采油采气工程技术新进展与展望

总结采油采气工程领域“十三五”期间重要进展,分析当前采油采气工程在工艺适应性、数字化建设和节能减排等方面所面临的挑战,并指出未来的发展方向。“十三五”期间分层注入、人工举升、储集层改造、排水采气、井下作业等5大主体技术取得重大进展,为实现老油田持续挖潜、新建产能效益动用提供了关键技术保障。当前复杂国际政治经济形势下,采油采气工程面临油气开采技术难度不断增大、数字化转型技术仍不完善、绿色低碳技术尚不成熟等3个方面严峻挑战。确立稳油增气、数字化转型、绿色低碳发展3大战略方向和实施路径,指出精细分层注入技术、高效举升工艺技术、精准储集层改造技术、长效排水采气技术及智能井下作业技术5个重点研究方向,为中国油气行业的转型升级和高质量发展提供工程技术支撑。     

体积改造技术理论研究进展与发展方向

基于水平井体积改造理论研究和10年现场应用情况,进一步诠释体积改造的核心内涵,分析体积改造的实现方法、设计模型与关键问题,提出了未来发展方向。研究表明:分簇限流技术能实现多簇均衡扩展,应用"冻胶破岩+滑溜水携砂"复合压裂模式及小粒径支撑剂可降低近井裂缝复杂度,提高远井改造体积;剪切自支撑裂缝与滑溜水输砂能够满足非常规储集层对导流的需求,子井与母井的最优井距应根据压裂模式、规模和压降范围确定,重构渗流场、应力场和改造对象是提高水平井重复压裂效果的关键。缩小井距与簇间距的密切割技术是未来建立"缝控"可采储量开发模式的基础,结合立体式体积改造与地质工程一体化压裂优化设计决策系统,是体积改造技术发展与应用的重要方向。     

非常规油气藏体积压裂2.0工艺及发展建议

中国石油非常规油气藏水平井体积压裂改造技术经历了从无到有、从1.0向2.0的跨越式发展历程。体积压裂2.0工艺以“段内多簇+小簇间距+限流射孔+暂堵转向+大排量泵注+高强度加砂+石英砂替代陶粒+滑溜水连续加砂”为核心,有力推动了非常规油气资源提产、提效、降本。缩短簇间距是非常规油气藏提高产量和采出程度的核心,段内多簇+限流射孔+暂堵转向组合工艺是高效低成本改造的关键,大规模注液增能结合密切割布缝为石英砂替代陶粒创造了条件,多簇射孔大排量施工破解了低黏滑溜水连续加砂难题。体积压裂2.0工艺在中国石油非常规油气藏应用中取得了良好成效。结合中国石油“十四五”规划对水平井体积改造技术的需求,提出5个方面发展建议：（1）强化非常规储层改造基础研究,支撑新技术体系构建;（2）提升工艺核心参数的科学性和经济性,扩大工艺应用规模;（3）推进水平井立体开发技术实践,拓展新技术应用领域;（4）推进低成本材料规模应用,支撑体积压裂2.0工艺规模实施;（5）加大裂缝监测新技术研发应用,深化新工艺改造裂缝认识。     

加拿大Fracmaster公司油基压裂工艺技术在我国的应用

油基压裂液应用在水敏性地层,特别是强水敏地层压裂井的施工中,其作用是水基压裂液所无法代替和比拟的,它还可应用在低渗透地层和老井重复压裂等对地层无伤害的各种压裂井的施工中。本文就加拿大Farcmaster公司1994年首次在我国胜利、中原和华北油田采用油基压裂液进行压裂施工的工作情况及工艺技术特点进行了总结,从中可以了解到国外油基压裂液工艺技术的发展现状,同时也可看到今后我国油基压裂液研究及应用前景。     

机采系统数字化技术研究与发展建议

随着油田开发进入中后期,低产井、低效井逐年增多,管理工作愈发繁重,机采系统的数字化、智能化转型升级是实现节能高效生产的必然选择。文章介绍了中国石油机采系统生产情况及数字化技术现状、机采物联网系统主要组成部分,梳理了当前重点建设的抽油机井示功图模式、抽油机井电参数模式、无杆泵井多参数模式,分析了机采系统优化设计技术及智能调控技术的进展及适用性。根据油田生产情况、机采方式等提出发展建议：（1）形成抽油机以电参数为主、无杆泵以多参数为主的机采井数字化建设模式;（2）形成以把控数据质量、深入挖掘数据价值为核心的机采数据深度应用方案;（3）加快形成机采井低成本智能控制体系等。机采系统数字化技术助力破解低产低效难题,有效提高了精细化生产水平和管理效率。     

