突破儲(chǔ)改瓶頸——工程院儲(chǔ)層改造研究所為中國石化重點(diǎn)工程提供儲(chǔ)層改造技術(shù)支撐

□ 蔣廷學(xué)

工程院儲(chǔ)層改造研究所研發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)，使中國石化頁巖氣壓裂20口井322段、致密油氣27口井156段、壓裂施工創(chuàng)造了多項(xiàng)施工紀(jì)錄，焦頁1HF井首次獲得重大商業(yè)性發(fā)現(xiàn)。

中國石化石油工程技術(shù)研究院儲(chǔ)層改造研究積極開展新工藝、新材料、新工具、裂縫監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)研究，先后承擔(dān)了“頁巖氣網(wǎng)絡(luò)壓裂機(jī)理及設(shè)計(jì)方法研究”“致密砂巖叢式水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)研究”等50余項(xiàng)科研項(xiàng)目，經(jīng)過近5年潛心研發(fā)，形成了頁巖油氣和致密油氣水平井分段壓裂設(shè)計(jì)方法、水力噴射工具、地面交聯(lián)酸體系等系列成果，為中國石化重點(diǎn)工程提供了儲(chǔ)層改造技術(shù)支撐。

□ 流體評(píng)價(jià)室正在開展國家重大專項(xiàng)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。

潛心攻堅(jiān)成果輝煌

5年來，儲(chǔ)改所科研人員刻苦攻關(guān)換來了累累碩果。

提出頁巖油氣和致密油氣水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過大型物模研究、油藏模擬和裂縫模擬相結(jié)合的方法，儲(chǔ)改所提出同步考慮滲流干擾與應(yīng)力干擾的裂縫參數(shù)優(yōu)化方法，建立裂縫復(fù)雜性指數(shù)模型及壓后返排優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬方法，最終建立頁巖油氣網(wǎng)絡(luò)裂縫和致密油氣單一裂縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和W形布縫模式，為水平井分段壓裂“一井一案”和“一段一策”提供了可靠的依據(jù)。

開發(fā)井工廠壓裂技術(shù)。針對(duì)焦石壩頁巖氣叢式井及華北大牛地叢式井儲(chǔ)層特點(diǎn)，研究了多井多縫裂縫優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、現(xiàn)場(chǎng)壓裂實(shí)施操作流程、非常規(guī)壓裂用壓裂滑溜水和膠液返排處理及循環(huán)利用方法，以及裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)等。

制定水平井分段壓裂控制與實(shí)施方法。研究了同步破膠機(jī)理、酸液預(yù)處理、變排量、變黏度、多種支撐劑段塞、二次/多次停泵、誘導(dǎo)轉(zhuǎn)向及滑溜水與膠液交替注入等處理方法，制定了水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟及基本流程。

研制水力噴射系列工具。研究所已形成系列化水力噴射壓裂工具，通過噴嘴材料優(yōu)選與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，噴嘴耐磨能力大幅度提高，一趟管柱壓裂能力突破10段。

壓裂新材料研究獲得創(chuàng)新成果。一是創(chuàng)新研制出地面交聯(lián)酸新材料，已形成140～160攝氏度系列酸液配方與配套工藝技術(shù)。二是創(chuàng)新攻關(guān)乳液減阻劑和聚合物，形成了新型滑溜水、膠液壓裂液技術(shù)。三是研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效交聯(lián)劑，在0.25%胍膠濃度條件下能夠?qū)崿F(xiàn)有效交聯(lián)。四是研究出中低相對(duì)分子質(zhì)量的合成聚合物，并配套了交聯(lián)劑，形成了適應(yīng)50～160攝氏度地層溫度的系列壓裂液配方。

開發(fā)裂縫監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)。引進(jìn)國際先進(jìn)的測(cè)斜儀和井下微地震等大型裂縫監(jiān)測(cè)儀器，并在鄂爾多斯地區(qū)大牛地氣田DP43井組三口水平井裂縫監(jiān)測(cè)中的測(cè)斜儀裂縫監(jiān)測(cè)工作，為壓裂設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)提供了有力的技術(shù)手段。

針對(duì)海外油田增產(chǎn)難題，開展技術(shù)攻關(guān)，形成特色技術(shù)。一是研究壓裂液及壓裂工藝，在緬甸D區(qū)塊成功應(yīng)用西口井層的壓裂施工。二是攻關(guān)清潔泡沫自轉(zhuǎn)向酸壓配方體系，在敘利亞Tishrine油田酸壓先導(dǎo)試驗(yàn)三戰(zhàn)三捷。三是研究形成稠化緩速酸配方、均勻酸化工藝，在伊朗雅達(dá)開展了11口井15井次的現(xiàn)場(chǎng)施工，成功率100%。

增儲(chǔ)上產(chǎn)顯身手

創(chuàng)新成果應(yīng)用于多個(gè)油田。工程院儲(chǔ)層改造研究所研究成果在中國石化東北、西北、華北、南方等致密砂巖，涪陵頁巖氣等多個(gè)油田獲得成功應(yīng)用，為各油田增儲(chǔ)上產(chǎn)發(fā)揮了重要作用，其中頁巖氣壓裂20口井322段、致密油氣27口井156段、壓裂施工創(chuàng)造了多項(xiàng)施工紀(jì)錄，焦頁1HF井首次獲得重大商業(yè)性發(fā)現(xiàn)。

該公司的技術(shù)成果在實(shí)施過程中創(chuàng)造多個(gè)中國石化工程新紀(jì)錄：最大單井壓裂22段（焦頁1-2HF、彭頁3HF），單井最大用液量39649立方米（焦頁8-2HF）及46500 立方米（彭頁3HF），單井最大加砂量1160立方米(焦頁1-2HF)，最大單段加砂量183立方米；頁巖氣壓后最高單井無阻流量155.8×104立方米/天（焦頁8-2HF），實(shí)現(xiàn)了頁巖氣產(chǎn)量的重大突破；大牛地致密砂巖氣井DPS-63井壓后日產(chǎn)量7.8×104立方米/天，SW8P1壓后日產(chǎn)油36.8立方米/天，已累計(jì)產(chǎn)油近9000天，達(dá)到直井壓裂的7倍以上。