致密油气藏精准压裂-提高采收率一体化技术发展现状及建议

doi:10.3981/j.issn.2097-0781.2023.02.006

前瞻科技 ›› 2023, Vol. 2 ›› Issue (2): 75-88.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2023.02.006

致密油气藏精准压裂-提高采收率一体化技术发展现状及建议

周福建(), 李根生^†(), 刘皓, 刘雄飞, 田守嶒, 梁天博

中国石油大学（北京）油气资源与工程全国重点实验室，北京 102249

收稿日期:2023-04-10 修回日期:2023-05-05 出版日期:2023-06-20 发布日期:2023-06-28
通讯作者: ^†
作者简介:周福建，博士，教授。曾任中国石油勘探开发研究院压裂酸化中心副主任，中国石油勘探开发研究院首席专家。长期从事油气田开发研究，在油气藏改造、油气井防砂、储层保护方面有一定造诣。以第一完成人获国家科技发明奖二等奖2项、省部级科学技术一等奖7项。获何梁何利基金科学与技术创新奖产业创新奖，孙越崎能源科学技术奖青年科技奖、孙越崎能源科学技术奖能源大奖。电子信箱：zhoufj@cup.edu.cn。
李根生，博士，教授，中国工程院院士，油气钻井与完井工程专家。油气资源与工程全国重点实验室主任，中国石油大学（北京）碳中和示范性能源学院院长。曾任中国石油大学（北京）副校长，兼任国务院学位委员会第八届矿业工程、石油与天然气工程学科评议组联合召集人等。长期从事油气钻井和完井工程理论与技术研究。获国家科学技术奖励5项。电子信箱：ligs@cup.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(52274051);国家自然科学基金面上项目(52174045);中国石油天然气集团有限公司-中国石油大学（北京）战略合作科技专项(ZLZX2020-01);国家自然科学创新研究群体项目(51521063)

Current Status and Future Trend of an Integrated Technology of Precise Fracturing with Enhanced Oil Recovery for Tight Oil and Gas Reservoirs

ZHOU Fujian(), LI Gensheng^†(), LIU Hao, LIU Xiongfei, TIAN Shouceng, LIANG Tianbo

National Key Laboratory of Petroleum Resources and Engineering, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China

Received:2023-04-10 Revised:2023-05-05 Online:2023-06-20 Published:2023-06-28
Contact: ^†

摘要/Abstract

摘要：

中国致密油气储层非均质性强、砂体薄而分散，常规水力压裂技术难以实现高效开发。文章对当前储层改造技术进行了现状分析，针对中国致密油气藏开发难点，明确并总结提出了适用于中国陆相页岩油气高效开发的基于水力喷射与径向水平井的分散砂体同步改造技术、基于极限限流与暂堵转向的精准压裂技术、基于微支撑剂与变黏滑溜水的复杂缝网强化加砂技术、基于CO₂前置压裂与纳米乳液的基质深度改性技术，最终提出了适用于非均质、分散砂体与混合润湿致密油气藏的精准压裂-提高采收率一体化技术，为中国致密油气藏经济高效开发指明方向。

关键词: 致密油气, 水力压裂, 提高采收率, 径向水平井, 精准压裂, 基质改性

Abstract:

Tight oil and gas reservoirs in China are highly heterogeneous, with thin and scattered sand bodies, which cannot be efficiently developed by conventional hydraulic fracturing technology. In this paper, current reservoir simulation technologies were reviewed. In addition, in order to solve challenges in developing tight oil and gas reservoirs in China, this paper summarized several key technologies suitable for efficiently developing continental shale oil and gas in China, including synchronous stimulation technology of scattered sand bodies based on the hydraulic jet and radial horizontal wells, precise fracturing technology based on extreme limited-entry design and temporary plugging and diversion, sand reinforcement technology of complex fracture network based on micro-proppants and variable viscous slickwater, and deep matrix modification technology based on CO₂ pre-fracturing and nano-emulsions. Finally, an integrated technology of precise fracturing with enhanced oil recovery is proposed, and it is suitable for heterogeneous and scattered sand bodies and mixed wet and tight oil and gas reservoirs. Furthermore, the technology points out the direction for the economic and efficient development of tight oil and gas reservoirs in China.

Key words: tight oil and gas, hydraulic fracturing, enhanced oil recovery, radial horizontal well, precision fracturing, matrix modification

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图/表 11

图1 “连续管+柔性钻具”超短半径水平井钻进示意图

图2 北美页岩气簇间距趋势

图3 不同梯度下裂缝各簇液量分布

图4 绳结式暂堵剂

图5 绳结式暂堵剂在线投放装置

图6 暂堵转向成功（a）和失败（b）曲线叠加对比图

图7 不同粒径支撑剂可视平板运移实验结果图

图8 压裂前（a）、压裂后（b）3口井平均减阻率统计图

图9 压裂后3口井80 d生产数据

图10 玛湖致密砾岩CO2压裂现场（图片来自新疆油田）

图11 纳米乳液结构示意图

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