03-非常规油气水平井多级分段压裂完井技.docVIP

非常规油气 水平井多级分段压裂完井技术 胜利油田分公司采油工艺研究院 2012年1月 2012年1月 美国已钻页岩油气水平井数量达50000多口，水平井多级分段压裂完井技术已日趋成熟，2011年美国共完钻非常规油气水平井8500多口，水平井占非常规油气产量的90%以上，80%以上为“井工厂”模式。页岩气产量为1800亿立方米，占美国天然气总产量的34%。国外非常规油气水平井多级分段压裂完井技术主要形成了水平井裸眼封隔器分段压裂完井和泵送桥塞射孔分段压裂联作两大主导技术，以两大主导技术的突破为核心，配套形成了优化设计、裂缝监测、设备配套等技术系列，提供了有力支撑。创下分段最多90级，水平段段长最长4900m，单段最大加砂量450m3，单段最大液2550m3，80%以上的井为“井工厂”模式。 2、国内非常规油气勘探开发迈出实质性步伐 近年来，国内中石油、中石化、中海油等石油公司在非常规油气勘探开发领域都已经迈出实质性步伐，技术以引进为主，同时开展了自主研究，正迅速追赶国际先进水平。 截至底，中国石油共在低渗透油气藏完成水平井分段压裂1133口井4722段，相当于少打直井3000口，减少占地超万亩。年完钻1000口水平井，500口井实现了2200段有效压裂，提高原油产量37，天然气35。按压裂后平均单井产量是直井的3.9倍计算，中国石油依靠这一技术增产原油520，增产天然气145，相当于开发一个中型油气田。 中海油通过收购国外鹰滩页岩油气项目，正式进军页岩气领域。 3、胜利油田发展形势 中石化确定的资源战略突出了对非常规油气资源的重视，提出采用非常规技术勘探开发非常规油气。 2011年8月下发《关于加强非常规油气勘探开发的意见》，成立了由油田主要领导组成的工作领导小组。立足致密砂岩、突破页岩油气，打一场非常规油气勘探开发会战。 至2011年底，致密砂岩未开发储量2.55×108t，其中落实未动用储量2.2×108t，油藏类型以滩坝砂、砂砾岩、浊积岩油藏为主，具有层多、层薄、储量丰度低。 济阳坳陷320余口探井在页岩中见油气显示，其中30余口井获工业油流，展示了油气的良好勘探开发潜力。根据优质烃源岩(油页岩）发育、预测页岩油气有利勘探面积达2316km2。主要的分布在东营凹陷和沾化凹陷，胜利油田页岩储层的差异主要体现在沉积方式、流体粘度以及岩石力学强度（脆性指数）方面。页岩油具备作为战略性补充资源的巨大潜力。 运用常规的直井压裂技术和低渗透砂岩的注水开发技术开发非常规油气资源存在四低特点，一是动用率低，小于0.5md的油难以动用；二是开发效益低；三是采油速度低；四是采收率低。所以，常规技术制约着非常规油气的勘探开发。 国外经验表明，长水平段钻井+多级压裂是解放非常规油气的有力武器。 胜利油田水平井多级分段压裂完井技术目前整体处于试验探索阶段，尚不能满足规模化应用的需要。因此，开展配套技术研发，具有重要意义。 胜利油田开展了水平井压裂优化设计、完井工艺管柱的攻关、试验，取得了阶段性成果，为“十二五”非常规油气勘探开发奠定了坚实的基础。先后研究、试验了水平井管内封隔器分段压裂、水力喷射分段压裂、连续油管喷射砂塞分段压裂、砂塞分段压裂、预制滑套分段压裂及裸眼封隔器分段压裂技术。截至2011年底，胜利油田在高89-1块、樊147块等8个区块（K=1～20)应用15口井，初期日油12t，是直井的2倍～5倍。 二、胜利油田水平井多级分段压裂完井技术进展 胜利油田与北美的非常规资源在沉积形式、资源类型、油层构造、油层性质等方面存在差异，决定了无法照搬国外经验和技术，采取“边引进、边学习、边研究”的思路，形成满足胜利油田勘探开发需要的水平井多级分段压裂完井技术成为必由之路。 “十二五”以来，针对胜利油田致密油和页岩油的特点，开展了多项技术引进、攻关和试验，在以下四个方面取得了重要进展。 （一）水平井裂缝起裂及延伸规律研究 储层物性、岩石性质、地应力场、天然裂缝和施工参数等众多因素共同决定了水平井裂缝起裂和延伸，其中应力场分布及岩石力学性质是主要影响因素，具体表现为：应力方向及天然裂缝方向决定了裂缝起裂和延伸方向；水平、纵向应力大小和砂泥岩界面性质决定了水平和纵向的裂缝形态；岩石力学性质（泊松比、杨氏模量、断裂韧性）决定了裂缝复杂度。通过大量的物模及数模实验，对水平井裂缝起裂和延伸规律的研究取得以下进展。 （1）首先通过岩心定向和XMAC测井确定主应力方向，然后利用FMI测井确定天然裂缝方向，最后综合预判裂缝走向，形成了裂缝走向预判方法。 （2）建立的岩石破裂-孔隙水流动耦合模型计算结果与物模实验高度吻合,形成了描述裂缝水平延伸规律的技术。 （3）通过与HESS公司联合研究，修正了纵向应力剖面计算模型