吐哈探区非常规油气资源开发策略

为加快吐哈探区非常规油气资源效益开发，针对开发技术难点，在对比中国非常规资源开发现状的基础上，借鉴页岩油、致密气开发的成熟经验，对吐哈探区非常规油气资源开发策略进行探讨。提出了不同盆地、不同构造单元及不同目的层的非常规油藏开发对策：三塘湖盆地马朗凹陷二叠系页岩油藏采用多层系开发，借助打造东疆最大减碳基地技术平台，大力发展页岩油藏CO₂全程补能+降黏体积压裂技术，持续探索页岩油藏提高采收率技术；三塘湖盆地二叠系马中致密油实施井组整体多介质复合吞吐，采收率提高至15.0%；准噶尔盆地吉木萨尔凹陷吉28区块二叠系页岩油藏借鉴吉木萨尔页岩油示范区经验，厘清页岩油藏甜点分类评价及分布特征，提高Ⅰ类+Ⅱ类储集层钻遇率，实现页岩油藏效益开发；对于吐哈盆地胜北侏罗系三间房组致密气藏，开展地质工程一体化先导试验，提升水平段长度及储集层甜点钻遇率，提高胜北致密气藏开发效果。     

多级压裂水平井周期性注气吞吐提高页岩油气藏采收率——以北美Eagle Ford非常规油气藏为例

在溶解气驱开发方式下，采用多级水力压裂水平井衰竭式开发页岩油气藏一次采油的采收率预测仅为5%～10%，因而如何提高采收率是一个不得不面对的棘手问题。近年来，对多级压裂水平井通过周期性注气吞吐来提高页岩油气藏采收率在北美Eagle Ford非常规油气藏的先导试验和大规模现场应用均取得了显著成效。为了加快中国非常规油气资源的高效开发利用，在调研相关文献的基础上，结合北美已有的成功经验，从作用机理、数值模拟和现场试验等多个方面对注气吞吐提高页岩油气藏采收率技术进行了论述，进而提出了有针对性的建议。研究结果表明：(1)大规模周期性注气吞吐作业能有效延长油井生命周期，提高页岩油气藏的采收程度，提高幅度是衰竭式的30%～70%；(2)对于溶解气油比低的油藏，注气吞吐提高采收率的机理是注入的气体扩散到压裂油藏中与剩余原油接触且溶解，使其体积膨胀，降低了原油黏度和表面张力，提高了原油的流动性，对于初始溶解气油比高的挥发油藏和凝析气藏，油相组分蒸发到注入的气体中是更重要的增油机理，而对于凝析气藏，在井筒附近的凝析油气化提高产量则是主要的增油机理；(3)上述增油机理决定了只有注入大量气体才能取得明显的效果...     

页岩油气成功开发的关键技术、先进理念与重要启示——以加拿大都沃内项目为例

以加拿大都沃内项目为例,总结北美地区页岩油开发的先进技术和工程管理模式,并提出加快国内陆相页岩油商业化开发的初步建议。介绍了项目地质选区评价、长水平段快速钻完井、密切割压裂、井距优化等领域的先进技术、宝贵认识及丰富经验。对北美非常规资源项目全生命周期管理的理念和内涵进行了分析,其对前期评价的重视及风险管控,高度竞争的市场环境对技术创新和管理创新的重要推动作用,以及全行业知识、经验的低成本共享制度及管理模式,都对国内加快非常规资源勘探开发具有重要的启示和借鉴意义。中国页岩油气资源丰富,是保障国家油气能源供给的重要接替领域,但由于起步较晚以及特殊的地质特点和工程难点,无论是技术水平还是管理模式与北美相比都存在较大差距,根据北美页岩油气开发的先进经验及启示,提出了加快中国页岩油气发展的初步建议。图18参39     

低油价下美国页岩油困境对我国油田勘探开发的启示

美国页岩油气开发模式成为全球非常规油气资源开发的成功样本并被广为模仿。分析认为,"水平井+体积压裂"提高单井产量技术、技术和管理创新持续降低成本、低成本融资等是其成功关键。但持续高投入、较高成本及单井产量递减快、采收率低,是页岩油开发难以解决的瓶颈问题,也是造成低油价下美国页岩油生产经营困难的关键问题。我国新探明储量今后将以低品位和非常规资源为主,主要采用非常规方式开发,面临与美国页岩油开发同样甚至更棘手的问题。建议国家加快勘探体制机制改革,通过政策引导,鼓励拓展新盆地和远海深水等领域,准备真正意义上的战略接替,石油公司则着重开拓重点盆地内的新区、新领域,实现石油储产量的规模增长。     

