頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)課件

1、單擊此處編輯副標(biāo)題單擊此處編輯副標(biāo)題4、結(jié)束語(yǔ)、結(jié)束語(yǔ)2、頁(yè)巖油氣地面工程關(guān)鍵技術(shù)、頁(yè)巖油氣地面工程關(guān)鍵技術(shù) 1、概述、概述3、頁(yè)巖油氣地面工程面臨的挑戰(zhàn)、頁(yè)巖油氣地面工程面臨的挑戰(zhàn) 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn) 頁(yè)巖油氣在非常規(guī)資源中異軍突起，頁(yè)巖油氣在非常規(guī)資源中異軍突起，已成為全球油氣資源勘探開(kāi)發(fā)的新亮點(diǎn)，已成為全球油氣資源勘探開(kāi)發(fā)的新亮點(diǎn)，并逐步向一場(chǎng)全方位的變革演進(jìn)。由此并逐步向一場(chǎng)全方位的變革演進(jìn)。由此引發(fā)的石油上游業(yè)的一場(chǎng)革命，必將重引發(fā)的石油上游業(yè)的一場(chǎng)革命，必將重塑世界油氣資源勘探開(kāi)發(fā)新格局。加快塑世界油氣資源勘探開(kāi)發(fā)新格局。加快頁(yè)巖油氣資源勘探開(kāi)發(fā)，已成為世界主頁(yè)巖油

2、氣資源勘探開(kāi)發(fā)，已成為世界主要頁(yè)巖油氣資源大國(guó)和地區(qū)的共同選擇。要頁(yè)巖油氣資源大國(guó)和地區(qū)的共同選擇。 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)Y 美國(guó)通過(guò)近十年來(lái)的技術(shù)進(jìn)步，已經(jīng)掌握了較成熟的頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)。Y 頁(yè)巖氣資源量豐富，根據(jù)預(yù)測(cè)，全球范圍內(nèi)的頁(yè)巖氣資源量456萬(wàn)億m，與常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)，我國(guó)頁(yè)巖氣資源量為26萬(wàn)億m，與美國(guó)相當(dāng)。Y 北美已經(jīng)成功商業(yè)開(kāi)發(fā)，歐洲的法國(guó)、波蘭和匈牙利已進(jìn)行頁(yè)巖油氣勘探，其中三個(gè)盆地有明顯勘探進(jìn)展，澳大利亞和新西蘭已劃分區(qū)塊開(kāi)展研究。 Y 據(jù)國(guó)土資源部預(yù)計(jì)，到2020年，國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣年產(chǎn)量將達(dá)到150億到300億m ，2030年達(dá)到1100億m ，屆時(shí)頁(yè)巖氣

3、將占到中國(guó)天然氣總產(chǎn)量的25%。（ Navigant Consulting， Inc. 2008）109m3/aShale gasothers美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量與其他天然氣產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)圖以美國(guó)為例，其頁(yè)巖氣以美國(guó)為例，其頁(yè)巖氣2010年產(chǎn)年產(chǎn)量占全美天然氣產(chǎn)量的量占全美天然氣產(chǎn)量的15%左右，左右，2011年的產(chǎn)量達(dá)年的產(chǎn)量達(dá)1800億立方米。億立方米。頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)Y頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)的地面工程圍繞頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)的地面工程圍繞著水力壓裂回流水處理和地面著水力壓裂回流水處理和地面工程總體設(shè)計(jì)及油氣集輸技術(shù)工程總體設(shè)計(jì)及油氣集輸技術(shù)而開(kāi)展。而開(kāi)展。Y水資源是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的必要組水資源是頁(yè)巖氣開(kāi)

4、發(fā)的必要組成部分，需要消耗大量的水進(jìn)成部分，需要消耗大量的水進(jìn)行壓裂。行壓裂。循環(huán)利用回流水循環(huán)利用回流水一方一方面避免了污染排放，另一方面面避免了污染排放，另一方面提高了頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)效益。提高了頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)效益。Y 頁(yè)巖油氣集輸系統(tǒng)建設(shè)是頁(yè)巖油氣集輸系統(tǒng)建設(shè)是制約頁(yè)巖油氣開(kāi)采的重要因制約頁(yè)巖油氣開(kāi)采的重要因素之一。素之一。頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)4、結(jié)束語(yǔ)、結(jié)束語(yǔ)2、頁(yè)巖油氣地面工程關(guān)鍵技術(shù)、頁(yè)巖油氣地面工程關(guān)鍵技術(shù) 1、概述、概述3、頁(yè)巖油氣地面工程面臨的挑戰(zhàn)、頁(yè)巖油氣地面工程面臨的挑戰(zhàn) 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)水力壓裂返出液地面處理及再利用技術(shù)水力壓裂返出液地面處理及

