谈球吧科技首席照料兼研究院院长郑子琼博士第九届中国页岩气生长大会现场讲话（上）——多相流量计在页岩油气开发中的应用
宣布时间：2020-01-10 浏览量：512
谈球吧首席照料兼研究院院长 郑子琼：今天上午和下昼列位院士、专家、向导把中国近年来在页岩油气开发中的种种效果已经做了很是好的总结。上午跟各人讨论的时间也说过我从2003年回国就亲自加入了一些页岩气开发运动，对我们海内取得的种种效果感应很是激动与振奋。
谈球吧科技是中国较早一家到美国去投资美国非通例油气田的一家民企上市公司，学习了美国页岩油气田开发的一些履历，凭证这些履历又开发出了有助于非通例油气开发的新手艺。这次来我想跟各人分享两个方面的新手艺，这两个方面都是跟地面装备相关的。前面列位向导专家都先容了地下施工、钻井完井相关的手艺手段和效果，现在我讲一讲不太相同的方面，就是非通例油气开发全周期怎样优化，以施展更大效益。
第一，我想先容一下多相流量计在页岩油气开发中的一些特殊应用，并聚焦于全周期的生产优化。
[见下图]回首已往20多年，页岩油气开爆发长得很是非� ？�。主要孝顺手艺有两条：一是水平井，二是分段压裂。水平井段从早期的几百米到现在抵达了5公里多。压裂从十几段到几十段。最新的水平井纪录是今年9月份美国二叠盆地中国的Surge Petroleum公司打了一口最长的页岩油水平井，长5.4公里的水平段，压裂52段。别的，压裂方面尚有最多64段的纪录。以下列出了其他演变，包括压裂液从胍胶到只用滑溜水；支持剂从陶砂粒到石英砂粒；井场从单井到丛式井；井距由大到��；压裂从单井压裂到拉链式压裂等等，这些都是用种种各样的手段提高钻井压裂效率进而提高产量、降低本钱。
适才谈到丛式井，[上图]这是我们美国区块周边一些其他的区块中的井眼轨迹设计，水平井基本上都是1.5英里到2英里长的水平段。下面这个图是我们可以直接从卫星图上可以看到的Chesapeake井场，一共五口井。
从以上可以看到种种聚焦于地下施工增效降本的手段很是多。现在尚有一些新的生长动向，各人都在讨论页岩油气开发下一步怎样再刷新。我们既然已经钻了井，既然已经压裂了，在地下能做的我都做了，我们还能做点什么刷新 ？我们怎样能够延伸油气井高产部分的生产寿命 ？各人也知道页岩油气生产最大的特征就是递减特殊快，早期一年的递减速率最大可达80%、90%，这些递减既和地层自己的特征有关，也和我们的压裂返排控制相关。
上午我也或许说了一下，中国页岩油气的开发情形比美国更重大、更难题，本钱也就响应更高。这样在压裂之后，若是返排处置惩罚欠好的话，即便压裂压得很好，可是最终生产可能欠好，与现实上生产相差甚多，造成很大的铺张。压裂形成的裂痕在返排历程中，其缝内压力的降低不是匀称的而是有先有后的。近井眼部位压降最大，远离井眼处压降会小得多。若是返排控制欠好会造成压裂裂痕近井眼处过早闭合，或者在此部位造成支持剂破碎梗塞液体流动通道，这样会把一个原来钻得很好、压裂得很好的井酿成一个生产能力很低的井。以是最近在外洋有一些讨论，看怎样能够在压裂返排历程中通过控制返排来提高油气井的生产效率，以镌汰表层损伤的方法延伸油气井的寿命。[上图]这里有三篇相关的SPE文章，各人有兴趣可以看一下。
[上图]拿其中一篇文章为例，这家公司做了两个试验，一口A井试验把返排压降放得最快，目的是越早见油越好；而B井是一点一点探索着返排，凭证返排流量的体现来控制下一步喷嘴巨细。这需要有高频率的流量计量。只有有了高频的数据反响，你才华用它剖析返排的效果。这两个试验用了多相流量计做高频率的多相流计量，用于返排历程中压力-流量剖析，并反响用来控制返排速率。我在前面说过，由于靠近井壁处压降最大，若是返排过快有可能造成裂痕在井壁周围先关闭，那么裂痕内里的液体就排不出来，以及尚有一些支持剂被压碎流动，造成梗塞。别的，有碎屑高速流出来也会造成油管以及地面设施的损坏。这里是A井和B井最后获得的参数� ？梢钥闯鯞井的生产特征要比A井好得多。
