日前，由北京石油展組委會(huì)主辦，《石油與裝備》媒體支持的cippe線上展會(huì)壓裂設(shè)備推介直播活動(dòng)在京開(kāi)幕。本次直播活動(dòng)邀請(qǐng)到了中國(guó)工程院康玉柱院士、中石油勘探研究院胥云專(zhuān)家、中石化工程技術(shù)研究院儲(chǔ)層改造所蔣廷學(xué)所長(zhǎng)等業(yè)內(nèi)知名專(zhuān)家。專(zhuān)家們作為評(píng)委和大會(huì)顧問(wèn)對(duì)參與推介的企業(yè)做了全面而又精準(zhǔn)的點(diǎn)評(píng)。參加本次活動(dòng)的企業(yè)是四家國(guó)際壓裂設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)商，包括寶雞石油機(jī)械、中石化四機(jī)石油機(jī)械、宏華集團(tuán)、中油科昊機(jī)械。
本次活動(dòng)受到了油氣裝備行業(yè)的廣泛關(guān)注，有4.3萬(wàn)專(zhuān)業(yè)觀眾在線觀看了現(xiàn)場(chǎng)直播。直播現(xiàn)場(chǎng)采用無(wú)人機(jī)航拍、攝像攝影師跟拍，多角度、多機(jī)位、多現(xiàn)場(chǎng)，全方面展示壓裂設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，為買(mǎi)賣(mài)雙方搭建透明、便捷的對(duì)接平臺(tái)，推動(dòng)中國(guó)壓裂技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本次直播活動(dòng)由胥云專(zhuān)家主持，蔣廷學(xué)所長(zhǎng)做精彩點(diǎn)評(píng)，康玉柱院士做總結(jié)。直播現(xiàn)場(chǎng)，蔣廷學(xué)所長(zhǎng)對(duì)水利壓裂的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)闡述與分析。
解決難采儲(chǔ)量問(wèn)題
水力壓裂自1947年誕生已經(jīng)歷了70多年的發(fā)展歷史。自誕生之日起，就一直在不同類(lèi)型油氣藏的勘探與開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，從早期的單井增產(chǎn)增注戰(zhàn)術(shù)性手段，逐步發(fā)展成為考慮井網(wǎng)及采收率的整體壓裂、開(kāi)發(fā)壓裂及井工廠壓裂等戰(zhàn)略性舉措，最大限度地實(shí)現(xiàn)了稀井高產(chǎn)的目標(biāo)。最近十年來(lái)，每年新發(fā)現(xiàn)的探明儲(chǔ)量中，絕大多數(shù)是低滲、致密、超深、復(fù)雜巖性等難采油氣儲(chǔ)量，都亟需水力壓裂技術(shù)的升級(jí)換代以不斷提高技術(shù)的適應(yīng)性和針對(duì)性。尤其是在頁(yè)巖油氣和干熱巖等非常規(guī)領(lǐng)域，水力壓裂也發(fā)揮著重要作用。
特別是水平井分段壓裂技術(shù)及井工廠作業(yè)模式，催生了美國(guó)的頁(yè)巖氣革命及能源獨(dú)立，也帶動(dòng)了中國(guó)的頁(yè)巖氣正式進(jìn)入商業(yè)大規(guī)模開(kāi)發(fā)階段，如中石化的涪陵頁(yè)巖氣田及中石油的長(zhǎng)寧-威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣田的相繼誕生，極大地促進(jìn)了中國(guó)能源行業(yè)的清潔、低碳和綠色發(fā)展的進(jìn)程?？梢哉f(shuō)，水力壓裂技術(shù)始終貫穿于油氣勘探開(kāi)發(fā)的全生命周期。即使在油氣田開(kāi)發(fā)的中后期，水力壓裂也是油氣藏管理的重要手段。如通過(guò)水力壓裂裂縫的縱向穿層技術(shù)，將不同物性及壓力系數(shù)的層位納入一套開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。
此外，生產(chǎn)中后期的一次或多次重復(fù)壓裂技術(shù)可以動(dòng)用未被油氣滲流波及的區(qū)域，從而極大地降低了鉆新井的費(fèi)用。此外，壓裂還可與二次注水及三次采油相結(jié)合，最大限度地提高油氣藏的有效動(dòng)用體積及整體采收率。
壓裂技術(shù)日新月異
與其它技術(shù)的發(fā)展規(guī)律相類(lèi)似，水力壓裂技術(shù)發(fā)展的更新?lián)Q代速度也在加快。2002年以前，以直井為代表的壓裂技術(shù)，從小型解堵性壓裂到大型壓裂經(jīng)歷了約30年的時(shí)間。之后，端部脫砂壓裂、分層壓裂、整體壓裂、開(kāi)發(fā)壓裂等跨代壓裂技術(shù)都集中在約20年左右的時(shí)間段內(nèi)完成演變。
