地下石油正被杀卵取鸡式地开采

    ●液体与气体的物态差别显示：采收率方面，页岩气藏中非常成功的“广密压裂”（即所谓“体积压裂”）不适用于致密油藏。采用广密压裂开发致密油藏实为“远采近甩”，而且更为严重的是甩掉后极难收回。业内科研工作者尚未意识到水力碎裂区的原油会被囚禁这一严重不利，仅从能大幅度提高单井产能方面便公认广密压裂为开发致密油藏的有效手段，会对我国致密油藏即将来临的大规模开发造成错误指导。建议探寻不以降低采收率为代价的提高单井产能的开发手段。   


    ２００６年，Ｍ．Ｊ．Ｍａｙｅｒｈｏｆｅｒ等首次提出“Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｖｏｌｕｍｅ（ＳＲＶ）”一词并给出了基于微震成像技术的定义，因为发现页岩气累计产量与ＳＲＶ正相关。２０１０年６月，陈作等（Ｓｉｎｏｐｅｃ）提出“页岩气井体积压裂技术在我国的应用建议”，从此“体积压裂”登上国内学术舞台。２０１０年１０月，吴奇等（ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ）提出“增产改造理念的重大变革———体积改造技术概论”，并认为“体积改造”同样适用于致密油藏。数年内，“体积压裂”已经成为公认的开发致密油藏的有效手段。

    １ “广密压裂”与页岩气藏或致密油藏

    内涵方面：从ＳＲＶ一词演变而来的“体积压裂”与“体积改造”两词并无区别，但名词“体积”用作形容词难以描述裂缝的网络形状更无法表达从啮合缝到错位缝的变化。外延方面：油气有别，源于页岩气藏的“体积压裂”真地适用于致密油藏吗？

    考虑到以上两词表意模糊，笔者（Ｍｏｕｎｔ Ｔａｉ）尝试提出表意准确的新词，权作引玉之砖。要高效开发页岩气藏，须在“缝网广度”（即气层碎裂区体积与含气区体积之比）和“缝网密度”（即气层碎裂区单位体积内裂缝的总面积）两个要点上下功夫，故而提出“三维广密压裂（３Ｄ－Ｓｈａｔｔｅｒｉｎｇ Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ（３ＤＳＦ））”一词，简称“广密压裂”。广密压裂形成“广密缝网”。人工裂缝和天然裂缝所围的“群岛”（即岩石碎块）构成破碎区，而“半岛”构成破裂区。破碎区和破裂区合称碎裂区。

    ２ 产能方面油气比翼双飞

    提高单井产能的方略为：增大井壁面积；增大压强梯度；降低油气黏度；增大储层渗透率。

    广密压裂后的致密油藏或页岩气藏内，裂缝的渗透率远远大于孔喉的渗透率，所以相同压强梯度下流体在裂缝里的渗流速率远远大于在孔喉里的渗流速率，或者说欲获得相同的渗流速率所需要的裂缝里的压强梯度远远小于孔喉里的压强梯度。根据能量最小原理，若裂缝方向与来流方向夹角不是很大，则孔喉里的绝大部分流体质点将选择进入并沿着裂缝流动，导致碎裂区外缘与井底之间的压差很小且远远小于泄油或泄气边界与碎裂区外缘之间的压差。因而，广密压裂相当于增大了井壁面积并增大了压强梯度，可大幅度提高致密油藏和页岩气藏内的单井产能，且缝网广度越大则单井产能越大。

    ３ 采收率方面油气命运迥异

    气体的物态特征是压强、体积、温度之间的相互影响非常显著，符合Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ方程或Ｋａｍｅｒｌｉｎｇｈ Ｏｎｎｅｓ方程。忽略温度的变化，则气体的压强和体积近似成反比。井底泄压后，天然气因体积急剧膨胀和泄气边界与井底之间的压差驱动而由近及远地溢入和流入井筒，同一时刻的膨胀率由近及远逐渐减小。对于广密压裂而言，破碎区的渗流驱动力主要来源于天然气体积膨胀产生的碎块内部与碎块壁面之间的压差，而未裂区的渗流驱动力主要来源于泄气边界与外围裂缝之间的压差，尽管两种压差同时存在于破碎区和未裂区。破裂区作为破碎区和未裂区的过渡带，也是两种压差的落涨带。

