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       壓裂技術(shù)改造的目標(biāo)旨在提高設(shè)備的耐久性，優(yōu)化支撐劑充填效率。壓裂新工藝的目標(biāo)則在于降低維護(hù)成本，減少環(huán)境破壞。“ 石油天然氣工業(yè)減少非生產(chǎn)時(shí)間（NPT） 和增加非常規(guī)資源生產(chǎn)的目標(biāo)， 正在推進(jìn)水力壓裂技術(shù)的演化。特別是當(dāng)運(yùn)營(yíng)商達(dá)到非常規(guī)生產(chǎn)的自然物理極限時(shí)，對(duì)優(yōu)化壓裂工藝的需求不斷增強(qiáng)”EvercoreISI 石油服務(wù)設(shè)備和鉆井公司的高級(jí)常務(wù)董事JamesWest 表示。

       West 表示， 運(yùn)營(yíng)商還致力于提高設(shè)備的耐久性，以應(yīng)對(duì)更為苛刻的壓裂作業(yè)。這包括發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。許多服務(wù)公司也在其設(shè)備中實(shí)施預(yù)測(cè)分析，以更好地進(jìn)行維修作業(yè)。West 表示，希望新一輪的技術(shù)進(jìn)步能夠解決壓裂泵的問(wèn)題，由于泵送的是腐蝕性物質(zhì)，使得壓裂泵磨損較快。West 解釋說(shuō)：“ 設(shè)備的平均壽命從四年至五年上升到七年。”除此之外，目前的定價(jià)水平還不被支持，設(shè)備回報(bào)率低于大多數(shù)公司的資本成本，這是由于維修費(fèi)用較大造成的。

在這里，鉆井承包商與幾家公司談?wù)撟罱膲毫鸭夹g(shù)進(jìn)展，其中包括支撐劑和轉(zhuǎn)向劑的革新。

簡(jiǎn)單耐用
 

       2018 年，PackersPlus 公司正在尋求一種更簡(jiǎn)單、成本更低的方法，來(lái)創(chuàng)造裂縫。該公司在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試完井系統(tǒng)，提供套管鉆孔和無(wú)套管中多分段數(shù)，而這不需要磨銑段塞或球座。

PackersPlus 公司的TrxQuixPi4套管已在2016 年1 月份推出， 旨在解決射孔集群帶來(lái)的儲(chǔ)層改造低效問(wèn)題。近年來(lái)，石油和天然氣公司轉(zhuǎn)向每個(gè)井段中多個(gè)射孔群集，希望通過(guò)改變射孔的大小或密度來(lái)獲得流體分布。

       利用擠水工藝技術(shù)，即完井工程與材料科學(xué)相組合，在工具的彈性極限內(nèi)發(fā)揮作用，QuickPORTIV 套管可以在一個(gè)井眼中打開多個(gè)入口點(diǎn)，從而允許井筒中流體均勻地分布。它的射流用碳化鎢加強(qiáng)，以確保在壓裂改造過(guò)程中的入口點(diǎn)不被沖蝕。如果用普通鋼材套管，最初的流體在改造過(guò)程中往往會(huì)沖刷掉，所以井下的射孔不會(huì)進(jìn)一步得到處理。”

   
 降低成本，增強(qiáng)耐用性

       We i r 石油天然氣公司認(rèn)為壓裂技術(shù)的未來(lái)主要取決于降低設(shè)備的維修總成本。“今天我們看到的變化是周期的約束。”We i r 公司的壓力泵組工程和產(chǎn)品管理經(jīng)理瓦格納說(shuō)：“目前在較高壓力下長(zhǎng)時(shí)間地泵送更多的砂會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害。”

       在經(jīng)濟(jì)低迷時(shí)期，公司董事會(huì)也采取了強(qiáng)有力的措施來(lái)降低成本。瓦格納說(shuō)：“但這種推動(dòng)不僅僅是為了減少設(shè)備支出，而是為了找到更有效的方法來(lái)完成工作。”“經(jīng)濟(jì)衰退迫使行業(yè)花費(fèi)大量時(shí)間去了解設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間與可靠性，以及影響效率和應(yīng)對(duì)油價(jià)下跌的能力。”

