壓裂與鉆完井技術(shù)的革新專場
第五屆國際石油高峰論壇：壓裂與鉆完井技術(shù)的革新專場上——中石油股份公司勘探與生產(chǎn)分公司采油工藝處處長張守良演講中國石油壓裂工藝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展。
先生們，女士們，上午好。受大會委托，我向大家報告中國壓裂技術(shù)改造新進(jìn)展。大家知道北美水平井壓裂技術(shù)的進(jìn)步催生了頁巖氣勘探的開發(fā)革命，改變了世界能源的工序格局。面對菜菜對象品質(zhì)變差，低滲致密，多井低產(chǎn)的實現(xiàn)，提出了轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的發(fā)展戰(zhàn)略。進(jìn)行了壓裂改造技術(shù)攻關(guān)，成效顯著，掀開了體積壓裂有效開發(fā)的新篇章。
我分四個方面進(jìn)行匯報，第一個就是壓裂的工藝技術(shù)。中國石油從1955年開始在玉門油田進(jìn)行首口井的壓裂施工以來，已經(jīng)走過了50多年的歷程，這50多年中壓裂改造技術(shù)得到了巨大的發(fā)展。總體有以下幾個方面，一個是解堵壓裂到單井壓裂，整體壓裂到開發(fā)壓裂，最近這幾年一直在水平井分段和直徑分層壓裂，目前在向體積壓裂。
十一五期間中國石油組織兩院三公司進(jìn)行低滲水平井壓裂改造技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)了巨大的進(jìn)步。十二五以來借鑒美國的理念加大了直井多層和水平井多段壓裂關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，形成了提高單井產(chǎn)量的技術(shù)。形成了改善能力，增大泄油面積的技術(shù)。從直井上下來成熟的有三套技術(shù)，一個是分割器滑套，一個是多層壓裂技術(shù)，第二個是雙封單卡上提式多層壓裂技術(shù)，還有一套是滑套完井的技術(shù)。
技術(shù)實際上應(yīng)用了很多年了，主要是說說新進(jìn)展，主要是現(xiàn)在層數(shù)上達(dá)到比較高的程度。現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了九層了，過去一般都是兩三層，2000年初是四層左右，現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了九層壓裂。在油氣水井當(dāng)中都可以應(yīng)用，現(xiàn)在全國已經(jīng)在廣泛的應(yīng)用了，這是在大慶用的比較多，都是多層的儲存當(dāng)中。
第二個就是連續(xù)油管噴砂，這個也是已經(jīng)應(yīng)有多年了。但是在井的深度上少一點，一般是1200米以前，再深的話就相對小一點。我們的特點就是相對深度比較大一點，應(yīng)用到了2000到3000米，這套技術(shù)主要是在西南、川、慶。層數(shù)理論上不受限制，但是現(xiàn)在處在儲存層數(shù)現(xiàn)在的程度，現(xiàn)在已經(jīng)最高使用到九層。
第二就是改進(jìn)方面，就是層數(shù)少主要是分割器上，我們的分割器跟它有所不同，所以深度加深了再就是雙封單卡上提式是多層壓裂技術(shù)。這個技術(shù)在大慶油田采用了，然后六小時連續(xù)完成了八段的施工，速度比較快。這口井規(guī)模小隊小一點，但是施工速度是非常明顯的。然后產(chǎn)油是5.2噸，效果也是非常好的。