    液体的等温压缩系数可以近似看作常量，因此再若原始溶解气油比非常小或者井底压强大于泡点压强，则致密油藏水力破碎区每一个碎块内原油的驱动压差最大就是碎块周围缝隙流前后“驻点”（流体当地速度为０的点）之间的压差。注意：“驻点”一词用在此处并不严谨，因为只要该压差大于０那么碎块内的渗流速率就大于０，即裂缝来流会有极少部分流入并流出碎块，此处只是借用该词指示位置。与天然气渗流相比原油渗流缺少了因体积膨胀而产生的碎块内部与碎块壁面之间的压差，且油气碎块绕流前后“驻点”之间的压差又非常小，导致破碎区碎块内孔喉里的渗流因压强梯度极小而近乎停滞。根据相似的分析可知破裂区狭长“半岛”和有颈“半岛”大部分体积内孔喉里的渗流也近乎停滞。于是，碎裂区成为“死油区”（即滞油区），且缝网广度越大则采收率越低。低渗油藏亦如此。当然，碎裂区内也有残留的压裂液。

    ４ 结论和建议

    笔者研究致密油藏内的渗流不足一月，还未提出能兼顾产能和采收率且经济易行的开发理论，但考虑到“致密油藏水力碎裂区是‘死油区’”这一事实晚一天为油田开发决策者所知则致密油藏内就会有更多的原油因广密压裂施工而被囚禁于地下，便急切撰文阐明事实。

    鉴于该事实，笔者得出结论———开发致密油藏不适宜进行广密压裂（即所谓“体积压裂”）。声明：引用请注明出处。

    当此致密油藏勘探开发热潮（见附录）来袭之际，笔者建议：停止对致密油藏试验区的广密压裂施工，取消对新发现大型致密油田的广密压裂计划，探寻不以降低采收率为代价的提高单井产能的开发手段。另请关注《低速渗流“非线性”探测构想》一文，共同探索致密油藏渗流本构关系。

    附录：致密油藏勘探开发热潮

    近年来，致密油藏已成为继页岩气藏之后全球非常规油气藏勘探开发的新热点，被称为非常规油气革命的“生力军”。致密储层油具有资源潜力大、分布范围广等优点。初步统计，我国地质资源量超过２００亿吨。据国土资源部新一轮油气资源评价显示，在我国的可采石油资源中，致密储层油约占２／５。

    ２０１１年起，长庆油田分公司建立了３个致密油藏水平井“体积压裂”试验区和３个致密油藏规模性开发试验区。２０１３年９月，首口致密油藏水平井“体积压裂”攻关试验获得高产，日产量达１１４．６立方米。截至２０１５年５月２５日，长庆油田分公司在试验区坚定“水平井＋体积压裂”攻关理念，共完钻水平井３６６口，投产水平井３３２口，日产原油２２３５吨。

    ２０１１年起，大庆油田有限责任公司引入美国致密油藏勘探开发理念和相应技术。２０１２年底，齐平２井探索大规模“体积压裂”取得突破，开发理念由此转变。２０１３年９月，“万方液、千方砂”大规模“体积压裂”后的龙２６－平５井初期日产油高达４０吨。

    “水平井＋体积压裂”先导性试验（在提高单井产能方面，笔者添加）成功后，“水平井＋体积压裂”成为公认的开发致密油藏的有效手段，各大油田分公司竞相加大致密油藏的勘探力度且捷报频传。尤其中国石油集团２０１５年５月２６日宣布长庆油田分公司在陕北姬塬发现了我国第一个亿吨级大型致密油田———新安边油田，标志着我国致密油藏的大规模开发即将拉开帷幕。

