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涪陵页岩气田累计探明储量7926.41亿立方米,生产页岩气突破400亿立方米,日产气量近2000万立方米,每天为我国长江经济带沿线6省2市,70多个大中型城市、上千家企业、2亿多居民送去源源不断的洁净能源。

位于重庆的我国首个商业开发大型页岩气田——中国石化江汉油田涪陵页岩气田,最近颇受关注,因为它累计生产页岩气达400亿立方米,创造了中国页岩气田累产新纪录。目前,涪陵页岩气田日产气量近2000万立方米,可满足4000万户家庭日常用气需求。

“从0到100亿方我们走了4年,从100亿方到400亿方,我们也走了4年,这4年走的并不容易。”面对这一成绩,中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司(以下简称江汉油田)首席专家、中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司(以下简称涪陵页岩气公司)党委书记刘尧文感慨万分。

页岩气井具有初期产量高、产量递减快的特点,涪陵页岩气田却不断刷新中国页岩气开发新纪录,是什么支撑着该气田持续保持高产,成为全球页岩气开发的“中国样本”?

坚持科技创新,开发技术实现完全国产化

页岩气,是储存于富有机质泥页岩及其夹层的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源。2009年,在攻克技术和成本障碍后,美国不仅发起了页岩气革命,而且从天然气进口国变成出口国,实现了“能源独立”。而页岩气田的开发,对加快我国天然气开发和能源结构优化也起着重要的作用。

页岩气藏为典型的“原地”成藏模式,开发页岩气不仅技术要求高,成本更高。2007年,我国与美国合作,开展页岩气勘探开发。

我国海相页岩气资源非常丰富,但与北美页岩气相比,地质条件更为复杂、生态环境更为敏感、勘探开发技术难度更大。而这也常让国外页岩气技术在中国页岩气勘探开发中“水土不服”,照搬国外技术存在很多问题,而且这样的“跨国联姻”还面临着高昂的成本——国外关键装备只租不卖,就连每次设备售后维护都要付出昂贵的服务费。

涪陵页岩气田分布于重庆市涪陵、南川、武隆、忠县、梁平、丰都等区县境内,现有焦石坝、江东、平桥3个产建区。自2012年12月开发建设以来,2017年涪陵页岩气田如期建成百亿方年产能生产基地,现为我国第六大天然气田,是我国“川气东送”的重要气源之一。

“如果说涪陵页岩气田保持高产的背后有什么秘诀,那这秘诀就是技术创新!”刘尧文表示,涪陵页岩气从零起步到跨越发展,立足自主研发,打破了国外技术垄断。公司所有关键页岩气开发技术均100%实现国产化,仅国产桥塞与多级射孔、油基钻井液、牵引器测井、地质导向等4项国产化技术的应用,就降低施工成本70%,降低工程造价数亿元。

目前,涪陵页岩气田已形成具有自身特色、可复制推广的气藏综合评价、水平井优快钻井、长水平井分段压裂、试采开发配套及绿色开发配套五大技术体系。得益于这些自主创新技术,中国也成了继美国、加拿大之后第三个完全掌握页岩气开发成套技术和实现页岩气商业开发的国家。

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建立开采体系,打开气田增产新空间

作为首个商业开发的大型页岩气田,近年来,涪陵页岩气田面临着老区产量递减较快、天然气保供任务重、上产压力大等重重困难。为提高气田采收率和保供能力,涪陵页岩气公司创新集成五大具有涪陵页岩气开发特色的技术体系,实现3500米以浅超压页岩气藏高效开发、3500至4000米气藏有效开发;在此基础上还首创了中国页岩气立体开发调整技术体系,立体开发调整区采收率最高达39.2%,达到国际先进水平。

今年年初,国内首个页岩气三层立体开发评价井组——涪陵页岩气田焦页66号扩井组的4口气井连续试气获高产,各井测试产量合计达每天67万立方米。

“页岩气就像储存在地下一层层的楼房里,以前是第一层楼搬得差不多了,再搬第二层,而这个技术相当于把地下井网由‘二层楼’变成‘三层楼’,最大程度提高储量动用率和页岩气产量。”涪陵页岩气公司总工程师李远照介绍,从国内首个页岩气立体开发技术,到实现由上、下二层立体开发变为上、中、下三层精细立体开发,涪陵页岩气公司开创了中国海相页岩气立体开发先河。通过立体开发技术升级,进一步促进产能、产量、采收率提高,气田有望新建产能15亿立方米,新增经济可采储量70亿—80亿立方米,持续保持行业领先。

“涪陵页岩气田对我国页岩气大规模开发具有示范引领意义。它的成功开发,包括钻采技术突破,增强了国内各方和相关企业的信心,助力四川盆地成为我国页岩气增储上产的主阵地,对我国页岩气发展产生了关键的推动作用。”油气工程专家、中国科学院院士高德利说。

攻克技术瓶颈,力争产量再创新高

“我们在焦页4HF井实施的‘套中固套’的重建井筒重复压裂技术,属国内首创,该井重复压裂后测试获得每天18.38万立方米的高产工业气流,开创了国内页岩气开发技术先河。”涪陵页岩气公司技术中心主任方栋梁说。

压裂就是为储层造缝,打通页岩气开采通道。涪陵页岩气田焦石坝区块老井主要是在2013—2016年实施的压裂施工,前期采用“多段少簇射孔+段塞式加砂”的压裂工艺,段间距、簇间距之间有较大的剩余储量,且很多井已生产了数年,老缝里基本无产量奉献,有再次实施改造提产的潜力。

据了解,重建井筒后进行重复压裂施工是北美提高页岩气藏采收率的常用工艺,但北美普遍采用的是下入4英寸套管,在国内目前没有相关案例和成熟经验可供借鉴参考。

为填补国内页岩气高效开发技术空白,提高气井采收率,涪陵页岩气公司联合科研和工程单位,加大技术攻关力度,综合考量固井难度和压裂效果,先后完成了方案调研和论证、工具选型和工艺配套,确定了在5.5英寸套管内重建3.5英寸套管的施工新模式,优选焦页4HF井首次开展“套中固套”的重建井筒重复压裂施工。

施工中克服了该井小套管沿程摩阻大、施工压力高、砂堵风险大、卡钻风险高以及小井眼泵送射孔难度大等难题,通过大量采用新工艺、新技术,准确高效地改造了老缝,圆满完成了压裂施工目标,确保了该井获得高产,为促进气田老区采收率提升找到了新途径。

截至目前,涪陵页岩气田累计探明储量7926.41亿立方米,生产页岩气突破400亿立方米,日产气量近2000万立方米,每天为我国长江经济带沿线6省2市,70多个大中型城市、上千家企业、2亿多居民送去源源不断的洁净能源。刘尧文充满自豪地说:“预计2021年,我们的年产量可以达到71亿立方米。”

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