浅谈油田压裂供水系统的应用
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【摘 要】油田开发过程中水是不可缺少的重要资源，尤其是钻井压裂过程中，用水量非常大。2017年，新疆油田公布在准噶尔盆地玛湖凹陷中心发现十亿吨级砾岩油田，这是目前世界上最大的砾岩油田。新疆地域辽阔，新疆油田地处西北荒漠干旱地区，水资源极度匮乏。油田开发用水需要长距离调运，以前新疆油田压裂供水多采用罐车拉运。论文分析了油田压裂供水的现状，设计实施了管道供水的模式，为油田开发提速提供了供水保障。
【Abstract】In the process of oilfield development， water is an indispensable and important resource， especially in the process of drilling and fracturing， the water consumption is very large. In 2017， Xinjiang Oilfield announced the discovery of a one-billion-ton conglomerate oilfield in the center of Mahu depression in Junggar Basin， which is the largest conglomerate oilfield in the world. Xinjiang is a vast region， Xinjiang Oilfield is located in the northwest desert arid region， and water resources are extremely scarce. Long distance transportation is needed for oilfield development water supply. In the past， Xinjiang Oilfield fracturing water supply is mainly carried by tanker. This paper analyzes the present situation of oilfield fracturing water supply， designs and implements the mode of pipeline water supply， and provides water supply guarantee for oilfield development speed.
【关键词】油田;压裂;供水系统
【Keywords】oilfield; fracture; water supply system
【中图分类号】TE144 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）06-0154-02
1 油田压裂供水的要求和现状
油井压裂用水量非常大，一口直井压裂8～10级，平均用液量约为1万m3，一口水平井压裂20～30级，平均用水量为2～3万m3。压裂作业需要间歇性用水，用水量波动加大，最大峰值用水量达到8～10m3/min，一次连续性压裂用水量约1500m3。要求必需有较大的水量储备，保证不间断连续性补水。原采用水罐车拉运，现场需要调配30m3水罐车30辆才能满足900m3的罐容储量，罐车拉运对车辆性能和道路要求较高，作业现场各类设备较多，作业安全不易保障，大批大型车辆往来运输道路破坏严重，对周边的生态环境也造成了很大影响。依靠罐车拉运供水，严重制约了油田开发的速度。为满足油田开发提速的要求，保障压裂作业的安全高效实施，我们探索新型模块化集中供水的模式。
2 油田压裂供水系统的设计和运行
油田压裂供水系统的设计必须了解当地的水资源情况，向当地水务部门申报阶段性的水资源使用计划，根据当地水务部门的批复确定各类水资源的开采使用量。
压裂集中供水的要求：模块化设计撬装组合，泵、配电箱、阀门组件，方便安装、拆卸及调运。输水管道使用轻质管材，采用快速接头，适用性强，便于快速安装、拆卸，便于倒运调迁。
2.1 泵站的选址要求
利用地表水应选择合适的位置设置泵站，泵站的标高应高于水面最高水位1m以上，不能选在水流冲刷区和洪涝淹没区，安装位置应交通便利，便于操作，便于设备安装调迁及维护保养。开采地下水，采用水源井抽取地下水，选址也遵循地表水泵站选址的原则。
2.2 泵的选型和配置
泵的选择要求性能稳定、可靠、适用性强。地表水宜采用离心泵，流量应根据该区块用水高峰期日平均用水量来确定。泵的扬程应按照供水区域的地形高差、输水距离以及系统水头损失来确定。泵站系统应采取用备结合的方式，防止发生设备故障中断系统供水。
2.3 输水管材及管件的选择
输水管材应选择适用性强、耐腐蚀、轻质、便于安拆、运输的材料。宜选用的材料有HDPE管、TPU平行软管，在油田开发周期较长的区块相对固定的主管线宜采用HDPE管，可以选择地面敷设或浅埋敷设，管线连接可根据移动的频次选择连接方式，2～3年固定不动的管道一般采用热熔焊接，拆装频繁、移动较多的管道采用法兰连接。经常移动安拆频繁的输水支线宜采用TPU平行软管，可采用转移支架收卷调运，接头采用快速接头或法兰接头，便于安装拆卸。
2.4 蓄水池设置
钻井压裂用水量很大，单口井的压裂用水量达2～3万m3，峰值流量达到8～10m3，需要根据压裂作业的节奏间歇性地供水。玛湖油田属于干旱缺水的地区，水资源匮乏，各区块的水源供给无法满足该区块峰值的用水流量，需修建蓄水池进行调蓄。根据区域水源情况和用水量要求修建固定或移动的蓄水池。一般固定蓄水池容积在2～3万m3，为周边井位进行阶段性地蓄水，可以满足一口井压裂用水量。固定蓄水池需要为该区块提供3～5年的阶段性供水服务，采用半挖半填方式，并做好防渗和安全防护措施[1]。移動蓄水池容积为1000～1500m3，作为一个压裂作业面调峰蓄水设施，同时可以满足1级的压裂供水量。移动蓄水池可以为1～2个压裂作平台的压裂供水服务，移动蓄水池应便于安装拆卸倒运，防渗可靠。
2.5 压裂供水系统运行
开发区块需修建固定蓄水池的片区，压裂准备工作需提前20天完成蓄水池修建，根据钻井压裂计划提前5天进行压裂供水准备工作，主要内容包括：移动蓄水池安装、机电设备安装、管线安装、运行调试、蓄水。
各区块压裂作业前应将各级蓄水池蓄满，储备压裂施工的峰值用水量。压裂施工过程中不间断地向压裂作业面输水，确保压裂作业的连续性。压裂收尾阶段，即压裂施工最后两级，应控制移动蓄水池的水量，根据预计用水量调节蓄水量，防止余量过大产生二次倒运。
3 油田压裂集中供水前景及展望
随着油田钻采技术的不断发展和进步，油田压裂供水系统还需不断改进和提高，输送范围向更远距离扩展，系统施工更方便，移动速度更快捷，能够实现全天候、各类复杂自然气候条件下正常运行，向智能化、数字化方向发展，为油田开发、产能提升保驾护航。
【参考文献】
【1】李龙.浅谈油田井下压裂技术的应用途径[J].化学工程与装备，2017（8）：109-110.
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