在北美油氣勘探開發(fā)中，一直不斷強(qiáng)調(diào)的完井技術(shù)可能是一把雙刃劍。本世紀(jì)末，隨著頁巖氣在整個(gè)北美勘探開發(fā)業(yè)的蔓延，其最大的進(jìn)步在于頁巖氣開發(fā)規(guī)模的發(fā)展戰(zhàn)略。可以說，頁巖氣的生產(chǎn)最終是通過延長分支井和增加壓裂分段技術(shù)及裝備實(shí)現(xiàn)的。
因此，對頁巖氣勘探開發(fā)裝備的需求將呈上漲趨勢，鑒于它的重要性，迄今為止，設(shè)備供應(yīng)商一直是頁巖氣革命的主要受益者。然而，隨著設(shè)備利用率和定價(jià)的規(guī)范化，價(jià)值的創(chuàng)造逐漸轉(zhuǎn)向新技術(shù)。
壓裂技術(shù)發(fā)展飛速
Plug&perf(PNP)多級分段定點(diǎn)壓裂是進(jìn)行壓裂增產(chǎn)的傳統(tǒng)方法，該方法主要包含鉆井水平段套管固井，該水平段的壓裂被橋塞分離，橋塞是通過電纜、鋼絲或者連續(xù)油管(CT)固定的。接下來，要對套管進(jìn)行穿孔，壓裂液就可以注入井中，該過程重復(fù)多次，直到每個(gè)分段都壓裂完。最后，連續(xù)油管用于鉆出橋塞，從而打開生產(chǎn)井的井筒。
Plug&perf(PNP)多級分段定點(diǎn)壓裂是非常可靠的技術(shù)，其組件能夠比較容易地利用，它要求多次下鉆進(jìn)入鉆井中，以確保降低頁巖井的總成本。
對此，各個(gè)油田服務(wù)公司已經(jīng)推出了加快鉆井過程的一系列完井技術(shù)。其中，裸眼完井系統(tǒng)已存在很長一段時(shí)間，但最近該技術(shù)還是贏得了更多的關(guān)注，這些系統(tǒng)在生產(chǎn)套管外使用壓裂套封隔器去隔離井身的水平段，而不是使用射孔器進(jìn)入儲層，滑套覆蓋壓裂口，并通過驅(qū)動球進(jìn)入井中被打開，降落到一個(gè)搖架中從而隔離每個(gè)分段，逐漸增大的球落入水平井段的整個(gè)分段。經(jīng)過完整的泵送后，該球被送出，重新打開井筒。
該技術(shù)的優(yōu)勢主要在于它的速度，當(dāng)整個(gè)壓裂處理都能夠發(fā)生在每個(gè)單泵送作業(yè)時(shí)，可以縮減進(jìn)行每個(gè)分段所要求的時(shí)間達(dá)75%。起初的不足是有限數(shù)量的分段構(gòu)建系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及可靠性，對此，許多服務(wù)公司也已經(jīng)推出了解決這些問題的增強(qiáng)系統(tǒng)。
貝克休斯公司的FracPoint EX-C系統(tǒng)的分段能力可以到達(dá)40段完井作業(yè)，其主要是通過使用不同大小的圓形球，它們僅僅是1/16in，完整的系統(tǒng)包括哈里伯頓的 DeltaStim系統(tǒng)(最大26段完井作業(yè))、Packers Plus公司的StackFRAC HD系統(tǒng)(最大20段完井作業(yè))和斯倫貝謝的Falcon系統(tǒng)(最大20段完井作業(yè))。
Packers Plus公司進(jìn)一步將滑套系統(tǒng)與轉(zhuǎn)發(fā)器口技術(shù)結(jié)合構(gòu)建了QuickFrac系統(tǒng)，其并非驅(qū)動一個(gè)單分段，每個(gè)坐落的球都能打開2～5個(gè)分段，每一井段都有限制的進(jìn)入設(shè)置，僅僅允許一部分壓裂液進(jìn)入。因此，泵送階段的量也只是壓裂階段量的一部分，這縮減了時(shí)間和成本，該公司已成功安裝一個(gè)60級的裸眼完井系統(tǒng)，滿足了鉆井多級壓裂的需求。
在加拿大，低流量下泵作業(yè)轉(zhuǎn)入淺井是常見的，油田服務(wù)公司已通過連續(xù)油管研發(fā)了壓裂即“環(huán)形壓裂”。在這種方法中，連續(xù)油管噴射工具作業(yè)井下射孔套管之前，在合適的位置下套管，接著，壓裂液泵入套管或連續(xù)油管環(huán)。
實(shí)際上，該技術(shù)的優(yōu)勢是無限分段的創(chuàng)建，在位置和速度上也沒有限制，同時(shí)，所要求的馬力較小(最高達(dá)50%)，這主要是由于采用了單孔射孔布孔方案而不是多孔射孔布孔方案。
滑套也能結(jié)合連續(xù)油管使用。正是滑套并非圓形球驅(qū)動經(jīng)由連續(xù)油管及之后的環(huán)形壓裂被打開。這種方式進(jìn)一步減小了分段所需要的時(shí)間，其是由于不需要噴射射孔，盡管改變壓裂位置的能力不存在了。
壓裂球技術(shù)在完善
貝克休斯利用納米技術(shù)研發(fā)了In-Tallic溶解壓裂球。該球由鎂合金、鋁合金和其它合金的微觀顆粒組成，它們互為一體且在鹽水中不溶解。由此，輕便而結(jié)實(shí)耐用的材質(zhì)可以成型極好的球形狀，提供了密封淺孔，使用一段時(shí)間之后，沒有一點(diǎn)溶解。
貝克休斯也研發(fā)了同樣材質(zhì)的射孔槍套，這消除了增產(chǎn)后鉆出的必要性，斯倫貝謝公司提供了一個(gè)競爭的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在它的nZone系統(tǒng)內(nèi)使用一個(gè)可溶性投射驅(qū)動滑套。
支撐劑技術(shù)點(diǎn)燃新希望
新的支撐劑技術(shù)涉及超輕質(zhì)聚合物支撐劑和水比重，超輕質(zhì)支撐劑的沉降速度比泥沙與陶瓷慢很多，這就在一定程度上減少了所需水的容積，同時(shí)也部分抵消了較高的單位成本。
Trican公司的FlowRider方法是一個(gè)非常有意義的替代方式，該解決方案促使微氣泡黏附泥沙，像超輕質(zhì)支撐劑一樣很容易攜帶，這減低了傳統(tǒng)作業(yè)所需求的量，同時(shí)也提高了油井產(chǎn)能，其主要是由于完善的連通性。
一種不同的支撐劑策略是渠道壓裂。纖維可用于凝固支撐劑，聚塊形成柱子構(gòu)造與渠道共同促進(jìn)流量并防止泵送過程中的散射。
對于北美陸上石油服務(wù)業(yè)來說，創(chuàng)造價(jià)值的主要?jiǎng)恿赡苻D(zhuǎn)向技術(shù)，提高作業(yè)效率和生產(chǎn)的一體化。事實(shí)上，技術(shù)的潛力在于通過提高機(jī)械設(shè)備的效率完善設(shè)備的規(guī)范化及標(biāo)準(zhǔn)化。
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