再就是套管滑套完井多層壓裂技術(shù)，設(shè)計了可以滿足三層半五，四層半等套管的壓裂需要，其中五層半的已經(jīng)實現(xiàn)了一次分壓5層。四層半的無限級套管滑套在室內(nèi)研發(fā)，可以承壓100兆帕。前幾年五層以上的每年中石油實現(xiàn)進(jìn)行作業(yè)300口井以上，大慶油田平均單井產(chǎn)量比四層以下的每一層增加1.8噸。
下面匯報一下水平井多段壓裂技術(shù)，最近我們形成了四套比較成熟的壓裂技術(shù)。三套是正在攻關(guān)當(dāng)中，雙封單卡分段壓裂技術(shù)，這是大慶為主研發(fā)的，主要是一次性射孔所有目的層段，采用小直徑擴張式實現(xiàn)分層。現(xiàn)場已經(jīng)應(yīng)用了241口井，到去年年底。單卡管最多分壓15段。
封隔器主要是吉林油田研發(fā)的，這個的特點主要是能夠跟一個油井當(dāng)中一個完整的通徑，在套管里壓了可以一次提上來，可以便于后期的作業(yè)，這是針對油井開發(fā)的。這個已經(jīng)應(yīng)用了412口井，最高分壓15段。
水力噴沙這個是實現(xiàn)了拖動壓力是八層，在中石油在油井當(dāng)中下兩趟管柱，實現(xiàn)了12層的壓力進(jìn)行水力噴沙一趟實現(xiàn)了15段的分斤，因為這套在中石油應(yīng)用了631口井，最高分壓21段，這個成功率非常高，基本沒有什么失誤的。
再就是裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)，這也是實現(xiàn)了應(yīng)用，是比較有特色的應(yīng)用。這個工具耐溫150度，耐壓70兆帕，現(xiàn)場應(yīng)用226口井，最高分壓21段。
2012年前四項成熟的水平井分段改造主體技術(shù)應(yīng)用710口井，占總改造井的91.6%。后面這幾項，是正在研發(fā)中的。一個是復(fù)合橋塞多段壓裂技術(shù)，這個是聯(lián)合在做的，里面的射孔是長慶公司進(jìn)行做的，這是中石油聯(lián)合的一個攻關(guān)項目，現(xiàn)在研發(fā)了三套有自主知識產(chǎn)權(quán)的，這適用于三種套管，現(xiàn)場應(yīng)用了12口井，現(xiàn)在是最高的10段，12口井每一口都成功了，成功率百分之百。
鉆模的效果跟引進(jìn)的國外的幾個公司的實力相當(dāng)。再就是封隔器可開關(guān)滑套多層多段壓裂技術(shù)，這項技術(shù)是在基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展的，是可開關(guān)的滑套，這個是吉林油田和北京的勘探院進(jìn)行研發(fā)。這個用了三套，適用與不同的滑套的設(shè)備，這個最高分壓達(dá)到了21段。
再一個就是正在研發(fā)當(dāng)中的連續(xù)油管防噴沙射孔環(huán)空加沙多段壓裂技術(shù)，這個圖是分多組的進(jìn)行壓力，通過噴砂射孔一層、兩成，然后后面一個小的封隔器，然后進(jìn)行一次性壓力，現(xiàn)在一般就是三層以內(nèi)，因為受管數(shù)的限制。
中國石油去年總共是水平井壓裂了775口，比2011年增長了54%，壓后平均產(chǎn)量是直井的3.5倍以上。2012年5段以上的分段壓裂到了608口井，是總壓裂井的78%，2011年增加111%，10段以上的163口，這幾年中國石油在水平井壓裂方面進(jìn)步非常大。
我們通過自主研發(fā)的技術(shù)規(guī)模應(yīng)用，促進(jìn)了水平井快速的攀升，近兩年中國的水平井壓裂達(dá)到了一千兩百多口，超過了2010年的綜合，這是中國石油水平井壓裂的趨勢圖。這是長慶油田的一個歷年的統(tǒng)計，隨著水平段長度和壓裂段數(shù)的增加，控制儲量增加，單井日產(chǎn)以及總產(chǎn)量增加，這個趨勢是很明顯。
