国外海上压裂技术适用性综述

摘 要：随着海上中高渗油气资源的大规模勘探开发，海洋石油天然气资源的开发已逐渐转向中低渗透油气田。以压裂为主的增产工艺方式已经在国外诸多海域的低渗透油气田中成功应用，使油气田得到了高效开发。本文通过对国外文献的调研，分类总结出国外海上低渗透油气田目前压裂技术的适应性，对国内海上油气田的压裂具有指导意义。

关键词：海上油气田 中低渗透率 压裂技术 适用性

海底石油天然气的开采始于20世纪初，到60年代后期迅速发展。现在全世界已有100多个国家和地区在近海进行油气勘探，海上原油产量逐日增加，约占世界石油总产量的1/4[1]。随着海上油气田中-高渗剩余高丰度资源的开发越来越少，海洋石油天然气资源的开发已逐渐由中-高渗转向储量规模大的中-低渗透油气田。国外诸多海域的低渗透油气田已成功应用压裂工艺，实现了油气田的高效开发，取得了经济和技术上的双赢。但是我国海上某些低渗透油气田，采用常规开发技术无法满足海上开发要求。国外的成功经验表明，压裂是油气田增产的主要措施，如何将国外海上低渗透油田的增产经验借鉴推广到国内的海上油田，对提高海上油田的采收率具有重要的意义。

一、各种压裂工艺的适用性

1.多级压裂

多级压裂技术是页岩气压裂的主要技术，在美国页岩气生产井中，有85%的井是采用水平井和多级压裂技术结合的方式开采，增产效果显著。多级压裂的特点是多段压裂和分段压裂，它可以在同一口井中对不同的产层进行单独压裂。多级压裂增产效率高，技术成熟，适用于水平井段较长的井。海上致密油气储层不同层位含油气性差异大，多级压裂能够充分利用储层的含油气性特点使压裂层位最优化。在常规的海上油气田开发中，多级压裂已经是一个成熟的技术，国外有很多成功应用的实例。

2.清水压裂

清水压裂适用于天然裂缝系统较发育、岩层杨氏模量高和压力较低的地层。1997年，Mitchell能源公司首次将清水压裂应用在Barnett页岩的开发作业中，清水压裂不但使压裂费用较大型水力压裂减少了65%，而且使页岩气最终采收率提高了20%。

3.同步压裂

2006年，同步压裂首先在美国Ft.Worth盆地的Barnett页岩中实施。作业后，同一平台上大致平行的2口井均以相当高的速度生产，比其他未压裂的井日产速度高出两倍。同步压裂在国外页岩气开发中应用广泛，特别是当区块开发比较充分、井眼密集时，通过对多口井进行同步压裂，能够获得比依次压裂更好的效果。同步压裂目前在国内外海上油气开发中还是一个较新的概念，其在国外海上油气田的技术可行性还有待进一步实践，不适用于井眼稀疏的勘探阶段。

4.水力喷射压裂

2003年在巴西的1-RJS-512HA井上作业并取得成功，这是水力喷射压裂技术首次应用于海上油田增产作业中[2]；2005年，美国首次使用水力喷射环空压裂工艺对Barnett页岩53口井进行了压裂，其中26口井取得了技术和经济上的成功。2008年，刚果Albian油田对一口大斜度井实施了水力喷射压裂，效果良好；2010年，刚果Tchendo油田实施了水力喷射压裂，取得了较好的效果并在其他油田进行了推广。大斜度井和水平井可以采用水力喷射压裂来提高产能。用于水平井的分段压裂，不受完井方式的限制，但是受到压裂井深和加砂规模的限制。水力喷射压裂在国内海上油气开发中的应用时间不长，主要依靠国外公司提供技术服务，压裂成本高，再加上此技术在国内海上的应用并不成熟，日后在海上的推广有待于进一步发展。

5.水力压裂充填

1996年开始，巴西海上的油井开始了大量的水力压裂充填作业[3]。在高渗地层中，压裂充填能够产生有效的足够高导流能力的裂缝，压裂充填后的井起到防返吐作用，因此产能要远高于未经作业的井。压裂充填可以解决高渗油气井进行压裂时地层损害及防砂控砂的问题。鉴于此项技术在巴西深海作业成功，理论及工艺技术上比较成熟，可以考虑推广至全球范围内适宜的海上深水油田。

6.酸化压裂

酸化压裂工艺主要局限于碳酸盐岩储层——灰岩和白云岩。进入20世纪90年代以后，随着各种液体体系和多级注入程序的进步，碳酸盐岩储层的酸化压裂也在增加。由于未加入支撑剂，酸化压裂不会出现过早脱砂，施工的风险较低。酸化压裂更多地用于成熟的海上油田，特别是对于那些解除储层污染的井。海上油气田酸化压裂的典型案例有：1990年，Valhall油田的世界海上第一口水平井自转向酸化压裂成功；Lebada Vest油田早在1996年开始进行海上水力压裂并辅助酸化压裂，由于油藏并不是十分适合酸化压裂，作业效果虽令人满意但效果不持久[4]；孟买海上油田是储层薄且密、非均质较强的碳酸盐岩油藏，产量在短期内急剧下降后，对2口井进行多级酸化压裂取得成功。基于其独特的岩石特性，多级控制酸化压裂是一种高效的增产方式。

二、结论及建议

1.从地层的角度分类，不同压裂技术的适应性如下：砂岩储层适合水力压裂；碳酸盐岩储层适合酸化压裂和水力压裂；特低渗储层适合水平井多级水力压裂。

2.美国对页岩气的压裂技术和巴西对海上高渗油气田及超深油气井的增产技术所取得的成功经验，以及其他国家的压裂经验，都可以作为我们未来对类似油气田采取增产措施时的技术参照。

参考文献

[1] Williams， M.P.， S.S.Nivarthi， et， al. Fracture Modeling in a Weakly Fractured Carbonate Reservoir， Offshore UAE. SPE 148018， 2011.

[2] Charles， F.， C.D. Michael. Developing Offshore Tight Gas Sands and Navigating Subsurface Uncertainty. SPE132273， 2010.

[3] Stenin， V.P.， S.V. Delia， et， al. First Hydraulic Fracturing from a Supply Vessel in Russian Caspian Sea. SPE160754， 2012.

[4] Sergey S.， D. Greg， et， al. First Hydraulic Fracturing Treatments Improve HPHT Well Offshore India. SPE 143560， 2011.