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本期技术概览—压裂技术与工艺

本期技术概览—压裂技术与工艺

在全球进入难动用储量开发的时代背景下,国内外油气均面临着低渗透、超低渗透储层自然产能低,开发建产率低等开发难题,如何提高低渗透油藏的采收率和储量动用率逐渐成为国内外油气开发领域亟需解决的问题,而压裂改造技术是解决上述问题的关键。

自1947年世界上的第一口压裂井在美国Kansas的Houghton油田成功实施以来,经过近70年的发展,压裂技术从工艺、压裂材料到压裂设备都得到快速的发展,已成为提高单井产量及改善油气田开发效果的重要手段。石油圈原创www.oilsns.com

压裂技术从最初的单井小型压裂发展到目前的区块体积压裂,技术日趋完善,形成了三维压裂设计软件和压裂井动态预测模型,研制出了环保的清洁压裂液体系和低密度支撑剂体系,配备高性能、大功率的压裂车组,使压裂技术成为低渗透油气藏开发的重要手段之一。

国外针对该应用研制开发了一系列的压裂技术和工艺,其中,多级压裂、水力喷射压裂、重复压裂等是目前比较常用的压裂技术。石油圈原创www.oilsns.com

水力喷射压裂(Hydrojet Fracturing)是集水力射孔、压裂、隔离一体化的水力压裂技术。对裸眼水平井进行水力压裂,当储层发育较多的天然裂缝时,大而裸露的井壁表面会使大量流体损失,影响压裂效果。水力喷射压裂技术不使用密封元件而维持较低的井筒压力,迅速准确地压开多条裂缝,解决了裸眼完井水力压裂的难题。水力喷射压裂由3个过程共同完成:水力喷砂射孔、水力压裂和环空挤压,优点是不受水平井完井方式的限制,可在裸眼和各种完井结构水平井实现压裂,缺点是受到压裂井深和加砂规模的限制。水力喷射压力技术有多种工艺,如水力喷射辅助压裂(HAJF)、水力喷射环空压裂(HJP-AF)、水力喷射酸化压裂等。

多级压裂(Multi-Stage Fracturing)是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术。多级压裂能够针对储层特点进行有针对性的施工,目标准确,压裂效果明显。多级压裂有2种方式,一是滑套封隔器分段压裂,二是可钻式桥塞分段压裂。多级滑套封隔器分段压裂是目前页岩水平井多段压裂中前沿的完井方式,它能够在水平井或直井中同时压裂多个层段而不必使用桥塞分隔。石油圈原创www.oilsns.com

重复压裂(Refracturing)是指当页岩气井初始压裂处理已经无效或现有的支撑剂因时间关系损坏或质量下降,导致气体产量大幅下降时,采用对气井进行重新压裂增产的压裂工艺。重复压裂增产措施对处理低渗、天然裂缝发育、层状和非均质地层很有效。重复压裂能够有效地改善页岩气单井产量与生产动态特性,建立良好的生产井产能,在某些情况下,经过重复压裂的井能够达到生产的最高水平,井产量与估计最终可采储量都接近甚至超过初次压裂时期。

随着现场作业对压裂要求越来越严苛以及当前低油价的现状,国内外研究人员不断推进压裂技术的更新和进步,推出了一系列先进的压裂技术与工艺。本期石油圈就为大家带来其中的三种,分别为:NCS Multistage的多段无限极压裂技术、哈里伯顿的ACTIVATE重复压裂服务以及替代高价支撑剂的就地生产的支撑剂。下面石油圈将为大家简略介绍下各个技术。

多段无限极压裂技术

NCS Multistage公司的连续油管多段无限极压裂技术可代替桥塞/射孔联作和投球滑套压裂体系。后两种压裂体系无法获取来自压裂区域的储层信息反馈水和化学品的消耗较大,且需要很大的水马力。通过该技术,NCS成功克服了液体单向流动的限制,找到了一种完井时更加有效封隔产层的方法。石油圈原创www.oilsns.com

在完井时,多段无限极体系具备循环或反循环能力,可提供更多的施工控制;多段无限极可重复坐封压裂桥塞技术无需使用复合桥塞,提高作业安全性,节省作业时间。

ACTIVATE重复压裂服务

哈里伯顿的ACTIVATE重复压裂服务通过对非常规储藏中的水平井进行重复压裂改造,让旧资产重新焕发新生。与过去的重复压裂作业相比,该服务对重复压裂裂缝构建的控制性、针对性更强,并且整个工作流程具有可重复操作性,让成本更低、采收率更高不再是一个梦想。ACTIVATE重复压裂服务作为一项协同工作流,基于对地下的深刻认识和突破性的技术,可以帮助油公司只用一口新井1/3的价格,即可实现对剩余储量可预测的、可重复地开采。石油圈原创www.oilsns.com

就地取材支撑剂

北美陆上水平井的水平段越来越长,支撑剂的用量也越来越大,而本地生产的支撑剂由于其更低廉的价格也开始受到了人们的欢迎。但是本地支撑砂的效果如何,仍有待时间的考证。另一方面,虽然陶瓷支撑剂的价格让许多公司望而却步,但是陶瓷支撑剂的技术发展却从未止步,新型支撑剂的多样化性能为人们认识压裂作业带来了全新的视野。两种方法各有优劣,究竟鹿死谁手?

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。