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本期技术概览—多种措施推动产量提升

本期技术概览—多种措施推动产量提升

增产话题永不降温。本期专题,石油圈将分别从压裂滑套、压裂液和支撑剂跟踪技术三方面介绍最新的推动产量提升的有效措施。

来自 | Weatherford等
编译 | 二丫

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。对油气藏尤其是低渗透油气藏进行压裂改造是增加单井产量和提高可动用储量的有效技术措施,相关压裂工具、工艺以及评价技术也成为当今油气田开发领域的研究热点。

压裂滑套

目前油田用压裂滑套主要有两类:投球压裂滑套和连续油管+井下工具压裂滑套。投球压裂滑套可分为固定球座分段压裂滑套和可变球座分段压裂滑套。连续油管+井下工具压裂滑套可分为液控式和机械式。

油田所用投球式压裂滑套需要精确控制泵注液体体积,从而需要优化压裂工艺,实时监测井下压力。投球滑套要实现无级差压裂则需要采用可变径球座,消除井眼内径对投球数量的限制,从而消除对压裂级数的限制。

油田所用的连续油管+井下工具压裂需要在井下精确定位。虽然国内的连续油管辅助压裂应用广泛,但无线射频技术在井下应用困难,必须加大井下信息传输的研究,使压裂朝着智能化发展。连续油管+井下工具实现无级差压裂需要采用可变径工具,实现坐封,压裂地层的目的。

无级差压裂技术应用广泛,同时也要提高有限级压裂的压裂效果,更好地改造储层,提高油田采收率。但就国内而言,无级差压裂技术不成熟,仍需借鉴国外先进技术,需要加大研发力度。

作为威德福ZoneSelect完井系统一部分的投球压裂滑套,可以帮助作业者单次完成最多59段的多级压裂作业。如果与其他ZoneSelect滑套结合使用,压裂段数还可以增加。

压裂液

近几十年来,水力压裂技术的进步使油气产量有了突飞猛进的增长。但压裂技术所带来的环保和成本问题也日渐突出。

水力压裂用水量巨大,通常单级压裂需要使用约3,769桶水,一口井如果压裂30级,总共将耗费约113,100桶清水。压裂后返出地面的废水,必须经过处理并注入到地下的存储井中。在美国密歇根的 Antrim 页岩气田, 一个传统的井一次需要 190立方米的水。 然而据估计如果是水平钻井,一个水力压裂井一次需要19000立方米的水。

另外,作业中排出的残余压裂液如果返排至地面不经过处理而外排,将会对周围环境,尤其是农作物及地表水系造成污染。因此,在压裂作业中,废水处理环节也是一个烧钱的大头。

继压裂技术得到广泛应用以来,全世界有超过30亿桶淡水先后用于油气压裂作业中,同时又产出250亿桶废水,随之而来的便是230多亿美元的存储和处理成本。

为了有效应对压裂用水难题,斯伦贝谢公司研发出xWATER技术—灵活化水源利用制备压裂液体系服务技术,可实现产出水的100%重复利用,进而降低甚至不再需要淡水采购、运输、后续处理与产出水净化处理等费用支出。

支撑剂跟踪技术

地质力学、应力影、3D地震勘探,这些都是在常规油气藏数值模拟中很少出现的术语,但却是非常规油气藏裂缝建模技术的关键点。如今的低油价背景下,粗放、流水线式的传统完井方式已然不再是最佳的选择,而代表着精细化、定制化、靶点式的非常规裂缝模拟完井技术开始悄然成熟。

油服巨头一直奋战在这片前沿领域。当然,参加这场角逐的还有许多规模相对较小,也更为年轻的新兴企业。尽管还有一些其他的公司也在不断开发自己的新方法,但所有人都认同的一点是,如果页岩生产商能够根据地下储层性质预测优选出最佳的完井位置,那么他们就可以有的放矢,实现在地质条件、地质力学条件都良好的地区钻井、开采,将压裂施工的钱花在最可能产油的井段上,从而有效提高经济效益。建模技术的最终目标自然是降低成本,为目前面临衰退压力的页岩产业提供可持续发展的动力,从更少的井、更少的压裂级数中获得更多的油和气。

德克萨斯大学Cockrell工程学院的科研人员正在研究一种新型低频电磁感应法,将运行模型和预测模型合二为一,可估算支撑裂缝长度、高度、水力压裂走向以及裂缝中支撑剂的垂向分布。另外,相关人员还表示,大数据是另一极具潜力的技术改革方向。

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