日前，由北京石油展組委會主辦，《石油與裝備》媒體支持的cippe線上展會壓裂設備推介直播活動在京開幕。本次直播活動邀請到了中國工程院康玉柱院士、中石油勘探研究院胥云專家、中石化工程技術研究院儲層改造所蔣廷學所長等業(yè)內知名專家。專家們作為評委和大會顧問對參與推介的企業(yè)做了全面而又精準的點評。參加本次活動的企業(yè)是四家國際壓裂設備生產企業(yè)商，包括寶雞石油機械、中石化四機石油機械、宏華集團、中油科昊機械。
本次活動受到了油氣裝備行業(yè)的廣泛關注，有4.3萬專業(yè)觀眾在線觀看了現(xiàn)場直播。直播現(xiàn)場采用無人機航拍、攝像攝影師跟拍，多角度、多機位、多現(xiàn)場，全方面展示壓裂設備生產企業(yè)的產品及現(xiàn)場應用情況，為買賣雙方搭建透明、便捷的對接平臺，推動中國壓裂技術裝備產業(yè)發(fā)展。本次直播活動由胥云專家主持，蔣廷學所長做精彩點評，康玉柱院士做總結。直播現(xiàn)場，蔣廷學所長對水利壓裂的技術發(fā)展進行了詳細闡述與分析。
解決難采儲量問題
水力壓裂自1947年誕生已經(jīng)歷了70多年的發(fā)展歷史。自誕生之日起，就一直在不同類型油氣藏的勘探與開發(fā)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，從早期的單井增產增注戰(zhàn)術性手段，逐步發(fā)展成為考慮井網(wǎng)及采收率的整體壓裂、開發(fā)壓裂及井工廠壓裂等戰(zhàn)略性舉措，最大限度地實現(xiàn)了稀井高產的目標。最近十年來，每年新發(fā)現(xiàn)的探明儲量中，絕大多數(shù)是低滲、致密、超深、復雜巖性等難采油氣儲量，都亟需水力壓裂技術的升級換代以不斷提高技術的適應性和針對性。尤其是在頁巖油氣和干熱巖等非常規(guī)領域，水力壓裂也發(fā)揮著重要作用。
特別是水平井分段壓裂技術及井工廠作業(yè)模式，催生了美國的頁巖氣革命及能源獨立，也帶動了中國的頁巖氣正式進入商業(yè)大規(guī)模開發(fā)階段，如中石化的涪陵頁巖氣田及中石油的長寧-威遠頁巖氣田的相繼誕生，極大地促進了中國能源行業(yè)的清潔、低碳和綠色發(fā)展的進程。可以說，水力壓裂技術始終貫穿于油氣勘探開發(fā)的全生命周期。即使在油氣田開發(fā)的中后期，水力壓裂也是油氣藏管理的重要手段。如通過水力壓裂裂縫的縱向穿層技術，將不同物性及壓力系數(shù)的層位納入一套開發(fā)系統(tǒng)。
此外，生產中后期的一次或多次重復壓裂技術可以動用未被油氣滲流波及的區(qū)域，從而極大地降低了鉆新井的費用。此外，壓裂還可與二次注水及三次采油相結合，最大限度地提高油氣藏的有效動用體積及整體采收率。
壓裂技術日新月異
與其它技術的發(fā)展規(guī)律相類似，水力壓裂技術發(fā)展的更新?lián)Q代速度也在加快。2002年以前，以直井為代表的壓裂技術，從小型解堵性壓裂到大型壓裂經(jīng)歷了約30年的時間。之后，端部脫砂壓裂、分層壓裂、整體壓裂、開發(fā)壓裂等跨代壓裂技術都集中在約20年左右的時間段內完成演變。
2002年以后，尤其是2005年之后，以水平井為代表的壓裂技術，在15年左右的時間內，已發(fā)展為水平井分段壓裂、水平井復雜縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂（SRV）、水平井有效支撐體積壓裂（ESRV或PSRV）及水平井強化有效支撐體積壓裂技術（目前常稱之為第三代壓裂技術）及井工廠作業(yè)模式等，段長與簇間距逐漸降低，小粒徑支撐劑占比及加砂強度等逐漸加大，壓裂測試效果逐年提升。
