田大都具有构造复杂、煤体破坏严重、软煤发育、高塑性和煤层渗透率极低等特点，开发难度较大。目前提高煤层渗透率主要有洞穴法和水力压裂法，主要包括：垂直井套管射孔完井、清水加砂压裂、活性水加砂压裂、洞穴完井等工艺；应用空气钻井,氮气泡沫压裂,清洁压裂液、胶加砂压裂,注入二氧化碳，以及欠平衡钻井、欠平衡水平钻井和多分支水平井钻井完井技术等技术[1-5]，以提高煤层气井产量和采收率，积累了很多经验。但从煤层气改造看，至目前还缺少适合我国煤层气有效开发的较成熟的技术。针对煤气层的地质特点及开发现状，在分析了高能气体压裂技术研究的基础上，提出并开展了煤层气多级脉冲加载压裂开发技术的试验研究与应用。高能气体压裂技术是利用固态、液态火药或推进剂在油层目的层快速燃烧产生的大量高温高压气体，对地层脉冲加载压裂，使地层产生并形成多裂缝体系，同时产生较强的脉冲震荡作用作用地层基质，综合改善和提高地层渗透导流能力，扩大有效采油（气）范围，以达到提高产量的目的。其特点是:能在地层产生不受地应力约束的多裂缝体系，有利于沟通天然裂缝，扩大泄流面积，同时产生较强的脉冲震荡传播作用有利于改变地层岩性基质微错动变化，沟通基质通道，延伸地层深处，提高了地层渗透性，提高了油气井产量。目前主要应用油层改造，而且对地层无污染，有利于储层保护。与常规水力加砂压裂相比，高能气体压裂能够减小对煤储层造成水敏性污染，而且裂缝的延伸方向不受地应力控制、可形成多裂缝体系，成本也低，不伤害煤层。因此，此项研究对探索适合我国煤层气有效开发的新技术具有重要的现实意义和应用前景。高能气体压裂技术目前在油田上已经得到了较广泛的推广应用，产生了明显的经济效益和社会效益。但在煤层气开发上进行试验应用在我国尚属首次，针对煤层气开发特点，结合高能气体压裂技术的作用原理和在油田上的应用成果分析，此项技术应用煤层气开采的思想是可行的，但还需要通过进行大量的研究实验工作。根据EH-03井井深小于1000m、地层压力低、煤岩力学性质等特点，同时结合高能气体压裂技术现场应用效果，经研究本井拟采用复合射孔和多级脉冲加载压裂复合技术进行煤层压裂改造试验，以达到改善储层导流能力的目的。

高能气体压裂技术的发展趋势

2000年9月第15卷第5期西安石油学院学报(自然科学版) J o urnal of Xi ′an Petr oleum Institute(Na tural Science Edition) Sep.2000 V o l.15No.5 收稿日期:2000-04-17 作者简介:石崇兵(1967-),男,吉林九台县人,工程师,大学本科,主要从事采油工程技术方面的研究. 文章编号:1001-5361(2000)05-0017-04 高能气体压裂技术的发展趋势 Development Tendency of High Energy Gas Fracturing (HEGF )Technique 石崇兵1,李传乐 2 (1.辽河石油勘探局钻采工艺研究院,辽宁盘锦　124010;　2.中原油田采油三厂,山东莘县　252429) 摘要:着重综述了高能气体压裂(HEGF)技术的发展趋势。对HEGF 技术与射孔复合技术、水力压裂及酸化相结合的综合压裂技术、液体药压裂技术、袖套式射孔压裂复合技术和爆炸松动增产技术进行了详细的分析论述,并对这些技术在大庆油田、长庆油田、华北油田、辽河油田、四川油田等的应用情况做了讨论。对国外HEGF 技术的发展情况也做了介绍.关键词:气体压裂;爆炸压裂;射孔;液体炸药;水力压裂中图分类号:TE 357.28 文献标识码:A 近年来,高能气体压裂正朝着复合技术的方向发展,在开发的前期高能气体压裂技术与射孔技术相结合,形成一种深穿透复合射孔技术,也叫双流射孔技术.即射孔弹射流穿透地层后,紧接着从枪身射孔眼中穿出一股高压高温液气流对射孔弹射出的小孔进行第二次冲刷和穿深,并同时对地层进行高能气体压裂. 近期美国Oryx 能源公司,阿科公司和马拉松公司经过多年研究开发出了超正压射孔技术.美国人Luc Petitjean 则进一步采用火药燃烧气体做为超正压射孔技术需要的超正压.把射孔与高能气体压裂复合推向一个新阶段. 在开发生产后期,高能气体压裂与水力压裂复合,高能气体压裂与酸化复合已经被国内几家油田所采用,均取得了良好的地质效果.展望未来,高能气体压裂及其复合技术具有良好的发展前景. 1　高能气体压裂与射孔复合技术高能气体压裂与射孔复合技术是一项射孔与高能气体压裂相结合的增加油气产量的新技术[1].其设计原理是:在射孔弹架内装填钝感发射药团,把带有射孔弹和弹架装入到射孔弹的枪身里.采用油管起下工艺将工具下到油气井目的层位.投棒引爆火帽、火帽引爆导爆索、导爆索引爆连接在导爆索上的射孔弹.射孔弹穿透枪身及目的层套管,在油气层部位形成射孔孔眼,延迟燃烧的枪身内的发射药.燃烧产生的高温高压气体通过射孔孔眼冲刷,加大加深射孔孔深可达1～2m,迅速聚集的高压气体在射孔孔眼前沿形成多条裂缝,裂缝范围可达1～2m,较单独射孔和单一高能气体压裂的疏通半径都大,增加油气产量更加有效. 与以往的高能气体压裂相比,此技术具有以下特点: (1)增加了高温高压气体的能量利用率.传统的高能气体压裂技术是在油气层有射孔的部位内的套管中燃烧压裂弹,所形成的高温高压气体大部分作用在套管壁上,只有少量气体通过射孔孔眼进入地层.而高能气体压裂与射孔复合技术,其火药燃烧气体绝大部分都通过射孔孔眼作用于地层,大大地提高了火药燃烧气体的能量利用率. (2)高能气体压裂与射孔复合技术简化了施工工艺.传统的高能气体压裂技术对于探井则需要先射孔,再进行高能气体压裂.对于生产井,则需补孔再行高能气体压裂、费工费时.而采用高能气体压裂与射孔复合技术则可两步合一.对于探井射孔压裂

