基于PLC混砂车控制系统在页岩气压裂机组中应用.pdfVIP

学兔兔 基于PLC混砂车控制系统在页岩气压裂机组中应用 陈永军 。等 基于PLC混砂车控制系统 在页岩气压裂机组中应用 PLC Based on ControlSystem ofBlenderand ItsApplication in ShaleGasFracturing 陈永军 1，2 贾甜 1，2 (1．非常规油气湖北省协 同创新 中心，湖北武汉 430100； 2．长江大学电子信息学院，湖北荆州 434023) [摘 要】 设计 了页岩气压裂过程 中混砂车工艺流程 。在此基础上分析 了混砂车混砂工艺原 理 ，给 出了基于AB—PLC控制系统框 图，提取 了混砂控制过程 中的关键变量 ，并对各个变量的 控制及其难点给 出了解决方法 ，最后给 出了混砂车在页岩气开采现场 中的砂比及液添变量控制 的测试 结 果 [关键词】 页岩气；混砂车 ；压裂作业 ；PLC 【中图分类号】 TM932 文【献标识码】A 居世界第一。加快页岩气资源 的勘探与开发有助 引言 于缓解 中国的能源危机 [1]。 随着经济的发展 ，我 国对能源的需求越来越 在 5O00m 以下 的页岩深层勘探和开发方面。 大。而我国石油资源短缺 ，传统的石油资源 13益 越来越多的储层需要进行水力压裂施工改造 ．深 枯竭 ，导致对天然气 的依存度越来越高 。 层压裂改造规模也在不断增大 。最高工作压力在 页岩气属于非常规天然气 ，它主要 以吸附态 90MPa以上，总施工液量在 1O00m 以上 ．施工时 或游离态保存于高碳或暗色泥页岩中，具有 自生 间长达 200～300min。 目前在 国内投入使用的混砂 自储 、无需圈闭条件 、大面积连续聚集 、低孔 隙 设备 已经不能满足施工作业 的要求 ，或者使用上 度 、低渗透率等特点。近年来 ，经济发展对能源 存在安全 隐患 ，很多地 区的勘探开发受到 了制 的需求不 断增加 、开发者对 页岩储层特征和成 约[21。这些大型复杂压裂作业对压裂设备的要求更 藏条件 的认识不断加深、水平井工艺和多级压裂 高。针对混砂车的控制系统，页岩气压裂现场 的 技术不断进步，使得对页岩气的开发 由北美 向全 要求主要体现在以下几个方面3J【： 球范 围内迅速蔓延 。加快页岩气资源 的开发与利 1)反应及时，液位控制迅速 ，可 以根据施工 用 ，形成 自主 的开发技术 ，是各页岩气大 国解决 设计和修改即时改变排量 ： 自身能源危机的最佳选择 。 2)砂 比精确 ，反应迅速 ，可以根据施工设计 中国页岩气技术可采资源量达到 36万亿方 ． 和修改即时调整砂 比： 基金项 目：“非常规油气湖：ITS协同创新中心”(HBUOG一2014—11) 资助项 目：国家重大专项 “3000型成套压裂装备研制及应用示范工程”(2011ZX05048) 一 23— 学兔兔