美国页岩气考察报告

美国页岩气工程技术考察报告中国石油集团钻井工程技术研究院2020年2月26日石林地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]前言2016年10月11-20日，由中石油勘探与生产分公司、长城钻探公司、川庆钻探公司、浙江油气田分公司、西南油气田分公司、钻井工程技术研究院等单位组团，赴美国EOG、BP、Schlumberger、Hallburton等公司进行了技术考察和交流，期间参观了Uinta盆地的压裂施工现场。在考察与交流过程中，许多技术信息与理念给我们留下了深刻印象，值得我们借鉴与学习。2地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]提纲一、美国页岩油气现状二、钻完井工程技术进展三、压裂工程技术进展四、认识与建议3地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]一、美国页岩油气现状1、美国天然气来源结构逐步走向以非常规天然气为主页岩气致密气从2009年起天然气来源结构发生根本性的变化，其中页岩气和致密砂岩气最重要。4地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail].致密油非常规气重油油砂常规油气百万原油桶当量/天Source:RystadEnergy,August2016Capexincludesexploration,well,andfacilitycapex1、美国天然气来源结构逐步走向以非常规天然气为主2015--2008年不同类型油气资源产量增减示意图2015年相比2008年，美国只有非常规油气产量在增长5地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]目前美国页岩油气(致密)的七个主要产区，Bakken、Niobrara、Marcellus、Utica、Permian、Haynesville、EagleFord。在2011年-2014年间，七大产区占到了美国原油产量增长的92%，占到了天然气产量增长的全部。6地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]马塞勒斯和Permian帕米亚两个盆地的油气当量产量领先，Permian帕米亚盆地被认为是全美最佳油气资源盆地之一单位:Mboe/dPermianMarcellusUtica7地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]非常规资源的投资在行业中的占比增大010020030040050060070080090020082009201020112012201320142015行业投资($Billions)15%15%21%27%28%27%30%24%常规油气非常规油气8地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]美国钻机活动数量和油价联系十分敏感美国七大主要页岩油气盆地周活跃钻机数量最新数据显示，截至2017年2月3日当周，美国钻机总数增加17座至729座，较去年同期增加158座，为2015年10月来最多，是欧佩克签署减产协议以来连续第13周增加。美国石油钻井平台数通常被视为是石油行业的活动风向标。9地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]一、美国页岩油气现状2、美国页岩油气开发成本大幅降低BP公司在页岩气开发中效益得到大幅提高－2016年工程成本低于10美元/桶，比开发初期降低了89%－2016年比2015年降了35%，其降低幅度之大令人惊奇BP公司页岩油气开发成本变化情况示意图10地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]水平段长工程成本压裂级数BP公司在海内斯维尔页岩气田水平井变化趋势水平段长工程成本压裂级数11地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]2016年BP公司单井钻完井作业设备成本平均约20万美元，相比2010年的约65万美元，设备成本减少了70%而这是在水平段长度增加101%、压裂级数增加233%、EUR增加400%的条件下实现的。油公司在海内斯维尔作业设备成本对比$K12地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]公司在较低油价下达到了较好的投资回报率。当油价在40美元时，大部分页岩油气田可达到15-30%的年投资回报率，而油价在50美元时，大部分页岩油气田的年投资回报率在40%以上，效益十分突出。EOG公司在低油价下达到了较好的投资回报率2、美国页岩油气开发成本大幅降低13地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]该公司具有效益开发的边际油价在30美元左右，具有很强的全球竞争性14地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]高效的成本控制--巴肯地区为例平均钻井周期（水平段长平均为2560m）单井完井成本（包括钻井、完井、井场设施和返排等）15地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]技术措施：钻井优化、后勤保障机制、高效的地面设备、深入的地层认识、适用的化学过程、油气田整体开发等=+++降低桶油成本+提高采收率钻井优化后勤保障机制高效地面设备精细地层认识适用的化学过程油田整体开发Harlliburton公司通过多种措施抵御了低油价冲击2、美国页岩油气开发成本大幅降低16地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]Harlliburton公司通过多种措施抵御了低油价冲击哈里伯顿公司通过技术进步、成本优化控制、裁员等手段克服了大量的破坏性影响。