9月15日至18日,第二届中国西部国际博览会进出口商品展暨中国西部(四川)国际投资大会在成都隆重举行。全国政协副主席、农工党中央常务副主席刘晓峰在四川省委副书记邓小刚等陪同下参观中国石化馆。刘晓峰充分肯定中国石化为保障国家能源安全和在清洁能源方面对我国经济社会发展做出的重大贡献。
在此次西博会上,中国石化以“智慧能源、至美生活”为主题,集中展示了中国石化独特的优势产业,重点推出页岩气勘探开发、全通径无级滑套、石油机械产品、润滑油、催化剂、新能源战略新兴产业,吸引了国内外众多参会客商驻足观看。
就在前不久,中国石化西南石油局创新研发的滑套式压裂组件、使用该组件的装置及该装置的使用方法,继在俄罗斯联邦、哈萨克斯坦共和国发明专利授权后,获得美国发明专利授权,该技术颠覆性改变压裂施工关键环节,能大幅提高气井产量和稳产能力,显著缩短施工时间和降低成本,处于国际领先水平,标志着该项创新成果在全球受到专利保护,技术创新性获得国际同行广泛认可。
更高的油气产量、更快更低成本的施工,更持久的高产稳产,这始终是石油工程师们孜孜以求的梦想。如今,在压裂施工这一牵出油龙气龙、获取油气成果的关键环节,一项具有国际领先水平的“中国智造”,正带来颠覆性的改变。
压裂改造是油气藏增产的重要技术手段,特别是针对致密非常规储层,改造后有利于建立油气传输通道,提高油气产量。目前,常规工艺主要采用级差投球式滑套压裂改造,受工艺原理限制,该工艺存在改造分段级数有限,储层出水后无法控水堵水等弊端。中国石化西南石油局历时4年攻关,创新无限级压裂滑套技术理论,研发形成井下全通径无级滑套工具系统。该套工具系统同时具备分段无限级、压后管柱全通径、单段可开关、不动管柱快速投产等技术优势,可广泛应用于常规及非常规油气藏压裂改造作业,除了能替代常规水平井压裂工具外,更强的分段能力有利于解决难动用储量动用问题。2016年,通过院士专家组评审鉴定,“无限级编码理论及工具结构”鉴定为国际领先水平。
中国石化西南石油局局长、西南油气分公司总经理甘振维介绍说,“全通径无级滑套系统”是一套新的工艺体系,是获取油气成果关键环节的重要创新,是油气行业具有世界先进水平的“中国智造”,打破了国外油服巨头的技术垄断。目前,该技术获授权国际发明专利3件、中国国家发明专利7件、实用新型专利12件、计算机软件著作权1件。
四大关键创新
一口油气井钻至目的层,怎样获取油气成果或开采油气?
钻头向下钻进,经过数千米的地层,钻达目的油气藏,这时,很多井再使用水平井技术,让钻头在油气层中并非垂直而是水平钻进,目的是穿越更多的油气层,增大油气层的裸露面积,为下步分段压裂创造条件。
分段压裂是获取油气成果这一“临门一脚”的关键环节,打通多个开采油气通道,释放地下油气产能,牵出油龙气龙。分段压裂施工时,这就是“全通径无级滑套系统”上场的时候了。
简单而言,“全通径无级滑套系统”具有四大其核心特点或关键创新:
分段无级限。在实施分段压裂,牵出油龙气龙、获取油气成果这一“临门一脚”关键环节,可根据地下油气藏情况,实施“无限级分段”,能实现无数个油气通道的打通,因此可以根据目的层油气情况实施精细分段,最大限度释放地下油气产能,从而获得更高的油气产量,实现更持久的稳产。这也是“全通径无级滑套系统”的最大亮点。
生产全通径。采用全通径无级滑套,开采油气的管柱实现全通径,为后期维护和作业提供了极大方便。
单段可开关。如果一些分段(即采油气通道)出水影响生产,可以针对性地关闭或开启,避免了出水对开采油气的影响;如果实施排水作业或油气井维护后,又可以重新开启再次投入生产。
管柱一体化。常规的无限级分段压裂,施工管柱与油气井生产管柱不同,要在分段压裂完成后,重新下入生产管柱,这样既增加了作业周期和作业成本,还会造成储层的二次污染,影响油气井产量。而全通径无级滑套分段压裂,施工管柱和油气井生产管柱一体化,施工完成后可直接投产,缩短施工时间,降低施工成本。