5、再利用技術(shù) 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)美國(guó)頁(yè)巖氣井壓裂后返出液處理難度較高Y壓裂液中水含量約90%，砂含量約9%，化學(xué)添加劑約1%。Y用于高壓液中的化學(xué)添加劑有250余種，常用的有減阻劑、殺菌劑、除氧劑、碳化物穩(wěn)定劑、稀酸液等。Y因此，壓裂返出液的處理，需要較復(fù)雜的工藝措施。水力壓裂返出液地面處理及再利用技術(shù)水力壓裂返出液地面處理及再利用技術(shù) 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)沉降沉降過(guò)濾過(guò)濾膜分離膜分離反滲透反滲透蒸發(fā)蒸發(fā)熱蒸餾熱蒸餾水凈化處理方式水凈化處理方式 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)過(guò)濾膜分離反滲透蒸發(fā)熱蒸餾能量消耗低低中等高高TDS（溶解性固體）變化N/A低增加高度增

6、加無(wú)關(guān)適用所有類型水所有類型水中等TDS高TDS高TDS裝置小/模塊化小/模塊化模塊化模塊化大微生物污染可能可能可能低N/A技術(shù)復(fù)雜度簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單中等/經(jīng)常維護(hù)需要維護(hù)復(fù)雜擴(kuò)展?jié)摿Φ椭械雀叩偷腿芙庑怨腆w濃度極限N/AN/A3000050000100000300000可達(dá)1000000預(yù)處理要求N/A過(guò)濾大量過(guò)濾或化學(xué)沉淀極少最終水TDS無(wú)影響無(wú)影響200500ppm200ppm10mg/L回收比例N/AN/A50-75%80-90%90-95%水凈化處理方式比較水凈化處理方式比較 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)美國(guó)的IWT（Integrated Water Technologies corpo

7、rate）公司研發(fā)了一套FracPure技術(shù)，其核心是采取預(yù)處理、熱蒸餾的方法來(lái)進(jìn)行水質(zhì)凈化。其預(yù)處理過(guò)程，采用化學(xué)溶劑消除重金屬和溶解在水中的固體顆粒，然后通過(guò)過(guò)濾去除有機(jī)物和總懸浮固體物(TSS)。一部分返出液經(jīng)該處理系統(tǒng)后可達(dá)到回收利用的水質(zhì)條件，進(jìn)入到熱蒸餾裝置回輸至水池進(jìn)行循環(huán)利用；而其余高濃度鹵水可運(yùn)輸至鹽場(chǎng)進(jìn)行結(jié)晶提純，其最終循環(huán)水回收率可達(dá)25%左右。頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)Source: Integrated Water Technologies corporate website頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)Crystallizer Plant, Living

8、ston County, NY頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)1 1、BarnettBarnett頁(yè)巖氣藏在進(jìn)行壓裂措施改頁(yè)巖氣藏在進(jìn)行壓裂措施改造后很快就會(huì)產(chǎn)水。造后很快就會(huì)產(chǎn)水。2 2、氯根含量從接近于、氯根含量從接近于0 0升高到升高到40-40-50000ppm50000ppm。3 3、壓裂過(guò)程中泵入的、壓裂過(guò)程中泵入的20-30%20-30%的清水在的清水在壓后生產(chǎn)的壓后生產(chǎn)的2-32-3周內(nèi)就可以產(chǎn)出。周內(nèi)就可以產(chǎn)出。DevonDevon公司在公司在BarnettBarnett氣田開(kāi)展了一氣田開(kāi)展了一系列的壓裂清水的重復(fù)應(yīng)用研究，極系列的壓裂清水的重復(fù)應(yīng)用研究，極大地解決了壓裂用