這次是裝備的一個展覽會，所以我對裝備上對中石油內(nèi)部進(jìn)行了一些要需求的裝備也簡單提一下，一個是2500型等大型的壓裂機組，因為單井的水量要求非常多，像頁巖氣等的話頁巖氣都要超過上萬方，像十幾臺的機組聯(lián)合在一起工作，頁巖氣下一步的規(guī)模開發(fā)對這個類型的需求也是比較大的。再就是小型大排量的連續(xù)混配裝置，國內(nèi)有廠家有技術(shù)實力做的，我們歡迎中石油可以購買，不一定非要聯(lián)合做，包括國外公司的價格便宜有競爭性也歡迎。還有大尺寸的壓裂地面管線，大排量的注入井口。這個圖我不知道是借鑒的國外公司的還是自己研發(fā)的。再就是返排液回收處理再利用裝置，因為我們國家的水資源還是短缺的，這樣每口井大量的水進(jìn)去對水的需求量很大，另外水返出來直接排放會對環(huán)境造成污染，所以需要嚴(yán)重這方面的水污染再處理的裝置。再就是高性能的連續(xù)入砂裝置。在國內(nèi)現(xiàn)在還沒有非常好的。
再就是高效安全的密閉混砂裝置，這個主要適用于無水壓裂，這個是希望國內(nèi)或國外的一些公司能提供類似的一些裝備，謝謝大家，祝大家幸福快樂。
嘉賓：張?zhí)庨L好，我是石油技術(shù)股份有限公司的馬習(xí)民，很高興在這個會上聽到一些技術(shù)的突破和發(fā)展的趨勢，我有一個問題想請教一下。在你的報告里面中間有一塊涉及到連續(xù)油管和壓裂工藝結(jié)合的方面，因為壓裂工藝往往都會受到磨損的限制，壓裂工藝有可能會受到一些瓶頸的限制，那連續(xù)油管和壓裂工藝相關(guān)的目前中石油的一些情況給我們做一個介紹。
張守良：現(xiàn)在連續(xù)油管和配套有幾個方面，一個是專門針對連續(xù)油管的壓裂配套，在直井是沒有問題的。在水平井這一塊受限制主要是摩阻這一塊，所以這一塊沒有水平段非常長的，所以這一塊限制了。另外連續(xù)油管的深度也受到了限制，因為連續(xù)油管航空壓裂的話，連續(xù)油管的管徑可以小的，這個可以。但是雙封單卡的這個管徑要大一點，因為要通過油管內(nèi)部輸送，這個壓力大一些，這個水平段也相對有限制。這樣雙封單卡配合連續(xù)油管主要是在直井里面，也是因為摩阻的問題，另外管徑大了長度受到了限制，謝謝。
嘉賓：剛才提到大型設(shè)備的需求，就是2500型的，大型的。那還有3000的，還有3100的，不知道中石油市場對新型的大型的設(shè)備有需求嗎?
張守良：這個我們已經(jīng)采購了很多了，在大慶也有，西南也有，幾個大的公司都采購了，市場上最主要的是國內(nèi)的裝備。近幾年因為國內(nèi)的設(shè)備不斷的成熟，所以新進(jìn)的，或者大量的定貨中都是國產(chǎn)設(shè)備。因為現(xiàn)在國內(nèi)的設(shè)備在成熟，另外價格上有一定的優(yōu)勢。同時也由于前幾年哈利波頓對中國有一定的限制，因為哈利波頓當(dāng)年引進(jìn)的時候中國的承諾就是不在國外進(jìn)行施工，但是后來中國的隊伍不斷的在出去，有些是帶出去的設(shè)備，跟哈利波頓造成了沖突，所以他們有一段時間不在中國進(jìn)行銷售了。現(xiàn)在他們銷售了，但是現(xiàn)在國產(chǎn)的技術(shù)也起來了，現(xiàn)在中石油的裝備基本都是國產(chǎn)的，當(dāng)然也不排除個別的是進(jìn)口的，因為國外的在高壓低層，就是連續(xù)性作業(yè)上還是有一定的優(yōu)勢。
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