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“復雜油氣田提高單井產(chǎn)量及采收率技術(shù)”編號為2011ZX05009 ，是國家“十一五”、“十二五”科技重大專項項目，是國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”的重要組成項目。目前，該項目在儲層評價技術(shù)、特低滲油藏增注控水技術(shù)、復雜結(jié)構(gòu)井優(yōu)化設(shè)計與鉆完井控制技術(shù)方面取得了創(chuàng)新性成果，在中國油氣勘探新領(lǐng)域地質(zhì)評價方面提供了理論指導，為中國特低滲透等難動用儲量高效開發(fā)與提高采收率提供了一定的技術(shù)保障。
 
“精雕細刻”保持油田穩(wěn)產(chǎn)
當前中國地質(zhì)條件非常復雜，形成各種各樣的油氣田及巖性，高中低產(chǎn)不一，斷層縱橫交錯，使得石油開采遇到了很多困難。石油地質(zhì)學家、中國工程院院士、本屆論壇主席翟光明表示，要不斷加強生產(chǎn)技術(shù)，增加油田產(chǎn)量。在他看來，除了大慶油田以外的油田都是非常復雜的，必須要經(jīng)過精雕細刻，才能夠得到實際的地質(zhì)條件。
非常規(guī)、復雜油氣田如頁巖氣、煤層氣的開發(fā)，是目前擺在業(yè)界面前十分重要的任務(wù)，中石油、中石化也在此方面做了很多工作。而如何保持頁巖氣等持續(xù)高產(chǎn)，這要靠我們獨立自主的生產(chǎn)技術(shù)不斷創(chuàng)新。為此，翟光明院士提出以下三點建議：第一，加強各種措施提高采收率，大慶油田之所以能夠保持年產(chǎn)4千萬噸，是因為其做了跟多提高采收率的工作，同時還包括外圍產(chǎn)量的增加。第二，加強頁巖氣勘探可借鑒美國頁巖油氣開發(fā)技術(shù)，這給我們提出來一個很好的方向。但中美地質(zhì)條件不同，我們要明確地質(zhì)條件后再采取措施。第三，對于提高單井產(chǎn)量，最重要的做法就是精雕細刻，深挖細鑿。比如頁巖油層只有幾毫米，我們現(xiàn)在找到的油氣田，大都比頁巖氣好開采，所以加強頁巖氣生產(chǎn)技術(shù)，并應用到常規(guī)油氣田，用非常規(guī)的勘探技術(shù)對待常規(guī)油氣田，這樣會實現(xiàn)雙贏。
 
創(chuàng)新技術(shù)指導復雜油氣井開發(fā)
全球原油產(chǎn)量的70%來自老油田，所以進一步挖潛提高老油田采收率至關(guān)重要。國際上，對于復雜油氣井的開采主要依靠更高效的人工舉升技術(shù)以及油氣生產(chǎn)過程當中的動態(tài)監(jiān)測和管理系統(tǒng)。此外，旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)在國際上早有應用，但國內(nèi)更多還采用定向?qū)颍@頭采用旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)可使鉆進速度提高一倍。技術(shù)創(chuàng)新是未來中國開采復雜油氣井的必然選擇。
從井的角度上看，目前世界最大的水平位移超過11公里，為薩哈林島陸地向海洋打的水平井，最深垂深TVB在北極圈克拉半島，而我國水平位移最大為8.2公里，垂深8.4公里。中國科學院院士高德利表示，水平井工程中，鉆井和壓裂工程技術(shù)是最為重要的，其中頁巖氣分段壓裂部分都是橋塞，壓一段，泵一個，水平段壓裂十幾段就需要十幾個橋塞。如果中國成功研發(fā)智能化橋塞，這項工程將變得簡單，只需解封一提就可完工，大大縮短工期，可節(jié)省上千萬成本。當然，這需要在水平鉆井工藝方面實現(xiàn)突破。在定向鉆井控制方面，旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)國際上很早就出現(xiàn)了，但目前中國自行研制的很多旋轉(zhuǎn)導向還處于低端產(chǎn)品，鉆速不及美國的一半。
隨著通訊技術(shù)的高速發(fā)展，依靠電磁波探測井下狀況成為了新的探測發(fā)展方向。但當前電磁波在陸地井下測控應用不多。在水平井施工過程中，復雜井型、井距、井間防碰、連通，雙水平井的控制等都要精細的測控。由于沒有足夠的精確測控，往往導致井距不合理，開發(fā)成本損失巨大。但通過電磁波可以實現(xiàn)井下十分精確的測控，但解決電磁波在地下信號微弱的問題成為首要難題。  
總體來說，對于全球來講，容易開采的油氣時代已經(jīng)成為歷史，而老油田，深水油氣等資源的高效開發(fā)，關(guān)鍵取決于設(shè)計控制技術(shù)，當然是裝備，復雜結(jié)構(gòu)井很大程度上，取決于設(shè)計控制技術(shù)，未來更多的復雜結(jié)構(gòu)井工程，也會推動這部分的技術(shù)進步，包括鉆井、壓裂、井下工具等等，我們的研發(fā)還要繼續(xù)，越是艱難越需要創(chuàng)新。高德利說：“我們的國家需要原創(chuàng)，不能只是模仿他國，美國頁巖氣革命就是依靠自主創(chuàng)新取得了巨大的成功，所以簡單的照搬是不行的。”
 