油气下游项目的融资

未来几年许多油气项目将建成投产，以满足世界能源需求的增长。其中包括新的油气田开发项目、提高采收率的油田再开发项目、伴生气项目（往往包括管道、生产LNG和GTL等新的基础设施）、重油项目、深水项目以及非常规资源（致密气、页岩气和煤层气等）开发项目。如果这些项目都在同一年达到产量高峰，那么世界石油和天然气的生产能力将分别增加3000万桶／日和780亿立方英尺／日。     

国外油气上游技术研发出现新趋势

美国石油工程师学会（SPE）最近进行的一项调查结果显示，尽管全球金融危机下油气需求减缓、油价陡降，然而国外石油公司、技术服务公司和学术机构对上游技术的研发投入基本未受影响，但出现一些新的趋势：科研投入方向将发生较大转变，如放缓提高采收率技术研发，而加快经济性钻井、完井和增产技术研发；仍然重视深水和海底开采技术，以及重油、油页岩等非常规资源开发技术的研发。     

压裂新技术在非常规油气开发中的应用

压裂是非常规油气开发过程中主要的技术措施,压裂技术的创新是实现非常规油气资源大规模开发的关键。重点介绍了新型压裂改造技术的技术原理及其在煤储层、致密砂岩储层、页岩储层等开发过程中的应用,包括同步压裂技术、高速通道压裂技术、纤维压裂技术、穿层压裂技术、固井滑套压裂技术和泵送桥塞压裂技术。并针对应力叠加效应、支撑剂异构铺置、铺砂剖面优化、裂缝穿层延伸、定点起裂、变粒径变排量作业等技术优势总结了各技术的设计原理及现场应用情况,为非常规油气的开发与改造提供参考和借鉴。     

非常规油气藏新一代体积压裂技术的几个关键问题探讨

体积压裂技术是实现非常规油气藏高效开发的关键，围绕有效改造体积及单井控制EUR最大化的目标，密切割程度、加砂强度、暂堵级数及工艺参数不断强化，导致压裂作业综合成本越来越高。为此，开展了新一代体积压裂技术（立体缝网压裂技术）的研究与试验，压裂工艺逐渐发展到“适度密切割、多尺度裂缝强加砂、多级双暂堵和全程穿层”模式。为促进立体缝网压裂技术的发展与推广应用，对立体缝网的表征、压裂模式及参数界限的确定、“压裂–渗吸–增能–驱油”协同提高采收率的机制、一体化变黏度多功能压裂液的研制、石英砂替代陶粒的经济性分析及“设计–实施–后评估”循环迭代升级的闭环体系构建等关键问题进行了探讨，厘清了立体缝网压裂技术的概念、关键技术及提高采收率机理，对于非常规油气藏新一代压裂技术的快速发展、更好地满足非常规油气藏高效勘探开发需求，具有重要的借鉴和指导意义。     

美国能源部投资4450万美元用于非常规油气开发的先进技术研发

<正>近日,美国能源部(DOE)化石能源办公室(FE)根据《资助机会公告》(FOA),投资了4 450万美元用于已经选择的12项非常规油气开发先进技术的项目,投资由能源部资金和能源部以外资金两部分构成。新资助的这些项目主要聚焦于两大技术领域:一是,提高非常规油气资源的最终采收率;二是,提高对新兴非常规油田的认识。     

非常规压裂技术在川东页岩气开发中的应用研究

页岩气存在的页岩层一般孔隙度较小、渗透率较低、石英矿物质含量高、页岩层内页岩气流动性较低,天然形成的裂缝发育程度较高,所以需要对页岩层进行压裂改造才能获得较高且稳定的页岩气产量,非常规压裂技术是页岩气开发的核心技术之一,本文对非常规压裂技术地面配套施工技术进行了具体分析,升级优化页岩气压裂装置,完善压裂工艺地面施工布置,保证了非常规压裂技术施工质量。     

