“非常規(guī)”必須發(fā)力“殺手锏”

□ 文/張兆耕 林肖也

（*作者系克拉瑪依日?qǐng)?bào)記者）

● 油氣開(kāi)發(fā)難度的增大，對(duì)鉆井與井下作業(yè)技術(shù)提出了更高要

● 非常規(guī)油氣資源，尤其是致密油勘探開(kāi)發(fā)研究成為關(guān)注的焦點(diǎn)

這是9月2日，參加中國(guó)石油學(xué)會(huì)、新疆克拉瑪依市政府聯(lián)合主辦的2013年油氣鉆井與井下工程前沿技術(shù)研討會(huì)的與會(huì)專家，面對(duì)當(dāng)前我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)新局面提出的觀點(diǎn)。

近年來(lái)，隨著我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的難度越來(lái)越大，目的層的埋藏更深，油氣儲(chǔ)層的分布更散，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，這些都對(duì)油氣鉆井與井下作業(yè)工程技術(shù)提出了更新、更高的要求。而與此同時(shí)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，我國(guó)石油需求逐年攀升，原油對(duì)外依存度已逼近60%，天然氣在目前乃至未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，也難以達(dá)到本土供需匹配，因此，尋找我國(guó)未來(lái)油氣資源的突破口，意義重大。

在此背景下，這次會(huì)議的主題是“推進(jìn)工程技術(shù)創(chuàng)新，驅(qū)動(dòng)油氣生產(chǎn)發(fā)展”，旨在交流探討常規(guī)油氣和非常規(guī)油氣鉆井與井下作業(yè)前沿技術(shù)及最新研究與應(yīng)用成果，推動(dòng)我國(guó)油氣工程技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)油氣生產(chǎn)取得更快發(fā)展。

特邀與會(huì)的我國(guó)油氣鉆井工程界知名院士羅平亞和蘇義腦作了專題報(bào)告；來(lái)自中國(guó)石油、中國(guó)石化、中國(guó)海油、斯倫貝謝、貝克休斯、美國(guó)IUT集團(tuán)中國(guó)公司等國(guó)內(nèi)外各大石油公司、研究院所、高校等的高層管理人員和高級(jí)技術(shù)專家作特約主題報(bào)告。

非常規(guī)油氣資源，尤其是致密油勘探開(kāi)發(fā)成為與會(huì)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)相關(guān)與會(huì)學(xué)者的學(xué)術(shù)報(bào)告內(nèi)容顯示，近年來(lái)，隨著北美致密油的大規(guī)模成功開(kāi)采，此類以往被忽視的非常規(guī)石油資源已經(jīng)成為各國(guó)石油工業(yè)爭(zhēng)相介入的熱點(diǎn)領(lǐng)域。加快致密油氣的開(kāi)發(fā)與利用，對(duì)于緩解國(guó)內(nèi)能源供需矛盾和保障能源供應(yīng)安全意義重大。

在這方面，新疆蘊(yùn)藏著豐富的非常規(guī)油氣資源，僅準(zhǔn)噶爾盆地就有包括致密油、致密氣、頁(yè)巖油和超稠油在內(nèi)的各類非常規(guī)油氣資源約數(shù)十億噸，新疆油田公司也在加速部署致密油的開(kāi)發(fā)研究。

致密油將大有可為

“頁(yè)巖氣革命”的浪頭還未過(guò)去，“致密油革命”的概念又乘風(fēng)而起。今年4月30日，國(guó)際能源署（IEA）在法國(guó)巴黎召開(kāi)“國(guó)際能源署世界能源展望2013石油研討會(huì)”，主題即為“致密油革命的未來(lái)”。

部分專家的報(bào)告中透露，作為一種重要的能源，致密油氣的勘探開(kāi)發(fā)在美國(guó)和加拿大獲得巨大成功，其產(chǎn)量大幅提升已逆轉(zhuǎn)了這些國(guó)家石油產(chǎn)量下降的趨勢(shì)。自2008年起，美國(guó)國(guó)內(nèi)石油產(chǎn)量的增加主要來(lái)自致密油；2011年，美國(guó)定向井產(chǎn)油量首次超過(guò)了產(chǎn)氣量，水平井?dāng)?shù)量超過(guò)了直井；預(yù)計(jì)到2015年美國(guó)年產(chǎn)致密油達(dá)7500萬(wàn)噸，2020年達(dá)1.5億噸，占國(guó)內(nèi)石油總產(chǎn)量的三分之一。

