石油新技术与装备调研

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1、石油新技术与装备调研一、石油开发领域新技术装备1、油藏纳米机器人（Nanobots或Resbots）不是传统意义上的纯机械机器人，而是一种化学分子系统和机械系统的有机结合体，是能够在纳米空间进行操作的“功能分子器件”，大小不足人类发丝直径的1/1000，通过注入水进入油藏，在地下旅行期间探测岩石及所含流体的性质，并将信息存储起来或实时传送到地面，在生产井中随原油产出并被回收，以便提取机其携带的各类储层及流体信息。其测量的垂直分辨率远高于测井和岩芯分析，探测范围介于测井与地震勘探之间，非常有助于进行油藏表征。在油气勘探与开采中具有多种用途：辅助圈定油藏

2、范围、绘制裂缝和断层图形、识别和确定高渗通道、识别油藏中被遗漏的油气、优化井位设计和建立更有效的地质模型，将来还可能用于将化学品送入油藏深处进行驱油。有助于延长油气田的开采和供应年限，提高累积产油量和采收率，对发现和开采当前存储于地下大量的剩余油具有重要作用。目前从事油藏纳米机器人研究的机构主要有沙特阿美石油公司和先进能源财团（AEC）。阿美公司继2007年提出油藏纳米机器人概念，2008年完成可行性研究后，2010年成功进行了回收油藏纳米机器人的现场测试。AEC资助的美国莱斯大学也已制造出油藏纳米机器人（Nanoreporters）。该技术面临的主

3、要问题是：（1）机器人的部署：如何实现机器人在非均质油藏中的均匀分布，在恶劣环境下如何保护机器人，如何回收机器人（无源情况下）；（2）遥测/定位：如何从数百万个机器人中实时提取数据（通讯/采集），如何确定每个机器人的空间位置以及采集数据的时空地理定位；（3）数据采集：如何探测被绕过的油气（经常在流动通道之外）、如何增加传感器的探测深度、如何读取数据；（4）数据处理：如何有效处理、分析和使用采集的数据，有效开采油气。2、缝网压裂技术是近年来伴随着天然裂缝性油藏压裂理论研究而发展起来的一项新型压裂理论和工艺技术。能够实现网状裂缝的压裂技术统称为缝网压裂技

4、术，包括同步压裂（Simulfrac）、拉链式压裂（Zipperfrac）和得克萨斯两步跳压裂（TexasTwoSteps）等。这3种压裂技术都是通过巧妙的压裂设计来增加井与井之间、段与段之间的岩石应力干扰，进而形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的三维缝网，增加页岩气、致密油等非常规油气储层的改造体积（SRV）,提高初始产量和最终采收率。同步压裂是指两口或两口以上的相邻平行井同时进行压裂，每口井配备一套压裂机组，压裂过程中通过裂缝的起裂改变就地应力场，利用应力的相互干扰形成复杂三维缝网，进而提高改造体积和最终采收率。目前已发展到最多5口井进行同步压裂。拉

5、链式压裂是用一套压裂机组在两口离得比较近的平行井上轮流作业，即在一口井的压裂间隙，压裂管线迅速连接到另一口井上去压对应的层段，然后再返回原来的井继续压下一段，如此反复。得克萨斯两步跳压裂的灵感来自于美国西部特有的一种舞蹈——得州两步舞，它不是像传统方法那样按照从端部到根部的顺序依次压裂，而是通过一组机械开启式滑套进行有选择性的压裂。同步压裂和拉链式压裂主要是通过压裂过程中井与井之间的相互干扰，改变裂缝方向，形成复杂三维网络，而得克萨斯两步跳主要是通过段与段之间的干扰，改变岩石的应力促进分支裂缝的产生，以创建复杂的三维裂缝网络。　目前同步压裂和拉链式压

6、裂已经成功地用于多个页岩气产区，得克萨斯两步跳压裂法还处于概念阶段。微地震监测结果表明，同步压裂、拉链式压裂之后的储层微震事件明显较多，并且有重叠的现象。据专家测算，与普通压裂作业模式相比，同步压裂平均增产30%以上。美国EOG资源公司在Barnett页岩成功进行了5口井的同步压裂作业，5套压裂机组同时作业，井距为114m，5口井总的初始产量为96.2×104m3/d。据EOG公司预测，最终采收率可以达到原始地质储量的54%。1、高导流能力压裂技术（HIWAY）是一种有别于常规依靠支撑剂形成压裂裂缝导流能力的全新流动通道压裂技术，由斯伦贝谢公司历时7

7、年进行技术论证、研发和先导试验，2010年投入商业化应用，目前正在全球推广。据称，这项技术可从根本上改变形成裂缝导流能力的方式，适用于固结岩石的压裂处理，可在压后裂缝的支撑剂充填层内建立稳定的流动通道，减小裂缝对油气的流动阻力，增加有效裂缝长度，在油藏和井筒之间实现无限导流能力，进而提高产能和采收率。大量实例证实，HIWAY通道压裂技术增产效果明显，目前已经在美国、加拿大、阿根廷、俄罗斯和墨西哥等8个国家和地区由30多家作业公司进行了超过3000级的压裂，无论是用于直井还是水平井，产量均有大幅度提高。阿根廷南部的LomaLaLata油气田是阿根廷主要

8、的天然气生产地，其300多口生产井中有7口井，应用HIWAY压裂方法进行了改造。选择8口采用常规压裂方法的邻