提高致密油藏原油采收率技术分析——以巴肯组致密油为例

致密油(页岩油)是世界未来油气开发的重要目标,现已成为北美地区重要的石油资源。以水平井分段压裂技术为主的非常规致密油气储层改造配套技术的研发和应用,推动了致密油产量快速增长,但采收率仅为5%~10%。为了有效开发致密油,美国和加拿大巴肯组致密油生产区研究和尝试了注水、注气、二氧化碳驱、化学驱等多种EOR方法。汇总了近几十年来致密油EOR室内研究和现场实例,总结驱油机理、成功经验与失败教训,推荐EOR方法在巴肯组应用的筛选标准,为世界其他地区致密油的开发提供了参考和借鉴。     

页岩气立体开发理论技术与实践——以四川盆地涪陵页岩气田为例

针对涪陵页岩气田焦石坝区块一次井网储量动用率和采收率偏低、开发层系无明显隔层、分层开发难度大的问题,基于页岩气富集高产主控因素认识,研究了页岩气储集层精细描述与建模、立体开发技术政策优化、密织井网高效钻井和精准压裂与实时调控等页岩气立体开发理论技术。立体开发的内涵是基于页岩气的沉积特征、储集特点和甜点分布,应用优快钻井、体积压裂技术,在多维空间改造形成“人工气藏”,实现页岩气开发的储量动用率、采收率、收益率最大化。在页岩气立体开发研究过程中,地质工程耦合甜点描述是基础、天然裂缝与人工缝网的协同优化是关键,钻井及压裂工程提速提效是保障。通过实施立体开发,涪陵页岩气田焦石坝区块整体采收率从12.6%提高到23.3%,为气田持续稳产上产提供了重要支撑。     

超临界CO_2强化页岩气开采及地质封存一体化研究进展与展望

为了解决我国页岩气开发过程中使用水基压裂液造成的耗水量大和储层伤害等问题,提出了超临界CO_2强化页岩气高效开发及地质封存一体化(CO_2-ESGR)的技术思路;从超临界CO_2压裂、CO_2与CH_4竞争吸附及CO_2—水—页岩的相互作用着手,研究了超临界CO_2压裂裂缝扩展规律、CO_2驱替CH_4热力学与动力学原理,以及CO_2提高页岩气采收率和CO_2地质封存的机理;然后,对CO_2-ESGR技术全生命周期碳排放进行了分析,进而对CO_2-ESGR技术做出了展望。研究结果表明:(1)超临界CO_2压裂在页岩气储层中起裂压力更低,能够形成更复杂的裂缝网络;(2) CO_2在页岩中的吸附能力和吸附有序性远高于CH_4,可以有效置换出CH_4,进而提高页岩气的采收率;(3)页岩储层具备规模化封存CO_2的巨大潜力,封存机理主要包括吸附和矿化反应封存,选择合适的储层,CO_2封存量可以抵消页岩气开发与利用全生命周期的CO_2排放量,从而实现页岩气开发与利用全过程CO_2零排放甚至负排放;(4)今后,需研发绿色环保的CO_2增稠剂或者CO_2物理增黏技术,以提高CO_2携砂能力,进一步揭示CO_2在页岩储层中的物理、化学封存机制,同时推进CO_2-ESGR技术在煤层气、地热等其他非常规能源高效开发及CO_2封存领域的应用。结论认为,CO_2-ESGR技术为我国非常规油气、地热资源绿色高效开发开辟了一条新途径,该技术能够助力我国2030年碳达峰和2060年碳中和战略目标的实现。     

非常规储层压裂暂堵剂应用进展

非常规储层渗透率极低,采用常规压裂工艺仅能形成单一的对称裂缝,难以实现非常规油气资源的经济高效开发,必须强制扩大压裂改造体积,提高裂缝的发育程度,提高单井产量。暂堵是提高裂缝复杂程度的有效方法,为此,总结了国内外页岩等非常规储层压裂改造过程中暂堵球、常规类暂堵剂、纤维类暂堵剂以及其他新型合成暂堵剂的研究现状及应用效果,阐述了各类型暂堵剂的适用条件、优缺点等,指出了暂堵剂的发展方向。研究成果对未来非常规储层压裂改造暂堵剂的相关研究具有重要参考价值和指导意义。     

