中国石油低渗透油气藏水平井分段压裂技术

    中国石油开展《低渗透油气藏水平井增产改造技术与工业化应用》科技攻关已有5年。经过5年的努力，中国石油突破了水平井分段压裂技术及装备瓶颈，与压裂后直井相比，平均单井产量提高3.6倍。同时，这一技术使大量不可动用储量变成可采储量。

　　29日起，《中国石油报》连续刊发系列报道，将这一世界级技术的研发过程展现给读者，揭开水平井分段压裂攻关的神秘面纱。

　　中国石油史上标志性成果诞生

　　圣诞节喜庆的气氛还未散去，12月26日上午，记者从中国石油勘探与生产分公司了解到，《低渗透油气藏水平井增产改造技术与工业化应用》课题取得丰硕成果。截至11月底，中国石油共在低渗透油气藏完成水平井分段压裂1133口井4722段，相当于少打直井3000口，减少占地超万亩。按压裂后平均单井产量是直井的3.9倍计算，中国石油依靠这一技术增产原油520万吨，增产天然气145亿立方米，相当于开发一个中型油气田。

　　非常规油气开发技术的基础是水平井加分段压裂技术。中国石油通过5年攻关，用自主技术对低渗透油气藏实施水平井压裂改造的比例达到87%以上，扭转了攻关前水平井压裂全部依靠引进国外技术的被动局面。这收获的不仅仅是原油单井产量的增加和可动用储量的大幅度提高，而且为以页岩气为代表的致密油气工业开发奠定了坚实的技术基础。

　　11月3日，新华社播发了《我国低渗透油气田水平井分段压裂技术取得突破》的消息。中国石油5年潜心攻关，牵住提高单井日产量“牛鼻子”的研发成果，在业内引起巨大反响。

　　中国工程院院士袁士义、沈忠厚、苏义脑和胡文瑞给予的总体评价是：水平井加分段压裂技术奠定了北美非常规油气开发的技术基础，特别是页岩气，长水平段加分段压裂使美国的页岩气年产量超千亿立方米。中国石油攻克了低渗透油气藏水平井分段压裂技术瓶颈，为水平井在低渗透油气开发中规模应用提供了技术支持，使大量不可采储量转化为可采储量，更为以页岩气为代表的致密油气工业开发奠定了坚实的技术基础，意义重大。

　　特别值得关注的是，11月24日，国土资源部向公众发布油气资源年度动态评价成果：我国石油地质资源量为881亿吨、可采资源量233亿吨，比“上一轮全国油气资源评价”（2003年至2007年）分别增加116亿吨和21亿吨。

　　中国石油勘探开发研究院廊坊分院压裂酸化服务中心副主任王振铎认为，这是对中国石油5年攻关低渗透油气藏水平井增产改造技术成果最直接的肯定。

　　漫漫攻关结硕果，而成果来自科学决策。

　　提高单井产量，中国石油实施牵“牛鼻子”工程

　　中国的油气藏多为高凝低渗油气藏。如何向“磨刀石”里要油气？是摆在中国石油人面前的一道难题。

　　近10年来，中国石油平均单井日产量持续下降。2005年，世界石油单井平均日产量是10吨以上，而中国石油的单井日产量是3.1吨。截至2010年年底，在中国石油累计探明储量中，低渗透油藏占到41.54%。而近年来，中国石油新增储量中70％以上都是低渗透储量。多井低产问题日益严重，严重影响中国石油的经济效益和可持续发展。

　　一个更为严峻的现实是，随着中国经济的高速发展，对石油的需求量越来越大，对外依存度越来越高。

　　提高单井日产量，是中国石油油气生产转变发展方式的必由之路。

　　集团公司董事长、党组书记蒋洁敏形象地说：转变发展方式就是要从抓住提高单井产量这个“牛鼻子”入手。

　　5年前的中国石油勘探与生产分公司工作例会人们形成共识：组织水平井低渗透改造重大攻关。6月19日，蒋洁敏批示：同意项目启动。请财务部阅办。组织好项目设计，见到好的效果。

　　经过紧锣密鼓的筹备，2006年8月，集团公司级重大科技专项“水平井低渗透改造重大攻关”项目启动。由勘探与生产分公司牵头，中国石油每年投入资金两亿元，组织中国石油勘探开发研究院、勘探开发研究院廊坊分院科研力量，现场由长庆油田、吉林油田、大庆油田采油工程科技与施工部门人员组成，进行联合攻关。这是迄今为止中国石油投入资金和人力最多的科技攻关战役。

　　寻找增产“利器” 撬开地层“缝隙”

　　中国石油勘探开发研究院廊坊分院聚集了中国石油储层压裂的科研精英。这个院副院长丁云宏告诉记者，2006年8月项目立项前，中国石油仅有少数井开展酸化以及限流、填砂、胶塞等压裂试验，但没有取得效果。2007年，“两院三公司”研发和试验双封单压、滑套分压、水力喷砂分压3套分段压裂工具，当年就在大庆油田、长庆油田和吉林油田的118口井进行现场试验，取得初步战果。

　　2008年，结合水平井段与区块最大主力方位的关系，中国石油初步形成水平井分段压裂多段裂缝优化方法，形成双封单压、滑套分压、水力喷砂压裂3套分段压裂工艺和均匀酸化技术，实验应用147口井，化学暂堵胶塞工艺在现场试验成功。

　　2009年，中国石油配套完善双封单压、滑套分压、水力喷砂分压工具与工艺；研制不动管柱喷砂分压三段分压工具，现场规模应用140口井。

　　在现场试验基础上，2010年科研攻关获得丰硕成果，建立起一套水平井压裂优化设计方法，形成水平井双封单卡分段压裂技术、封隔器滑套分段压裂技术、水力喷砂分段压裂技术三大主体技术，完善了化学暂堵胶塞分段压裂技术、碳酸盐岩储层自转向高效酸化/酸压技术、水力裂缝监测与评价技术、水平井修井作业技术4项配套工艺。

　　分段压裂技术的突破，推动了水平井在大庆、吉林、长庆、新疆、玉门和塔里木等低渗油气田中的工业化应用，大幅提高了单井产量，并在水平井油藏工程、压裂酸化理论、分段压裂工艺、配套工具技术等方面形成水平井增产改造主体技术系列。

　　2011年1月17日，集团公司科技管理部在北京主持召开由中国石油勘探与生产分公司牵头，“两院三公司”共同完成的《低渗透油气藏水平井增产改造技术与工业化应用》成果鉴定会。

　　专家鉴定认为，通过技术创新，这一成果打破国外技术封锁，形成我国低渗透油气藏有效动用综合配套技术，总体达到国际先进水平，其中不动管柱多级滑套水力喷砂分段压裂技术属国际领先。

　　截至目前，中国石油今年完钻1000口水平井，500口井实现了2200段有效压裂，提高原油产量37万吨，天然气35亿立方米。