9、水的問(wèn)題。大地解決了壓裂用水的問(wèn)題。壓裂水的循環(huán)使用技術(shù)壓裂水的循環(huán)使用技術(shù)頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)水處理流程水處理流程壓裂水的循環(huán)使用技術(shù)壓裂水的循環(huán)使用技術(shù)BarnettBarnett氣田的水處理設(shè)施氣田的水處理設(shè)施 900 900萬(wàn)桶的處理能力、萬(wàn)桶的處理能力、710710萬(wàn)桶的提純能力、萬(wàn)桶的提純能力、8787口井使用循環(huán)使用的清水口井使用循環(huán)使用的清水頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)Y集輸系統(tǒng)建設(shè)是制約頁(yè)巖油氣開(kāi)采的集輸系統(tǒng)建設(shè)是制約頁(yè)巖油氣開(kāi)采的重要因素之一重要因素之一，如何根據(jù)井場(chǎng)的位置、，如何根據(jù)井場(chǎng)的位置、產(chǎn)量等規(guī)劃和修建集輸管線和處理設(shè)產(chǎn)量等規(guī)劃和修建集輸管線和

10、處理設(shè)施是地面工程重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。施是地面工程重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。 Y從北美頁(yè)巖油氣的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，其從北美頁(yè)巖油氣的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，其區(qū)域有成熟的管道公司和氣體處理廠區(qū)域有成熟的管道公司和氣體處理廠或煉廠，只要油氣產(chǎn)品達(dá)到輸送和處或煉廠，只要油氣產(chǎn)品達(dá)到輸送和處理要求，支付較少的費(fèi)用就可以輸送理要求，支付較少的費(fèi)用就可以輸送和處理，然后直接經(jīng)集輸管網(wǎng)到達(dá)消和處理，然后直接經(jīng)集輸管網(wǎng)到達(dá)消費(fèi)者用戶。費(fèi)者用戶。 Y目前國(guó)內(nèi)三大石油公司各自有專門(mén)的目前國(guó)內(nèi)三大石油公司各自有專門(mén)的集輸管網(wǎng)，暫時(shí)還沒(méi)有互相聯(lián)通共享集輸管網(wǎng)，暫時(shí)還沒(méi)有互相聯(lián)通共享集輸系統(tǒng)，中海油需要借鑒國(guó)內(nèi)外經(jīng)集輸系統(tǒng)，中海油需要借鑒國(guó)內(nèi)外

11、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，投入大量的資金規(guī)劃和修驗(yàn)和技術(shù)，投入大量的資金規(guī)劃和修建自己的集輸系統(tǒng)。建自己的集輸系統(tǒng)。 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)氣 液 分 離 器 750 x3000計(jì) 量 系 統(tǒng)通 過(guò) 管 線 去 中 心 處 理 站去 火 炬油 水 分 離 器原 油 儲(chǔ) 罐4x400bbls生 產(chǎn) 水 儲(chǔ) 罐1x400bbls生 產(chǎn) 井 口 1800 x6000生 產(chǎn) 能 力 ： 天 然 氣 400mscfd , 原 油 600bbl/d生 產(chǎn) 井 口 流 程 處 理 示 意 圖頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)計(jì)量系統(tǒng)天然氣來(lái)自

12、井口氣液分離器1000 x3000油水分離器天然氣脫水塔600 x2500原油儲(chǔ)罐2x300bbls生產(chǎn)水儲(chǔ)罐1x100bbls天然氣壓縮機(jī)50mmscfd進(jìn)管線外輸200 mmscfd處理能力:天然氣中心處理站流程示意圖頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)p井場(chǎng)及聯(lián)合站總體布置設(shè)計(jì)研究p頁(yè)巖油氣特殊工藝流程設(shè)計(jì)研究p安全控制方法研究p根據(jù)不同的頁(yè)巖油氣產(chǎn)量規(guī)劃集根據(jù)不同的頁(yè)巖油氣產(chǎn)量規(guī)劃集輸系統(tǒng)研究輸系統(tǒng)研究p 頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)4、結(jié)束語(yǔ)、結(jié)束語(yǔ)2、頁(yè)巖油氣地面工程關(guān)鍵技術(shù)、頁(yè)巖油氣地面工程關(guān)鍵技術(shù) 1、概述、概述3、頁(yè)巖油氣地面工程面臨的挑戰(zhàn)、頁(yè)巖油氣地面工程面臨的挑戰(zhàn) 頁(yè)

13、巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)Y頁(yè)巖氣的快速發(fā)展的基礎(chǔ)頁(yè)巖氣的快速發(fā)展的基礎(chǔ) 重復(fù)壓裂重復(fù)壓裂+水平井水平井+多級(jí)壓裂多級(jí)壓裂+良好的市場(chǎng)條件和基礎(chǔ)設(shè)施（良好的市場(chǎng)條件和基礎(chǔ)設(shè)施（成熟的集輸成熟的集輸系統(tǒng)系統(tǒng) ） Y如何根據(jù)井口的位置、產(chǎn)量等規(guī)劃和修建這些處理設(shè)施和集輸管線、回如何根據(jù)井口的位置、產(chǎn)量等規(guī)劃和修建這些處理設(shè)施和集輸管線、回流水處理是地面工程重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。流水處理是地面工程重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。Y從國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，有成熟的管道公司和氣體處理廠或煉廠，只要從國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，有成熟的管道公司和氣體處理廠或煉廠，只要產(chǎn)品達(dá)到其要求，支付較少的費(fèi)用就可以輸送和處理。產(chǎn)品達(dá)到其要求，