爆破壓裂技術(shù)重返舞臺
上世紀50年代，人們已經(jīng)意識到采用液壓壓裂方式更具有完全性，而且可以保持井壁井筒的完整。而爆破性壓裂技術(shù)存在一定危險性，難以控制。于是在上世紀60年代，爆炸性壓裂技術(shù)僅僅應用于一些對于滲透層的位置。然后隨著液壓壓裂技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓壓裂技術(shù)已成為最廣發(fā)的應用技術(shù)。
來自美國拉斐特學院石油工程系的Boyun Guo 博士重新提到了爆裂技術(shù)。他表示，80年代中期，美國很多的頁巖氣開發(fā)又開始重新選用爆裂方式，而且產(chǎn)能表現(xiàn)良好，美國在液力壓裂技術(shù)方面已經(jīng)非常成熟，但其現(xiàn)在重新使用爆裂技術(shù)，這引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。在常規(guī)的水力壓裂過程中，產(chǎn)水很多，大量的出水產(chǎn)生反流問題，而應用爆裂技術(shù)會避免這種問題。2010年，美頁巖氣某開發(fā)項目繼續(xù)采用了爆裂技術(shù)，并在開采過程中起到了很好的節(jié)水效果。據(jù)了解，中國在爆裂技術(shù)方面也有很成功的應用，包括頁巖氣、煤層氣、海油及其它方面。  
采用爆裂壓裂方式不僅可以產(chǎn)生更有效的油氣排放通道，裂縫的生成會向各種方向延伸，包括進入污染區(qū)及自然裂紋區(qū)。當進行液力壓裂時，壓裂的方向可能與產(chǎn)油的方式并不匹配，從而影響油量產(chǎn)出。在爆裂情況下，美國學者進行了很多的研究，能夠?qū)Ξa(chǎn)能的指數(shù)進行預測，通過爆裂對其一個指數(shù)進行分析，包括裂縫的數(shù)量及穿透度，在一定深度下，將這兩個參數(shù)結(jié)合起來，可以對油氣產(chǎn)量進行精準預測。包括油氣井的產(chǎn)油量、裂縫的穿透力及與裂縫數(shù)量有密切關(guān)系的其他產(chǎn)能指標。
高德利院士指出：“最大限度把地下找到的油氣資源開采出來提高采收率是油氣開發(fā)永恒的主題。”他提出四點值得關(guān)注的問題。首先，如何提高單井產(chǎn)量，國際上形成了一部分共識。提高單井產(chǎn)量，提高采收率要靠什么技術(shù)，現(xiàn)在國際上也存在不同觀點；其次，更高效的人工舉升技術(shù)和系統(tǒng)。井建成后，在生產(chǎn)過程中如何提高效率非常重要；再次，油氣生產(chǎn)過程中，動態(tài)監(jiān)測與管理非常重要。國外已經(jīng)有了倉巡視員，機器人到油倉里面轉(zhuǎn)一圈就知道油氣情況；最后，要關(guān)注采油的化學區(qū)和生物區(qū)。我國油氣資源非常豐富，但發(fā)育的油氣資源卻很復雜，也說明了老油田進一步挖潛提高采收率的挑戰(zhàn)還將增加。