高能气体压裂联作技术进展

高能气体压裂联作技术进展摘要：高能气体压裂技术已经是现在油气田增产的一种途径，目前也是一项比较成熟的技术，且已经由单一的有壳弹、无壳弹、液体药、可控脉冲等高能气体压裂，进展到与射孔、水力压裂、酸化、化学解堵等技术相联作的综合压裂阶段，已经成为油气田改造的方向。本文将简单介绍高能气体压裂联作技术。关键词：油气田；高能气体压裂；联作技术 abstract: the high energy gas fracturing technology in oil and gas field production is now a way, there is a mature technology, and has been developed from single shell, without shell, liquid medicine, controlled pulse high energy gas fracturing, progress to perforation, hydraulic fracturing, acidizing, chemical plugging technology of integrated fracturing stage connected, has become the direction of the transformation of oil and gas fields. this paper introduces the high energy gas fracturing. key words: oil and gas field; high energy gas fracturing; combined technology 中图分类号：o659文献标识码：a 文章编号：高能气体压裂技术早在上世纪的八十年代就已经进入我国，到现在已经成为一项成熟的技术，在油气田增产方面效果显著。高能气体压裂联作技术也已经不再是单一的高压气体压裂，而是发展到

试油压裂队伍现场开工验收的要求

关于2016年试油压裂队伍现场开工验收的要求 2016年生产建设已全面启动，试油、压裂招投标工作已告一段落，现将试油、压裂队伍现场验收相关事宜通知如下：一、针对2016年度长庆油田钻井一体化施工服务（总包）和“一对一”服务企业的队伍验收必须严格依据设备、人员基本配置要求（附表1至附表5），确保队伍设备、人员配置不低于基本配置要求，同时核对其中石油资质编号，杜绝将已划分的区域和工作量进行分包或转包。二、2016年中标队伍验收 1、招标文件中设备评分项的验收必须严格按照各单位投标文件中所附设备进行核查； 2、其它严格按照相应设备、人员基本配置进行验收核查； 3、高能气体压裂队伍验收由所中标段第一项目组牵头（2016年高能气体压裂标段划分及中标队伍明细表详见附件6），其余项目组及牵头项目组相应监督部人员参加共同验收。验收要严格按照相关法律和集团公司、油田公司危险品安全管理规定，对施工单位民爆物品存储、运输、使用情况等进行认真检查，确保民爆物品受控运行； 4、如现场验收核查中发现与投标文件所附设备不符或达不到设备、人员基本配置要求中任何一种情形，要求项目组将详细情况汇总并签字盖

