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页岩气压裂工艺2.0技术发展

2022-02-19 09:02:44

  页岩气,非常规天然气的一种。由于页岩渗透率极低,需要通过压裂形成复杂裂缝网络,再将气采出,而显得“非同常规”。压裂工艺的发展水平直接影响着页岩气的效益开采▏微观剩余油赋存状态

  中国石油集团公司着眼页岩气压裂工艺,开展产学研用一体化攻关与应用,形成了压裂工艺2.0技术,弥补了以往压裂方式加砂困难、提产不理想等诸多不足。

  目前,该工艺已在川南页岩气产区全面推广,应用井数超过500口,井均测试产量提升27.9%,井均估算可采储量(简称EUR)提升15.8%,有力地支撑了页岩气快速上产。

  我国天然气资源丰富,其中页岩气可采资源量达31.6万亿立方米,主要集中在川南地区,是天然气增储上产的重要领域。

  新技术呼之欲出

  2011年,我国页岩气水平井威201-H1井压裂成功,标志着国内页岩气压裂行业的起步。


微观剩余油赋存状态


  “在页岩气开发初期,也就是2014年至2016年,我们更多是借鉴国外先进的压裂技术,形成我国压裂工艺1.0。”西南油气田公司钻完井工程首席专家郑有成介绍,压裂工艺1.0成功实现了我国页岩气压裂技术从无到有的突破。

  随着页岩气开发向埋藏深度更深的区块挺进,地质条件更复杂,开采难度随之增大。川南70%以上页岩气资源分布在深层。

  由于压裂工艺1.0核心工艺并没有掌握在自己手中,川南页岩气缺乏系统的理论基础和技术体系,加之所需工具、材料、配方全部依赖进口,导致技术与成本“受制于人”。自主攻关迫在眉睫、新工艺呼之欲出,实现页岩气压裂技术和配套工具国产化势在必行。

  压裂改造是页岩气开发的核心技术,改造后的裂缝形态则是压裂效果的具体表现。“在我们眼里,当然希望裂缝越复杂越好。复杂就意味着打开的通道足够多,页岩气采出更顺利。”勘探开发研究院压裂酸化技术中心的卢海兵介绍道。但压裂工艺1.0技术气井通常单段射孔只有3簇,平均簇间距22米,使得相邻各簇之间存在大量盲区,造成了资源的浪费。

  为了验证小簇距多簇的可行性,项目组联合攻关,揭示了“小簇距+大排量+暂堵转向”的密切割高强度改造机理,形成“页岩密切割高强度改造理论”。“这是压裂工艺2.0核心的理论突破,可实现单段簇数大于6簇,簇间距小于10米,段间盲区缩减至5米。”卢海兵介绍。

  理论突破马不停蹄,技术研发同步跟进。为保障每一个新想法落地,中油测井公司积极开展技术攻关,研发配套的射孔工具。经过多次试验,新研制的模块化等孔径分簇射孔器成功应对多簇射孔技术的挑战,达到国际领先水平。

  “我们期待压裂工艺2.0技术能持续发挥优势,不断做精做细,持续攻关,努力实现‘既把油门踩到底,又使油耗降低’,尽快解决川南深层页岩气效益开发问题。


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