[发明专利]一种川渝地区页岩气工厂化平台建设方法

摘要

本发明涉及一种川渝地区页岩气工厂化平台建设方法，采用地面、道路、水源和周边环境四个评价指标，地面按所处地面条件，以所在位置为平坦、缓坡、陡坡综合评定；道路按路程远近，以路况条件综合评定；水源按距离河流远近和水源至井场高差综合评定；周边环境按周边房屋密集程度和所处的农林田地类型综合评定，具体如下（1）平台建设技术指标；（2）经济性分析；（3）土地利用评价；（4）平台建设优化。采用上述方法，能够节土地5倍以上，单井投资节约30%以上，能够大幅度节约土地，节约投资。

主权项

一种川渝地区页岩气工厂化平台建设方法，其特征在于：采用地面、道路、水源和周边环境四个评价指标，地面按所处地面条件，以所在位置为平坦、缓坡、陡坡综合评定；道路按路程远近，以路况条件综合评定；水源按距离河流远近和水源至井场高差综合评定；周边环境按周边房屋密集程度和所处的农林田地类型综合评定，具体如下：（1）平台建设技术指标：页岩气平台建设主要流程为：从矿权区内选择合适的地下目标；根据地下目标确定地面平台初步位置和备选位置；现场踏勘平台位置，从道路、地形、周边环境等方面论证是否满足建设需要；确定平台最终位置后，进行招投标确定各个承包商；开始钻前工程设计，同步进行人居环境调查、环境评价、地质灾害评价和用地申报；前期各项评价以及申报公示、批准后，进行放线测量、土地征用工作；平台建设施工开始，包括道路、场地、池类三大类；道路在满足大型运输车辆最低通行要求的基础上，考虑山区、丘陵地带的地形条件，一般为四级单车道公路，设计荷载为公路Ⅱ级；页岩气平台尺寸以常规单井井场为基础，综合考虑丛式井钻井和压裂改造的需要，形成了一套新的平台尺寸标准：（a）同一排井的井间距≥5m，双排布井时两排井口错开半个井间距；双排丛式井组双钻机布置时排间距＞30m，场地受限时≥28m；纵向每增加一口井，井场长度增加5m；（b）同时使用两台50型钻机的最小尺寸为95m×80m，同时使用两台70型钻机（或一台50型钻机和一台70型钻机）的最小尺寸为105m×80m；（c）拉链式压裂作业最小尺寸为95m×80m，同步压裂作业最小尺寸为120m×80m，压裂设备摆放一侧的长度≥45m；现阶段页岩气平台布置一般有三种规格：单排8口井（180m×60m），面积为10800m2；双排6口井（115m×80m），面积为9200m2；双排5口井（105m×80m），面积为8400m2；页岩气平台的池类一般有固化填埋池、集液池和清水池三类，可依据地勘资料和地形灵活布置；固化填埋池容积按每口井400‑450m3计，一个6口井的平台约为2000‑3600m3，池顶设计雨篷；集液池容积一般为400‑450m3，用于储存钻井用水；这两类池体为钢筋混凝土，池底和池壁钢筋需搭接配筋，水泥砂浆抹面防渗处理；清水池主要为后期压裂施工服务，一般考虑满足同时压裂两口井的供水量，容积为5000m3，通常利用平台附近水田、旱地修建，池底和内、外壁铺HDPE防水膜，在池内积水坑及泵头安放区设置混凝土层；由于川渝地区降水丰富，因此要严格做好平台的排水设施，场内设置高出井场10cm的污水沟，平台四周设清水沟，使周边环境（尤其是山体流水）的排水体系和环绕平台的排水体系衔接顺畅，确保清水顺利排入自然水系，避免积水；沟渠和池类的底部如有填方，应保证填方的压实度，并在底面加铺一层防水材料，保证防水防渗效果，防止因填土沉降拉坏沟渠和池底面造成渗漏；（2）经济性分析：页岩气平台的总造价从1000万至2000万不等，约为常规单井井场造价的2至4倍；以每个平台5至8口井计算，平均单井造价约为200万至400万，与常规单井井场造价大致相当或者更低；平台建设费用由土地费、井场修建费、道路修建费、房屋及机泵房拆安费、供水供电费、土地复垦费、勘测设计费、预备费和其他费用（房屋道路补偿费、环评费、压覆矿评估费、地灾评估费、规划许可证费、监理费等）组成；（3）土地利用评价：川渝地区页岩气区块是传统农业主产区，人多地少，耕地紧张，为尽量减少对土地的影响，在“促进土地集约节约利用，保护环境，实现可持续发展”原则指导下，采用建设用地、协议用地和临时用地三种方式；建设用地包括对以后建井站所需面积和通行车道进行征地，通常占平台总面积30‑35%，尽量减少征地面积，达到土地、经费双节约的效果；协议用地包括除征地面积外的其余面积、池类、储备罐、放喷坑、弃土场、平台范围内边角用地和恢复村民人行道用地；临时用地包括水罐、油罐、放喷坑外墙与安全围墙之间的土地、井场附属设施外移区、野营房、厕所、生活区临时道路，车辆施工便道和表土堆放场；（4）平台建设优化：现阶段丛式井平台布井数一般为4‑8口井，大部分单平台布井方式为双排6口井，水平段巷道长度一般为1500m，巷道间距一般为300‑400m，靶前距一般为300‑400m；采用“增加平台井数”和“改变布井方式”两种方法相结合的思路进行优化：（a）增加平台井数：横向增加单支井数，从现阶段较为普遍的双排6口井，增加到双排10口井，水平段巷道间距为300‑400m；纵向增加井的层数，从现阶段较为普遍的单层双排6口井，增加到双层双排12口井，层与层间的纵向间距以页岩层厚度作为设计依据；将以上两种方式进行结合，每个平台布双层双排20口井，最终形成“横向多支、纵向多排”的格局，将大大提升单个平台的储层利用率和压裂改造的体积；（b）改变布井方式：以提高靶前距下储层的利用率为目标，对平台间位置进行优化，有三种优化模式：模式一对双排6口井的平台采用穿插式布井，理论上每口井水平段的起点和终点都正好处于相邻平台靶前距下未覆盖的区域，此时平台布置最为紧凑，最大化利用了靶前距下储层；在井眼轨迹设计中，需要调整靶前距应为水平段巷道长度的一半，如水平段巷道长1500m，则相应的靶前距为750m，其余参数和普通双排6口井的平台一致；如按纯理论要求布井，同一方向上井的水平段都有重合的起点和终点，因此在实际中需要对水平段的起点和终点进行微调，达到井眼防碰要求；模式二对双排6口井的平台采用交错式布井，将模式1水平段轴线方向完全重合的方式改为水平段轴线偏移半个水平段井间距交错布置的方式；这样就不必拘泥于靶前距和水平段巷道长度的关系，在理论上每4个平台24口井中只有2口井在水平段共用同一个起点，只需微调就可解决相碰问题；这种模式相对于普通双排6口井的平台，井眼轨迹参数基本不用调整，兼顾了储层利用和井眼防碰的可操作性；模式三对双排10口井的平台采用交错式布井；采用模式2的布井思路，但由于每个平台布井数为10口，使用两个平台就能达到模式2里4个平台的储层覆盖效果，成倍增加了储层面积覆盖。