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在過(guò)去的20年時(shí)間里，美國(guó)石油天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)生了革命性的變化。從之前依靠加拿大、墨西哥及中東原油進(jìn)口，到如今將石油、天然氣出口到歐洲等各地，這一系列的變化源自美國(guó)油氣生產(chǎn)效率的顯著提高。如今，越來(lái)越多的“美國(guó)經(jīng)驗(yàn)”遍布世界各大油田，為全球油氣田的高效開(kāi)采提供了一定的借鑒作用。
水平井開(kāi)采技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著
通常來(lái)講，對(duì)于水平井的開(kāi)發(fā)，就是要盡最大的可能實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)，但前提是面對(duì)何種油氣藏。一般油氣藏具有一定的空隙度，油氣流到水平井當(dāng)中，其中最重要的工作就是促進(jìn)油氣的水平流動(dòng)。要根據(jù)裂縫的水平動(dòng)向，進(jìn)行水平井的開(kāi)鉆，通過(guò)裂縫與水平井建立的通道，改變油氣藏的流動(dòng)，從而最大化增加進(jìn)入到水平井的產(chǎn)量。另外，要抑制油氣的滲透性，通過(guò)封閉空間的不平衡裂縫，建立連接油氣藏通道，這樣的裂縫樹(shù)與水平井成統(tǒng)一狀態(tài)，能夠增加產(chǎn)量。垂直井口細(xì)度不像水平井口細(xì)度高，這就是為什么垂直井的滲透率低的緣故。作為一種結(jié)論，對(duì)于水平井的開(kāi)采，我們通過(guò)裂縫與水平井建立一個(gè)通道來(lái)改變油氣流動(dòng)，最大化增加進(jìn)入到水平井的產(chǎn)量。
這種造井方式已成為“美國(guó)經(jīng)驗(yàn)”最常采用的造井方式。原哈里伯頓副總裁、SPE技術(shù)部主任Dr. Ali Daneshy表示，對(duì)于裸眼井，可以采用自然形成的裂縫進(jìn)行催產(chǎn)，這種方式會(huì)降低開(kāi)采成本，節(jié)省開(kāi)支。同時(shí)能夠更快的完井，更好的保證井口之間與裂縫之間的連通性。而復(fù)雜油氣井便需要通過(guò)壓裂方式，對(duì)不同的井段進(jìn)行分層多級(jí)壓裂，壓裂過(guò)程中，十幾個(gè)大的裂縫可以和油層建立通道，進(jìn)行增產(chǎn)。
但這種催產(chǎn)方式也有很多弊端，不論對(duì)于中國(guó)還是美國(guó)的油氣行業(yè)。首先我們對(duì)裂縫位置的控制能力偏弱，而在靈活度方面也會(huì)受到影響。在執(zhí)行壓裂的過(guò)程中，很大程度上依賴(lài)于壓裂井口的情況。裸眼井縱向裂紋的深層走向不同，所采取的固井方式也不同，考慮的關(guān)鍵因素就是壓裂液。
 
分段壓裂完井系統(tǒng)的成功應(yīng)用
投球滑套法和射孔加塞法是兩種常見(jiàn)的完井方式，在美國(guó)油氣生產(chǎn)過(guò)程中，二者組合運(yùn)用的情況較多。
采用投球滑套法進(jìn)行分級(jí)壓裂時(shí)，針對(duì)水平井而言，壓力分布在水平井的一側(cè)，可以節(jié)省很多時(shí)間，人工成本，以增加效率。采用橋塞射孔方式進(jìn)行分級(jí)壓裂時(shí)，將尾管加入到分割器當(dāng)中，采用分割器對(duì)井進(jìn)行分級(jí)，用橋塞來(lái)堵住，一旦出現(xiàn)橋塞，就可以進(jìn)行分級(jí)射孔。在此項(xiàng)技術(shù)中，對(duì)橋塞的選擇是十分關(guān)鍵的。比如對(duì)于兩千米的水平井和兩千米的垂直井是不一樣。這樣對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度會(huì)很高。射孔的位置安排也會(huì)比較復(fù)雜，可能會(huì)比計(jì)劃的壓裂走向有些差異。所以多裂縫的方式就會(huì)體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)，橋塞和射孔把一口井分成多段，對(duì)每一段在壓裂階段進(jìn)行壓裂。在選擇過(guò)程中，剔除掉一些裂縫，能夠保證壓裂繼續(xù)推進(jìn)，以保證良好的效果，這是在水平井里面很常用的壓裂方式。
在生產(chǎn)過(guò)程中，如果遇到了沒(méi)辦法解決的沙回流問(wèn)題，那么不得不停止施工，等到將沙字抽出之后才能重新恢復(fù)作業(yè)。但在雙噴射系統(tǒng)里面，我們可以采用連續(xù)作業(yè)管，進(jìn)行封套或采用液壓噴射的方式實(shí)現(xiàn)交替作業(yè)，不會(huì)造成施工中止。這樣在工作過(guò)程中，就有很大的靈活性，比如可以把噴入設(shè)備的化學(xué)組份進(jìn)行調(diào)整修改，從而達(dá)到更好的壓裂跟效果，而且可以簡(jiǎn)化操作，讀取井底的壓力系數(shù)然后進(jìn)行操作方面的調(diào)整。
 
大規(guī)模開(kāi)采下的組織與協(xié)調(diào)
成功開(kāi)采頁(yè)巖氣使美國(guó)躍居全球第一產(chǎn)氣大國(guó)。中國(guó)要成功開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣，首先必須要規(guī)劃起一個(gè)巨大的開(kāi)采架構(gòu)，并非每年幾千或者上萬(wàn)口井，而是每年五萬(wàn)到十萬(wàn)口井的開(kāi)采規(guī)模。然而這并非難事，只要有良好的開(kāi)采運(yùn)作管理能力，如此規(guī)模的開(kāi)采是能夠順利進(jìn)行的。
在美國(guó)，目前頁(yè)巖氣開(kāi)采基本是每年五萬(wàn)至六萬(wàn)口井的規(guī)模，進(jìn)行壓裂的裂縫數(shù)量更是繁多。壓裂技術(shù)能否成功應(yīng)用與裂縫的設(shè)計(jì)有很大關(guān)系，這直接關(guān)系著開(kāi)采成本。所以在裂縫的設(shè)計(jì)上要精準(zhǔn)、高效，而參與裂縫設(shè)計(jì)的公司可能高達(dá)幾十家，這幾十家設(shè)計(jì)公司就必須團(tuán)結(jié)一致，步調(diào)協(xié)調(diào)，就像一個(gè)人在工作一樣。因而對(duì)于每個(gè)在現(xiàn)場(chǎng)工作的人來(lái)講，都要做到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)才能開(kāi)展工作，不能留有任何風(fēng)險(xiǎn)。也就是說(shuō)，對(duì)于大規(guī)模油氣壓裂生產(chǎn)過(guò)程，開(kāi)采架構(gòu)的組織、協(xié)調(diào)是尤為必要的，如何提高開(kāi)采架構(gòu)的組織、協(xié)調(diào)能力是全球油氣開(kāi)發(fā)的重要課題也是難題。阿里先生表示，這需要一個(gè)行業(yè)整體水平的提高，美國(guó)在此方面也是逐步完善并取得進(jìn)一步成果的。