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压裂降本迎战低油价
——工程技术研究院创新体积压裂技术降成本增效益纪实
张兆耕 高迎春 王佳

工程技术研究院科研人员正在现场讨论组合压裂施工参数。通讯员 裘新农 摄

工程技术研究院科研人员正在测量入井工具长度。通讯员 赵云峰 摄

    随着近期国际油价断崖式下跌,以及疫情因素的持续影响,石油行业“寒冬”不期而至。

    当前,新疆油田玛湖、吉木萨尔页岩油等近年来新开发大油田的持续增储上产正面临成本管控带来的巨大挑战和考验,为了积极应对挑战和考验,新疆油田公司全面启动了提质增效专项行动,工程技术研究院等单位迅速响应,层层推进,齐心协力与开发建设施工单位共克时艰。

    寻找压裂降本突破口

    作为目前世界上发现的最大砾岩油田,玛湖砾岩油田不仅是我国仅有的粗碎屑岩致密油藏,同时也是近年来中石油最重要的上产油田。

    自2015年新疆油田开始水平井体积压裂技术攻关以来,目前已成功实现了玛湖致密砾岩油藏的有效开发。然而,随着国际油价的持续低迷,水平井体积压裂单井的成本动辄达数千万元,这样的高投入也为玛湖、吉木萨尔页岩油等油田的开发效益带来严峻挑战,压裂工程的提效降本工作迫在眉睫。此外,玛湖地区各主力油藏埋深大、天然裂缝不发育、非均质性强、为特低孔特低渗致密油藏,常规大规模、大排量形成复杂缝网的体积压裂模式在玛湖地区水土不服。那么,压裂降本的主要突破口又在哪里?

    这些年,工程技术研究院水平井体积压裂技术攻关团队一直不懈努力、持续攻关,将水平井体积压裂压裂技术的革新作为玛湖、吉木萨尔页岩油地区水平井压裂提效降本的突破口。

    通过这些年的持续攻关,该院水平井体积压裂技术攻关团队不断创新全程滑溜水加砂压裂工艺,突破了新疆油田乃至中石油水平井体积压裂的固有理念和技术指标,探索了一条切实可行的压裂提效降本新途径。

    “滑溜水加砂压裂工艺的研发,源于逐年降低油田开发成本的倒逼需求。”该院相关科研人员介绍,根据常规压裂理论,在玛湖的埋深和储层闭合应力条件下,压裂用支撑剂必须选用陶粒,但陶粒和石英砂的单位成本价格差异巨大。于是,石英砂替代陶粒是最为直接的降本途径。

    然而,用石英砂替代陶粒就好比人吃“细粮”和“粗粮”的区别,对人工裂缝的导流能力会带来很大的影响,从而单井压裂效果也会变差。怎么在使用石英砂作为支撑剂的前提下,还能确保同样的生产效果?

华阳彩票    早在2016年,工程技术研究院水平井体积压裂技术攻关团队就开始了滑溜水加砂压裂工艺的攻关。

    通过对压裂基础理论分析和大量的国外文献调研,工程技术研究院水平井体积压裂技术攻关团队的领军人物、新疆油田公司第三届科技突出贡献者承宁提出:“采用石英砂替代陶粒的水平井,必须要控制冻胶的用量,以减少破胶液残渣对裂缝导流能力的伤害,我们目前的滑溜水比例不到50%,这个指标必须要提起来。”

    经过多年的现场摸索试验和持续优化,新疆油田水平井全程滑溜水加砂压裂工艺于2019年11月获得重大突破,2020年初开始在玛湖地区进行全面推广。

华阳彩票    该项工艺的突破,擂响了工程技术人员在当前低油价形势下坚决打赢“提质增效攻坚战”的战鼓。

    配套工艺工具促降本

    与此同时,工程技术研究院还紧紧围绕“技术方案提质控投与精细管理提效降本”,通过前期多方讨论和系统论证,以及现场试验和推广,又持续推出了大段多簇等优化压裂新工艺。

    目前,大段多簇压裂工艺在玛湖、吉木萨尔页岩油地区已实施了11口井,与之前实施的储层改造工艺相比,大段多簇压裂工艺增大了“优质甜点”的接触率,确保了地下储层充分改造,提高了水平井的产能。同时,基本解决了之前在玛湖地区水平井体积压裂施工中普遍实施的“泡酸”处理工序,明显提高了水平井压裂施工单级施工的效率和效益。

    此外,该项工艺配合全程滑溜水连续加砂,更是大幅降低了压裂液成本,从已实施井的施工效果来看,平均单井节约投资一百多万元。截至目前,已实施井累计节约的费用超千万元。如能进一步扩大其推广应用范围,初步估算,节约的费用可超亿元。

