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中國頁巖氣關鍵技術商用取得突破 大幅降低成本

來源: http://wallstreetcn.com/node/209341

據新聞聯播,中國頁巖氣開采核心技術近日取得重大突破,用於地下水平井進行分段的分割器——橋塞等技術商用成功。這使得中國成為繼美國和加拿大後,第三個使用自主技術裝備進行頁巖氣商業開采的國家。

中國石油石化雜誌稱,經過近三年的攻關,中石化石油工程公司初步形成了適用於中國部分地區頁巖氣開采的自有鉆井技術體系,基本滿足了安全、快速的鉆井工程需求。

同時,頁巖氣工程系列技術上的突破,為降低頁巖氣勘探開發成本做出了積極貢獻。其中,油基鉆井液體系、彈塑性水泥漿體系和高效滑溜水體系,替代了外國同類產品,降低成本30%以上;多級滑套壓裂等工具價格為國外同類產品的70%。

以下為中國石油石化雜誌對於頁巖氣突破過程描述的摘要:

7月17日,國土資源部發布數據稱,中石化涪陵頁巖氣田為大型優質的頁巖氣田,儲量為1067.5億立方米。至此,“中國第一個大型頁巖氣田”正式誕生,涪陵穩坐頭把交椅。

 “涪陵頁巖氣的成功打破了中國頁巖氣勘探開發的沈寂,證明了中國不僅有頁巖氣而且有優質頁巖氣的存在。”業內一位不具名專家對本刊這樣表示,“涪陵頁巖氣田的發現與開發是中國頁巖氣發展的一個重要里程碑,在政治意義、技術突破方面的價值不可磨滅。”

所有通往“里程碑”的道路上,總是充滿坎坷,涪陵頁巖氣也是如此。

……

終於,勘探南方分公司繼續聚焦,將勘探的重點劃定在了焦石壩。2011年9月,勘探南方分公司在焦石壩部署了第一口海相頁巖氣參數井焦頁1HF井,開始試鉆。

“我們評價這里(焦石壩)是南方有利的區塊,但是沒有想到會這麽好!”在電話那頭,魏誌紅的聲音很雀躍。2012年11月28日,中國石化宣布,焦頁1HF井鉆獲高產頁巖氣,20.3萬立方米/天,取得了商業頁巖氣戰略性突破。

據了解,一般情況下,頁巖氣直井單井日產量為0.2萬~3萬立方米,頁巖氣水平井單井日產量為1萬~12萬立方米。當頁巖氣單井日產量達到4.1萬立方米時,便可回收開發井投資。如此對比,焦石壩的頁巖氣的確稱得上是一份天賜的禮物。

……

技術突破與成本控制,一直是頁巖氣發展最掣肘的因素。

“你們在頁巖氣工程技術上的系列突破,使得中國石化勘探發現的頁巖氣儲量得以經濟有效開發,中國石化大規模開發成為可能,在頁巖氣勘探開發上走在中國企業前面成為可能。”這是中國石化董事長傅成玉在中國石化石油工程技術研究院的一份材料上做出的批示。

水平井、分段壓裂是頁巖氣開發中最關鍵的技術,之前中石化在這兩個方面都有一定基礎。“不過,一直都是在砂巖中,從來沒有對泥頁巖進行過水平井壓裂。”勘探南方分公司地質專家夏維書說,“泥頁巖易膨脹、易垮塌,而且碎屑顆粒少,壓裂後的縫隙很容易閉合,就很容易導致氣出不來。”夏維書解釋說,“所以這對我們的技術提出了很高的要求。”

中原石油工程公司70117隊平臺經理馬永生坦言,焦頁1井的成功得益於公司具有的頁巖氣井從鉆前、鉆井、完井、儲層改造等各個工藝流程的集成配套技術。經過連續幾年科技攻關和集成配套,中原石油工程公司形成了一整套頁巖氣鉆完井配套技術,在深水平井井眼軌跡控制、井壁穩定和超深水平井高溫測量技術上具備獨特的技術優勢。

