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(jī)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?、中、下三層精?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(qiáng)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。”
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