    （附录改编自“中国石油新闻中心”网）






    ●液体与气体的物态差别显示：采收率方面，页岩气藏中非常成功的“广密压裂”（即所谓“体积压裂”）不适用于致密油藏。采用广密压裂开发致密油藏实为“远采近甩”，而且更为严重的是甩掉后极难收回。业内科研工作者尚未意识到水力碎裂区的原油会被囚禁这一严重不利，仅从能大幅度提高单井产能方面便公认广密压裂为开发致密油藏的有效手段，会对我国致密油藏即将来临的大规模开发造成错误指导。建议探寻不以降低采收率为代价的提高单井产能的开发手段。   


    ２００６年，Ｍ．Ｊ．Ｍａｙｅｒｈｏｆｅｒ等首次提出“Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｖｏｌｕｍｅ（ＳＲＶ）”一词并给出了基于微震成像技术的定义，因为发现页岩气累计产量与ＳＲＶ正相关。２０１０年６月，陈作等（Ｓｉｎｏｐｅｃ）提出“页岩气井体积压裂技术在我国的应用建议”，从此“体积压裂”登上国内学术舞台。２０１０年１０月，吴奇等（ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ）提出“增产改造理念的重大变革———体积改造技术概论”，并认为“体积改造”同样适用于致密油藏。数年内，“体积压裂”已经成为公认的开发致密油藏的有效手段。

    １ “广密压裂”与页岩气藏或致密油藏

    内涵方面：从ＳＲＶ一词演变而来的“体积压裂”与“体积改造”两词并无区别，但名词“体积”用作形容词难以描述裂缝的网络形状更无法表达从啮合缝到错位缝的变化。外延方面：油气有别，源于页岩气藏的“体积压裂”真地适用于致密油藏吗？

    考虑到以上两词表意模糊，笔者（Ｍｏｕｎｔ Ｔａｉ）尝试提出表意准确的新词，权作引玉之砖。要高效开发页岩气藏，须在“缝网广度”（即气层碎裂区体积与含气区体积之比）和“缝网密度”（即气层碎裂区单位体积内裂缝的总面积）两个要点上下功夫，故而提出“三维广密压裂（３Ｄ－Ｓｈａｔｔｅｒｉｎｇ Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ（３ＤＳＦ））”一词，简称“广密压裂”。广密压裂形成“广密缝网”。人工裂缝和天然裂缝所围的“群岛”（即岩石碎块）构成破碎区，而“半岛”构成破裂区。破碎区和破裂区合称碎裂区。

    ２ 产能方面油气比翼双飞

    提高单井产能的方略为：增大井壁面积；增大压强梯度；降低油气黏度；增大储层渗透率。

    广密压裂后的致密油藏或页岩气藏内，裂缝的渗透率远远大于孔喉的渗透率，所以相同压强梯度下流体在裂缝里的渗流速率远远大于在孔喉里的渗流速率，或者说欲获得相同的渗流速率所需要的裂缝里的压强梯度远远小于孔喉里的压强梯度。根据能量最小原理，若裂缝方向与来流方向夹角不是很大，则孔喉里的绝大部分流体质点将选择进入并沿着裂缝流动，导致碎裂区外缘与井底之间的压差很小且远远小于泄油或泄气边界与碎裂区外缘之间的压差。因而，广密压裂相当于增大了井壁面积并增大了压强梯度，可大幅度提高致密油藏和页岩气藏内的单井产能，且缝网广度越大则单井产能越大。

    ３ 采收率方面油气命运迥异

    气体的物态特征是压强、体积、温度之间的相互影响非常显著，符合Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ方程或Ｋａｍｅｒｌｉｎｇｈ Ｏｎｎｅｓ方程。忽略温度的变化，则气体的压强和体积近似成反比。井底泄压后，天然气因体积急剧膨胀和泄气边界与井底之间的压差驱动而由近及远地溢入和流入井筒，同一时刻的膨胀率由近及远逐渐减小。对于广密压裂而言，破碎区的渗流驱动力主要来源于天然气体积膨胀产生的碎块内部与碎块壁面之间的压差，而未裂区的渗流驱动力主要来源于泄气边界与外围裂缝之间的压差，尽管两种压差同时存在于破碎区和未裂区。破裂区作为破碎区和未裂区的过渡带，也是两种压差的落涨带。