压裂支撑剂浊度测试方法及评价指标分析

水力压裂是非常规储层提高产能最有效的增产措施,浊度是压裂支撑剂性能评价的重要技术指标之一.但现行标准的测试方法与国际测试方法有差异,影响我国水力压裂施工支撑剂使用.为了提升我国支撑剂检测水平,系统研究了取样方法、制样方式、取液位置和浊度仪对支撑剂浊度值数据的影响;考虑影响支撑剂浊度值的悬浮微粒的理化性质,研究了浊度对导...     

水平井体积改造多裂缝扩展形态算法——不同布缝模式的研究

为了探索不同布缝模式的水平井体积改造多裂缝扩展形态,基于位移不连续边界元法,建立了三维非平面裂缝应力干扰计算模型,并根据亚临界裂缝扩展模型和最大周向应力准则,提出了多裂缝扩展形态算法。根据该算法,编程求解了不同布缝模式的裂缝扩展形态,研究发现:(1)多簇压裂模式外侧裂缝为主扩展裂缝,内侧裂缝扩展变短且发生非平面扩展,有利于产生复杂裂缝,单簇压裂有利于单簇缝长的有效延伸;(2)应力干扰只作用于发生交叠的裂缝,并不作用于对称分布的未交叠裂缝;(3)在交错布缝模式下,后续压裂缝与邻近裂缝发生交叠时会向邻近裂缝靠近,偏转角度为5°~6°;交错布缝同步压裂时,井间裂缝以9°~10°的偏转角相互靠近,不利于远井的储层改造,而交错布缝拉链式压裂可提高裂缝延伸长度,增大远井改造体积;(4)多井间隔布缝模式增大了施工缝间距,可减小裂缝偏转幅度,而采用先压裂一段中间井,后在邻井围绕该段压裂的布缝顺序,能够增大裂缝复杂度,提高改造体积。     

整体压裂水力裂缝参数对采收率的影响

针对低渗透油田五点法注水开发井网,采用数值模拟方法,研究了整体压裂改造中水力裂缝方位及参数对采收率的影响.提出了把油藏与裂缝按一个系统建立数学模型的求解方法,并通过实例计算和文献结果对比,验证了这种方法的可行性.     

国内石英砂支撑剂评价及砂源本地化研究进展与前景展望

为了实现中国非常规油气开采成本的进一步降低,系统地梳理了近年来北美地区压裂支撑剂发展变化趋势,明确了国内外储层改造支撑剂的新进展,总结了国内外储层改造支撑剂使用理念的差距。在此基础上,结合中国非常规储层开发特点及当前形势,评价了中国六大主要砂源地石英砂品质,开展了石英砂应用可行性基础理论研究,挖掘了中国石英砂砂源本地化的潜能,最后论证了重点油气区块石英砂推广生产效果及经济性。研究表明:国内石英砂破碎等级可达4K、5K(对应压力为28MPa、35MPa),品质与北美地区通用黄砂相当,修订中国石英砂破碎率测试标准,拓展了石英砂应用范围;提出以经济导流能力为目标的压裂支撑剂优选原则,通过开展支撑剂有效受力分析,揭示了水平井体积压裂下支撑剂受力仅为传统的50%~60%;推广石英砂现场试验应用,石英砂用量由2015年的65×10⁴t提高到2019年的275×10⁴t,年节约成本达到20亿元以上;同时开展了中国准噶尔、鄂尔多斯和四川三大盆地石英砂本地化砂源评价及自主砂厂建设,目前产能已达150×10⁴t/a,为非常规油气进一步大幅度降本增效奠定资源基础;结合未来7年内中国石油天然气集团有限公司(简称中国石油)改造井次与支撑剂用量,以页岩气为例,若采用石英砂替代陶粒,投资有望降到60亿元以内,降幅超40%。