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堅持科技創(chuàng)新建立開采體系 我國頁巖氣累產(chǎn)達(dá)400億立方米創(chuàng)紀(jì)錄

2021-11-02 10:10:02來源:科技日報  

涪陵頁巖氣田累計探明儲量7926.41億立方米,生產(chǎn)頁巖氣突破400億立方米,日產(chǎn)氣量近2000萬立方米,每天為我國長江經(jīng)濟(jì)帶沿線6省2市,70多個大中型城市、上千家企業(yè)、2億多居民送去源源不斷的潔凈能源。

位于重慶的我國首個商業(yè)開發(fā)大型頁巖氣田——中國石化江漢油田涪陵頁巖氣田,最近頗受關(guān)注,因為它累計生產(chǎn)頁巖氣達(dá)400億立方米,創(chuàng)造了中國頁巖氣田累產(chǎn)新紀(jì)錄。目前,涪陵頁巖氣田日產(chǎn)氣量近2000萬立方米,可滿足4000萬戶家庭日常用氣需求。

“從0到100億方我們走了4年,從100億方到400億方,我們也走了4年,這4年走的并不容易。”面對這一成績,中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司(以下簡稱江漢油田)首席專家、中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發(fā)有限公司(以下簡稱涪陵頁巖氣公司)黨委書記劉堯文感慨萬分。

頁巖氣井具有初期產(chǎn)量高、產(chǎn)量遞減快的特點,涪陵頁巖氣田卻不斷刷新中國頁巖氣開發(fā)新紀(jì)錄,是什么支撐著該氣田持續(xù)保持高產(chǎn),成為全球頁巖氣開發(fā)的“中國樣本”?

堅持科技創(chuàng)新,開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)完全國產(chǎn)化

頁巖氣,是儲存于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層的非常規(guī)天然氣,成分以甲烷為主,是一種清潔、高效的能源資源。2009年,在攻克技術(shù)和成本障礙后,美國不僅發(fā)起了頁巖氣革命,而且從天然氣進(jìn)口國變成出口國,實現(xiàn)了“能源獨立”。而頁巖氣田的開發(fā),對加快我國天然氣開發(fā)和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化也起著重要的作用。

頁巖氣藏為典型的“原地”成藏模式,開發(fā)頁巖氣不僅技術(shù)要求高,成本更高。2007年,我國與美國合作,開展頁巖氣勘探開發(fā)。

我國海相頁巖氣資源非常豐富,但與北美頁巖氣相比,地質(zhì)條件更為復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境更為敏感、勘探開發(fā)技術(shù)難度更大。而這也常讓國外頁巖氣技術(shù)在中國頁巖氣勘探開發(fā)中“水土不服”,照搬國外技術(shù)存在很多問題,而且這樣的“跨國聯(lián)姻”還面臨著高昂的成本——國外關(guān)鍵裝備只租不賣,就連每次設(shè)備售后維護(hù)都要付出昂貴的服務(wù)費。

涪陵頁巖氣田分布于重慶市涪陵、南川、武隆、忠縣、梁平、豐都等區(qū)縣境內(nèi),現(xiàn)有焦石壩、江東、平橋3個產(chǎn)建區(qū)。自2012年12月開發(fā)建設(shè)以來,2017年涪陵頁巖氣田如期建成百億方年產(chǎn)能生產(chǎn)基地,現(xiàn)為我國第六大天然氣田,是我國“川氣東送”的重要氣源之一。

“如果說涪陵頁巖氣田保持高產(chǎn)的背后有什么秘訣,那這秘訣就是技術(shù)創(chuàng)新!”劉堯文表示,涪陵頁巖氣從零起步到跨越發(fā)展,立足自主研發(fā),打破了國外技術(shù)壟斷。公司所有關(guān)鍵頁巖氣開發(fā)技術(shù)均100%實現(xiàn)國產(chǎn)化,僅國產(chǎn)橋塞與多級射孔、油基鉆井液、牽引器測井、地質(zhì)導(dǎo)向等4項國產(chǎn)化技術(shù)的應(yīng)用,就降低施工成本70%,降低工程造價數(shù)億元。

目前,涪陵頁巖氣田已形成具有自身特色、可復(fù)制推廣的氣藏綜合評價、水平井優(yōu)快鉆井、長水平井分段壓裂、試采開發(fā)配套及綠色開發(fā)配套五大技術(shù)體系。得益于這些自主創(chuàng)新技術(shù),中國也成了繼美國、加拿大之后第三個完全掌握頁巖氣開發(fā)成套技術(shù)和實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)開發(fā)的國家。