一些專家的觀點(diǎn)是，潛力巨大的致密油儲(chǔ)量讓我國(guó)成為了“致密油革命”的追隨者。我國(guó)特有的以陸相沉積為主的含油氣盆地雖儲(chǔ)層物性普遍較差，但發(fā)育了豐富的低滲透油氣資源。目前，初步評(píng)價(jià)有利勘探面積達(dá)15—24萬(wàn)平方千米，可采資源量為18—28億噸。

相比之下，我國(guó)致密氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)豐富，具有一定規(guī)模的產(chǎn)量和開(kāi)發(fā)方面的優(yōu)勢(shì)。因此，加快致密油氣開(kāi)發(fā)與利用，對(duì)緩解當(dāng)前國(guó)內(nèi)能源供需矛盾及保障能源供應(yīng)安全意義非凡。然而，作為非常規(guī)類資源的致密油氣，其儲(chǔ)層更復(fù)雜，分布更散，埋藏更深，結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜，對(duì)油氣鉆井與井下作業(yè)工程技術(shù)提出了更新、更高的要求。

中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司副總經(jīng)理吳奇在《中石油致密油氣資源開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及展望》中指出，致密油生產(chǎn)動(dòng)態(tài)整體表現(xiàn)為“初期高產(chǎn)、快速遞減和后期低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)”的特征，不同階段的滲流特點(diǎn)不同。目前致密油開(kāi)發(fā)面臨“深化儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)、提高單井產(chǎn)量、提高動(dòng)用程度和采收率、降本增效”等四個(gè)方面的挑戰(zhàn)，致密油高效開(kāi)發(fā)必須采取非常規(guī)的理念、技術(shù)和管理模式，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)全過(guò)程的“簡(jiǎn)約化、工廠化、國(guó)產(chǎn)化、市場(chǎng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、效益化”，盡快收回投資。

中國(guó)石化工程技術(shù)研究院副院長(zhǎng)曾義金在其報(bào)告《中國(guó)石化頁(yè)巖油氣工程技術(shù)進(jìn)展》中介紹，“十二五”，中國(guó)石化將新建頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣產(chǎn)能30億立方米，預(yù)計(jì)2015年，中國(guó)石化非常規(guī)油氣年產(chǎn)量將達(dá)17億立方米。

多位專家、學(xué)者展望未來(lái)時(shí)預(yù)測(cè)說(shuō)，隨著“長(zhǎng)水平段水平井、體積壓裂、工廠化作業(yè)模式”的規(guī)模應(yīng)用，及低壓型、低孔型、低品質(zhì)型、低充注型等不同類型致密油開(kāi)發(fā)技術(shù)的突破，我國(guó)致密油產(chǎn)量預(yù)測(cè)高峰可達(dá)2800萬(wàn)—3500萬(wàn)噸，開(kāi)發(fā)潛力巨大，具有顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

全球非常規(guī)油氣突破的啟示

會(huì)議期間，多位國(guó)內(nèi)外油氣工程專家及學(xué)者在交流時(shí)指出，全球非常規(guī)油氣突破帶來(lái)了一些重要啟示，歸納如下—

一是非常規(guī)油氣發(fā)展要分層次展開(kāi)并進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn)，我國(guó)非常規(guī)油氣近期優(yōu)先發(fā)展的是致密氣、致密油，特別是加強(qiáng)在鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、四川、松遼等地進(jìn)行致密油和致密氣的工業(yè)化開(kāi)采，而煤層氣、頁(yè)巖氣需要堅(jiān)持基礎(chǔ)研究和工業(yè)化試驗(yàn)建設(shè)，頁(yè)巖油、油頁(yè)巖、水合物等要堅(jiān)持技術(shù)攻關(guān)和準(zhǔn)備；

二是需要技術(shù)突破與規(guī)模化應(yīng)用，重點(diǎn)是三維地震、直井多級(jí)壓裂、水平井分段壓裂與微地震監(jiān)測(cè)等核心技術(shù)的發(fā)展；

三是建立經(jīng)濟(jì)可行的開(kāi)發(fā)模式，采用平臺(tái)式“工廠化”低成本開(kāi)發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化效益開(kāi)采；

