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400億立方米，創(chuàng)造了中國頁巖氣田累產(chǎn)新紀錄。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)導向等4項國產(chǎn)化技術(shù)的應用，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39.2%，達到國際先進水平。
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、下三層精細立體開發(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，進一步促進產(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’的重建井筒重復壓裂技術(shù)，屬國內(nèi)首創(chuàng)，該井重復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，有再次實施改造提產(chǎn)的潛力。
據(jù)了解，重建井筒后進行重復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、砂堵風險大、卡鉆風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)，準確高效地改造了老縫，圓滿完成了壓裂施工目標，確保了該井獲得高產(chǎn)，為促進氣田老區(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：“預計2021年，我們的年產(chǎn)量可以達到71億立方米。”
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