    今年5月初,新疆油田石炭系首口“大段多簇+全程滑溜水连续加砂”试验水平井HW62007井喜获高产。该井返排6天见油,其日产油量达到了邻井同期日产油量的2—4倍,5月10日该井更是获得82.1吨的高产油流,充分表明“大段多簇+全程滑溜水连续加砂”压裂试验取得重要进展。

    另外,为进一步提升水平井体积压裂效益,降低水平井压裂成本,工程技术研究院科研人员还研制出了趾端阀等压裂提效配套管柱工具,以实现降本增效成本控投既定目标。

    据该院相关科研人员介绍,趾端阀随油层套管下入固井,液压开启即可进行第一级压裂作业,省去了连续油管射孔的费用以及作业时间。继2018年至2019年成功试验后,该院开发的固井趾端阀技术的适用性和先进性以及经济性,在现场都得到了很好的验证。

    今年,这一降本增效适用技术已被新疆油田公司确定为提质增效重点推广工作之一,受到油田公司各级生产部门的高度重视。

    为保障现场作业顺利推进,工程技术研究院先后在开发公司和施工区块现场对相关技术及管理进行了集中技术交底,全面介绍了工艺原理和施工流程;随后,该院科研人员根据每口井的具体井况精确计算了各项施工参数,并对整个作业环节和操作人员进行了详细交底。

    从5月8日第一口井施工开始,工程技术研究院科研人员就全程驻守施工现场,密切跟踪工具连接、下入及固井过程,确保各项操作符合作业要求。截止到5月18日MaHW6218井成功碰压,工程技术研究院科研人员已陆续在风南4、玛2、玛18井区完成了8口井的趾端阀完井作业,为该项技术的规模应用奠定了良好基础。

    优化组合降材料成本

    去年以来,通过认真研究及梳理分析,工程技术研究院储层改造研究所科研人员发现:玛湖、吉木萨尔页岩油水平井体积压裂压裂液材料费用以及由现场配比压裂液产生的车组租用和施工费用是一项不小的成本投入,其占到了玛湖、吉木萨尔页岩油地区水平井压裂成本的20%以上。

    为此,科研人员提出了在免配制可变粘压裂液推广和胍胶压裂液优化两个方向来进行降本增效。

    首先是免配制可变粘压裂液在玛湖和页岩油推广应用,这样不仅可以大幅节约因配液产生的费用,还可以降低材料成本。如果以现在滑溜水、冻胶等压裂液所用材料市场价格来估算,一口井仅材料这一部分就可节省几十万元,再加上因配液产生费用的节约,预计一口井压裂成本可节省上百万元。

    其次,在玛湖、页岩油和西北缘石炭系低渗油藏,如果能根据储层情况,通过精细优化胍胶压裂液体系中黏土稳定剂、防乳化剂等添加剂的用量,也可以大幅降低在压裂液材料方面投入的成本,预计此项优化仅在配方材料节约方面,就可以实现约20%的材料成本降幅。

    另外,按照集团公司“一切成本皆可控”的理念,工程技术研究院科研人员甚至还提出“清水连续携砂工艺”,并开展了石炭系火山岩储层清水连续携砂工艺试验且取得成功。清水压裂工艺,不仅减少了连续混配车的使用,同时还减免了压裂液的费用,仅投入水资源单方液体费用就预计降幅大于80%。

    5月14日,由工程技术研究院储层改造研究所主导实施的玛18井区MaHW6271/6430井压裂施工启泵开始压裂作业,该平台在“大段多簇+极限限流射孔+全程滑溜水携砂”组合工艺基础上,首次采用免配变粘滑溜水工艺,标志着新疆油田压裂降本组合工艺迈上了新台阶。

    MaHW6271/6430井设计15段82簇,主体单段6簇,总砂量2130立方米,总液量超过2.3万立方米。截至目前,MaHW6271/6430井压裂现场已施工3级,平均液砂比13.06。

    现场施工比较顺利的情况已表明,新疆油田在以玛18井区为代表的玛湖地区3500米深水平井体积压裂,也可以实现滑溜水低液砂比施工。同时,与玛18井区此前主要实施的冻胶连续携砂工艺相比,采用现在的免配滑溜水连续携砂工艺不仅免除了配液费用,同时液体材料成本还可以再下降20%以上,由此带来的成本节约和效益提升效益将十分可观。

    为实现开发高效益和压裂持续降本,工程技术研究院水平井体积压裂攻关团队将不懈努力,不断创新,持续优化和提升新疆油田水平井体积压裂技术,为玛湖地区500万吨原油上产和新疆油田公司打赢低油价下效益实现保卫战提供坚强的工程技术保障。

时间:2020-05-27    来源:新疆石油报
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