近年來，儲層改造的對象逐漸向低品位資源轉(zhuǎn)變。隨著國內(nèi)新增油氣探明儲量品位不斷下降，油氣勘探對象日趨復(fù)雜，開發(fā)難度越來越大，單井自然產(chǎn)能極低或者無產(chǎn)能，特別是在深層常規(guī)油氣與非常規(guī)油氣儲量上提高油氣產(chǎn)量成為難點(diǎn)，工程技術(shù)面臨深層超深層、特低滲、高溫、高壓等復(fù)雜問題關(guān)鍵技術(shù)的挑戰(zhàn)。

要在這些儲層中打開一個(gè)油氣流動的通道，就要用到能在油氣層中修筑“高速公路”的水力壓裂技術(shù)。壓裂改造技術(shù)作為非常規(guī)油氣增產(chǎn)的重要撒手锏，催生了美國頁巖氣革命，已成為破解當(dāng)前油氣產(chǎn)量難題及未來發(fā)展的關(guān)鍵。

“加大勘探開發(fā)力度，保障國家能源安全”是集團(tuán)公司的重大責(zé)任和崇高使命。然而，勘探對象日趨復(fù)雜，深層、非常規(guī)油氣資源開發(fā)難度大，工程技術(shù)的進(jìn)步和突破是完成使命的“翅膀”。當(dāng)前，儲層壓裂改造已經(jīng)成為工程技術(shù)“三把利劍”之一，其作用已經(jīng)從增產(chǎn)擴(kuò)展到釋放資源潛能，成為油田開發(fā)過程中不可或缺的措施和支撐高效勘探開發(fā)的核心技術(shù)。低品位資源的有效開發(fā)寄希望于水平井和壓裂技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)也推動壓裂技術(shù)向著“更加規(guī)模、更多段數(shù)和更高效率”方向前進(jìn)。目前，中國石油儲層改造最大作業(yè)井深8023米，最高施工溫度201攝氏度，最長水平段3056米，壓裂最多分段數(shù)達(dá)到了45段。

復(fù)雜地質(zhì)條件推動壓裂技術(shù)不斷挑戰(zhàn)極限

深層、超深層常規(guī)油氣普遍埋藏深、地應(yīng)力高，壓裂改造時(shí)存在施工壓力高、溫度高、縫寬窄、改造體積偏小和壓后初產(chǎn)效果差等問題。復(fù)雜地質(zhì)條件對壓裂增產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在西部，塔里木油田庫車前陸區(qū)超深超高壓高溫氣藏具有埋藏深、壓力高、溫度高、基質(zhì)物性差、裂縫發(fā)育等特點(diǎn)，博孜凝析氣藏還具有低地溫梯度、高含蠟的特點(diǎn)。自然產(chǎn)能低，需要壓裂改造增產(chǎn)才能效益開發(fā)。然而，由于井況苛刻和改造工況復(fù)雜、地面壓裂施工壓力高，安全風(fēng)險(xiǎn)大，規(guī)模改造施工存在安全風(fēng)險(xiǎn)，砂堵風(fēng)險(xiǎn)大，提產(chǎn)機(jī)理不清，缺乏有效技術(shù)手段。

在西南，川中古隆起太和含氣區(qū)具有超深、超高壓、超高溫、高含硫和地面破裂壓力高的特點(diǎn)，壓裂周期長、儲層改造難度大，提質(zhì)提效面臨巨大挑戰(zhàn)。

非常規(guī)油氣藏儲層滲透率極低，自然產(chǎn)能極低或者沒有自然產(chǎn)能，只能通過大規(guī)模體積壓裂改造實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度決定了單井產(chǎn)量，需要新技術(shù)持續(xù)提高壓裂改造裂縫的有效改造體積，同時(shí)降低大規(guī)模壓裂成本。

對比北美非常規(guī)油氣開發(fā)，我國非常規(guī)油氣壓裂面臨著比國外更多的技術(shù)難題。此外，油氣藏滲透率極低、孔隙度低、非均質(zhì)性強(qiáng)、地應(yīng)力高等因素，對壓裂設(shè)備、井下工具、壓裂酸化材料、井口及管柱的耐壓、耐溫能力等提出了更高的要求。