四是較高油價(jià)與國(guó)家政策扶持，為非常規(guī)油氣發(fā)展提供強(qiáng)勁動(dòng)力；

五是非常規(guī)油氣重大突破，需要長(zhǎng)期資金投入和基礎(chǔ)研究持續(xù)創(chuàng)新。

據(jù)相關(guān)資料顯示，我國(guó)的致密油、致密氣、頁(yè)巖氣、煤層氣、頁(yè)巖油、油砂、油頁(yè)巖、水合物等非常規(guī)油氣資源很豐富，但還尚存重大科學(xué)問(wèn)題和認(rèn)識(shí)誤區(qū)，這都需要不斷突破。未來(lái)非常規(guī)油氣的勘探開(kāi)發(fā)必須大力發(fā)展“殺手锏”技術(shù)，如水平井壓裂、納米油氣等技術(shù)。目前可預(yù)見(jiàn)，石油工業(yè)將進(jìn)入納米科技時(shí)代，納米油氣透視觀測(cè)鏡、納米油氣驅(qū)替劑、納米油氣開(kāi)采機(jī)器人、納米材料等技術(shù)將廣泛應(yīng)用于石油工業(yè)系統(tǒng)中。

隨著納米、信息等新技術(shù)將成為石油工業(yè)的核心和常規(guī)技術(shù)之一，更加非常規(guī)化的油氣智能化時(shí)代也將到來(lái)。

壓裂改造是未來(lái)重點(diǎn)

記者在討論會(huì)上了解到，致密砂巖油氣藏具有顯著的多薄層特點(diǎn)，需要進(jìn)一步提高其縱向剖面的動(dòng)用程度。

自2010年后，我國(guó)致密氣標(biāo)準(zhǔn)形成，儲(chǔ)層改造技術(shù)的研究思路及改造模式從低滲走向致密，這對(duì)如何實(shí)施細(xì)分小層壓裂提出了新挑戰(zhàn)。

北美致密油儲(chǔ)層基本上以衰竭式開(kāi)采為主，而我國(guó)低滲透油田一直使用注水開(kāi)發(fā)的模式。開(kāi)發(fā)模式的不同，對(duì)儲(chǔ)層改造技術(shù)提出了不同的要求。目前借鑒北美體積壓裂技術(shù)思路，在長(zhǎng)慶、吉林、新疆、大慶等油田試驗(yàn)應(yīng)用，見(jiàn)到顯著效果。水平井分段壓裂中實(shí)現(xiàn)2至4簇的分簇射孔，分壓10段以上，最大液量超過(guò)15000立方米，支撐劑量超過(guò)1200立方米。

但是，在是否需要采用注水開(kāi)發(fā)，注水開(kāi)發(fā)如何避免早期水淹，何種“水平井+直井”聯(lián)合井網(wǎng)模式最佳等問(wèn)題上，還需要進(jìn)一步的探索與實(shí)踐。同時(shí)，針對(duì)特殊儲(chǔ)層，可以考慮探索實(shí)踐衰竭式彈性開(kāi)發(fā)、小于0.01mD的北美開(kāi)發(fā)模式、甚至頁(yè)巖氣體積改造理念。

注水開(kāi)發(fā)油田剩余油的分布以及有效動(dòng)用，有效的儲(chǔ)層改造技術(shù)是關(guān)鍵。如何對(duì)油藏開(kāi)發(fā)后期的剩余油（死油區(qū)）進(jìn)行定位并精細(xì)描述，何種重復(fù)或轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)能讓裂縫盡可能轉(zhuǎn)向死油區(qū)并有效提高驅(qū)掃效率，如何在開(kāi)發(fā)后期與中高含水期有效實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水壓裂等問(wèn)題是重點(diǎn)。

而體積改造壓裂理論如何從經(jīng)典走向現(xiàn)代，也是壓裂改造技術(shù)基礎(chǔ)研究的最大挑戰(zhàn)。

研討會(huì)上，多位專家學(xué)者提出，在構(gòu)建體積改造技術(shù)體系的同時(shí)，如何利用中國(guó)石油的大型物理模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停_(kāi)展不同巖性的裂縫起裂與擴(kuò)展的機(jī)理研究，探索復(fù)雜縫網(wǎng)形成的途徑和條件，建立相應(yīng)的理論判據(jù)，如何引入分形理論表征復(fù)雜裂縫擴(kuò)展，以及復(fù)雜的剪切、滑移等裂縫起裂行為等是未來(lái)致密油氣開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)研究的重點(diǎn)方向。