【正文】 + 井網(wǎng)型式設(shè)計(jì)投資回收期( 年 )水力裂縫 960m*360m 矩形井網(wǎng) 水力裂縫 660m*660m 反九點(diǎn)井網(wǎng) ?經(jīng)濟(jì) NPV比較 * 水力裂縫 + 井網(wǎng)型式設(shè)計(jì)財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 ( 萬(wàn)元 )設(shè)計(jì)凈現(xiàn)值提高A/ B （倍）A ：水力裂縫 + 960m*360m 矩形井網(wǎng) 8256B ：水力裂縫 + 660m*660m 反九點(diǎn)井網(wǎng) 3343 CO2泡沫壓裂技術(shù)是近 兩年來(lái)在長(zhǎng)慶鄂爾多斯上古氣藏進(jìn)行 CO2泡沫壓裂技術(shù)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)形成的一套適合我國(guó)低滲氣藏的 CO2泡沫壓裂配套技術(shù)，提高了我國(guó) CO2壓裂的技術(shù)水平。經(jīng)驗(yàn)表明，CO2壓裂技術(shù)是高效開(kāi)采低滲氣藏特別是低壓、水敏（或水鎖）氣藏必不可少的手段。 2 CO2泡沫壓裂技術(shù) ● 技術(shù)優(yōu)點(diǎn) CO2泡沫壓裂是用液體二氧化碳與膠凝水或凍膠的混合液作為壓裂液對(duì)目的層進(jìn)行改造的一種工藝技術(shù) ， 具備以下優(yōu)點(diǎn)： ● 為壓后工作液返排提供了氣體驅(qū)替作用； ● 氣態(tài)的 CO2能控制液體濾失 ， 形成 CO2泡沫壓裂液后濾失系數(shù)小 ， 提高壓裂液效率； ● 減少了水基壓裂液的用液量； ● CO2與水反應(yīng)產(chǎn)生碳酸 ， 有效地降低了系統(tǒng)的總 pH值 ， 降低了壓裂液對(duì)基質(zhì)的傷害； ● 降低了壓裂液的表面張力 ， 有助于壓裂液的迅速返排等 ， 因此有利于提高壓裂效果 。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)低滲透油藏和低滲透氣藏傷害極力有明顯的差異，油藏傷害以膨脹為主，而氣藏傷害是以吸附傷害、水鎖傷害為主 。 由于儲(chǔ)層巖心親水性強(qiáng)，孔隙與喉道較小，毛管阻力強(qiáng)，清水對(duì)巖心傷害嚴(yán)重，到達(dá) 80%以上； 由于泡沫壓裂液具有兩相流作用，減少了壓裂液水相的相對(duì)含量和進(jìn)入巖心的水量。因此，泡沫壓裂液傷害較低，僅有40～ 61%。 巖心編號(hào) 流體類(lèi)型傷害前氣滲（ 103μ m2）傷害后氣滲（ 103μ m2）傷害率（ % ）2 1 5 3 3 清水 0 . 2 7 9 0 . 0 5 2 8 1 . 3 62 1 5 3 4 泡沫壓裂液 0 . 2 5 8 0 . 1 4 8 4 2 . 6 42 1 5 3 6 泡沫壓裂液 0 . 2 9 6 0 . 1 5 8 4 6 . 9 62 1 5 4 0 泡沫壓裂液 0 . 3 2 0 0 . 1 8 9 4 0 . 9 42 3 4 2 2 泡沫壓裂液 0 . 3 6 2 0 . 1 7 8 5 0 . 8 22 3 4 1 6 泡沫壓裂液 0 . 2 8 0 0 . 1 0 9 6 1 . 07備 注 注液壓差為 7 .0 M P a ； 2 ）液體飽和時(shí)間為 3hr ；3 ）泡沫質(zhì)量為 5 3 % 。不同液體對(duì)巖心的傷害對(duì)比 研究之一 : 不同壓裂液對(duì)比實(shí)驗(yàn) 井筒溫度場(chǎng)隨泵注時(shí)間變化 (CO250%)0500100015002022250030000 20 40 60 80 100 120井筒溫度 （℃）井深 （m）5分鐘10分鐘15分鐘20分鐘25分鐘30分鐘35分鐘40分鐘45分鐘50分鐘CO2臨界溫度原始溫度條件： 泵注流體溫度 5 ℃； 地溫梯度 ℃ / m ； 泵注排量 3 m3/min ； 井筒溫度場(chǎng)：泵注 12分鐘以后，在炮眼附近不能發(fā)泡。（泵注流體溫度 5℃ ， CO2比例50%） 研究之二 :CO2壓裂發(fā)泡條件及溫度場(chǎng)研究 CO2泡沫壓裂液流變性能對(duì)比 0501001502002500 10 20 30 40 50 60時(shí)間（min）粘度（）020406080100溫度（℃）0501001502002503003504004505000 20 40 60 80 100時(shí)間（min）粘度（）020406080100溫度（℃）CO2酸性介質(zhì)對(duì) 硼交聯(lián) 壓裂液流變性能有著嚴(yán)重影響 AC8酸性交聯(lián)劑對(duì) 交聯(lián) 壓裂液的流變性能有顯著提高 研究之三：酸性交聯(lián)劑的研究與開(kāi)發(fā) G3412井壓力排量曲線(根據(jù)施工記錄整理)01020304050607017:02 17:31 18:00 18:28 