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(chǎn)改造技術與工業(yè)化應用》科技攻關已有5年。經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)分公司了解到，《低滲透油氣藏水平井增產(chǎn)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(chǎn)量是直井的3.9倍計算，中國石油依靠這一技術增產(chǎn)原油520萬噸，增產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量“牛鼻子”的研發(fā)成果，在業(yè)內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(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，而中國石油的單井日產(chǎn)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(chǎn)問題日益嚴重，嚴重影響中國石油的經(jīng)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(jīng)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(chǎn)量，是中國石油油氣生產(chǎn)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(chǎn)量這個“牛鼻子”入手。

　　5年前的中國石油勘探與生產(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)“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(chǎn)量，并在水平井油藏工程、壓裂酸化理論、分段壓裂工藝、配套工具技術等方面形成水平井增產(chǎn)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(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(chǎn)量37萬噸，天然氣35億立方米。
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