石油圈
氮氣和二氧化碳可帶來安全、對油氣藏友好、節約水資源的油氣井壓裂增產改造方法。
水平井和水力壓裂的結合使頁巖革命成為可能，每年都有數以千計的水平井完鉆。最常用的開采方法是使用水基壓裂液體系，得到足夠大粘度和流速，從而起到懸浮、攜帶和鋪置支撐劑的作用。
然而，水基壓裂液往往會滯留在低滲透儲層、致密儲層、枯竭儲層或水敏性儲層中。在最初，水似乎是最為物美價廉的首選。但隨著非常規油氣資源開發的興起，壓裂液對于水的那種傳統青睞逐漸消失殆盡。
尤其是在水資源短缺的地區，水的生命周期成本顯著上升。與此同時，每口壓裂井海量的耗水量通常為250萬加侖—500萬加侖（甚至高達1000萬加侖），這種水平的水資源消耗量帶來了嚴重的負面影響，導致一些社區要求油氣生產商公開水資源消費數據，公眾的環保意識也逐漸覺醒。
增能壓裂 降低儲層傷害
水力壓裂在提高油氣產量和降低成本方面都有大量的改進空間。向更長的水平井中充填更多的支撐劑并不一定是最明智的做法。盡管規模更大可能會更好，但這并不能使油氣井生產達到最優化。
使用氮氣和二氧化碳可大幅度降低水資源、化學藥品和支撐劑的消耗量，克服和緩解許多傳統水基壓裂液帶來的相關問題。從沙特阿拉伯到南德克薩斯州，用二氧化碳替代水力壓裂中的水一直是油氣井成熟應用的增產改造方法。
致密儲層，水敏性儲層，煤層氣以及包括頁巖油氣和致密砂巖油氣在內的非常規油氣藏等，使用二氧化碳或氮氣的增能壓裂法為運營公司提高多種儲層油氣產量提供了一個很好的方法。
氮氣替代二氧化碳對于淺層油氣藏環境中的油氣井增產改造是十分有效的。氮氣壓裂液體系使用100％純氮氣替換全部的水，可產生氮化滑溜水或泡沫，從而提高油氣產量，并降低水所帶來的不利影響。
此外，具有高度靈活性的增能壓裂液還可使壓裂流體與非常規油氣藏所需的技術進行復配。工作液回收更快速和徹底，有助于清理而無需抽汲，并盡量減少進入儲層的含水液體液量，從而降低對儲層的傷害。
當被注入到油氣井中后，增能液體可以在油氣井的整個生命周期內起到提高油氣產量的作用，并獲得長期的高經濟回報。諸多優勢使得二氧化碳或氮氣增能壓裂方法逐漸被認可。
另外，這種方法還可降低水資源運輸、施工作業、以及廢物處理的成本。
一個設計合理的增能壓裂體系實際上比水力壓裂具有更好的經濟性，而且對油氣藏的破壞更小。水基壓裂液的返排還占據了寶貴的時間，且返排液的處理還會耗費更多的時間和成本。增能壓裂體系用二氧化碳或氮氣替代水，減少了返排的時間和資金成本，同時由于無需龐大的蓄水池，也縮減了井場面積，并將油氣開采對環境的影響降至最低。
另一方面，使用二氧化碳或氮氣的增能壓裂流體還可以提高返排液液量和返排速度，最大程度地降低儲層中的滯留液量，同時降低壓裂所需液量，經濟意義巨大。更為關鍵的是，增能壓裂液還可避免儲層傷害，即避免“在油氣井增產改造過程中產生的一切抑制或阻礙油氣流動的儲層變化?！?/span>
優化成本 提高產量
為了充分挖掘油田的全部潛在價值，并獲得最高的油氣采收率，使用增能壓裂方法對增產改造過程中的每個壓裂段進行壓裂是最為理想的方法。而充分挖掘油田的全部潛在價值也意味著必須優化生產成本。增能流體為油氣采收率的最大化提供了途徑，更重要的是，若從油田視角進行規劃，這種方法還優化了生產成本。
為了以最為經濟有效的方式力爭油氣井的最大估算最終儲量，效能和經濟性都得考慮，或者可以說是要盡量以最低的總成本獲得最大的油氣產量。通常情況下，10年內的估算最終儲量是基于30天、60天、90天的實際產量進行預測的。表征產量隨時間的遞減曲線也是根據上述實際值繪制出來的，用偏低、最佳和偏高估計值覆蓋不確定的區間。
起初，增能壓裂液的氣體購置成本要高于非增能壓裂液，但經證實，在壓裂施工作業中引入二氧化碳或氮氣的確可優化產量（增大估算最終儲量）。增能壓裂液除了能夠改善壓裂自身的性能外，還可強化放噴洗井，減小壓裂液在儲層中的滯留，從而顯著提高壓裂液的返排以及油氣井生產效能。同時，增能壓裂液還可以顯著提高枯竭產層的油氣產量。
最近的研究表明，從經濟角度上看，相對于非增能壓裂法，使用二氧化碳或氮氣的增能壓裂方案可顯著提高油氣采收率。其中一項研究發現，相比于非增能壓裂法，使用增能流體的油氣井效能最多可提升至原來的2.1倍。
由于水存在有效性和處理成本高的問題，石油行業一直專注于降低水力壓裂對水的需求量，更進一步強調了通過低溫氣體和油田相關支持服務來實現上述目標。
編譯/辜富洋 Leia
未經允許，不得轉載本站任何文章：
