低油價下北美地區降低鉆完井作業成本的主要做法及啟示（上）

2014年下半年以來，為應對油價暴跌帶來的壓力，北美地區的主要頁巖油氣作業公司紛紛采取技術和管理措施，大幅度降低成本，取得了較好的成效。梳理與分析EOG能源、Occidental石油、Chesapeake、Marathon、Southwest能源、Encana等公司的鉆完井設計、現場施工、管理等有關資料，可以發現它們在壓裂設計、鉆完井設計、現場作業施工及作業管理等方面不斷取得突破，通過采取鉆井提速、減少非作業時間、壓縮材料費用等措施有效地降低開發成本。

1.壓裂作業：老井重復壓裂，增加壓裂段數并加大支撐劑量

1.1 老井重復壓裂

近4年來，北美陸上共鉆井7.5萬口，大多是頁巖油氣井，產量遞減較快。新鉆井相對于當前油價而言成本較高，而老井側鉆和重復壓裂的成本（約200萬美元）要低得多。因此，從2013年開始，一些公司開始對老井進行重復壓裂。例如，截至2014年第三季度，Marathon公司已在Bakken盆地對40%的井進行了重復壓裂（見圖1）。

從當前的應用效果來看，重復壓裂后的水平井段油藏接觸面積大幅改善（見圖2），4年以內的生產井絕大多數都適合應用重復壓裂，且重復壓裂單井完井成本可降至100萬～280萬美元，約為普通單井鉆完井成本的25%。同時，廣泛采用連續管技術進行重復壓裂，作業相對簡單。

重復壓裂井的初始產量最高能達到原井初始產量的98%，其初始年度遞減約為56%，要低于常規頁巖油氣井64%的初始年度遞減率；重復壓裂后產量增長明顯，相對于重復壓裂前，初始月度產量增長最高達85%（見圖3）。

重復壓裂正逐漸成為北美提高油氣產量、降低成本的重要手段。根據Energent公司2015年6月份的報告，預計到2020年，僅路易斯安那州Haynesville盆地頁巖油氣開發中的重復壓裂市場投資就將超過5億美元。IHS公司2015年7月份的分析表明，重復壓裂井將占美國所有已壓裂水平井的11%。截至2015年7月，全球有超過4500口重復壓裂井，雖然當前全球范圍內重復壓裂井的數量不多，但預計未來5年將快速上升。

1.2 增加壓裂段數，減小壓裂段間距

當前越來越多的北美頁巖油氣作業者采用增加壓裂段數和減小壓裂段間距的方法來擴大泄油面積，提高單井初始產量，降低產量遞減率。在Eagle Ford盆地（滲透率＜20%）和Bakken盆地（滲透率＜12%）的頁巖油氣開發中，無論是康菲等大型一體化石油公司（見圖4），還是Noble等大型獨立石油公司，甚至包括Memorial等小型石油公司（見圖5），都廣泛采用該方式。目前，在上述兩地區，每月的新鉆井中分別有26%和22%的井采用該方式完井。

Noble公司當前已累計在公司30%的井中通過降低壓裂段間距來提高產量（見圖6）；在2015年的完井中，應用比例已達50%。

應用該技術后的前兩年，油井產能下降明顯比其他井平緩。EOG能源等公司在Eagle Ford核心區的現場應用顯示，單口井完井成本雖然上升12%～25%，但由于同等產量目標下鉆井數量減少，區域開采成本降低20%～25%。

1.3 加大支撐劑量，提高支撐劑強度

北美地區陸續采用大排量壓裂液（IHS稱之為“超級壓裂”），將常規壓裂液中支撐劑強度（每英尺橫向支撐劑）提升25%（見圖7），甚至一些公司在應用中的強度高達每英尺3000磅，使產量提升和遞減趨緩更為明顯。

大排量壓裂液推動了近年來美國壓裂砂用量的快速增長，2008－2013年，壓裂砂用量年均增長35%。2014年相對于以往增長更快，達到歷史新高的5420萬噸，比2013年增長45%（見圖8）。

雖然北美目前沒有形成統一的標準，但EOG能源、Continental資源、Encana、康菲、Memorial資源開發、QEP資源等眾多公司正在進行現場測試和應用。結果顯示，大排量壓裂液以及高強度支撐劑都能有效提升初始產量，降低產量遞減，且比加密井提升產量的效果要好（見圖9）。

2.鉆完井設計：加大水平井段長度，單井場多產層，應用水循環系統降低用水成本

2.1 加大水平井段長度

近年來，在Bakken、Eagle Ford、Marcellus等盆地作業的Chesapeake等大型獨立作業公司廣泛提高了水平井段的長度。Chesapeake公司在Marcellus盆地的頁巖水平井長度的最高紀錄為3277米，水平井段分段壓裂最高紀錄達50段（見表1）。

小型獨立作業公司也在不斷提高水平段的長度。自2010年以來，Antero公司在Marcellus盆地的頁巖氣作業中的平均水平段長度一直在提高，從2010年的1747米提升到2015年的2743米，提高了57%（見圖10）。

2.2 單井場多產層，優化鉆完井設計開發多儲層油氣

應用單井場實現多產層共同開發，充分利用一次井場，減少井場占用面積，通過優化設計對地下儲層進行多層開發，實現區塊總體效益的提升。美國Eagle Ford、Permian盆地和加拿大Montney等盆地的頁巖油氣開發廣泛采用了這種方式。

QEP資源開發公司在Permian盆地進行開發時，充分考慮了多儲層開發問題，在頁巖和碳酸鹽巖組成的垂向900米多儲層厚度內共布置了755口水平井，立體式開發頁巖油氣。

2.3 現場應用水循環系統，降低水資源成本

采用現場水循環系統，使現場水資源循環利用，節省成本且更加環保。相對大的循環系統可通過管線供區域內多井場使用，小的系統如車載單套小型系統可在井場直接應用。這項技術服務業務在北美不斷擴大，催生了Omni Water等大量的小型水循環服務專業公司。

Approach資源公司現場應用的AREX現場返排工藝和產出水處理工藝系統，處理能力為32.9萬桶/日。通過對水資源的循環利用，可以降低單井鉆完井成本45萬～100萬美元，減少當地租賃費用約1美元/桶油當量，減少用水運輸費用約2美元/桶油當量，同時能夠每天從水中提取約200桶油。2015年3月投入應用至今，已在公司70%的作業區推廣該系統，累計處理100萬桶循環水。

Encana公司Montney盆地的頁巖油鉆井采用的Omni公司車載水處理系統（見圖11），處理能力為1萬桶/日，具有過濾、儲存和集輸等能力?？梢詫a出水進行循環，也可以用于壓力水供應，現場應用中單口井普遍可節省40萬美元。

關于北美地區降低鉆完井作業成本的主要做法之后續內容見《低油價下北美地區降低鉆完井作業成本的主要做法及啟示（下）》，近期即將發布，敬請關注！

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