章，并将汇总表原件及彩印扫描件上报长庆油田招投标办公室，经法定程序确定废标。 5、项目组应以现场核查为契机，对区域内中标压裂队伍主要设备（主压车、混砂车、管汇车、水泥车、砂罐车、仪表车）相关信息详细统计（附件7），作为压裂车辆身份证办理的主要依据；同时对中标队伍所有砂罐车辆进行标定（附件8），经项目组主管领导审核签字盖章扫描后（含EXCEL电子版）和对应设备照片（附件9）于2016年3月25日前上报工程技术管理部相关科室。三、总体要求 1、严格执行油田公司无资质不得开工的要求。 2、试油、压裂队伍相应井控设备检修、安全防护设施校验、人员培训等必须严格按照长油技管字〔2015〕27号文件《关于做好2016年钻井、试油气施工队伍井控设备检修、人员培训相关工作的通知》执行。 3、2016年招标文件标段划分部分明确了油田水平井压裂队、直井或定向井体积压裂队伍可从事同一采油厂区域的直井或定向井压裂工程，同时明确油田水平井试油队伍可从事同一采油厂区域的直井或定向井试油工程，请项目组合理安排验收等工作。 4、验收所需中标队伍投标文件设备部分的资料请于2016年3月3日前在西安市未央区未央湖开发区芸辉路8号（第一输油处未央湖会议中

利用高能气体压裂技术开采天然气水合物可行性分析

第11卷第3期重庆科技学院学报（自然科学版）2009年6月收稿日期：2008-12-19 作者简介：祝道平（1982-），男，湖北广水人，中国石油大学在读硕士研究生，研究方向为油气藏工程以及油气藏数值模拟。 20世纪30年代,俄罗斯远东地区的天然气输送管道遇到了堵塞问题,研究表明这是由自然条件下形成的天然气水合物造成的。据此,前苏联学者预测自然界存在天然气水合物,并于60年代在北极圈附近通过探测证实其大量赋存,引起了有关国家和学者的极大重视[1]。天然气水合物是一种新型洁净能源，其蕴藏量约为现有地球化石燃料（石油、天然气和煤）含碳量总和的两倍[2，3]，开发天然气水合物对缓解人类面临的能源枯竭危机具有举足轻重的作用[4]。为了进行天然气水合物的调查和研究,美国、日本、俄罗斯、英国、德国、印度等国家相继投入巨资进行勘测,取得了丰硕的研究成果,并掀起了天然气水合物研究热潮。日本与美国分别计划于2015年和 2016年实现天然气水合物的商业性开采[5]。我国已经从最初的跟踪国际进展发展到目前的自主创新[6，8]，于2007年5月成功的在南海取得了天然气水合物岩心样品，成为世界上第四个取得水合物样品的国家。 1天然气水合物的开采方法天然气水合物的开发思路是首先考虑如何使蕴藏在沉积物中的天然气水合物分解,然后再将天然气采至地面[9]。目前提出的各种方法也主要是集中在升高温度、降低压力等打破水和物相平衡的措施，从而使水合物分解释放出气体。天然气水合物的开采目前还只处于实验与探讨阶段。对天然气水合物藏进行大规模商业开采,还有待于开采理论的进一步完善与开采技术的提高。此外,还要解决开采所面临的环境问题[10]。试采研究是天然气水合物走向商业开采的关键环节。已进行的试采研究集中于陆上冻土区,与海域环境相比,冻土区的天然气水合物赋存于较低的温压条件下,在开采工艺与作业施工方面都更适于开采研究。我国青藏高原等地的多年冻土层具有天然气水合物成藏条件,应积极加强冻土区天然气水合物的勘探,掌握天然气水合物的分布规律、赋存状态、资源潜量等相关信息,为实施我国天然气水合物试采研究创造条件[10]。目前已经提出的水合物开采方法有：（1）热分解法[11，12],即在一定压力下，提高水合物矿藏的温度到水合物相平衡温度以上；（2）降压分解法[13，14]，即在一定温度下，降低水合物矿藏的压力到水合物相平衡压力以下；（3）注入化学剂法[15]，即通过注入抑制剂如甲醇等以改变水合物的相平衡温度和压力；（4） CO 2置换法[16，17]，即通过注入液态CO 2，将水合物中的天然气置换出来，形成CO 2水合物，以永久储存CO 2；（5）气力提升法[9]，这是日本学者提出的一种全新的开采方法，即将水合物以固态形式从海底提升上来而不是原地分解。各种开采方法比较如下[18]：加注热水：优点是作用速度较快；缺点是会造成大量的热损失，效率很低，特别是永冻区，即使用绝热管道，永冻层也会减少传给储积层的有效热量。摘要：天然气水合物是一种新型洁净能源，其蕴藏量约为现有地球化石燃料含碳量总和的两倍，天然气水合物资源开发已经引起了全世界的关注。提出了先利用高能气体压裂技术对储层进行压裂后再结合电磁加热或降压法开采，或者利用加热法和降压法结合开采的思路，以期达到经济有效开采的目的。关键词：天然气水合物；开采；高能气体压裂中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1673-1980（2009）03-0037-03 利用高能气体压裂技术开采天然气水合物可行性分析祝道平宁正福（中国石油大学，北京102249） 37··