建立開采體系,打開氣田增產(chǎn)新空間

作為首個商業(yè)開發(fā)的大型頁巖氣田,近年來,涪陵頁巖氣田面臨著老區(qū)產(chǎn)量遞減較快、天然氣保供任務(wù)重、上產(chǎn)壓力大等重重困難。為提高氣田采收率和保供能力,涪陵頁巖氣公司創(chuàng)新集成五大具有涪陵頁巖氣開發(fā)特色的技術(shù)體系,實現(xiàn)3500米以淺超壓頁巖氣藏高效開發(fā)、3500至4000米氣藏有效開發(fā);在此基礎(chǔ)上還首創(chuàng)了中國頁巖氣立體開發(fā)調(diào)整技術(shù)體系,立體開發(fā)調(diào)整區(qū)采收率最高達(dá)39.2%,達(dá)到國際先進(jìn)水平。

今年年初,國內(nèi)首個頁巖氣三層立體開發(fā)評價井組——涪陵頁巖氣田焦頁66號擴(kuò)井組的4口氣井連續(xù)試氣獲高產(chǎn),各井測試產(chǎn)量合計達(dá)每天67萬立方米。

“頁巖氣就像儲存在地下一層層的樓房里,以前是第一層樓搬得差不多了,再搬第二層,而這個技術(shù)相當(dāng)于把地下井網(wǎng)由‘二層樓’變成‘三層樓’,最大程度提高儲量動用率和頁巖氣產(chǎn)量。”涪陵頁巖氣公司總工程師李遠(yuǎn)照介紹,從國內(nèi)首個頁巖氣立體開發(fā)技術(shù),到實現(xiàn)由上、下二層立體開發(fā)變?yōu)樯稀⒅小⑾氯龑泳?xì)立體開發(fā),涪陵頁巖氣公司開創(chuàng)了中國海相頁巖氣立體開發(fā)先河。通過立體開發(fā)技術(shù)升級,進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)能、產(chǎn)量、采收率提高,氣田有望新建產(chǎn)能15億立方米,新增經(jīng)濟(jì)可采儲量70億—80億立方米,持續(xù)保持行業(yè)領(lǐng)先。

“涪陵頁巖氣田對我國頁巖氣大規(guī)模開發(fā)具有示范引領(lǐng)意義。它的成功開發(fā),包括鉆采技術(shù)突破,增強了國內(nèi)各方和相關(guān)企業(yè)的信心,助力四川盆地成為我國頁巖氣增儲上產(chǎn)的主陣地,對我國頁巖氣發(fā)展產(chǎn)生了關(guān)鍵的推動作用。”油氣工程專家、中國科學(xué)院院士高德利說。

攻克技術(shù)瓶頸,力爭產(chǎn)量再創(chuàng)新高

“我們在焦頁4HF井實施的‘套中固套’的重建井筒重復(fù)壓裂技術(shù),屬國內(nèi)首創(chuàng),該井重復(fù)壓裂后測試獲得每天18.38萬立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流,開創(chuàng)了國內(nèi)頁巖氣開發(fā)技術(shù)先河。”涪陵頁巖氣公司技術(shù)中心主任方棟梁說。

壓裂就是為儲層造縫,打通頁巖氣開采通道。涪陵頁巖氣田焦石壩區(qū)塊老井主要是在2013—2016年實施的壓裂施工,前期采用“多段少簇射孔+段塞式加砂”的壓裂工藝,段間距、簇間距之間有較大的剩余儲量,且很多井已生產(chǎn)了數(shù)年,老縫里基本無產(chǎn)量奉獻(xiàn),有再次實施改造提產(chǎn)的潛力。

據(jù)了解,重建井筒后進(jìn)行重復(fù)壓裂施工是北美提高頁巖氣藏采收率的常用工藝,但北美普遍采用的是下入4英寸套管,在國內(nèi)目前沒有相關(guān)案例和成熟經(jīng)驗可供借鑒參考。

為填補國內(nèi)頁巖氣高效開發(fā)技術(shù)空白,提高氣井采收率,涪陵頁巖氣公司聯(lián)合科研和工程單位,加大技術(shù)攻關(guān)力度,綜合考量固井難度和壓裂效果,先后完成了方案調(diào)研和論證、工具選型和工藝配套,確定了在5.5英寸套管內(nèi)重建3.5英寸套管的施工新模式,優(yōu)選焦頁4HF井首次開展“套中固套”的重建井筒重復(fù)壓裂施工。

施工中克服了該井小套管沿程摩阻大、施工壓力高、砂堵風(fēng)險大、卡鉆風(fēng)險高以及小井眼泵送射孔難度大等難題,通過大量采用新工藝、新技術(shù),準(zhǔn)確高效地改造了老縫,圓滿完成了壓裂施工目標(biāo),確保了該井獲得高產(chǎn),為促進(jìn)氣田老區(qū)采收率提升找到了新途徑。

截至目前,涪陵頁巖氣田累計探明儲量7926.41億立方米,生產(chǎn)頁巖氣突破400億立方米,日產(chǎn)氣量近2000萬立方米,每天為我國長江經(jīng)濟(jì)帶沿線6省2市,70多個大中型城市、上千家企業(yè)、2億多居民送去源源不斷的潔凈能源。劉堯文充滿自豪地說:“預(yù)計2021年,我們的年產(chǎn)量可以達(dá)到71億立方米。”

責(zé)任編輯:hnmd003

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