非常规油气低产井如何重焕生机？

  [中国石化新闻网2023-12-21]3月6日，中国石油PZG90型高性能膨胀管在新疆油田玛湖某致密油井成功实施国内首口膨胀管井筒重构现场试验，水平段重构段长1041米，标志着我国首口千米级膨胀管井筒重构水平井的诞生，也标志着我国膨胀管井筒重构技术实现了从“0到1”的突破，填补了国内空白。
  膨胀管井筒重构技术是中国石油研发的具有自主知识产权的一种高效石油技术，主要用于非常规油气井重复压裂领域。该技术主要利用膨胀管实现对非常规油气低产水平井初次射孔的精准封隔，具有通径大、承压高的优势，助力开展高质量重复压裂，充分挖掘低产井剩余油气潜力，支撑非常规油气资源经济高效开发。
  非常规油气资源产量衰减问题日益突出
  近年来，国内外油气资源开发方向逐步由常规向非常规转移，非常规油气已成为石油天然气供应的重要来源。据统计，2021年全球非常规油气剩余探明技术可采储量为1136.26亿吨油当量，占全球总储量的26.11%。非常规油气资源在国内已显现出巨大的开发潜力，页岩油气、致密油气等产量实现了快速增长。非常规油气的规模化、持续化开发，对于缓解国内油气供需矛盾、保障我国能源安全具有重要的战略意义。
  与常规油气资源相比，非常规油气资源的储层条件差、开发难度大，其有效开发多借助水平井+体积压裂技术。产量递减幅度大、递减速度快是非常规油气井的典型生产特征。如北美巴肯页岩区带的油井，部分井一年后产量降低至初始产量的30%。
  与国外相比，我国非常规油气资源开发时间相对较晚，但随着近几年的持续开发，受地质非均质性强、早期水平井改造不充分等地质工程因素影响，国内页岩油气、致密油气等非常规油气井也面临产量衰减的问题，低产水平井井数占比不断增高。
  如何提高非常规油气井产量，成为制约非常规油气藏持续经济开发的重要难题，也是目前国内外非常规油气开发领域的重点研究方向。
  重复压裂技术激活非常规油气井产能
  针对非常规油气井产量递减速度快的难题，北美采取了一系列技术措施提高非常规油气井产量和采收率，包括增加钻井作业量、钻加密井、重复压裂等。其中，重复压裂技术可起到增加地层能量、产生新缝或扩展老缝、恢复裂缝导流能力、提高储量动用程度等诸多作用。国外现场实践表明，与新钻井相比，重复压裂的费用相对较低、见效快，还可以避免钻加密井产生的邻井干扰等相关风险。
  北美在重复压裂方面探索出了一些行之有效的技术和工艺，为页岩油气持续开发提供了重要支撑。近10年间，北美页岩油气产区已经实现了重复压裂技术的规模应用。在巴肯、巴奈特、伊格尔福特等页岩气产区，低产老井重复压裂后产量和EUR明显提高，部分井经过重复压裂后的初始产量递减率低于初次压裂后的产量递减率，在提高产量和采收率方面效果显著。
  重复压裂技术主要分为两种类型，分别为原有裂缝重复改造和封堵原有射孔转向重新压裂。原有裂缝重复改造的优点在于操作相对简单，但该方法还是基于原有裂缝改造，未动用新层位，因此重复压裂改造效果有限。封堵原有射孔转向重新压裂，通过封堵原射孔，在新层位进行重新射孔和压裂，储层动用率更高，提产效果更好。转向重复压裂技术实施难度更大，其关键在于需要将原有射孔进行有效封隔，避免重复压裂过程中压裂液流向老缝，提高造新缝的概率，扩大水平井段油藏接触面积，保障重复压裂效果。
