水力压裂技术的近期发展及展望VIP专享VIP免费

水力压裂技术的近期发展及展望姜瑞忠(石油大学,山东东营257061)蒋廷学汪永利(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊065007)摘要水力压裂技术经过50多年的发展,在裂缝模型、压裂井动态预测、压裂液、支撑剂、压裂施工设备、应用领域等方面均取得了惊人的发展,不但成为油气藏的增产增注手段,也成为评价认识储层的重要方法。近期水力压裂在总体优化压裂、重复压裂、大型压裂、高砂比压裂,端部脱沙压裂、CO2泡沫压裂及特殊井(斜井、水平井、深井、超深井、小井眼井等)压裂技术方面有了进一步的完善和发展,压裂的单项技术也有了很大进展。国内压裂酸化技术在设计软件、压裂酸化材料、施工技术指标等方面,已接近国际先进水平。介绍了国内不同储层类型所适用的压裂技术,展望了在新型压裂材料、试验技术研究、滤失伤害和返排机理研究等方面的发展方向,对更好地发挥水力压裂技术在油气田勘探与开发中的作用具有重要意义。关键词水力压裂近期发展调研展望改进自1947年美国进行第1次水力压裂以来,经过50多年的发展,水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维;压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型,且可考虑裂缝导流能力随缝长和时间的变化、裂缝中的相渗曲线和非达西流效应及储层的应力敏感性等因素的影响;压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼“双变”压裂液体系和清洁压裂液体系;支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒,并且加砂方式从人工加砂发展到混砂车连续加砂;压裂设备从小功率水泥车发展到1000型压裂车和2000型压裂车;单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业;压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏(有时还有防砂压裂)并举。同时,从开发井压裂拓宽到探井压裂,使压裂技术不但成为油气藏的增产增注手段,如今也成为评价认识储层的重要方法。1压裂技术的近期完善与发展1.1总体优化压裂技术该技术的指导思想得益于国外单井压裂经济优化的概念,但总体优化压裂技术观念的形成则是国内在上个世纪80年代末和90年代初首先提出的,并在吉林的乾安、青海的尕斯库勒、吐哈的鄯善和江苏的杨家坝等油田逐步获得推广应用。研究的总体目标是使整个油气田获得最佳的开发效果;研究的思路是把整个油气藏作为一个研究单元,并对油气藏的各参数进行覆盖研究,在此基础上,考虑在既定井网条件下,不同的裂缝长度和导流能力下的产量和扫油效率等动态指标的变化,从中优选出最佳的裂缝尺寸和导流能力。并进行现场实施与评估研究,以不断完善总体优化压裂方案;研究的手段包括:实验室试验、裂缝模拟、油藏数值模拟、试井分析、现场测试、质量控制和监测等。笔者先前进行的研究工作,进一步提高了总体优化压裂方案对单井压裂设计的针对性和指导性[1]。1.2开发压裂技术及按地应力方位布井的优化压裂技术开发压裂的思路与总体优化压裂技术思路相近,研究手段也相差不多。主要区别是在部署开发井网前,就考虑到就地应力方位和水力裂缝的匹配关系,并最大限度发挥水力长缝的潜力,从而实现稀井网有效开采的目标。在研究内容上,比总体优化压裂多了一项重要的研究内容,即储层就地应力场第26卷第4期石油钻采工艺Vol.26No.42004年8月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYAug.2004作者简介:姜瑞忠,1964年生。1987年毕业于西南石油学院油藏工程专业;2002年获油藏工程博士学位,长期从事油藏数值模拟、油藏工程教学和研究工作,副教授。电话:0546-8391197。©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net的研究,主要是最大主应力方位的研究。针对低渗非常规油气藏裂缝方位变化较大的情况,中国石油勘探开发研究院廊坊分院压裂酸化技术服务中心又提出了按地应力方位布井的优化压裂技术,以实现井网与水力裂缝系统的最佳匹配。1.3重复压裂技术国外主要在以下方面取得了重要进展。(1)选井选层技术。综合应用专家经验、人工神经网络技术和模糊逻辑等技术,开发了重复压裂选井选层的模型。笔者也...