中國石油低滲透油氣藏水平井分段壓裂技術

    中國石油開展《低滲透油氣藏水平井增產改造技術與工業(yè)化應用》科技攻關已有5年。經過5年的努力，中國石油突破了水平井分段壓裂技術及裝備瓶頸，與壓裂后直井相比，平均單井產量提高3.6倍。同時，這一技術使大量不可動用儲量變成可采儲量。

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

　　中國石油史上標志性成果誕生

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

　　非常規(guī)油氣開發(fā)技術的基礎是水平井加分段壓裂技術。中國石油通過5年攻關，用自主技術對低滲透油氣藏實施水平井壓裂改造的比例達到87%以上，扭轉了攻關前水平井壓裂全部依靠引進國外技術的被動局面。這收獲的不僅僅是原油單井產量的增加和可動用儲量的大幅度提高，而且為以頁巖氣為代表的致密油氣工業(yè)開發(fā)奠定了堅實的技術基礎。

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

　　中國工程院院士袁士義、沈忠厚、蘇義腦和胡文瑞給予的總體評價是：水平井加分段壓裂技術奠定了北美非常規(guī)油氣開發(fā)的技術基礎，特別是頁巖氣，長水平段加分段壓裂使美國的頁巖氣年產量超千億立方米。中國石油攻克了低滲透油氣藏水平井分段壓裂技術瓶頸，為水平井在低滲透油氣開發(fā)中規(guī)模應用提供了技術支持，使大量不可采儲量轉化為可采儲量，更為以頁巖氣為代表的致密油氣工業(yè)開發(fā)奠定了堅實的技術基礎，意義重大。

　　特別值得關注的是，11月24日，國土資源部向公眾發(fā)布油氣資源年度動態(tài)評價成果：我國石油地質資源量為881億噸、可采資源量233億噸，比“上一輪全國油氣資源評價”（2003年至2007年）分別增加116億噸和21億噸。

　　中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院壓裂酸化服務中心副主任王振鐸認為，這是對中國石油5年攻關低滲透油氣藏水平井增產改造技術成果最直接的肯定。

　　漫漫攻關結碩果，而成果來自科學決策。

　　提高單井產量，中國石油實施牽“牛鼻子”工程

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

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

　　一個更為嚴峻的現(xiàn)實是，隨著中國經濟的高速發(fā)展，對石油的需求量越來越大，對外依存度越來越高。

　　提高單井日產量，是中國石油油氣生產轉變發(fā)展方式的必由之路。

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

　　5年前的中國石油勘探與生產分公司工作例會人們形成共識：組織水平井低滲透改造重大攻關。6月19日，蔣潔敏批示：同意項目啟動。請財務部閱辦。組織好項目設計，見到好的效果。

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

　　尋找增產“利器” 撬開地層“縫隙”

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

　　2008年，結合水平井段與區(qū)塊最大主力方位的關系，中國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，實驗應用147口井，化學暫堵膠塞工藝在現(xiàn)場試驗成功。

　　2009年，中國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；研制不動管柱噴砂分壓三段分壓工具，現(xiàn)場規(guī)模應用140口井。

　　在現(xiàn)場試驗基礎上，2010年科研攻關獲得豐碩成果，建立起一套水平井壓裂優(yōu)化設計方法，形成水平井雙封單卡分段壓裂技術、封隔器滑套分段壓裂技術、水力噴砂分段壓裂技術三大主體技術，完善了化學暫堵膠塞分段壓裂技術、碳酸鹽巖儲層自轉向高效酸化/酸壓技術、水力裂縫監(jiān)測與評價技術、水平井修井作業(yè)技術4項配套工藝。

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

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

　　專家鑒定認為，通過技術創(chuàng)新，這一成果打破國外技術封鎖，形成我國低滲透油氣藏有效動用綜合配套技術，總體達到國際先進水平，其中不動管柱多級滑套水力噴砂分段壓裂技術屬國際領先。

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