能实现上述四大关键创新,得益于“全通径无级滑套系统”的“全智能匹配”。它采用巧妙的设计和创新的结构,施工过程中,通过钥匙和滑套的编码智能匹配,不用人为干预,应该开的“绝不放过”,不该开的“一笑而过”,从而实现无限级和唯一性的完美结合。
四大显著成效
较大规模工业化应用表明,“全通径无级滑套系统”,全面优于目前国内外现有的水平井分段压裂工具,整体达到国际先进水平,两项核心技术达到国际领先水平。
“全通径无级滑套系统”,全面具备“不限级”、“管柱全通径”、“产层可关闭”、“施工连续”、“不动管柱”、“结构独特,可靠性高”、“成本较低”等特点,而其他国内外同类技术或工具,只具备其中部分特点。
简单而言,具有四大显著成效
大幅提高气井产量。和常规分段对比,采用“全通径无级滑套系统”,气井在分段压裂后,平均测试日产量为9.95万立方米,较常规技术平均单井提高了60.3%,日均输气量为5.13万立方米,较常规分段技术日均输气量提高74.5%。
大幅提高稳产能力。和常规分段对比,气井稳产能力大幅提高。
显著缩短施工时间。和其他无限级分段工艺相比,缩短施工时间可达60%以上。
显著降低施工成本。节约施工费用30%以上。
技术、设备、性能全面可靠
“全通径无级滑套系统”,由中国石化西南石油局的顶级创新团队,历时五年研发和攻关而成。项目团队负责人由中国石化西南石油局局长、西南油气分公司总经理甘振维博士领衔,成员包括一大批高级工程师、博士等,以及拥有气田开发、压裂工艺等丰富经验的专家。
五年来,研发团队已在数百井次的实验。去年该技术取得重大突破后,又成功进行了近18井次、252只滑套的现场应用,滑套打开率、打捞成功率均为100%,重复开关功能可实现“四开三关”,可100%实现管柱全通径。
全通径无级滑套系统,已在油气开发中大显身手。中国石化西南石油局川西气田位于“成都—德阳—绵阳”这一四川省最具活力的高密度经济走廊,工业发达、人口密集,对石油工程施工的安全环保要求极高。在川西气田近20口井成功运用,一大批井获得高产,其中在js33-19HF井实现了30级分段压裂,创造不动管柱套管封隔器分段压裂分段数世界纪录。
2016年3月,中国石化西南石油局与中国石化石油机械公司签署合作协议,由中国石化石油机械公司负责工具的加工制造。一年来,双方完成了“全通径无级滑套系统”的工业化、产品化任务。下步,双方还将紧密合作,高质量生产“全通径无级滑套系统”,用一流的技术、一流的产品,为下步大规模推广应用打下好基础。
为加快“全通径无级滑套系统”的应用和推广,中国石化西南油气分公司将成立高水平的专业技术队伍,从工程设计、现场技术服务、压裂施工后生产评价、压裂全过程管理等方面,开展一揽子工程施工和技术服务,确保低渗致密油气藏的低成本高效压裂开发。另外,“全通径无级滑套系统”已启动在页岩气领域的应用研发,预计很快将有新的重要进展。
市场应用前景广阔
在全球油气行业中,好吃的肥肉越来越少,容易开发的油气资源早已开发,油气行业正向深海、大漠、山地等环境复杂区进军,向致密气(即低渗致密油气藏)、致密油、煤层气、页岩气等难度大的油气存储区进军。在此情况下,如何高效、低成本开发是一个现实难题。
特别是在目前全球油气行业低迷的“寒冬期”,更加需要革命性技术创新,更加需要高效、低成本开发,才来迎来新的春天。
“全通径无级滑套系统”的成功研发,这一具有国际先进水平的“中国智造”,将为众多油气田的高效、低成本开发,提供了一个全新选择。
在低渗致密气藏方面,“全通径无级滑套系统”是杀手锏利器。低渗致密油气藏是全球天然气开发的重点领域,近年来,鄂尔多斯深盆含气区、松辽断陷致密含气区和准南深埋致密含气区等地储量及产量迅猛增长,但随着开发的深入,储层物性条件越来越差,水平井需要越来越多的分段,也需要更加经济有效的分段工艺,完全可以采用“全通径无级滑套系统”,提高水平井动用储量及最终采收率,提高水平井开发效益。
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