中國(guó)石油低滲透油氣藏水平井分段壓裂技術(shù)

    中國(guó)石油開展《低滲透油氣藏水平井增產(chǎn)改造技術(shù)與工業(yè)化應(yīng)用》科技攻關(guān)已有5年。經(jīng)過5年的努力，中國(guó)石油突破了水平井分段壓裂技術(shù)及裝備瓶頸，與壓裂后直井相比，平均單井產(chǎn)量提高3.6倍。同時(shí)，這一技術(shù)使大量不可動(dòng)用儲(chǔ)量變成可采儲(chǔ)量。

　　29日起，《中國(guó)石油報(bào)》連續(xù)刊發(fā)系列報(bào)道，將這一世界級(jí)技術(shù)的研發(fā)過程展現(xiàn)給讀者，揭開水平井分段壓裂攻關(guān)的神秘面紗。

　　中國(guó)石油史上標(biāo)志性成果誕生

　　圣誕節(jié)喜慶的氣氛還未散去，12月26日上午，記者從中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司了解到，《低滲透油氣藏水平井增產(chǎn)改造技術(shù)與工業(yè)化應(yīng)用》課題取得豐碩成果。截至11月底，中國(guó)石油共在低滲透油氣藏完成水平井分段壓裂1133口井4722段，相當(dāng)于少打直井3000口，減少占地超萬畝。按壓裂后平均單井產(chǎn)量是直井的3.9倍計(jì)算，中國(guó)石油依靠這一技術(shù)增產(chǎn)原油520萬噸，增產(chǎn)天然氣145億立方米，相當(dāng)于開發(fā)一個(gè)中型油氣田。

　　非常規(guī)油氣開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)是水平井加分段壓裂技術(shù)。中國(guó)石油通過5年攻關(guān)，用自主技術(shù)對(duì)低滲透油氣藏實(shí)施水平井壓裂改造的比例達(dá)到87%以上，扭轉(zhuǎn)了攻關(guān)前水平井壓裂全部依靠引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的被動(dòng)局面。這收獲的不僅僅是原油單井產(chǎn)量的增加和可動(dòng)用儲(chǔ)量的大幅度提高，而且為以頁(yè)巖氣為代表的致密油氣工業(yè)開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　11月3日，新華社播發(fā)了《我國(guó)低滲透油氣田水平井分段壓裂技術(shù)取得突破》的消息。中國(guó)石油5年潛心攻關(guān)，牽住提高單井日產(chǎn)量“牛鼻子”的研發(fā)成果，在業(yè)內(nèi)引起巨大反響。

　　中國(guó)工程院院士袁士義、沈忠厚、蘇義腦和胡文瑞給予的總體評(píng)價(jià)是：水平井加分段壓裂技術(shù)奠定了北美非常規(guī)油氣開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)，特別是頁(yè)巖氣，長(zhǎng)水平段加分段壓裂使美國(guó)的頁(yè)巖氣年產(chǎn)量超千億立方米。中國(guó)石油攻克了低滲透油氣藏水平井分段壓裂技術(shù)瓶頸，為水平井在低滲透油氣開發(fā)中規(guī)模應(yīng)用提供了技術(shù)支持，使大量不可采儲(chǔ)量轉(zhuǎn)化為可采儲(chǔ)量，更為以頁(yè)巖氣為代表的致密油氣工業(yè)開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，意義重大。

　　特別值得關(guān)注的是，11月24日，國(guó)土資源部向公眾發(fā)布油氣資源年度動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)成果：我國(guó)石油地質(zhì)資源量為881億噸、可采資源量233億噸，比“上一輪全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)”（2003年至2007年）分別增加116億噸和21億噸。

　　中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院壓裂酸化服務(wù)中心副主任王振鐸認(rèn)為，這是對(duì)中國(guó)石油5年攻關(guān)低滲透油氣藏水平井增產(chǎn)改造技術(shù)成果最直接的肯定。

　　漫漫攻關(guān)結(jié)碩果，而成果來自科學(xué)決策。

　　提高單井產(chǎn)量，中國(guó)石油實(shí)施牽“牛鼻子”工程

　　中國(guó)的油氣藏多為高凝低滲油氣藏。如何向“磨刀石”里要油氣？是擺在中國(guó)石油人面前的一道難題。

　　近10年來，中國(guó)石油平均單井日產(chǎn)量持續(xù)下降。2005年，世界石油單井平均日產(chǎn)量是10噸以上，而中國(guó)石油的單井日產(chǎn)量是3.1噸。截至2010年年底，在中國(guó)石油累計(jì)探明儲(chǔ)量中，低滲透油藏占到41.54%。而近年來，中國(guó)石油新增儲(chǔ)量中70％以上都是低滲透儲(chǔ)量。多井低產(chǎn)問題日益嚴(yán)重，嚴(yán)重影響中國(guó)石油的經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展。