平均桶油成本2、美国页岩油气开发成本大幅降低─与客户结成伙伴，经济导向，实现双赢─通过技术进步为客户提供独特的机会，客户至上，共渡难关─以多种经营合作方式取得高市场份额，取得超过市场利率的利润率─可持续发展。$22.9$24.5$33.9$0$10$20$30$40TargetAreaLeadingAverage-7%-32%$/BOE单井成本除以12个月累计产量后得到的桶油成本17地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]提纲一、美国页岩油气现状二、钻完井工程技术进展三、压裂工程技术进展四、认识与建议18地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]二、钻完井工程技术进展美国油气公司追求技术创新、方法创新以实现提效降本、提高产量。在效益创新和开发方式创新上的投资及取得的效果，远远超过以往。在低油价下，新技术不断涌现，如:优化布井技术、高效钻井技术、高密度完井技术等。技术管理办法不断创新，如:充分发挥市场化机制，实施精细化管理等。使页岩油气开发成本不断降低，效率不断提高。19地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]1、优化布井方式提高页岩储层采出率•EOG公司在EagleFord盆地，将井间距由300米减小到100米左右•试验重叠交叉的W型布井方式，井间距200-250英尺（60-76m）100m60-80m现在试验未来20地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]•在Delaware盆地，结合高密度完井技术，井间距减小到130m左右1、优化布井方式提高页岩储层采出率Delaware盆地平均井间距21地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]1、优化布井方式提高页岩储层采出率Bakken盆地一个研究项目的布井方式优化试验注:由能源与环境研究中心和北达科他大学联合研究项目在纵向上多层的优化布井，可最大程度地开发页岩储层。22地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]项目2010年3月2012年2月2013年2月2014年2月井数/640英亩井间距（英尺）510001052510-1645016330每口井控制面积（英亩）1306540-65≈40EUR，MBOE320450400450钻完井成本，﹩MM5.25665.7直接收益80%130%100%100%+每区块（640英亩）EUR，MMBOE1.64.56.47.2净现值,﹩MM236998114总潜在储量，BnBoe0.91.62.23.2布井方式通过改进布井方式及开采技术，在EagleFord增大了潜在储量，最大化了净现值─2010年对640英亩的潜在储量评估为9亿桶油当量，2014年相同面积的储量评估升到32亿桶油当量，增加了244%─净现值由$2300万提高到$1.14亿，提高了400%。1、优化布井方式提高页岩储层采出率23地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]2、更多地采用长水平井（2500m），每年呈增加趋势LateralLength水平段长ftROPft/hrs24地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]Eclipse公司旨在通过此项目变革Utica页岩油气成本结构和效益分布Utica地区页岩，PurpleHayes平台钻井总进尺8244米，水平段长5652米，垂深2273米钻井时间17.6天，一趟钻钻完整个水平段压裂总长度5712米，压裂124段，用时23.5天，平均5.3段/天，每段5簇施工排量11.92-12.7m3/min，施工压力51.7-62.1MPa，支撑剂91t/段，液量811m3/段，连续加砂桥塞射孔分段压裂模式，电缆泵送桥塞和射孔枪钻完井总预算1580万美金（1.05亿人民币）压后效果：气14.2万方/天，凝析油191方/天超长水平井PurpleHayes1H井取得重大突破25地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]钻井过程中采用激进的钻井参数组合，提高钻井速度持续优化钻井措施，“学习曲线”效果显著选用高效双动力旋转导向工具优化设计新型钻头发展自动化智能钻井技术等3、钻井过程中应用多种技术，持续提高钻井速度及效率，减少非生产时间，降低钻井周期26地址:北京市昌平区黄河街5号院1号楼,电话:[phone],邮箱:[e-mail]斯伦贝谢在两年时间内，水平段长增加近400m的情况下，平均钻井周期由53天降为28天，平均缩短20天，降幅近50%。平均钻井周期（天）平均水平段长（英尺）平均钻井周期（天）平均