适用于煤层气开发的小井眼智慧马达

在开发煤层气、非常规页岩、致密气藏等非常规油气资源时，实施水平定向钻井作业可以减少钻井对环境的影响并提高采收率，对于较厚油层，可以采取传统方法定向钻进，但对于厚度小于4．57m的薄层来说，定向及钻井难度很大。     

基于结构方程的非常规有利区优选方法与体系研究

针对中国非常规油气田勘探开发目前尚未建立完善的目标区优化体系的现状，在现有非常规油气田开发评价理论的基础上，借鉴国外非常规油气田开发评价体系的经验和合理方法，结合鄂尔多斯盆地非常规油气田地质特征，选取实际区块页岩资源丰度、页岩有效厚度、成熟度等10种影响因素，建立了结构方程模型与模糊积分评价相结合的优化体系，开展非常规油气田不同指标体系选区优化研究，应用效果较好。研究表明，基于结构方程模型评价方法能够客观、全面地识别目标区域优化系统的影响因素，并计算出各影响因素的权重，使评价结果更加客观准确，为决策者提供一定的理论依据。研究成果对非常规油气藏的勘探、井位部署及提高采收率具有一定借鉴意义。     

DOE投资3000万美元推动非常规油气技术研发

正2018年1月3日,美国能源部(DOE)宣布接受来自美国联邦政府的3 000万美元的资金,用于非常规油气复苏的成本共享研究与开发的6个项目,这些项目主要基于化石能源办公室(FE)非常规油气开发先进技术解决方案的融资机遇来确定。新选定的项目将有助于确定这些页岩中的新兴油气开发,同时支持DOE加强美国能源主导地位的工作,保护空气和水质,使美国成为非常规油气(UOG)领域资源开发技术的全球领导者,实现国家资源禀赋的最大价值。6个项目主要内容如下:     

射孔为压裂酸化服务是射孔技术发展的必由之路

面对低渗透油气田数量不断增多、非常规油气资源开发力度逐渐加大、新型压裂技术不断涌现的新局面,射孔技术面临着向何处发展的思考和选择。提出射孔为压裂酸化服务的新观点,说明射孔为压裂酸化服务的必然性,阐述射孔如何为压裂酸化服务,指出在射孔为压裂服务中应注意的问题,以期能对射孔技术的发展、低渗透油气田和非常规油气资源的开发提供一些新思路。     

古龙页岩油有效开发关键理论技术问题与对策

针对古龙页岩油地下储集状态、开采机理、原油流动、高效采出4大问题，提出了高效开发面临的关键理论技术问题和相应的对策建议。通过页岩储集层不同储集空间中的流体赋存状态、流体相态变化、开采机理、原油启动机制、流态和流动规律、开采方式和提高采收率途径等方面的重点探索研究，给出了页岩油多尺度赋存状态及纳米限域空间流体相态特征，明确了以压裂缝-页理缝-基质渗吸为核心的多相、多尺度流动模式及开采机理，初步建立了相应的多尺度流动数学模型和可采储量评价方法，探讨了早期补能开发模式及采收率达到30%的可行性。据此提出古龙页岩油有效开发进一步重点研究方向：(1)攻关岩心、流体原位原始状态取样及无损测试技术；(2)构建高温、高压、纳米尺度室内模拟实验方法；(3)研发融合多尺度、多流态的数值模拟技术与规模化应用软件；(4)攻关无水体系(CO₂)压裂技术方法和增加垂直裂缝高度的压裂工艺；(5)探索早期补能提高采收率方法；(6)实施全生命周期技术经济评价。同时建议尽快开展多系列矿场试验，验证理论认识，优选开采方式，形成配套技术，提供可推广的开发模式，支撑和引领古龙页岩油规模有效开发上产。     

非常规油气水平井管内多级分段压裂新技术

非常规油气藏开采难度大,开发成本高,原有的水平井管内分段压裂技术存在分段级数少、压裂规模小等问题,无法满足非常规油气资源高效开发的要求。为此,分析了水平井泵送桥塞、固井投球滑套、连续管拖动封隔器等多级分段压裂新技术,其中,泵送桥塞射孔多级分段压裂技术分段级数不受限制,适合大排量、大液量压裂要求,是页岩油气开发的利器。固井投球滑套分段压裂技术滑套可重复开启,能满足选择性生产、堵水及重复性压裂的需求。各种水平井管内多级分段压裂新技术的成功应用,为非常规油气藏开发提供了强有力的技术支持。