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分析納米襲來壓裂革新論文
幾年前，人們普遍認為納米技術需要過很多年才能真正用于油田實踐;但在今天，大量的納米技術產品已經在油氣勘探和開發領域發揮著關鍵作用。貝克休斯走在油田納米技術應用的最前沿，本文將介紹幾種對油氣勘探開發產生重大影響的納米技術新產品。
納米技術包括納米級的科學、工程和技術領域，涵蓋了納米成像、測量、模擬以及納米級物質操控。BakerHughes是為全球油氣行業提供油田服務、產品和技術的領軍企業之一，一直走在油田納米技術導向產品應用的前沿。
納米技術產品所實現的功能是其他產品無法企及的，IN-Tallic可降解壓裂球就是該技術的一個代表。
IN-Tallic可降解壓裂球是由納米級可控電解金屬材料組成，該材料比鋁輕、比低碳鋼強度大，但在特定流體條件下會降解。降解過程通過電化學反應來完成，其主要受復合顆粒結構的納米級包覆層所控制。上述納米結構材料具有常規材料所不具備的高強度和獨特化學特性。
IN-Tallic可降解壓裂球在壓裂過程中能夠保持其原有形狀和強度，隨后在井投產前或投產后短時間內降解。浸泡在鹽水中的壓裂球會隨著時間的推移而逐漸降解，也就是說降解過程通常發生在壓裂液和井筒流體存在的情況下，無需人為添加其他特殊流體。
Baker Hughes的FracPoint分段壓裂系統采用IN-Tallic壓裂球，這種帶活化壓裂球的壓裂系統能夠快速連續地進行水力壓裂。上述系統安裝好后，使用裸眼封隔器或水泥環對儲層段進行分段。之后壓裂管柱開始作業，將各種尺寸的壓裂球借助泵注的壓裂液從地表投到目的層段，從而實現連續壓裂過程。壓裂完成后，油氣井可以立即投產，IN-Tallic壓裂球在井內降解，以確保油氣流動通道暢通且無油管阻力。整個壓裂過程避免了起下鉆操作，減少泵注時間的同時，實現了油藏泄油面積的最大化。
Baker Hughes的SHADOW系列壓裂橋塞是一種永久性橋塞，生產過程中被設計留在了井底，完全省去了分段射孔完井時鉆穿橋塞的階段。該橋塞的特點在于具有較大的流動內徑，并且使用了IN-Tallic可降解壓裂球，因此油氣可就地流過橋塞，在節省時間、降低成本的同時，消除了撓性油管(CT)阻力帶來的風險。
2013年，分段壓裂系統的壓裂球采用Schlumberger的ELEMENTAL可降解專利技術。這種鋁質金屬材料可以在數小時至數天內完全降解，降解時間取決于壓裂球的尺寸、溫度和其他井下條件，這消除了壓裂球被卡住需要清除的風險。
Baker Hughes也在大力發展其與“水力壓裂”相關的服務技術。粘彈性表面活性劑(VES)溶液被廣泛用作增產液，包括礫石充填液、壓裂充填液以及壓裂液。但它們在高溫條件下容易導致粘度降低且在裂縫中漏失量很大，上述缺點限制了其在水力壓裂和壓裂充填措施中的應用。試驗結果表明：加了納米顆粒材料的粘彈性表面活性劑(VES)溶液可以在高溫下保持較高粘度且可控制其增產液的漏失量。
此外，Baker Hughes還研發出了采用高表面張力的特殊固體材料制成的納米級微粒固結劑，用以捕集或固結地層中的微粒。上述納米級材料被添加到水力壓裂支撐劑充填層或礫石充填層，以在上述充填層中起穩定地層微粒的作用。這種納米微粒材料，由于其很大的表面積，可以制成“納米海綿”，通過在支撐劑顆粒或礫石顆粒接觸點捕集或滯留地層微粒來發揮穩定地層微粒的作用。上述舉措可以阻止地層微粒運移或穿過支撐劑充填層或礫石充填層，避免污染近井地帶或堵塞防砂篩管。
目前，盡管油氣能源價格低迷，這促使投資商和分析師們重新審視油氣生產過程中的每一個環節的盈虧價格，以確定該領域的新興技術在實用層面和經濟層面上是否具有進一步研發的必要，但“納米”技術為油氣的勘探開發帶來了令人振奮的新機遇和新挑戰是確定無疑的。
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