壓裂與鉆完井技術的革新專場
第五屆國際石油高峰論壇：壓裂與鉆完井技術的革新專場上——中石油股份公司勘探與生產分公司采油工藝處處長張守良演講中國石油壓裂工藝技術現狀及發展。
先生們，女士們，上午好。受大會委托，我向大家報告中國壓裂技術改造新進展。大家知道北美水平井壓裂技術的進步催生了頁巖氣勘探的開發革命，改變了世界能源的工序格局。面對菜菜對象品質變差，低滲致密，多井低產的實現，提出了轉變發展方式的發展戰略。進行了壓裂改造技術攻關，成效顯著，掀開了體積壓裂有效開發的新篇章。
我分四個方面進行匯報，第一個就是壓裂的工藝技術。中國石油從1955年開始在玉門油田進行首口井的壓裂施工以來，已經走過了50多年的歷程，這50多年中壓裂改造技術得到了巨大的發展。總體有以下幾個方面，一個是解堵壓裂到單井壓裂，整體壓裂到開發壓裂，最近這幾年一直在水平井分段和直徑分層壓裂，目前在向體積壓裂。
十一五期間中國石油組織兩院三公司進行低滲水平井壓裂改造技術攻關，實現了巨大的進步。十二五以來借鑒美國的理念加大了直井多層和水平井多段壓裂關鍵技術的攻關，形成了提高單井產量的技術。形成了改善能力，增大泄油面積的技術。從直井上下來成熟的有三套技術，一個是分割器滑套，一個是多層壓裂技術，第二個是雙封單卡上提式多層壓裂技術，還有一套是滑套完井的技術。
技術實際上應用了很多年了，主要是說說新進展，主要是現在層數上達到比較高的程度。現在已經達到了九層了，過去一般都是兩三層，2000年初是四層左右，現在已經實現了九層壓裂。在油氣水井當中都可以應用，現在全國已經在廣泛的應用了，這是在大慶用的比較多，都是多層的儲存當中。
第二個就是連續油管噴砂，這個也是已經應有多年了。但是在井的深度上少一點，一般是1200米以前，再深的話就相對小一點。我們的特點就是相對深度比較大一點，應用到了2000到3000米，這套技術主要是在西南、川、慶。層數理論上不受限制，但是現在處在儲存層數現在的程度，現在已經最高使用到九層。
第二就是改進方面，就是層數少主要是分割器上，我們的分割器跟它有所不同，所以深度加深了再就是雙封單卡上提式是多層壓裂技術。這個技術在大慶油田采用了，然后六小時連續完成了八段的施工，速度比較快。這口井規模小隊小一點，但是施工速度是非常明顯的。然后產油是5.2噸，效果也是非常好的。
再就是套管滑套完井多層壓裂技術，設計了可以滿足三層半五，四層半等套管的壓裂需要，其中五層半的已經實現了一次分壓5層。四層半的無限級套管滑套在室內研發，可以承壓100兆帕。前幾年五層以上的每年中石油實現進行作業300口井以上，大慶油田平均單井產量比四層以下的每一層增加1.8噸。
下面匯報一下水平井多段壓裂技術，最近我們形成了四套比較成熟的壓裂技術。三套是正在攻關當中，雙封單卡分段壓裂技術，這是大慶為主研發的，主要是一次性射孔所有目的層段，采用小直徑擴張式實現分層。現場已經應用了241口井，到去年年底。單卡管最多分壓15段。
封隔器主要是吉林油田研發的，這個的特點主要是能夠跟一個油井當中一個完整的通徑，在套管里壓了可以一次提上來，可以便于后期的作業，這是針對油井開發的。這個已經應用了412口井，最高分壓15段。
水力噴沙這個是實現了拖動壓力是八層，在中石油在油井當中下兩趟管柱，實現了12層的壓力進行水力噴沙一趟實現了15段的分斤，因為這套在中石油應用了631口井，最高分壓21段，這個成功率非常高，基本沒有什么失誤的。
再就是裸眼封隔器分段壓裂技術，這也是實現了應用，是比較有特色的應用。這個工具耐溫150度，耐壓70兆帕，現場應用226口井，最高分壓21段。
2012年前四項成熟的水平井分段改造主體技術應用710口井，占總改造井的91.6%。后面這幾項，是正在研發中的。一個是復合橋塞多段壓裂技術，這個是聯合在做的，里面的射孔是長慶公司進行做的，這是中石油聯合的一個攻關項目，現在研發了三套有自主知識產權的，這適用于三種套管，現場應用了12口井，現在是最高的10段，12口井每一口都成功了，成功率百分之百。