14、支付較少的費(fèi)用就可以輸送和處理。Y國(guó)內(nèi)目前管網(wǎng)和氣體處理廠還沒(méi)有成系統(tǒng)，需要借鑒國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，國(guó)內(nèi)目前管網(wǎng)和氣體處理廠還沒(méi)有成系統(tǒng)，需要借鑒國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，投入大量的資金規(guī)劃和修建自己的集輸系統(tǒng)。投入大量的資金規(guī)劃和修建自己的集輸系統(tǒng)。Y頁(yè)巖氣資源的開(kāi)采需要大量的工藝設(shè)備，加工處理器以及鋪設(shè)無(wú)數(shù)的集頁(yè)巖氣資源的開(kāi)采需要大量的工藝設(shè)備，加工處理器以及鋪設(shè)無(wú)數(shù)的集輸管線。應(yīng)充分考慮所處區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施，做好集輸系統(tǒng)規(guī)劃，量水量輸管線。應(yīng)充分考慮所處區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施，做好集輸系統(tǒng)規(guī)劃，量水量力而行，最大限度地降低開(kāi)采和輸送成本。力而行，最大限度地降低開(kāi)采和輸送成本。頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑

15、戰(zhàn)頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生噪音、廢水、頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生噪音、廢水、廢氣及其開(kāi)采事故災(zāi)害等引起廢氣及其開(kāi)采事故災(zāi)害等引起環(huán)境污染環(huán)境污染。其中其中壓裂水溶液對(duì)環(huán)境影響甚大且持久壓裂水溶液對(duì)環(huán)境影響甚大且持久，從美國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)資料來(lái)看，為了使從美國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)資料來(lái)看，為了使水具有凝膠特性進(jìn)而利于壓裂，壓裂水水具有凝膠特性進(jìn)而利于壓裂，壓裂水溶液中須有針對(duì)性地添加化學(xué)用品，該溶液中須有針對(duì)性地添加化學(xué)用品，該類化學(xué)品可影響施工區(qū)及其下游流域的類化學(xué)品可影響施工區(qū)及其下游流域的生物和生態(tài)。生物和生態(tài)。 頁(yè)巖油氣資源開(kāi)發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)包頁(yè)巖油氣資源開(kāi)發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)包括

16、頁(yè)巖油氣開(kāi)采對(duì)水資源、淡水濕地、括頁(yè)巖油氣開(kāi)采對(duì)水資源、淡水濕地、生態(tài)環(huán)境和野生動(dòng)植物、空氣質(zhì)量、自生態(tài)環(huán)境和野生動(dòng)植物、空氣質(zhì)量、自然景觀及道路等的潛在影響。然景觀及道路等的潛在影響。頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)地面工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn) 頁(yè)巖氣屬于非常規(guī)低品位天然氣，其開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，頁(yè)巖氣屬于非常規(guī)低品位天然氣，其開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，投資大，風(fēng)險(xiǎn)也大。投資大，風(fēng)險(xiǎn)也大。風(fēng)險(xiǎn)和不確定性風(fēng)險(xiǎn)和不確定性體現(xiàn)在：體現(xiàn)在：Y 國(guó)家對(duì)頁(yè)巖氣的政策支持力度；國(guó)家對(duì)頁(yè)巖氣的政策支持力度；Y 是否具有可以達(dá)到商業(yè)化開(kāi)發(fā)的礦區(qū)及其儲(chǔ)量；是否具有可以達(dá)到商業(yè)化開(kāi)發(fā)的礦區(qū)及其儲(chǔ)量；Y 基礎(chǔ)設(shè)施薄弱；基礎(chǔ)設(shè)施薄弱；Y 國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的可得性，能否通過(guò)學(xué)習(xí)、交流、合作國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的可得性，能否通過(guò)學(xué)習(xí)、交流、合作及聯(lián)合研究獲取國(guó)外、尤其是美國(guó)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，也是需及聯(lián)合研究獲取國(guó)