【正文】 + 井網(wǎng)型式設(shè)計投資回收期( 年 )水力裂縫 960m*360m 矩形井網(wǎng) 水力裂縫 660m*660m 反九點井網(wǎng) ?經(jīng)濟 NPV比較 * 水力裂縫 + 井網(wǎng)型式設(shè)計財務(wù)凈現(xiàn)值 ( 萬元 )設(shè)計凈現(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 反九點井網(wǎng) 3343 CO2泡沫壓裂技術(shù)是近 兩年來在長慶鄂爾多斯上古氣藏進行 CO2泡沫壓裂技術(shù)試驗研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)形成的一套適合我國低滲氣藏的 CO2泡沫壓裂配套技術(shù)，提高了我國 CO2壓裂的技術(shù)水平。經(jīng)驗表明，CO2壓裂技術(shù)是高效開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 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目的層進行改造的一種工藝技術(shù) ， 具備以下優(yōu)點： ● 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 。 由于儲層巖心親水性強，孔隙與喉道較小，毛管阻力強，清水對巖心傷害嚴重，到達 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含量和進入巖心的水量。因此，泡沫壓裂液傷害較低，僅有40～ 61%。 巖心編號 流體類型傷害前氣滲（ 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 ）液體飽和時間為 3hr ；3 ）泡沫質(zhì)量為 5 3 % 。不同液體對巖心的傷害對比 研究之一 : 不同壓裂液對比實驗 井筒溫度場隨泵注時間變化 (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：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)泡條件及溫度場研究 CO2泡沫壓裂液流變性能對比 0501001502002500 10 20 30 40 50 60時間（min）粘度（）020406080100溫度（℃）0501001502002503003504004505000 20 40 60 80 100時間（min）粘度（）020406080100溫度（℃）CO2酸性介質(zhì)對 硼交聯(lián) 壓裂液流變性能有著嚴重影響 AC8酸性交聯(lián)劑對 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)計研究 變泡沫質(zhì)量 CO2壓裂設(shè)計：提高凍膠攜砂性能 碳酸巖鹽壓裂技術(shù)是一項世界級的難題，油氣藏改造重點實驗室針對哈薩克斯坦扎那若爾凝析油氣田的地質(zhì)特點，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、濾失嚴重、高地應(yīng)力、施工摩阻高的儲層特點和工藝難點，經(jīng)過 2年時間總結(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，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 ， 加強選井選層研究 ， 工程結(jié)合油藏 ， 地應(yīng)力 、 裂縫方位 、 孔隙類型研究； （ 2） 力裂縫模擬條件研究 、 水力裂縫建模研究及其開發(fā)井網(wǎng)與水力裂縫系統(tǒng)經(jīng)濟優(yōu)化組合研究； （ 3） 優(yōu)化增產(chǎn)工藝研究：壓前認識地層 ， 測試壓裂 ， 認識裂縫延伸壓力 、 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)濟效益等預(yù)測； （ 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 、 氮氣 、 抽汲車和鄰井管網(wǎng)氣 。 ● 技術(shù)體系 特色技術(shù) ? 針對對象：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：壓裂油藏數(shù)值模擬證實，對低滲特低滲儲層（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%。 國內(nèi)目前的壓裂現(xiàn)狀 ? 設(shè)計軟件 目前為國際先進水平。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，還有開發(fā)方案經(jīng)濟評價模型。 ? 實驗室 主要設(shè)備一般從國外引進，總體達到國際 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)等實驗室 ? 壓裂施工設(shè)備 共引進 35套 1000～ 2022HHP壓裂車組。目前在壓裂施工技術(shù)上與國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 總體上接近國際先進水平，但仍存在一定的差距。如，水基凍膠壓裂液（胍膠、有機硼、膠囊破膠劑）、泡沫壓裂液等與美國的差距為：膠束壓裂液、高溫酶破膠等；支撐劑在低、中強陶粒方面性能較好，但在高強度陶粒方面與美國的差距較大。 ? 施工技術(shù)指標(biāo)方面與美國接近 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)場實施監(jiān)測、分析 接近國際先進水平，但 Tiltmeter還未引進。 ? 壓后試井與三維模擬分析 接近國際先進水平。 ? 技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)新 整體達到國際先進水平，如整體壓裂技術(shù)系統(tǒng)、開發(fā)壓裂技術(shù)系統(tǒng)、超深井壓裂技術(shù)等。 國內(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)計軟件。同時，針對薄互層的分壓問題，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展規(guī)律。 ? 井下混配的壓裂技術(shù) 也有稱為 “ 恰時 ” 壓裂技術(shù)，利用專用的井下工具，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) ? 低固相殘渣或無固相殘渣、低濾失、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)成因及微觀傷害機理研究； 3）壓裂液攜砂和支撐劑沉降的微觀機理分析。 ? 支撐劑上，需加強： 1）回流控制方面的研究，如液體樹脂技術(shù)； 2）長期裂縫導(dǎo)流能力的影響因素的量化研究，包括時間、閉合壓力、多相流效應(yīng)、非達西流效應(yīng)等； 3）裂縫內(nèi)油水、油氣相滲曲線的實驗方法研究。 ? 實驗技術(shù)研究 如裂縫擴展模擬的實驗研究（包括斜井、水平井和各種不規(guī)則裂縫形態(tài)的實驗?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驗研究及裂縫內(nèi)的油水、油氣和氣水相滲曲線測試研究等。 壓裂單項技術(shù)發(fā)展展望 ? 濾失傷害和返排機理研究 需進一步研究定量的壓裂液傷害模型（包括沿裂縫壁面的壓實傷害和裂縫內(nèi)導(dǎo)流能力的殘渣傷害等）和壓裂液的返排模型，以定量研究影響儲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 包括裂縫的擴展模型及產(chǎn)量預(yù)測模型。 ? 彈塑性和塑性地層的裂縫擴展模型及產(chǎn)量預(yù)測模型研究 需對松軟地層（如煤層）裂縫擴展規(guī)律及產(chǎn)量預(yù)測模型進行深化研究。 ? 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。 壓裂單項技術(shù)發(fā)展展望 ? 理論與研究方法的進展： —— 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)計技術(shù)、連續(xù)配制技術(shù)、現(xiàn)場實時監(jiān)控技術(shù) 壓裂液體系的發(fā)展展望