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涪陵气田:擎科技利剑 闯页岩“江湖”

时间:2021-11-23 15:07 来源:中国石化新闻网 点击:

已开发9年的涪陵气田不断打磨高效开发技术,从海水沉积的海相挺进江湖沉积的陆相,已累计生产海相页岩气超400亿立方米,生产陆相凝析油8300多吨、陆相页岩气500多万立方米。

四川盆地东南部的重庆涪陵武陵群山之下,蕴藏着丰富的页岩气资源,这里诞生了全国首个实现商业开发的页岩气田——涪陵页岩气田。

如今,已开发9年的涪陵页岩气田正从海相挺进陆相,不断扩大勘探开发版图,向着“万亿方储量、千万吨油田、百亿方产量”目标迈进。

截至目前,涪陵页岩气田海相页岩气累计产量超400亿立方米,复兴区块陆相页岩气已投产7口井,累计生产凝析油8300多吨、气500多万立方米。

填补空白,“甜点”区里找“蜜点”

2012年底,在焦页1HF井测试的冲天火焰中,涪陵海相页岩气开发大幕拉开。

其时,我国页岩气开发刚刚起步,开发技术与经验几乎一片空白。与美国页岩开发区大平原地貌相比,涪陵页岩气田地表为丘陵山地,地质构造更复杂,目的层埋藏更深。

“就地质条件而言,涪陵海相页岩气就像一束玫瑰,看上去很美,但浑身带刺。”业内专家曾如此感叹。

在海相页岩气开发“无技术、无经验、无装备、无人才”的情况下,江汉油田页岩气开发团队肩负重托,迎难而上,挺进渝东。

“那时,涪陵焦石坝区块没有像样的三维地质资料,了解地下情况只能靠零星的信息。大家每天晚上围着图纸讨论到深夜,边干边摸索。”时任涪陵工区技术负责人、现任江汉油田首席专家刘尧文说。

他们日夜兼程,深化地质研究,明确海相页岩气藏特征和区块重点层系,优化页岩气评价预测技术,整合国内外技术资源,动态跟踪钻井进程,不断打磨开发技术这把“钥匙”,以精准打开海相龙马溪组页岩这把“密码锁”。

开发团队在层层叠叠的龙马溪组储层、密密麻麻的勘探开发曲线、纷繁复杂的数据图表中,努力找寻最主力、最优质的气层,在“甜点”区里找“蜜点”,大胆提出“钻头往龙马溪组下部打”。

此观点一出,遭到不少质疑。有人认为往下部打难度大,要往中部打,打“保险牌”;有人认为井壁不稳,易垮塌,要打井壁稳定层,保证施工顺利。开发团队则认为:“井眼越接近优质页岩气层的中心,气井产量、商业价值才会越高,再难也必须往储层下部打。”

开发团队日夜奋战,解决了无数个技术难题,连续打了17口试验井,口口打中“靶心”,口口获得高产,消除了众人的疑虑, 增强了海相页岩气开发的信心。这批试验井产量高、可采储量高、收益好,成功实现涪陵页岩气田的商业化开发。

与此同时,开发团队还首创长水平井“米”字形井网部署、气井全生命周期合理配产、气井动态监测等多项技术,填补了国内页岩气开发空白。

2014年3月24日,中国石化宣布我国首个大型页岩气田涪陵页岩气田进入规模化、商业化开发阶段,比原先预计的10年大大提前。

2018年3月26日,涪陵页岩气田历时5年建成了100亿立方米年产能,相当于建成一个千万吨级大油田。

持续攻关,分层立体开发开先河

涪陵页岩气田累计产量从零到100亿立方米,用了4年;从100亿立方米到400亿立方米,也只用了4年。开发团队相信,不断创新开发理念、更新换代开发技术,是滚雪球般壮大产量的不二法宝。

百亿立方米产能建成后,气田进入“后焦石坝时代”。如何实现焦石坝老区持续增产?如何在江东、平桥、白马等深层复杂构造区取得突破?如何在工程技术上追赶世界领先水平、尽快实现技术升级换代?这些问题萦绕在开发人员心头。

