增产改造理念的重大变革——体积改造技术概论.pdfVIP

第31卷第4期 本期 视点 ·7’ 增产改造理念的重大变革——体积改造技术概论 吴奇1’2 胥云2’3 王腾飞2’3 王晓泉1 1．中国石油勘探与生产分公司 2．中国石油油气藏改造重点实验室3．中国石油勘探开发研究院廊坊分院 吴奇等．增产改造理念的重大变革——体积改造技术概论．天然气工业，201l，31(4)：7-12． 摘 要 国外的研究成果表明：页岩气储层具有改造体积越大、增产效果越好的特点，且压裂裂缝不再是单一的对 称裂缝，而是形成裂缝网络，由此产生了体积改造的理念。但迄今为止，国外还停留在提高储层改造体积(SRV)这一层 面。为了使体积改造在中国被正确接受并得到广泛应用，升华了体积改造理念，提出了“体积改造技术”这一新概念，给 出了广义和狭义的体积改造技术定义，以及形成裂缝网络的储层条件、技术关键与主体技术；探讨了传统压裂与体积改 造裂缝的起裂模武，研究了形成剪切裂缝的净压力判定方程，重点比较了经典压裂理论与体积改造下储层渗流机理的重 大变化，首次提出了基质向裂缝的全方位“最短距离”渗流模武，打破了以往研究水平井分段压裂避免缝间干扰的传统理 念，建立了单簇裂缝诱导应力模型，并得到了实现体积改造的最佳缝间距离，可以指导优化段间距及多段分簇射孔。该 成果为体积改造技术发展、完善及大力推广应用奠定了基础。 关键词 体积改造水平井 页岩气 裂缝网络 多段分簇 短距离渗流 缝问干扰 DOI：10．3787／j．issn．1000—0976．2011．04．002 934×108 2009年美国天然气产量5 m3，超越俄 提出了“体积改造技术”的新概念。鉴于国内同仁对“体 罗斯成为世界第一大产气国，其中非常规天然气产量 积改造技术”的认识还处于初级阶段，因此，本文对“体 085×108 积改造技术”的定义和内涵、支撑该技术的理论模型及 达3 m3，占其总产量的52％。美国页岩气年 相应的技术特色等进行系统阐述，期望通过大力倡导体 m3，而2009 产量上升速度迅猛，2000年仅为122×108 年则达到878×108m3，占当年天然气产量的15％。积改造理念，推动国内储层改造技术的快速进步。 美国非常规天然气的快速增长改变了世界能源的格 “体积改造理念的缘起 局，影响巨大[1]。分析美国非常规天然气，特别是页岩 气产量快速增长的原因，主要得益于3个方面的突破： ①微地震裂缝诊断技术的逐渐应用，促使人们认识到 震裂缝测试研究成果[2{]：裂缝平面和纵向上呈复杂网 改造体积与增产效果具有显著正相关的关系，推动了 状扩展形态，不是单一对称裂缝。施工注入的液体规 理念创新，形成了以提高最大地层接触面积为目标的 模越大，在平面上的微地震事件波及的面积就越大，裂 压裂技术新理念，提出了如何提高储层改造体积 缝网络“长度”越长，增产及稳产效果越好(图1)。 (stimulatedreservoirvolume，简称SRV)的技术思 路；②水平井分段改造技术的进步，使得通过相应的技 了Barnett页岩直井压裂时的裂缝形态及扩展特征，给 术手段和配套工具来实现提高储层改造体积成为可 出了直井网络裂缝典型图，并用“通道长度”和“通道 能；③采用丛式水平井钻井、同步压裂或者交叉式压裂 宽度”来表征裂缝扩展的长度和宽度，数据表明这些通 600 的“工厂化”作业模式，实现了页岩气的低成本开发。 道长度可达1 m，宽度可达366 在系统总结分析美国非常规天然气成功开发经验 的同时，借鉴其提出的提高储层改造体积新理念，