2002年以后，尤其是2005年之后，以水平井為代表的壓裂技術(shù)，在15年左右的時(shí)間內(nèi)，已發(fā)展為水平井分段壓裂、水平井復(fù)雜縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂（SRV）、水平井有效支撐體積壓裂（ESRV或PSRV）及水平井強(qiáng)化有效支撐體積壓裂技術(shù)（目前常稱(chēng)之為第三代壓裂技術(shù)）及井工廠作業(yè)模式等，段長(zhǎng)與簇間距逐漸降低，小粒徑支撐劑占比及加砂強(qiáng)度等逐漸加大，壓裂測(cè)試效果逐年提升。
作為壓裂工藝技術(shù)的配套產(chǎn)品，壓裂液的發(fā)展也多種多樣，并在不同油氣藏開(kāi)發(fā)中發(fā)揮了不可替代的作用。同時(shí)，井下工具已逐漸發(fā)展為滑套類(lèi)、橋塞類(lèi)、水力噴射類(lèi)等等工具。這些工具都極大滿足了不同完井方式下水平井分段壓裂的需求。
低油價(jià)下的發(fā)展方向
如何在當(dāng)前20-30美元每桶的極低油價(jià)下生存下去，是擺在水力壓裂技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用人員面前的迫切課題。國(guó)內(nèi)的儲(chǔ)層條件遠(yuǎn)差于國(guó)外同類(lèi)儲(chǔ)層，國(guó)外的壓裂技術(shù)在中國(guó)經(jīng)常水土不服，因此，也亟待攻克適合中國(guó)儲(chǔ)層特征的獨(dú)特壓裂技術(shù)體系。壓裂的核心技術(shù)，如模擬設(shè)計(jì)軟件及裂縫監(jiān)測(cè)軟件等，都必須牢牢地掌握在中國(guó)人自己的手中，才能確保我們國(guó)家的能源戰(zhàn)略安全。概況而言，壓裂技術(shù)總體上應(yīng)向低成本、高效能、綠色環(huán)保、智能化等四個(gè)方向發(fā)展。
一是低成本壓裂技術(shù)，包括由地質(zhì)工程甜點(diǎn)、甜度到可壓度的可壓性系列評(píng)價(jià)技術(shù)、水平井分段一次或多次重復(fù)壓裂技術(shù)（具有應(yīng)力趨同效應(yīng)，通過(guò)裂縫轉(zhuǎn)向，減少鉆井?dāng)?shù)量。包括再造井筒技術(shù)、大通徑分段重復(fù)壓裂工具等技術(shù)分支）、小井眼鉆完井及分段壓裂技術(shù)、短半徑徑向水力噴射側(cè)鉆水平井分段壓裂技術(shù)、超低濃度壓裂液及其重復(fù)利用技術(shù)、廣譜性可溶橋塞、不同類(lèi)型工具的重復(fù)利用及長(zhǎng)壽命管道氣或電能驅(qū)動(dòng)的壓裂泵等。
二是高效能壓裂技術(shù)，包括多尺度復(fù)雜裂縫高通道壓裂技術(shù)、密切割多簇裂縫均衡延伸控制技術(shù)、多級(jí)雙暫堵壓裂技術(shù)、大位移及長(zhǎng)水平段（水平段超4000m）分段壓裂技術(shù)、多分支井分段壓裂技術(shù)、高密度井工廠壓裂技術(shù)、多層井工廠壓裂技術(shù)、軟壓裂技術(shù)、低黏強(qiáng)攜砂壓裂液、原位成形支撐劑（由壓裂液就地轉(zhuǎn)變）、納米級(jí)支撐劑及納米改性支撐劑、多簇趾端滑套、串聯(lián)式及定向水力噴射工具、8000-10000m超長(zhǎng)連續(xù)油管作業(yè)車(chē)、高變頻壓裂泵（軟壓裂或產(chǎn)生復(fù)雜裂縫需要巖石的疲勞破壞時(shí)用到）等。
目前，國(guó)內(nèi)所有的高效體積壓裂都向“密切割、強(qiáng)加砂、暫堵”方向轉(zhuǎn)變，但也不能一味追求所謂的高指標(biāo)。具體而言，密切割必然帶來(lái)多簇的非均勻破裂、非均勻延伸、縫高及SRV受限等問(wèn)題；強(qiáng)加砂不是主裂縫的強(qiáng)加砂，而小尺度裂縫強(qiáng)加砂更為關(guān)鍵，且加砂強(qiáng)度也并非越高越好；暫堵轉(zhuǎn)向目前的暫堵球及工藝參數(shù)是難以滿足真正選擇性暫堵的目的的，尤其是縫內(nèi)的多級(jí)暫堵轉(zhuǎn)向在暫堵模式及工藝參數(shù)上都有諸多缺陷，井筒暫堵球因密度大往往封堵了不需要的簇孔眼，這些都需要今后進(jìn)一步攻關(guān)解決。
三是綠色環(huán)保壓裂技術(shù)，包括無(wú)水壓裂技術(shù)、少水壓裂技術(shù)、防套變壓裂技術(shù)、泡沫及微泡沫壓裂液、高黏的超臨界二氧化碳增稠壓裂液、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工況下高功率管道氣或電能驅(qū)動(dòng)的無(wú)噪音壓裂車(chē)等。
四是智能化壓裂技術(shù)，包括基于大數(shù)據(jù)及云計(jì)算的智能化選井選層、產(chǎn)量預(yù)測(cè)及工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)；智能響應(yīng)性壓裂液；智能測(cè)控井下工具；裂縫智能精準(zhǔn)控制技術(shù)；壓裂車(chē)及各配套設(shè)備間智能控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守壓裂施工智能指揮系統(tǒng)，以及分簇多尺度支撐裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)。
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