    液体的等温压缩系数可以近似看作常量，因此再若原始溶解气油比非常小或者井底压强大于泡点压强，则致密油藏水力破碎区每一个碎块内原油的驱动压差最大就是碎块周围缝隙流前后“驻点”（流体当地速度为０的点）之间的压差。注意：“驻点”一词用在此处并不严谨，因为只要该压差大于０那么碎块内的渗流速率就大于０，即裂缝来流会有极少部分流入并流出碎块，此处只是借用该词指示位置。与天然气渗流相比原油渗流缺少了因体积膨胀而产生的碎块内部与碎块壁面之间的压差，且油气碎块绕流前后“驻点”之间的压差又非常小，导致破碎区碎块内孔喉里的渗流因压强梯度极小而近乎停滞。根据相似的分析可知破裂区狭长“半岛”和有颈“半岛”大部分体积内孔喉里的渗流也近乎停滞。于是，碎裂区成为“死油区”（即滞油区），且缝网广度越大则采收率越低。低渗油藏亦如此。当然，碎裂区内也有残留的压裂液。

    ４ 结论和建议

    笔者研究致密油藏内的渗流不足一月，还未提出能兼顾产能和采收率且经济易行的开发理论，但考虑到“致密油藏水力碎裂区是‘死油区’”这一事实晚一天为油田开发决策者所知则致密油藏内就会有更多的原油因广密压裂施工而被囚禁于地下，便急切撰文阐明事实。

    鉴于该事实，笔者得出结论———开发致密油藏不适宜进行广密压裂（即所谓“体积压裂”）。声明：引用请注明出处。

    当此致密油藏勘探开发热潮（见附录）来袭之际，笔者建议：停止对致密油藏试验区的广密压裂施工，取消对新发现大型致密油田的广密压裂计划，探寻不以降低采收率为代价的提高单井产能的开发手段。另请关注《低速渗流“非线性”探测构想》一文，共同探索致密油藏渗流本构关系。

    附录：致密油藏勘探开发热潮

    近年来，致密油藏已成为继页岩气藏之后全球非常规油气藏勘探开发的新热点，被称为非常规油气革命的“生力军”。致密储层油具有资源潜力大、分布范围广等优点。初步统计，我国地质资源量超过２００亿吨。据国土资源部新一轮油气资源评价显示，在我国的可采石油资源中，致密储层油约占２／５。

    ２０１１年起，长庆油田分公司建立了３个致密油藏水平井“体积压裂”试验区和３个致密油藏规模性开发试验区。２０１３年９月，首口致密油藏水平井“体积压裂”攻关试验获得高产，日产量达１１４．６立方米。截至２０１５年５月２５日，长庆油田分公司在试验区坚定“水平井＋体积压裂”攻关理念，共完钻水平井３６６口，投产水平井３３２口，日产原油２２３５吨。

    ２０１１年起，大庆油田有限责任公司引入美国致密油藏勘探开发理念和相应技术。２０１２年底，齐平２井探索大规模“体积压裂”取得突破，开发理念由此转变。２０１３年９月，“万方液、千方砂”大规模“体积压裂”后的龙２６－平５井初期日产油高达４０吨。

    “水平井＋体积压裂”先导性试验（在提高单井产能方面，笔者添加）成功后，“水平井＋体积压裂”成为公认的开发致密油藏的有效手段，各大油田分公司竞相加大致密油藏的勘探力度且捷报频传。尤其中国石油集团２０１５年５月２６日宣布长庆油田分公司在陕北姬塬发现了我国第一个亿吨级大型致密油田———新安边油田，标志着我国致密油藏的大规模开发即将拉开帷幕。

    （附录改编自“中国石油新闻中心”网）