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“復(fù)雜油氣田提高單井產(chǎn)量及采收率技術(shù)”編號(hào)為2011ZX05009 ，是國家“十一五”、“十二五”科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目，是國家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”的重要組成項(xiàng)目。目前，該項(xiàng)目在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)、特低滲油藏增注控水技術(shù)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井優(yōu)化設(shè)計(jì)與鉆完井控制技術(shù)方面取得了創(chuàng)新性成果，在中國油氣勘探新領(lǐng)域地質(zhì)評(píng)價(jià)方面提供了理論指導(dǎo)，為中國特低滲透等難動(dòng)用儲(chǔ)量高效開發(fā)與提高采收率提供了一定的技術(shù)保障。
 
“精雕細(xì)刻”保持油田穩(wěn)產(chǎn)
當(dāng)前中國地質(zhì)條件非常復(fù)雜，形成各種各樣的油氣田及巖性，高中低產(chǎn)不一，斷層縱橫交錯(cuò)，使得石油開采遇到了很多困難。石油地質(zhì)學(xué)家、中國工程院院士、本屆論壇主席翟光明表示，要不斷加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)，增加油田產(chǎn)量。在他看來，除了大慶油田以外的油田都是非常復(fù)雜的，必須要經(jīng)過精雕細(xì)刻，才能夠得到實(shí)際的地質(zhì)條件。
非常規(guī)、復(fù)雜油氣田如頁巖氣、煤層氣的開發(fā)，是目前擺在業(yè)界面前十分重要的任務(wù)，中石油、中石化也在此方面做了很多工作。而如何保持頁巖氣等持續(xù)高產(chǎn)，這要靠我們獨(dú)立自主的生產(chǎn)技術(shù)不斷創(chuàng)新。為此，翟光明院士提出以下三點(diǎn)建議：第一，加強(qiáng)各種措施提高采收率，大慶油田之所以能夠保持年產(chǎn)4千萬噸，是因?yàn)槠渥隽烁嗵岣卟墒章实墓ぷ鳎瑫r(shí)還包括外圍產(chǎn)量的增加。第二，加強(qiáng)頁巖氣勘探可借鑒美國頁巖油氣開發(fā)技術(shù)，這給我們提出來一個(gè)很好的方向。但中美地質(zhì)條件不同，我們要明確地質(zhì)條件后再采取措施。第三，對(duì)于提高單井產(chǎn)量，最重要的做法就是精雕細(xì)刻，深挖細(xì)鑿。比如頁巖油層只有幾毫米，我們現(xiàn)在找到的油氣田，大都比頁巖氣好開采，所以加強(qiáng)頁巖氣生產(chǎn)技術(shù)，并應(yīng)用到常規(guī)油氣田，用非常規(guī)的勘探技術(shù)對(duì)待常規(guī)油氣田，這樣會(huì)實(shí)現(xiàn)雙贏。
 
創(chuàng)新技術(shù)指導(dǎo)復(fù)雜油氣井開發(fā)
全球原油產(chǎn)量的70%來自老油田，所以進(jìn)一步挖潛提高老油田采收率至關(guān)重要。國際上，對(duì)于復(fù)雜油氣井的開采主要依靠更高效的人工舉升技術(shù)以及油氣生產(chǎn)過程當(dāng)中的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和管理系統(tǒng)。此外，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在國際上早有應(yīng)用，但國內(nèi)更多還采用定向?qū)颍@頭采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)可使鉆進(jìn)速度提高一倍。技術(shù)創(chuàng)新是未來中國開采復(fù)雜油氣井的必然選擇。
從井的角度上看，目前世界最大的水平位移超過11公里，為薩哈林島陸地向海洋打的水平井，最深垂深TVB在北極圈克拉半島，而我國水平位移最大為8.2公里，垂深8.4公里。中國科學(xué)院院士高德利表示，水平井工程中，鉆井和壓裂工程技術(shù)是最為重要的，其中頁巖氣分段壓裂部分都是橋塞，壓一段，泵一個(gè)，水平段壓裂十幾段就需要十幾個(gè)橋塞。如果中國成功研發(fā)智能化橋塞，這項(xiàng)工程將變得簡單，只需解封一提就可完工，大大縮短工期，可節(jié)省上千萬成本。當(dāng)然，這需要在水平鉆井工藝方面實(shí)現(xiàn)突破。在定向鉆井控制方面，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)國際上很早就出現(xiàn)了，但目前中國自行研制的很多旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向還處于低端產(chǎn)品，鉆速不及美國的一半。
隨著通訊技術(shù)的高速發(fā)展，依靠電磁波探測井下狀況成為了新的探測發(fā)展方向。但當(dāng)前電磁波在陸地井下測控應(yīng)用不多。在水平井施工過程中，復(fù)雜井型、井距、井間防碰、連通，雙水平井的控制等都要精細(xì)的測控。由于沒有足夠的精確測控，往往導(dǎo)致井距不合理，開發(fā)成本損失巨大。但通過電磁波可以實(shí)現(xiàn)井下十分精確的測控，但解決電磁波在地下信號(hào)微弱的問題成為首要難題。  
總體來說，對(duì)于全球來講，容易開采的油氣時(shí)代已經(jīng)成為歷史，而老油田，深水油氣等資源的高效開發(fā)，關(guān)鍵取決于設(shè)計(jì)控制技術(shù)，當(dāng)然是裝備，復(fù)雜結(jié)構(gòu)井很大程度上，取決于設(shè)計(jì)控制技術(shù)，未來更多的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井工程，也會(huì)推動(dòng)這部分的技術(shù)進(jìn)步，包括鉆井、壓裂、井下工具等等，我們的研發(fā)還要繼續(xù)，越是艱難越需要?jiǎng)?chuàng)新。高德利說：“我們的國家需要原創(chuàng)，不能只是模仿他國，美國頁巖氣革命就是依靠自主創(chuàng)新取得了巨大的成功，所以簡單的照搬是不行的。”
 
