从页岩革命看北美水力压裂工业的发展趋势

• 作者: Chris Wright Larry Griffin Leen Weijers Mark Pearson Mike Mayerhofer Paul Weddle 刘海龙
• 来源期刊: 石油科技动态
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 页码范围: 46-64
• 页数: 19页
• 语种: 中文

摘要

七十年来,水力压裂一直是北美油气开发很重要的一部分.水力压裂工艺作为油井的主要增产措施曰益受到世界各国石油工作者的重视和关注,随着整个石油工业的发展,水力压裂工艺也得到不断完善和提高.水力压裂自1947年在美国堪萨斯州试验成功至今已有近70年的历史.水力压裂商业运营始于1949年.经过二十多年的发展,在20世纪70年代后期,水力压裂在致密砂岩气储层中得到广泛应用.将水力压裂技术带到足球比赛的餐桌、酒吧和场边讨论的游戏规则改变者是最近的一些进展,这些进展使直接从页岩源岩中开采天然气和石油成为可能.自上世纪90年代初页岩压裂开始以来,压裂技术和压力泵行业在提供压裂服务方面的效率几乎发生了难以置信的变化.其结果是改变世界的页岩革命.通过对水力压裂行业数据库的研究,本文就北美整个水力压裂行业的压裂活动作了一个回顾.统计结果如图1所示.由图1可知:最早的一次水力压裂可以追溯到20世纪40年代末.从20世纪50年代到90年代初期,北美每年的水力压裂量在10,000-30,000段/年,近年来,水力压裂数量增加很快,高峰时期的水力压裂量达到500,000段/年.虽然北美水力压裂工业的压裂规模在2000年至2018年间增长了约10倍,但是北美每年的水力压裂数量增长了20倍,支撑剂用量增加了40倍.本文详细介绍了水力压裂行业如何通过创新和效率在改善服务、降低成本方面实现了跨越式的转变,使非常规资源得以持续、健康地发展,同时降低了的生产成本.通过压裂诊断、综合建模和统计分析,对技术的改进有了更好的理解,使得成本大规模降低,从而实现非常规石油和天然气的商业化开采.因此,页岩压裂设计专注于更高强度的完井、更大的裂缝高度和更小的簇间距.通过极限入口射孔设计和同步拉链式压裂,改善了裂缝的导流能力,同时增加了每口井的支撑剂用量;可利用下一代压裂液来提高采出水的循环利用效率,这样就可以使用更便宜的、低质量的支撑剂.与此同时,石油和天然气生产的环境要求一直在提高,并且以后环境方面的要求会越来越严格.水力压裂业务的不断变化和创新使北美水力压裂行业成为一个环境更友好的邻居,例如,通过使用更少的压裂平台进行更快的油井建设,研发出更安静的压裂施工车队,研制出更绿色的化学压裂液.虽然石油和天然气经营者及其服务提供商共同利用技术和创新提高了效率,并增加了每个压裂机组的每日总泵注时间,但是,在水力压裂技术和效率方面还有很大的空间可作进一步改进.我们相信这是美国第一个涵盖水力压裂方面的行业数据库,可以追溯到20世纪40年代.我们希望本文能提供一个独特的视角,说明水力压裂行业是如何通过页岩气革命发生变化的.