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石油不可不知的几种压裂前沿技术与装备

中油网 2016-01-26 16:42

随着国际油价的持续下滑,技术竞争愈演愈烈,越来越多的人们把油气资源的发现和产量的增加寄希望于技术的革命,特别是页岩气、致密油等非常规油气资源的勘探开发,因此压裂技术的应用尤为重要。

本文重点为您介绍几种前沿的压裂技术和封隔工具。《孙子兵法》有云:无恃其不来,恃吾有以待也,无恃其不攻,恃吾有所不可攻也。低油价环境下激发了新一轮的油气田开发技术创新,以降低油气开采成本,面对国外强劲的竞争对手,我们应该如何未雨绸缪,走向国际市场?

随着国际油价的持续下滑,伴之而来的是世界油气开采和炼化技术的快速发展和进步,大量新的理论、方法、技术、工艺、设备、工具和材料不断涌现,推动深层、深水和非常规等领域油气资源的高效开发,进而借助技术转型突破,降低油气开采成本。目前国内外针对储层改造,已形成了以压裂为主体的各种改造技术,以提高储层采收率。

美国油公司及服务公司众多,压裂技术是其主要开发方式,以埃克森美孚、雪佛龙等公司为代表,在大规模压裂技术、直井分层压裂技术、混合压裂技术和水平井分段压裂技术及其相关配套技术领域形成了成熟的工艺技术体系。美国及加拿大地区页岩气得以实现商业化开采,主要归功于水平井压裂改造等关键技术所取得的突破。

针对于国内目前压裂技术发展现状,常规水力压裂技术较为成熟,但针对于致密气、页岩气等非常规油气开采,相关的压裂技术仍停留在基础理论研究阶段,相对应的软件开发、压裂配套工艺技术和新工具研发方面仍存在较大差距。

本期针对储层压裂改造相关新技术热点,搜罗了该领域目前先进的技术创新和应用,将为您重点介绍几种最新的压裂相关技术和封隔工具。

1.压裂材料—IN-Tallic?可降解压裂球

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,借助单个原子、分子制造物质主要用于纳米级的科学、工程和技术领域,涵盖了纳米成像、测量、模拟以及纳米级物质操控。

几年前,人们很难将纳米技术应用与油田实践切实结合起来,然而,压裂球、纳米机器人等纳米技术产品如今早已从实验室广泛应用到油气勘探和开发领域,表现出了其独有的特性和不可预测性。

贝克休斯、EXPEC ARC等公司已经走在了纳米技术开发的前列,其中最为代表性的技术产品IN-Tallic?可降解压裂球基于其纳米材料独有的特性,与相关配套技术结合,在多级分段压裂改造过程中发挥了超乎意料的作用,目前每周坐产1500个,并在水平井多级压裂系统中得以商业化应用。

纳米技术还在纳米储藏机器人、纳米级支撑剂、纳米级微粒固结剂等方面对有效提高油井采收率发挥了重要的作用,而基于其纳米级的内在特性和技术原理究竟是什么,让我们对纳米技术拭目以待吧。

2.压裂技术—无水压裂技术

水力压裂技术是开发低渗透储层油气和页岩油气开发的利器,但在国际社会反对水力压裂技术的呼声反而越来越高,水力压裂的实施需要大量水资源为依托,从而限制了该技术在缺水干旱地区的广泛应用。同时大量洁净水资源的浪费和水资源污染,水资源危机的不断加重,亟待压裂技术的突破创新。

无水压裂技术最初仅仅是雪佛龙公司一名研发工程师在一项研究工作中的一个小方案,并于2008年进行首次尝试,该技术从本质上讲,仅仅是将常规水力压裂中的水基压裂液体系换成液化石油气。

虽然目前对于其广泛应用仍具有一定的限制性,但就其自身无可替代的优点完全弥补了借助水力压裂实施储层改造的不足,在环保方面也极具吸引力。这一技术的应用将对油气开发产生什么样的影响?无水压裂技术的核心和复杂性又表现在哪些方面?是什么让我们看到了这一技术发展的希望和应用前景,稍后请细细品味。

3.压裂装备—封隔器工具

封隔器对于我们来说并不陌生,承担了油气田开发中实现隔离密封的关键角色,同时具有长达75年现场应用的辉煌资历。无论是裸眼井还是套管井,无论是常规井还是针对于非常规油气的开发,封隔器均发挥了出色的多重作用。基于其重要性,国内外对于该技术的研究和技术突破也是层出不穷。

其中,Packer Plus 能源服务公司、TAM公司、Weatherford公司等就封隔器在材料、结构方面所取得的技术突破和现场应用效果最为代表,主要涉及其在多级分段水力压裂、自膨胀式封隔器等领域的应用。那么封隔器技术是如何在深水低温、大长度水平段、非常规油气开采等恶劣条件下得以开发利用,又起到了什么样的效果,今后的发展重点和方向又将指向哪里?

责任编辑:秦玄

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