在頁巖氣開采中,還有一項技術很關鍵,即橋塞射孔聯作技術工藝,當時主要被國際大公司壟斷。在丁頁2HF井中,原本由一家國外知名工程服務公司承擔橋塞射孔聯作施工,但隨著易開采油氣儲量的逐漸下降,油氣勘探轉向高溫、高壓等複雜地層,酸化、壓裂施工難度越來越大,這家外國公司中途放棄。緊迫關頭,中石化石油工程公司接受了這項挑戰。

“說實話,心里沒有底。”負責此次施工的技術專家趙開良回憶,“但大夥兒心里明白,沒有退路了,只有靠自己挑戰極限。”他們針對該井超深、超高壓、超高溫的特點和儀器串進入防噴器難、工具串下井難、泵送施工難、橋塞坐封難等6個施工難點,對射孔儀器串、7英寸套管橋塞、井口防噴裝置等進行了技術革新。

2013年12月9日,在貴州省習水縣寨壩鎮,丁頁2HF井12段壓裂完美收官。中石化石油工程公司的專家們應用革新後的泵送橋塞—射孔聯作施工技術,順利完成該井射孔9層31米的施工任務。這是我國首次采用電纜射孔泵送橋塞分段壓裂聯作工藝,獨立完成的大型頁巖氣分段壓裂施工。

另外,中石化對於鉆井液也做出了自主研發。由於頁巖層地質結構特殊,在進行水平段鉆井時如果采用傳統的水基鉆井液,巖層容易塌陷,必須改用油基鉆井液。

 “2012年某外國公司賣給我們的油基鉆井液一立方米要20000多元,現在我們自主研發的油基鉆井液一立方米只要9000多元。”中石化中原石油工程公司的鉆井專家李忠壽做了一番比較。

中石化表示,在頁巖氣開發中,公司形成了以測井綜合解釋和地震綜合解釋為主的勘探評價技術;形成了頁巖氣開發關鍵技術,包括水平井優快鉆井技術、長水平井段壓裂試氣工程工藝技術等,並實行以“井工廠”鉆井和交叉壓裂的高速高效施工模式。目前,試驗井最大水平段長2100米、最多壓裂段數26段。

“記得2011年剛開始打頁巖氣水平井時,好多鉆井技術掌握不了,被外國公司卡著脖子要錢,老外要多少就給多少。”回憶起2011年鉆探中國石化第一口頁巖氣水平井時的情形,中石化江漢石油工程公司鉆井專家王偉依然印象深刻。

經過近三年的攻關,中石化石油工程公司初步形成了適用於焦石壩地區頁巖氣開采的自有鉆井技術體系,基本滿足了安全、快速的鉆井工程需求。

頁巖氣工程系列技術上的突破,為降低頁巖氣勘探開發成本做出了積極貢獻。其中,油基鉆井液體系、彈塑性水泥漿體系和高效滑溜水體系,替代了外國同類產品,降低成本30%以上;多級滑套壓裂等工具價格為國外同類產品的70%。

技術的突破是一方面,一線技術人員的敬業也讓這里的快速突破成為可能。

2013年10月底,焦頁4HF井、焦頁12-4HF井等4口井連續進行測井施工。由於另一名現場驗收人員去外部井施工,感冒發燒到39℃的江漢石油工程公司員工熊瑛毅然接下了這4口井的測井資料驗收任務。測井資料驗收是個細致活,複雜的曲線稍有看錯,就會造成嚴重的資料質量事故。高燒加上高血壓,強烈的暈眩感,讓看圖驗收變得極為艱難。熊瑛楞是堅持了7天,最終優質完成了4口井的資料驗收工作。

在涪陵頁巖氣勘探開發過程中,熊瑛這樣的基層一線員工還有很多。正是因為有了他們,中國石化的頁巖氣勘探開發才能以前所未有的速度和力度向前推進。

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