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江汉油田:技术创新推动页岩气高效低成本开发

时间:2023-02-02 16:15 来源:中国石化报 点击:

江汉石油工程探索集成了具有自主知识产权的22项页岩气钻完井关键技术、100余套技术规程,实现了页岩气钻井技术国产化、自主化,打造了我国页岩气钻探示范工程,助力涪陵建成百亿立方米大气田,推动我国页岩气从经济可采向高效低成本开发迈进。

自主创新打破国外技术垄断

有人形容涪陵页岩气“就像一个摔碎了埋在大山深处的瓷盘”,深度多在2000~4500米,地质结构极其复杂,是中国页岩气勘探开发的“地下珠峰”,难度之大世界罕见。

起初,页岩气钻完井关键技术基本为国外油服公司垄断,勘探和开采一口井需要8000万到1亿元的巨额投资,无法实现规模效益勘探和商业开发。

中国石化将自主研发页岩气勘探技术列为重点项目,江汉石油工程先后承担了两项国家重大专项和10余项省部级科研项目,在国内率先展开页岩气工程关键技术攻关。

该公司成立专家工作站,依托院士专家团队,创新开展攻关,攻克了页岩气长水平井优快钻进、复杂三维井轨迹控制、“井工厂”丛式钻井等核心技术难题;联合国内知名石油院校和企业,创建页岩气工程技术和装备研究制造中心,推进页岩气勘探技术和装备制造的产、学、研、用合作;自主研发高性能油基和水基钻井液、定向PDC钻头、顶驱等关键技术和装备,形成钻井、定向、固井、钻井液等四大页岩气优快钻完井技术序列,打破了国外技术垄断。

在一系列创新技术的“加持”下,到2015年,钻井提速超40%,井身质量优秀率达90%,口井开发投资大幅缩减,助力涪陵气田如期建成50亿立方米产能示范区,成为世界第二大页岩气田。

三代技术实现页岩气钻探“加速度”

涪陵气田开发之初,页岩气钻探主要采用传统油气井、水平井钻井方式,业内称为“一代技术”,钻井周期均为100多天。

江汉石油工程开展页岩气工程技术革命性攻关,在国内首次创新和实施“山地井工厂”技术,并被列入国家《矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录》。焦页30平台利用“井工厂”模式完成4口井钻探,相较单井施工,建井周期降幅达35.71%,被选入“中国最具影响力的100口井”。

该公司实施多专业、多工种联合攻关,建立“井工厂作业+国产化工具+自主化技术+系列化工艺”的“二代技术”,钻井周期缩短为60天左右。2019年,在“个体突破向综合配套转变,单项提速向系统提速发展”理念的指导下,他们探索形成了以“激进参数+精益施工+超常工艺”为核心的“三代技术”,实现了页岩气钻探“加速度”。气田口井最短钻井周期仅为24.12天,刷新了国内页岩气井水平段最长4286米、水平段“一趟钻”进尺最长4225米两项纪录。

时至今日,涪陵页岩气钻井周期为30天左右,相较产建之初,降幅在75%以上,口井开发投资下降60%。江汉石油工程参与完成的“涪陵大型海相页岩气高效勘探开发”项目获得国家科技进步一等奖。

页岩气钻探向更深更复杂领域进发

随着我国油气开发转向更深更复杂的难动用资源,页岩气钻探面临“纵向更深、横向更长、速度更快、成本更低”的挑战。

江汉石油工程运用自主技术,先后在四川威荣、自贡、泸州,湖北宜昌,贵州正安等地更深更复杂区域展开探索。

针对四川盆地超6000米深井和高温、高压、高含硫的特点,该公司摸索出控压钻井技术,钻井周期最快68.66天,助力四川盆地风险井、低效益井、不可钻井取得突破;推行“地质工程一体化”模式,探索总结出宜昌常压页岩气钻井技术,在鄂宜页1HF井获得迄今全球最古老页岩气藏的重大发现;承担中国石化重点项目“红星二叠系页岩气有效开发关键技术研究”,完成超深井优快钻完井关键技术集成,在红页4HF井刷新中国石化页岩气完钻井深7080米最深纪录。

如今,江汉石油工程已形成页岩气特色钻井技术集成,其中超长水平段水平井钻井技术、压裂区加密井钻井技术、深层超深层水平井钻井技术达到国内领先、国际先进水平,助力保障国家能源安全。