随着油气勘探开发对象逐渐向低渗透、低品位资源转变以及页岩气勘探的重大突破,水平井分段压裂技术成为储层改造,有效提高单井产量的重要手段。作为压裂作业的重要工具,压裂球和桥塞应用日益广泛。传统压裂工具大多采用非降解材料,在压裂工序结束后,需要对其进行钻除。钻除过程所耗费的时间长,所需成本高,操作繁琐,易造成井下事故,同时碎屑和作业液体易污染储层,严重影响石油工业的产量,大幅提高石油成本。
在水平井分段压裂技术不断进步的情况下,井下压裂工具材料的研制目前已经从可钻性转向为可溶解性。可溶井下工具能够溶解于特定温度的溶液中,省去对其进行磨洗、反排等工序,节约了时间,降低了投入成本,大大提高油田的产量,降低石油成本。相比于现有材料,可溶性材料的应用将大大降低能源消耗,实现节能环保,且由于工序少,大大提高了页岩油气开采的安全性。同时,对大庆等已经开采多年的油田而言,无疑是解决其贫油层开采难题的革命性技术之一。
目前,可溶性压裂工具已经在北美水平井分段压裂技术开采页岩气中大量应用,掀起了石油开采的产业革命。这一新技术的采用使得石油的开采成本从100多美元每桶降低到目前的27美元每桶。然而,国内目前尚缺乏可溶性压裂工具的大规模开发和井下应用。同时,北美和中国不同的地质条件也决定了我们无法全盘照搬北美大型石油公司的开采经验与技术。作为《中国制造2025》战略中卡脖子的关键核心技术,要求我们必须要立足于自主研发与应用。目前,国家科技部已经专门立项《大型油气田及煤层气开发》重点研发计划,项目总经费超过1.2亿,项目将在支撑国家能源供给安全、经济社会可持续发展和美丽中国建设方面发挥着重要作用。
经过多年努力,华宇材料技术有限公司联合北京科技大学、上海交通大学、贵州安吉航空精密铸造有限责任公司、加拿大Ecometal Inc公司等单位,目前开发出了多款可快速降解的桥塞、压裂球、球座等可溶性压裂工具产品。该系列产品不但材料力学性能高,而且可在压裂结束后在反排液作用下全可溶快速降解,其坐封、丢手、承压、溶解效果均受到客户的肯定和认可,在实验室试验,井上试验,井下试验中表现良好。这一自主研发的可溶性井下压裂工具,将打破国外对这一关键技术的垄断,大幅度提高页岩油气的开采效率,对降低我国油气井钻探可溶性材料的成本、摆脱材料依赖进口的局面,具有重要的战略意义。