爆破壓裂技術(shù)重返舞臺(tái)
上世紀(jì)50年代，人們已經(jīng)意識(shí)到采用液壓壓裂方式更具有完全性，而且可以保持井壁井筒的完整。而爆破性壓裂技術(shù)存在一定危險(xiǎn)性，難以控制。于是在上世紀(jì)60年代，爆炸性壓裂技術(shù)僅僅應(yīng)用于一些對(duì)于滲透層的位置。然后隨著液壓壓裂技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓壓裂技術(shù)已成為最廣發(fā)的應(yīng)用技術(shù)。
來自美國拉斐特學(xué)院石油工程系的Boyun Guo 博士重新提到了爆裂技術(shù)。他表示，80年代中期，美國很多的頁巖氣開發(fā)又開始重新選用爆裂方式，而且產(chǎn)能表現(xiàn)良好，美國在液力壓裂技術(shù)方面已經(jīng)非常成熟，但其現(xiàn)在重新使用爆裂技術(shù)，這引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。在常規(guī)的水力壓裂過程中，產(chǎn)水很多，大量的出水產(chǎn)生反流問題，而應(yīng)用爆裂技術(shù)會(huì)避免這種問題。2010年，美頁巖氣某開發(fā)項(xiàng)目繼續(xù)采用了爆裂技術(shù)，并在開采過程中起到了很好的節(jié)水效果。據(jù)了解，中國在爆裂技術(shù)方面也有很成功的應(yīng)用，包括頁巖氣、煤層氣、海油及其它方面。  
采用爆裂壓裂方式不僅可以產(chǎn)生更有效的油氣排放通道，裂縫的生成會(huì)向各種方向延伸，包括進(jìn)入污染區(qū)及自然裂紋區(qū)。當(dāng)進(jìn)行液力壓裂時(shí)，壓裂的方向可能與產(chǎn)油的方式并不匹配，從而影響油量產(chǎn)出。在爆裂情況下，美國學(xué)者進(jìn)行了很多的研究，能夠?qū)Ξa(chǎn)能的指數(shù)進(jìn)行預(yù)測，通過爆裂對(duì)其一個(gè)指數(shù)進(jìn)行分析，包括裂縫的數(shù)量及穿透度，在一定深度下，將這兩個(gè)參數(shù)結(jié)合起來，可以對(duì)油氣產(chǎn)量進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測。包括油氣井的產(chǎn)油量、裂縫的穿透力及與裂縫數(shù)量有密切關(guān)系的其他產(chǎn)能指標(biāo)。
高德利院士指出：“最大限度把地下找到的油氣資源開采出來提高采收率是油氣開發(fā)永恒的主題。”他提出四點(diǎn)值得關(guān)注的問題。首先，如何提高單井產(chǎn)量，國際上形成了一部分共識(shí)。提高單井產(chǎn)量，提高采收率要靠什么技術(shù)，現(xiàn)在國際上也存在不同觀點(diǎn)；其次，更高效的人工舉升技術(shù)和系統(tǒng)。井建成后，在生產(chǎn)過程中如何提高效率非常重要；再次，油氣生產(chǎn)過程中，動(dòng)態(tài)監(jiān)測與管理非常重要。國外已經(jīng)有了倉巡視員，機(jī)器人到油倉里面轉(zhuǎn)一圈就知道油氣情況；最后，要關(guān)注采油的化學(xué)區(qū)和生物區(qū)。我國油氣資源非常豐富，但發(fā)育的油氣資源卻很復(fù)雜，也說明了老油田進(jìn)一步挖潛提高采收率的挑戰(zhàn)還將增加。