  北美早期转向重复压裂主要采用化学暂堵和套中固套两种技术。化学暂堵技术在原有裂缝中填入化学材料，实现对裂缝的封堵；套中固套技术通过注水泥固井的方式实现对整个射孔段的全部封隔。两种技术在现场应用过程中取得了不错的效果，但也存在一定的局限性。化学暂堵对原射孔密封压力低，难以控制压裂液流向；套中固套施工后内通径大幅减小，限制了重复压裂的施工压力和排量。因此，如何实现大通径高承压井筒重构，成了高效转向重复压裂的关键核心，也是国内外重复压裂领域的前沿问题。
  膨胀管井筒重构技术助力非常规油气老井重焕生机
  膨胀管是一种具有良好塑性和强度的可变形的油井管，入井后可通过液压或机械的方法使其在径向膨胀，发生永久性膨胀变形，实现管柱的小尺寸下入、大尺寸服役。膨胀管可变形的属性赋予其神奇的功能，在石油工程中具有独特的作用，可用于解决钻井、完井、修井及储层改造等领域的工程难题。
  膨胀管井筒重构是膨胀管技术在储层改造领域的应用。将膨胀管下入生产套管内，在井下通过液压或机械方法使膨胀管膨胀，利用管外密封结构实现对原射孔的有效封隔。膨胀管井筒重构技术可有效弥补化学暂堵和套中固套两项技术的缺陷，实现大通径高承压井筒再造。
  膨胀管井筒重构技术是一项世界前沿储层改造技术，国外只有亿万奇公司掌握了该技术。国内重复压裂技术整体处于起步试验阶段。近两年，中国石油在前期膨胀管技术研究基础上，聚焦非常规油气低产老井重复改造需求，在井筒重构用高性能膨胀管材料、工具以及工艺方面取得了重要突破，研发形成了膨胀管井筒重构技术。今年3月，该技术在玛湖某致密油低产水平井完成了国内首次膨胀管井筒重构现场试验，水平段重构长度1041米。膨胀管重构井筒后，顺利完成重复压裂。开井生产后最高日产油超过20吨。
  膨胀管井筒重构重复压裂作业的成功，充分证明该项技术是提高我国非常规油气采收率的一项有效技术手段，为非常规低产油气井二次开发提供了技术利器。
  随着我国致密油气、页岩油气开发规模的扩大和开采时间的加长，非常规油气低产水平井数量不断增多，非常规油气区块重复改造需求也将持续增长，膨胀管井筒重构重复压裂技术应用前景广阔。然而，不同地区、不同油气藏所采用的完井管柱规格不同，地层特性和井筒条件也存在差异，因此形成满足不同区块重复压裂需求的膨胀管规格和针对性的膨胀管重构工艺，是未来膨胀管井筒重构技术的重点研发方向。
  市场反馈
  新疆油田
  工程技术研究院（监理公司）采油工艺研究所党支部书记于会永
  为突破新疆油田非常规储层低产水平井提产技术瓶颈，我们联合中国石油工程技术研究院，在国内开展首例长水平段膨胀管井筒重构技术试验，水平段重构长度达到1041米，重复压裂施工成功率达100%，监测显示膨胀管的完整性良好。目前，这口井已自喷生产120余天，产量为重复压裂前的3倍以上。这项技术的突破填补了我国水平井井筒重构重复压裂技术空白，刷新了国内水平段膨胀管封堵作业长度纪录。希望双方能够在非常规提产、提高采收率等工程技术攻关方面加强合作，逐步扩大技术应用规模，助推新疆油田非常规储层水平井提产关键技术取得新突破。
  西部钻探
  井下作业公司储层改造研究中心副主任王渊
  作为国内首口水平井膨胀管井筒重构重复压裂试验的施工方，西部钻探井下作业公司与新疆油田、工程技术研究院携手推进地质工程一体化，顺利完成了井筒重构和重复压裂施工。这项技术的成功突破，为探索低产水平井提产关键工程提供技术支撑，开创了国内非常规油藏水平井膨胀管井筒重构重复压裂的技术先河，革命性改变了国内非常规油气藏水平井二次开发的技术手段，为油田老区老井挖掘剩余价值开辟了新天地。
  除署名文章外，本版文字、图片均由工程技术研究院贾涛、周毅提供。