　　一個(gè)更為嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)是，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)石油的需求量越來越大，對(duì)外依存度越來越高。

　　提高單井日產(chǎn)量，是中國(guó)石油油氣生產(chǎn)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的必由之路。

　　集團(tuán)公司董事長(zhǎng)、黨組書記蔣潔敏形象地說：轉(zhuǎn)變發(fā)展方式就是要從抓住提高單井產(chǎn)量這個(gè)“牛鼻子”入手。

　　5年前的中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司工作例會(huì)人們形成共識(shí)：組織水平井低滲透改造重大攻關(guān)。6月19日，蔣潔敏批示：同意項(xiàng)目啟動(dòng)。請(qǐng)財(cái)務(wù)部閱辦。組織好項(xiàng)目設(shè)計(jì)，見到好的效果。

　　經(jīng)過緊鑼密鼓的籌備，2006年8月，集團(tuán)公司級(jí)重大科技專項(xiàng)“水平井低滲透改造重大攻關(guān)”項(xiàng)目啟動(dòng)。由勘探與生產(chǎn)分公司牽頭，中國(guó)石油每年投入資金兩億元，組織中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院、勘探開發(fā)研究院廊坊分院科研力量，現(xiàn)場(chǎng)由長(zhǎng)慶油田、吉林油田、大慶油田采油工程科技與施工部門人員組成，進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)。這是迄今為止中國(guó)石油投入資金和人力最多的科技攻關(guān)戰(zhàn)役。

　　尋找增產(chǎn)“利器” 撬開地層“縫隙”

　　中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院聚集了中國(guó)石油儲(chǔ)層壓裂的科研精英。這個(gè)院副院長(zhǎng)丁云宏告訴記者，2006年8月項(xiàng)目立項(xiàng)前，中國(guó)石油僅有少數(shù)井開展酸化以及限流、填砂、膠塞等壓裂試驗(yàn)，但沒有取得效果。2007年，“兩院三公司”研發(fā)和試驗(yàn)雙封單壓、滑套分壓、水力噴砂分壓3套分段壓裂工具，當(dāng)年就在大慶油田、長(zhǎng)慶油田和吉林油田的118口井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得初步戰(zhàn)果。

　　2008年，結(jié)合水平井段與區(qū)塊最大主力方位的關(guān)系，中國(guó)石油初步形成水平井分段壓裂多段裂縫優(yōu)化方法，形成雙封單壓、滑套分壓、水力噴砂壓裂3套分段壓裂工藝和均勻酸化技術(shù)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)用147口井，化學(xué)暫堵膠塞工藝在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成功。

　　2009年，中國(guó)石油配套完善雙封單壓、滑套分壓、水力噴砂分壓工具與工藝；研制不動(dòng)管柱噴砂分壓三段分壓工具，現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模應(yīng)用140口井。

　　在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，2010年科研攻關(guān)獲得豐碩成果，建立起一套水平井壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，形成水平井雙封單卡分段壓裂技術(shù)、封隔器滑套分段壓裂技術(shù)、水力噴砂分段壓裂技術(shù)三大主體技術(shù)，完善了化學(xué)暫堵膠塞分段壓裂技術(shù)、碳酸鹽巖儲(chǔ)層自轉(zhuǎn)向高效酸化/酸壓技術(shù)、水力裂縫監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)、水平井修井作業(yè)技術(shù)4項(xiàng)配套工藝。

　　分段壓裂技術(shù)的突破，推動(dòng)了水平井在大慶、吉林、長(zhǎng)慶、新疆、玉門和塔里木等低滲油氣田中的工業(yè)化應(yīng)用，大幅提高了單井產(chǎn)量，并在水平井油藏工程、壓裂酸化理論、分段壓裂工藝、配套工具技術(shù)等方面形成水平井增產(chǎn)改造主體技術(shù)系列。

　　2011年1月17日，集團(tuán)公司科技管理部在北京主持召開由中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司牽頭，“兩院三公司”共同完成的《低滲透油氣藏水平井增產(chǎn)改造技術(shù)與工業(yè)化應(yīng)用》成果鑒定會(huì)。

　　專家鑒定認(rèn)為，通過技術(shù)創(chuàng)新，這一成果打破國(guó)外技術(shù)封鎖，形成我國(guó)低滲透油氣藏有效動(dòng)用綜合配套技術(shù)，總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中不動(dòng)管柱多級(jí)滑套水力噴砂分段壓裂技術(shù)屬國(guó)際領(lǐng)先。

　　截至目前，中國(guó)石油今年完鉆1000口水平井，500口井實(shí)現(xiàn)了2200段有效壓裂，提高原油產(chǎn)量37萬噸，天然氣35億立方米。