鉆模的效果跟引進的國外的幾個公司的實力相當。再就是封隔器可開關滑套多層多段壓裂技術，這項技術是在基礎上進行發展的，是可開關的滑套，這個是吉林油田和北京的勘探院進行研發。這個用了三套，適用與不同的滑套的設備，這個最高分壓達到了21段。
再一個就是正在研發當中的連續油管防噴沙射孔環空加沙多段壓裂技術，這個圖是分多組的進行壓力，通過噴砂射孔一層、兩成，然后后面一個小的封隔器，然后進行一次性壓力，現在一般就是三層以內，因為受管數的限制。
中國石油去年總共是水平井壓裂了775口，比2011年增長了54%，壓后平均產量是直井的3.5倍以上。2012年5段以上的分段壓裂到了608口井，是總壓裂井的78%，2011年增加111%，10段以上的163口，這幾年中國石油在水平井壓裂方面進步非常大。
我們通過自主研發的技術規模應用，促進了水平井快速的攀升，近兩年中國的水平井壓裂達到了一千兩百多口，超過了2010年的綜合，這是中國石油水平井壓裂的趨勢圖。這是長慶油田的一個歷年的統計，隨著水平段長度和壓裂段數的增加，控制儲量增加，單井日產以及總產量增加，這個趨勢是很明顯。
這次是裝備的一個展覽會，所以我對裝備上對中石油內部進行了一些要需求的裝備也簡單提一下，一個是2500型等大型的壓裂機組，因為單井的水量要求非常多，像頁巖氣等的話頁巖氣都要超過上萬方，像十幾臺的機組聯合在一起工作，頁巖氣下一步的規模開發對這個類型的需求也是比較大的。再就是小型大排量的連續混配裝置，國內有廠家有技術實力做的，我們歡迎中石油可以購買，不一定非要聯合做，包括國外公司的價格便宜有競爭性也歡迎。還有大尺寸的壓裂地面管線，大排量的注入井口。這個圖我不知道是借鑒的國外公司的還是自己研發的。再就是返排液回收處理再利用裝置，因為我們國家的水資源還是短缺的，這樣每口井大量的水進去對水的需求量很大，另外水返出來直接排放會對環境造成污染，所以需要嚴重這方面的水污染再處理的裝置。再就是高性能的連續入砂裝置。在國內現在還沒有非常好的。
再就是高效安全的密閉混砂裝置，這個主要適用于無水壓裂，這個是希望國內或國外的一些公司能提供類似的一些裝備，謝謝大家，祝大家幸福快樂。
嘉賓：張處長好，我是石油技術股份有限公司的馬習民，很高興在這個會上聽到一些技術的突破和發展的趨勢，我有一個問題想請教一下。在你的報告里面中間有一塊涉及到連續油管和壓裂工藝結合的方面，因為壓裂工藝往往都會受到磨損的限制，壓裂工藝有可能會受到一些瓶頸的限制，那連續油管和壓裂工藝相關的目前中石油的一些情況給我們做一個介紹。
張守良：現在連續油管和配套有幾個方面，一個是專門針對連續油管的壓裂配套，在直井是沒有問題的。在水平井這一塊受限制主要是摩阻這一塊，所以這一塊沒有水平段非常長的，所以這一塊限制了。另外連續油管的深度也受到了限制，因為連續油管航空壓裂的話，連續油管的管徑可以小的，這個可以。但是雙封單卡的這個管徑要大一點，因為要通過油管內部輸送，這個壓力大一些，這個水平段也相對有限制。這樣雙封單卡配合連續油管主要是在直井里面，也是因為摩阻的問題，另外管徑大了長度受到了限制，謝謝。
嘉賓：剛才提到大型設備的需求，就是2500型的，大型的。那還有3000的，還有3100的，不知道中石油市場對新型的大型的設備有需求嗎?
張守良：這個我們已經采購了很多了，在大慶也有，西南也有，幾個大的公司都采購了，市場上最主要的是國內的裝備。近幾年因為國內的設備不斷的成熟，所以新進的，或者大量的定貨中都是國產設備。因為現在國內的設備在成熟，另外價格上有一定的優勢。同時也由于前幾年哈利波頓對中國有一定的限制，因為哈利波頓當年引進的時候中國的承諾就是不在國外進行施工，但是后來中國的隊伍不斷的在出去，有些是帶出去的設備，跟哈利波頓造成了沖突，所以他們有一段時間不在中國進行銷售了。現在他們銷售了，但是現在國產的技術也起來了，現在中石油的裝備基本都是國產的，當然也不排除個別的是進口的，因為國外的在高壓低層，就是連續性作業上還是有一定的優勢。
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