400億立方米!中國頁岩氣再創新紀錄

10月8日,我國首個商業開發大型頁岩氣田——中國石化江漢油田涪陵頁岩氣田累計生產頁岩氣400億立方米,創造中國頁岩氣田累產新紀錄。目前,氣田日產氣量近2000萬立方米,可滿足4000萬戶家庭日常用氣需求。

頁岩氣井具有初期產量高、產量遞減快的特點,為何涪陵頁岩氣田能持續保持高產?這背後有什麼秘訣?

400億立方米!中國頁岩氣再創新紀錄

涪陵頁岩氣田鑽井“井工廠”施工平臺。向陽/圖

技術創新

支撐氣田累產再創新紀錄

頁岩氣,是儲存於富有機質泥頁岩及其夾層的非常規天然氣,是一種清潔、高效的能源資源。2009年,在攻克技術和成本障礙後,美國不僅發起了頁岩氣革命,而且從天然氣進口國變成出口國。我國海相頁岩氣資源非常豐富,但與北美頁岩氣相比,地質條件更為複雜、生態環境更為敏感、勘探開發技術難度更大。

涪陵頁岩氣田分佈於重慶市涪陵、南川、武隆、忠縣、梁平、豐都等區縣境內,現有焦石壩、江東、平橋3個產建區。自2012年12月開發建設以來,2017年涪陵頁岩氣田如期建成百億方年產能生產基地,現為我國第六大天然氣田,是我國“川氣東送”管道重要氣源之一。

2017年3月21日,累計產氣突破100億方。2018年10月6日,累計產氣突破200億方。2020年5月11日,累計產氣突破300億方。2021年10月8日,累計產氣突破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,這四年並不容易。”中國石化江漢油田首席專家、涪陵頁岩氣公司黨委書記劉堯文表示,短短8年多時間,涪陵頁岩氣從零起步到跨越發展,立足自主研發,瞄準國內首創,實現了開採技術和關鍵裝備的全國產,打破國外技術壟斷。“如果說涪陵頁岩氣田保持高產的背後有什麼秘訣,那這秘訣就是技術創新!”

據瞭解,中國石化在基礎理論、開採技術和工程裝備等領域透過自主創新,形成了一整套適合我國地質條件的頁岩氣勘探開發技術和標準體系。2017年,“涪陵大型海相頁岩氣田高效勘探開發”專案獲國家科技進步一等獎。

目前,涪陵頁岩氣田鑽井、壓裂施工週期較初期減少50%左右,單井投資較初期降低40%以上,焦頁1HF井連續生產3000多天、焦頁6-2HF井累產超過3。3億方,繼續保持國內頁岩氣井開發時間最長、單井累產最高兩項紀錄。

400億立方米!中國頁岩氣再創新紀錄

涪陵頁岩氣田員工認真操控鑽機。涪陵頁岩氣公司/供圖

三層立體開發

開啟氣田增產新空間

頁岩氣井具有初期產量高、產量遞減快的特點。作為首個商業開發的大型頁岩氣田,近年來,涪陵頁岩氣田面臨著老區產量遞減較快、天然氣保供任務重、上產壓力大等重重困難。為提高氣田採收率和保供能力,涪陵頁岩氣公司一方面創新整合五大具有涪陵頁岩氣開發特色的技術體系,實現3500米以淺超壓頁岩氣藏高效開發、3500至4000米氣藏有效開發。在此基礎上首創中國頁岩氣立體開發調整技術體系,立體開發調整區採收率最高達39。2%,達到國際先進水平。

今年年初,國內首個頁岩氣三層立體開發評價井組——江漢油田涪陵頁岩氣田焦頁66號擴井組的4口氣井連續試氣獲高產,各井測試產量合計達67萬立方米/天。

“頁岩氣就像儲存在地下一層層的樓房裡,以前是第一層樓搬得差不多了,再搬第二層樓,而這個技術相當於把地下井網由‘二層樓’變成‘三層樓’,最大限度地提高儲量動用率和頁岩氣產量。”江漢油田涪陵頁岩氣公司總工程師李遠照介紹,從國內首個頁岩氣立體開發技術,再到實現立體開發由上、下二層立體開發變為上、中、下三層精細立體開發的再升級,這開創了中國海相頁岩氣立體開發先河。透過立體開發技術升級,進一步促進產能、產量、採收率提高,氣田有望新建產能15億立方米、新增經濟可採儲量70-80億立方米,持續保持行業領先。

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10月8日,在涪陵頁岩氣產出水處理站,工作人員展示處理合格的產出水。雍黎/圖

國內首創“套中固套”

讓“老井”重獲新生

“我們在焦頁4HF井實施了‘套中固套’的重建井筒重複壓裂技術,屬國內首創,該井重複壓裂後測試獲得18。38萬立方米/天的高產工業氣流,開創了國內頁岩氣開發技術先河。”江漢油田涪陵頁岩氣公司技術中心主任方棟樑說。

壓裂就是為儲層造縫,打通頁岩氣開採通道。涪陵頁岩氣田焦石壩區塊老井主要是在2013-2016年實施的壓裂施工,前期採用“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餘儲量,且很多井已生產了數年,老縫裡基本無產量奉獻,有再次實施改造提產的潛力。

據瞭解,重建井筒後進行重複壓裂施工是北美提高頁岩氣藏採收率的常用工藝,但北美普遍採用的是下入4寸套管,在國內目前沒有相關案例和成熟經驗借鑑參考。

為填補國內頁岩氣高效開發技術空白,提高氣井採收率,涪陵頁岩氣公司聯合科研和工程單位,加大技術攻關力度,綜合考量固井難度和壓裂效果,先後完成了方案調研和論證、工具選型和工藝配套,確定了在5。5英寸套管內重建3。5英寸套管的施工新模式,優選焦頁4HF井首次開展“套中固套”的重建井筒重複壓裂施工。

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、卡鑽風險高以及小井眼泵送射孔難度大等難題,透過大量採用新工藝、新技術,準確高效改造了老縫,圓滿完成壓裂施工目標,確保了該井獲得高產,為促進氣田老區採收率提升找到了新途徑。

截至目前,涪陵頁岩氣田累計探明儲量7926。41億方,生產頁岩氣突破400億方,日產氣量近2000萬立方米,每天為我國長江經濟帶沿線6省2市,70多個大中型城市、上千家企業、2億多居民送去源源不斷的潔淨能源。

科技日報記者 雍黎

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