       為了滿足這一需求，Weir 石油天然氣公司在2017 年的海洋技術(shù)大會(huì)上推出了簡(jiǎn)化Frac Iro 系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在減少水力壓裂現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)量。該系統(tǒng)包括預(yù)裝組件，減少了裝配時(shí)間和所需的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員數(shù)量。它還有77-in. SPM 隔離閥和定向閥，其中包括用于安全遠(yuǎn)程操作的液動(dòng)裝置，將管道連接的數(shù)量從100 減少到12，滲漏的可能性減少了88%。與其他設(shè)計(jì)相比，該系統(tǒng)可以減少大約70% 的管道侵蝕。今年， 該公司推出首個(gè)7-in.旋塞閥和7-in. 止回閥。這些閥門首次安裝在設(shè)備上。

       該系統(tǒng)由垂直的歧管、OSLfrac 連接和Frac 組成，這減少了所需的連接數(shù)量。壓裂連接組件減少非生產(chǎn)事件和人力成本，同時(shí)提高安全性。

       今年，該公司計(jì)劃推出幾項(xiàng)新的密封閥和旋塞閥，以防止泄漏，允許進(jìn)行更安全、更長(zhǎng)久的操作，還有 2250 XL 泵和新的流體端技術(shù)。此外，Weir 石油天然氣公司正在與客戶合作，幫助他們更有效地使用他們的數(shù)據(jù)，允許客戶與Weir公司的算法進(jìn)行交互，使他們當(dāng)前的系統(tǒng)更加智能化。“我們正在與客戶合作，我們對(duì)組件故障期間發(fā)生的事情是有預(yù)先了解的，這使我們客戶的現(xiàn)有系統(tǒng)能夠比以前執(zhí)行更多的功能。”
 

優(yōu)化支撐劑充填
 

       CARBO 的全球工程總監(jiān)特里·帕利希（Terry Palisch）表示，目前他們?nèi)栽谂α私庥卸嗌僦蝿┍挥蜌獠叵摹，F(xiàn)在石油天然氣行業(yè)必須將重點(diǎn)放在非常規(guī)油井的長(zhǎng)期產(chǎn)能上。在這種環(huán)境下，成本削減依然是關(guān)鍵，該公司看到了客戶對(duì)基于砂產(chǎn)品的巨大轉(zhuǎn)變。然而，這一轉(zhuǎn)變也引發(fā)了關(guān)于可持續(xù)發(fā)展和把2,000~3,000 萬(wàn)磅的砂輸送到井中的矛盾。例如，在一些地區(qū)缺乏高質(zhì)量的砂，以及在壓裂過(guò)程中使用化學(xué)品，都面臨著挑戰(zhàn)。處理返排水也帶來(lái)了挑戰(zhàn)，如運(yùn)送砂到施工地點(diǎn)所需的卡車數(shù)量也是問(wèn)題。

       通過(guò)用低密度陶瓷支撐劑CARBOAIR 替代砂體， 該公司認(rèn)為運(yùn)營(yíng)商可以在井筒中進(jìn)一步運(yùn)輸支撐劑， 比通常使用的水會(huì)少 25%~30%，從而減少了水力壓裂作業(yè)對(duì)環(huán)境的影響。CARBOAIR 在2017 年作為新的支撐劑被推出。CARBOAIR 是一種超低密度陶瓷支撐劑，具有化學(xué)工程的內(nèi)部孔隙度和2.0 的比重， 與砂相比， 可提供30%~40% 較慢的沉降速率。根

據(jù)CARBO 的研究，該支撐劑減少了水消耗，降低了返排處理成本。目前，支撐劑檢測(cè)技術(shù)是在井筒中使用伽馬射線技術(shù)或中子測(cè)井技術(shù)，可以看到含有放射性的或非放射性的示蹤劑。然而，這種技術(shù)只能在18~24in. 的井筒內(nèi)檢測(cè)支撐劑的位置。它是用井筒里的一個(gè)測(cè)井曲線來(lái)測(cè)量的，這可以在任何深度的儲(chǔ)層中進(jìn)行。

       QUANTUM 技術(shù)旨在發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電性的支撐劑，到目前為止，支撐劑的深度達(dá)到10,000ft，盡管目前我們還不知道它的極限是多少，但它可以用位于井口周圍表面的傳感器測(cè)量。

       CARBO 公司利用電磁、表面電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳感器等方法，以及一種特殊配方的支撐劑，在西德克薩斯、馬塞勒斯和斯塔克油井進(jìn)行試驗(yàn)。CARBO 目前正在進(jìn)行第五次試驗(yàn)，并希望這是對(duì)該支撐劑進(jìn)行的最后實(shí)地試驗(yàn)。