18:57時(shí)間(hr:min))壓力(MPa)01234567排量(m3/min)壓力凍膠排量CO2排量研究之四： CO2壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 變泡沫質(zhì)量 CO2壓裂設(shè)計(jì)：提高凍膠攜砂性能 碳酸巖鹽壓裂技術(shù)是一項(xiàng)世界級(jí)的難題，油氣藏改造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)哈薩克斯坦扎那若爾凝析油氣田的地質(zhì)特點(diǎn)，在砂巖加砂壓裂的基礎(chǔ)上拓寬發(fā)展，并考到碳酸鹽巖的特低滲透、天然裂縫發(fā)育、濾失嚴(yán)重、高地應(yīng)力、施工摩阻高的儲(chǔ)層特點(diǎn)和工藝難點(diǎn)，經(jīng)過(guò) 2年時(shí)間總結(jié)形成了 “ 碳酸鹽巖壓裂技術(shù) ” ，在哈薩克斯坦扎那若爾油田應(yīng)用以來(lái)，取得了顯著的增產(chǎn)效果。 3 碳酸鹽巖壓裂技術(shù) （ 1） 油藏工程研究 ， 加強(qiáng)選井選層研究 ， 工程結(jié)合油藏 ， 地應(yīng)力 、 裂縫方位 、 孔隙類(lèi)型研究； （ 2） 力裂縫模擬條件研究 、 水力裂縫建模研究及其開(kāi)發(fā)井網(wǎng)與水力裂縫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化組合研究； （ 3） 優(yōu)化增產(chǎn)工藝研究：壓前認(rèn)識(shí)地層 ， 測(cè)試壓裂 ， 認(rèn)識(shí)裂縫延伸壓力 、 液體濾失性質(zhì)； （ 4） 低壓 、 低滲孔隙型油井加砂壓裂研究 ， 包括選層壓裂研究； （ 5） 壓裂工作液體的流變性研究； （ 6） 壓裂裂縫的動(dòng)態(tài)裂縫導(dǎo)流能力研究； （ 7） 產(chǎn)量 、 采油速度 、 采出程度 、 經(jīng)濟(jì)效益等預(yù)測(cè)； （ 8） 壓裂施工管柱 、 工具設(shè)備 、 井口與裝置優(yōu)化研究； （ 9） 排液工藝及設(shè)備研究 ， 利用連續(xù)油管 、 氮?dú)?、 抽汲車(chē)和鄰井管網(wǎng)氣 。 ● 技術(shù)體系 特色技術(shù) ? 針對(duì)對(duì)象：天然裂縫不發(fā)育的低滲灰?guī)r ? 與砂巖壓裂不同： —— 塊狀油藏，縫高不易合理控制 —— 高楊氏模量，造縫窄，易砂堵 —— 天然裂縫發(fā)育程度不易掌握 ? 主體技術(shù) —— 低傷害壓裂技術(shù) —— 小粒徑支撐劑：壓裂油藏?cái)?shù)值模擬證實(shí)，對(duì)低滲特低滲儲(chǔ)層（如 )，小粒徑支撐劑 (如 40/60目 )的壓后效果與常規(guī)粒徑支撐劑差別小于 5%。 國(guó)內(nèi)目前的壓裂現(xiàn)狀 ? 設(shè)計(jì)軟件 目前為國(guó)際先進(jìn)水平。如，裂縫模擬軟件有 Terra Frac、 Stimplan(F3D與 P3D裂縫模擬 )等；油藏模擬軟件有DeskTop VIP、 Work Bench（ 3D3P油藏模擬）、 CMG及 ECLIPSE等；此外，還有開(kāi)發(fā)方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型。 ? 實(shí)驗(yàn)室 主要設(shè)備一般從國(guó)外引進(jìn)，總體達(dá)到國(guó)際 90年代水平。包括：巖石力學(xué)、支撐劑、壓裂液流變?yōu)V失與傷害、壓裂液化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室 ? 壓裂施工設(shè)備 共引進(jìn) 35套 1000～ 2022HHP壓裂車(chē)組。目前在壓裂施工技術(shù)上與國(guó)外的主要差距是連續(xù)加砂與壓裂液連續(xù)混配裝置。 ? 壓裂材料 總體上接近國(guó)際先進(jìn)水平，但仍存在一定的差距。如，水基凍膠壓裂液（胍膠、有機(jī)硼、膠囊破膠劑）、泡沫壓裂液等與美國(guó)的差距為：膠束壓裂液、高溫酶破膠等；支撐劑在低、中強(qiáng)陶粒方面性能較好，但在高強(qiáng)度陶粒方面與美國(guó)的差距較大。 ? 施工技術(shù)指標(biāo)方面與美國(guó)接近 如，最大井深： 5910m；最高井溫 175℃ ；最大規(guī)模 352噸支撐劑，767m3壓裂液；最高砂液比 12 lb/gal，一般： 6～ 10 lb/gal；平均砂液比最高 lb/gal ，一般 3～ 5 lb/gal；單井最高使用水馬力8000HHP；單井一般使用水馬力 3000 HHP。 ? 裂縫診斷與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施監(jiān)測(cè)、分析 接近國(guó)際先進(jìn)水平，但 Tiltmeter還未引進(jìn)。 ? 