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非常规油气资源勘探开发“进步之路”
发表时间 :2025-08-04    来源:中国矿业网

  众所周知,非常规储层压裂技术的创新是非常规油气取得突破的关键技术之一。近年来,非常规油气资源勘探开发进程不断加快,逐步形成了一系列非常规储层改造新型压裂工艺技术体系。

  压裂技术工艺与装备材料体系不断革新,储层改造水平不断提高。为攻克非常规储层低孔、低渗、低压等开采制约因素,发展了各类新型压裂技术工艺。目前,我国已形成了成熟的水平井分段压裂技术体系,包括水平井可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套分段压裂技术、水平井固井滑套分段压裂技术、泵送桥塞射孔压裂联作分段压裂技术和水力喷射分段压裂技术。2022年9月,在国家级页岩油开发示范区华H90-3井,长庆井下完成5060米超长水平段井压裂改造68段,刷新了亚洲陆上页岩油最长水平段的施工纪录。

  压裂工具方面开始向智能化、无干预方向发展,出现了诸如无限级压裂系统、快速压裂系统、电控压裂滑套、可溶解压裂桥塞、复合压裂桥塞等新型设备工具。

  压裂流体及材料逐渐向可控、可响应、可降解及高性能方向发展,如缓控释酸液体系、可降解暂堵转向剂、高黏减阻剂、原位支撑剂、超低密度支撑剂以及复合材料涂层支撑剂等。

  压裂作业加快向数字化、自动化、智能化方向发展,压裂监测、智能分析、自动化施工技术逐步推广。为提高对储层状态、压裂过程和压裂效果的感知、控制和评价能力,压裂监测越来越受到行业重视。

  基于系统全面的压裂监测,结合大数据、人工智能技术,裂缝-压裂参数智能优化、压裂风险智能预警、裂缝形态智能反演等技术逐渐发展,为高效压裂施工及压后生产调控提供了技术支持。目前,已实现远程实时监控、压裂井数字孪生、全过程管控和辅助决策以及部分施工动作自动操控,压裂队伍与井场规模不断缩小,无人智能压裂可能成为未来压裂作业的新面貌。

  压裂技术体系加快绿色低碳转型,社会综合效益成为重要考量。随着碳中和政策与ESG发展理念的推广,绿色低碳转型成为压裂技术发展的另一重要趋势。作为碳减排和降成本利器,电驱压裂正在获得市场青睐,压裂行业电气化水平显著提高。压裂作业将进一步参与绿电消纳,减少自用油气消耗,降低生产成本,促进油气与新能源融合发展。压裂技术方面,CO2压裂应用规模不断提高,CCUS-EOR技术理念进一步推广,减碳增效有机结合。

  相比传统的柴油驱动压裂机组,电驱压裂设备功率更大,占地面积更小,一套电驱压裂设备可以替代2套3000型传统压裂机组,且电驱压裂设备没有了底盘、发动机、传动系统等一系列复杂的机械结构,维修成本低,保养更加简单,实现了施工效率、经济效益和绿色环保三重提升。电驱压裂比传统柴驱压裂降低噪声污染30%,从而使每天的施工时间由15小时提高到24小时。压裂施工平均一段需要3个小时,过去一天最多施工5段,电驱压裂可以实现每天6-8段,使得页岩气开采效率大大提升。使用电驱压裂可减少燃料成本40%以上,有效减少单井固废和废气排放,实现了二氧化碳零排放。电动泵压裂在页岩气开发中被广泛使用,具有经济、清洁、噪音小等优势,已经成为未来发展的一种趋势。焦页11东电驱压裂平台装备使用中石化自主研制生产的第二代5000型成套电驱压裂装备,从低压供液装备、地面供砂装备、快插式井口装置、高压泵注装备等升级配套全自动化远程控制系统,能够实现集成化操作、智能化控制,确保页岩气压裂施工的低碳环保,倡导国家十四五碳中和发展目标。

  无水压裂技术是一种利用氮气、二氧化碳和液化天然气等代替水作为压裂液的新技术,相比于传统的水力压裂技术,无水压裂技术基本不需要水,极大缓解了对水资源的压力。目前的无水压裂技术主要有氮气泡沫压裂、二氧化碳压裂和LPG压裂技术,但这个技术还不够成熟,应用不广,仅在部分地区做了现场试验。

  非常规油气是未来增储上产,解决国家能源资源供给的重要领域。随着非常规油气资源的不断开发利用,更多绿色、先进有效的储层改造技术工艺体系将会形成。(中国矿业报)