作為壓裂工藝技術的配套產品，壓裂液的發(fā)展也多種多樣，并在不同油氣藏開發(fā)中發(fā)揮了不可替代的作用。同時，井下工具已逐漸發(fā)展為滑套類、橋塞類、水力噴射類等等工具。這些工具都極大滿足了不同完井方式下水平井分段壓裂的需求。
低油價下的發(fā)展方向
如何在當前20-30美元每桶的極低油價下生存下去，是擺在水力壓裂技術研發(fā)與工程應用人員面前的迫切課題。國內的儲層條件遠差于國外同類儲層，國外的壓裂技術在中國經(jīng)常水土不服，因此，也亟待攻克適合中國儲層特征的獨特壓裂技術體系。壓裂的核心技術，如模擬設計軟件及裂縫監(jiān)測軟件等，都必須牢牢地掌握在中國人自己的手中，才能確保我們國家的能源戰(zhàn)略安全。概況而言，壓裂技術總體上應向低成本、高效能、綠色環(huán)保、智能化等四個方向發(fā)展。
一是低成本壓裂技術，包括由地質工程甜點、甜度到可壓度的可壓性系列評價技術、水平井分段一次或多次重復壓裂技術（具有應力趨同效應，通過裂縫轉向，減少鉆井數(shù)量。包括再造井筒技術、大通徑分段重復壓裂工具等技術分支）、小井眼鉆完井及分段壓裂技術、短半徑徑向水力噴射側鉆水平井分段壓裂技術、超低濃度壓裂液及其重復利用技術、廣譜性可溶橋塞、不同類型工具的重復利用及長壽命管道氣或電能驅動的壓裂泵等。
二是高效能壓裂技術，包括多尺度復雜裂縫高通道壓裂技術、密切割多簇裂縫均衡延伸控制技術、多級雙暫堵壓裂技術、大位移及長水平段（水平段超4000m）分段壓裂技術、多分支井分段壓裂技術、高密度井工廠壓裂技術、多層井工廠壓裂技術、軟壓裂技術、低黏強攜砂壓裂液、原位成形支撐劑（由壓裂液就地轉變）、納米級支撐劑及納米改性支撐劑、多簇趾端滑套、串聯(lián)式及定向水力噴射工具、8000-10000m超長連續(xù)油管作業(yè)車、高變頻壓裂泵（軟壓裂或產生復雜裂縫需要巖石的疲勞破壞時用到）等。
目前，國內所有的高效體積壓裂都向“密切割、強加砂、暫堵”方向轉變，但也不能一味追求所謂的高指標。具體而言，密切割必然帶來多簇的非均勻破裂、非均勻延伸、縫高及SRV受限等問題；強加砂不是主裂縫的強加砂，而小尺度裂縫強加砂更為關鍵，且加砂強度也并非越高越好；暫堵轉向目前的暫堵球及工藝參數(shù)是難以滿足真正選擇性暫堵的目的的，尤其是縫內的多級暫堵轉向在暫堵模式及工藝參數(shù)上都有諸多缺陷，井筒暫堵球因密度大往往封堵了不需要的簇孔眼，這些都需要今后進一步攻關解決。
三是綠色環(huán)保壓裂技術，包括無水壓裂技術、少水壓裂技術、防套變壓裂技術、泡沫及微泡沫壓裂液、高黏的超臨界二氧化碳增稠壓裂液、長時間連續(xù)工況下高功率管道氣或電能驅動的無噪音壓裂車等。
四是智能化壓裂技術，包括基于大數(shù)據(jù)及云計算的智能化選井選層、產量預測及工藝參數(shù)優(yōu)化設計技術；智能響應性壓裂液；智能測控井下工具；裂縫智能精準控制技術；壓裂車及各配套設備間智能控制系統(tǒng)、現(xiàn)場無人值守壓裂施工智能指揮系統(tǒng)，以及分簇多尺度支撐裂縫監(jiān)測技術。
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