壓后試井與三維模擬分析 接近國(guó)際先進(jìn)水平。 ? 技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)新 整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，如整體壓裂技術(shù)系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)壓裂技術(shù)系統(tǒng)、超深井壓裂技術(shù)等。 國(guó)內(nèi)目前的壓裂現(xiàn)狀 壓裂技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展展望 ? 連續(xù)油管壓裂技術(shù) 應(yīng)用連續(xù)油管技術(shù)，配合井下封隔器總成，可一次壓裂多層。目前主要用于淺井、多層的陸上油氣藏，此外，也用于小井眼的壓裂改造。目前世界上已有 5000多井應(yīng)用了該技術(shù)。 ? 分層壓裂技術(shù) 進(jìn)一步研究投球壓裂、限流量壓裂及封隔器壓裂的前提、適用條件和技術(shù)優(yōu)化等，并形成相關(guān)的設(shè)計(jì)軟件。同時(shí)，針對(duì)薄互層的分壓?jiǎn)栴}，研制滑套封隔器分層壓裂工具。 ? 小井眼壓裂技術(shù) 完善配套的井下工具、工藝參數(shù)優(yōu)化研究及壓裂液體系研究等。 ? 斜井、水平井壓裂技術(shù)研究 主要研究裂縫的起裂和擴(kuò)展規(guī)律。 ? 井下混配的壓裂技術(shù) 也有稱(chēng)為 “ 恰時(shí) ” 壓裂技術(shù)，利用專(zhuān)用的井下工具，壓裂液和支撐劑在井底才混合，可極大降低施工泵壓，控制裂縫高度，保證大規(guī)模支撐劑的順利泵注。 ? 新型壓裂材料技術(shù) ? 低固相殘?jiān)驘o(wú)固相殘?jiān)⒌蜑V失、易返排、低成本、易操作是總體要求。目前，在壓裂液研究上，需做以下工作： 1）進(jìn)一步降低清潔壓裂液的成本和提高耐溫性能； 2）各種壓裂液體系的化學(xué)成因及微觀傷害機(jī)理研究； 3）壓裂液攜砂和支撐劑沉降的微觀機(jī)理分析。 ? 支撐劑上，需加強(qiáng)： 1）回流控制方面的研究，如液體樹(shù)脂技術(shù)； 2）長(zhǎng)期裂縫導(dǎo)流能力的影響因素的量化研究，包括時(shí)間、閉合壓力、多相流效應(yīng)、非達(dá)西流效應(yīng)等； 3）裂縫內(nèi)油水、油氣相滲曲線的實(shí)驗(yàn)方法研究。 ? 實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究 如裂縫擴(kuò)展模擬的實(shí)驗(yàn)研究（包括斜井、水平井和各種不規(guī)則裂縫形態(tài)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M等）；不同稠化劑濃度（或清潔壓裂液、清水壓裂液等）和不同排量下的支撐劑輸砂剖面的實(shí)驗(yàn)研究及裂縫內(nèi)的油水、油氣和氣水相滲曲線測(cè)試研究等。 壓裂單項(xiàng)技術(shù)發(fā)展展望 ? 濾失傷害和返排機(jī)理研究 需進(jìn)一步研究定量的壓裂液傷害模型（包括沿裂縫壁面的壓實(shí)傷害和裂縫內(nèi)導(dǎo)流能力的殘?jiān)鼈Φ龋┖蛪毫岩旱姆蹬拍Ｐ停远垦芯坑绊憙?chǔ)層和裂縫傷害及壓裂液返排率的影響因素。 ? 多裂縫模擬研究 包括裂縫的擴(kuò)展模型及產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型。 ? 彈塑性和塑性地層的裂縫擴(kuò)展模型及產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型研究 需對(duì)松軟地層（如煤層）裂縫擴(kuò)展規(guī)律及產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型進(jìn)行深化研究。 ? 裂縫診斷技術(shù)研究 如壓力波解釋技術(shù)、試井技術(shù)及 Tiltmeter技術(shù)等。 壓裂單項(xiàng)技術(shù)發(fā)展展望 ? 理論與研究方法的進(jìn)展： —— 分子間相互作用理論與應(yīng)用、生物破膠理論、壓裂液流變反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究、壓裂液選擇與優(yōu)化方法 ? 壓裂液體系： —— 表面活性劑壓裂液體系、低濃度瓜爾膠壓裂液、低分子瓜爾膠壓裂液、 CO2泡沫壓裂液、清水壓裂液 ? 工程應(yīng)用技術(shù)： —— 優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、連續(xù)配制技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù) 壓裂液體系的發(fā)展展望