◎ 科技日報記者 雍黎

10月8日，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累計生產(chǎn)頁巖氣400億立方米，創(chuàng)造中國頁巖氣田累產(chǎn)新紀(jì)錄。目前，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。

頁巖氣井具有初期產(chǎn)量高、產(chǎn)量遞減快的特點(diǎn)，為何涪陵頁巖氣田能持續(xù)保持高產(chǎn)？這背后有什么秘訣？

涪陵頁巖氣田鉆井“井工廠”施工平臺。向陽/圖

技術(shù)創(chuàng)新

支撐氣田累產(chǎn)再創(chuàng)新紀(jì)錄

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，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。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。

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”管道重要?dú)庠粗弧?/span>

2017年3月21日，累計產(chǎn)氣突破100億方。2018年10月6日，累計產(chǎn)氣突破200億方。2020年5月11日，累計產(chǎn)氣突破300億方。2021年10月8日，累計產(chǎn)氣突破400億方。

“從0到100億方我們走了4年，從100到400億方，我們也走了四年，這四年并不容易?！敝袊瓭h油田首席專家、涪陵頁巖氣公司黨委書記劉堯文表示，短短8年多時間，涪陵頁巖氣從零起步到跨越發(fā)展，立足自主研發(fā)，瞄準(zhǔn)國內(nèi)首創(chuàng)，實(shí)現(xiàn)了開采技術(shù)和關(guān)鍵裝備的全國產(chǎn)，打破國外技術(shù)壟斷。“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！”

據(jù)了解，中國石化在基礎(chǔ)理論、開采技術(shù)和工程裝備等領(lǐng)域通過自主創(chuàng)新，形成了一整套適合我國地質(zhì)條件的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。2017年，“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項目獲國家科技進(jìn)步一等獎。

目前，涪陵頁巖氣田鉆井、壓裂施工周期較初期減少50%左右，單井投資較初期降低40%以上，焦頁1HF井連續(xù)生產(chǎn)3000多天、焦頁6-2HF井累產(chǎn)超過3.3億方，繼續(xù)保持國內(nèi)頁巖氣井開發(fā)時間最長、單井累產(chǎn)最高兩項紀(jì)錄。

涪陵頁巖氣田員工認(rèn)真操控鉆機(jī)。涪陵頁巖氣公司/供圖

三層立體開發(fā)

打開氣田增產(chǎn)新空間

頁巖氣井具有初期產(chǎn)量高、產(chǎn)量遞減快的特點(diǎn)。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，涪陵頁巖氣公司一方面創(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(shí)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)上首創(chuàng)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——江漢油田涪陵頁巖氣田焦頁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)67萬立方米/天。

“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，再搬第二層樓，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’，最大限度地提高儲量動用率和頁巖氣產(chǎn)量?！苯瓭h油田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)，再到實(shí)現(xiàn)立體開發(fā)由上、下二層立體開發(fā)變?yōu)樯稀⒅?、下三層精?xì)立體開發(fā)的再升級，這開創(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70-80億立方米，持續(xù)保持行業(yè)領(lǐng)先。

10月8日，在涪陵頁巖氣產(chǎn)出水處理站，工作人員展示處理合格的產(chǎn)出水。雍黎/圖

國內(nèi)首創(chuàng)“套中固套”

讓“老井”重獲新生

“我們在焦頁4HF井實(shí)施了'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18.38萬立方米/天的高產(chǎn)工業(yè)氣流，開創(chuàng)了國內(nèi)頁巖氣開發(fā)技術(shù)先河。”江漢油田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(shí)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(shí)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寸套管，在國內(nèi)目前沒有相關(guān)案例和成熟經(jīng)驗借鑒參考。

為填補(bǔ)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)確高效改造了老縫，圓滿完成壓裂施工目標(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7926.41億方，生產(chǎn)頁巖氣突破400億方，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。

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來源：科技日報

編輯：劉義陽

審核：朱麗

終審：何屹