在资源丰厚的焦石坝老区,开发团队大胆创新,首创井间、层间立体开发调整模式,将地下井网织得更密,尽可能动用更多储量。

在下部气层,他们将600米井距缩减为300米,充分动用“蜜点”。在层系细分上,他们将一层井网变成上、中、下三层井网,实现层间三层加密。

“页岩层层叠叠,气就储存在地下一层层的楼房里,第一层搬得差不多了,再搬第二层、第三层。”江汉油田涪陵页岩气公司技术中心主任方栋梁说。

同一储层分三层立体开发,涪陵气田开了世界页岩气开发先河。目前,焦石坝立体开发调整区采收率最高达39.2%,达到国际领先水平。

在钻井技术上,开发团队攻关形成了大型丛式井长水平段“井工厂”优快钻井配套技术,平台井数最多达15口,水平段最长超3000米,钻井成本比初期下降50%,最短钻井周期仅25.75天。“5000多米的气井,不到26天就打完了,这在以前无法想象。”涪陵页岩气公司副总经理万云强说。

在压裂技术上,他们攻关形成了立体开发压裂技术体系,建立了多段多簇细密布缝、暂堵转向、限流射孔、高强度连续加砂的改造模式,大幅提升裂缝密度、加砂强度等核心指标,使地下缝网更复杂,形成四通八达的页岩气逸出通道,提高了气井产量。同时,他们大力推广国产化装备、低成本压裂砂与压裂液,老区调整井单井产能提升30%,压裂试气成本下降40%以上。

开发团队还深化气藏规律研究,建立页岩气井分区分阶段动态合理配产方法,既延长气井稳产期,又增加气井可采储量5%~10%。他们研发了不同产水特征气井全生命期排水采气工艺,采取增压开采、气举、泡沫排水、增压+泡排、气举+泡排等多种进攻型排水采气技术措施,有效提高措施产量和采收率,焦石坝老区综合递减率下降10个百分点以上。

目前,气田日产量一直保持1950万立方米的高位。

挺进陆相,寻找下一个“涪陵”

在加大海相页岩气开发力度的同时,开发团队积极寻觅陆相可接替产建区块,尽快找到下一个“涪陵”。

相比海相,陆相页岩油气“先天不足”。“陆相是陆地江湖环境形成的沉积相,生烃条件远不如海相,演化程度也低。”刘尧文说,“海水深,静水深流,沉积相稳定;湖水浅,水体荡漾,沉积相复杂多变,开发难度大。”

就在几年前,江汉油田在陆相大安寨段页岩气有过尝试,但受地质和工程条件所限,没有取得实质性突破。

陆相真的不行吗?开发团队并不气馁,经反复论证,相继部署了涪页10HF、涪页8-1HF等井,测试均获得工业产量。今年初,勘探分公司部署的泰页1井在中浅层侏罗系湖相页岩喜获重大突破后,集团公司将泰页1井、复兴区块交由江汉油田统一管理,为涪陵气田“开疆拓土”又攒了一份家底儿。

开发团队相信,经历海相页岩气开发的艰难和多年技术打磨,一旦找准突破口,精准推倒第一张陆相骨牌,就会形成多米诺效应。

他们深入开展陆相页岩油气藏机理、勘探评价、赋存特征、含油性评价、“甜点”预测等关键技术研究,实地开展野外剖面踏勘,找寻陆相油气“大粮仓”。

针对复兴区块地层复杂、施工风险高、工艺难度大等情况,开发团队通过开展储层穿层试验、改进泥浆性能、优选钻头螺杆、采取低摩阻轨道设计等持续优化钻井技术,实现机械钻速不断提升、钻井周期有效缩短。

通过运用密切割强加砂压裂工艺、优化复合桥塞分段酸化压裂技术等,兴页2HF、涪页4-2HF等多口气井测试获得较高产量。

陆相页岩气开采过程中会生成凝析油,易燃易爆易结蜡。对此,技术人员摸索开采规律,制定操作规程,优化刮清蜡措施,确保凝析油气安全高效开采。

经过持续攻关,开发团队实现三大认识改变:改变了中低丰度页岩层系单井产能低的传统认识,取得了单井产能突破;改变了高黏土陆相页岩可压性差的传统认识,实现陆相页岩储层有效改造;改变了高含蜡、凝析页岩油气井很难实现连续生产的传统认识,实现陆相页岩凝析油气井长时间稳定生产。

令人欣喜的是,近年来部署的涪页8-1HF井、涪页10井、泰页1井、忠1井、兴页2井等一批勘探各层段的陆相探井“簇拥”在一起,形成了陆相页岩油气田大发现的初步轮廓,新的气田呼之欲出。

目前,复兴陆相储层包括东岳庙段、凉高山组、大安寨段三个页岩层段,且分布稳定、纵向多层叠置,有利于立体勘探开发,初步评价资源量超万亿立方米。

“我们加倍努力,争取再造一个涪陵!”刘尧文说。