[下图]这是出于2018年戴文能源公司的一篇文章，它谈到在返排历程中要高频收罗数据，收罗数据同时中做瞬间流动剖析RFA，凭证剖析效果控制返排程序。他们设计了一个压裂返排历程精准控制的规范。戴文能源公司强调这个规范在鹰潭地区实验以后，他们所抵达的前30天产量较应用这个规范之前翻了一番，他们也在鹰潭地区与其他油气公司的头90天产量做了较量。凭证这张图各人很容易看到这种控制是很是有用的，他们的头90天产量比其他公司的产量相比横跨了一大截。
下面先容一下多相流量计在压裂返排方面的应用。多相流量计可以高频率在线计量油、气、水三相辨别的产量，不像使用测试疏散器时需要期待各相靠重力的自然疏散，造成产量计量数据的滞后和人为数据平均化。使用它的最大优势是可以大大简化我们测试历程中使用的装备，尤其是测试疏散器。这些测试疏散器大多是3、4米高，6米或7米长的大型压力容器。在返排历程中要是使用高压疏散器的话，本钱会很是高，若是返排液中有高侵蚀性因素保存，这些大型容器会有几十倍的本钱增添。不然就要在返排历程中举行减压步伐，这样会带来了大大增添的施工用度和清静隐患。下面这张图里大致列出了使用多相流量计比照测试疏散器的众多优势，我就纷歧一把优势读出来了。现在谈球吧科技用含砂仪和多相流量计在美国与种种各样的压裂返排服务公司合作，用于举行压裂返排历程计量与控制。
[下图]这张图请各人看一下，这是一个多相流量计与疏散器的较量。多相流量计的体积是0.4米×0.6米×0.3米，压力可达35兆帕或者更高，液体缓冲时间0分钟。这是一个高压3相测试疏散器，所谓高压就是10兆帕罢了。它的巨细为2.2米×3.3米，处置惩罚量（可用的流量）十分有限，缓冲时间要几分钟。在美国一些区块非高压测试时也有使用两套容器的，一个卧式疏散器加一个立式加热器，而单卧式疏散器的尺寸就是2.4米×6.2米。
[下图] 这是在美国压裂返排服务历程中使用的谈球吧科技的一些产品，包括第一个潘多拉数据系统，用于收罗所有井场数据并提供监控作用；第二个含水/含砂仪；第三个短节型多相流量计，分直接介入与撬装两种。
我不知道现场搞压裂返排的同事有几多，[下图]这是一个美国压裂返排的装备安顿设计图。收罗数据的时间用我们潘多拉数据系统，可以实时远传到客户需要传送到的服务器。在井口管汇后放一个含砂仪，可以计量瞬间出砂率并纪录下来。在此之后照旧要做除砂的，可是除砂系统就不需要计量砂子有几多了。在美国除砂器中砂量的计量是隔一段时间翻开除砂器，用大铁锹铲出砂子放到磅秤上称重，可是受到砂子干湿度的影响无法精准计量出砂量以及出砂时间。而在除砂器后面安顿的多相流量计会对瞬间流入的油、水、气流量实时计量并由潘多拉系统远传到预先约定的服务器，供办公室或者其他地方的工程师剖析使用，包括现场返排作业职员使用。之后返排液照旧要疏散处置惩罚的，不过不需计量了。工程师使用这些数据通过举行瞬间流动剖析，反过来优化控制返排速率。同时，使用含砂仪计量瞬间出砂率，也可以告诉我们返排程序中什么时间出砂竣事了，这就即是告诉了我们什么时间返排作业可以竣事了。
[下图]放在这个桌子上的就是一个含砂仪，砂子通过这个装备的时间瞬间出砂率会被计量出来。
若是我们同时用潘多拉数据系统的话，就可以把井场种种各样的参数瞬间远传，也可以举行边沿盘算。[下图] 这些是多相流量计以及含砂仪在非通例页岩油气开发应用历程中的简朴先容，其他应用先容就未几讲了。
