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重庆南川区块页岩气实现效益开发
浙江省重庆商会  2019-06-04 00:00:00

  

   页岩气环保安静开发-钻井现场。何能举 摄

   据重庆科技报6月4日讯:页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,其成分以甲烷为主,是清洁、高效的能源。加快推进页岩气勘探开发对增加清洁能源供应,优化调整能源结构,满足经济社会较快发展、人民生活水平不断提高和绿色低碳环境建设的需求,具有重要的意义。目前我国页岩气开发领域主要位于重庆市、四川省。已建成了重庆涪陵、长宁—威远、昭通国家级页岩气示范区。

  南川区块页岩气资源丰富,主要位于重庆市南川区、万盛区,该区块在2011年7月中国石化华东油气分公司中标的国土资源部(现自然资源部)第一个页岩气招标区块。近年来,中国石化华东油气分公司精细研究、精心评价、创新实践,在南川区块率先在招投标区块中实现了规模建产清洁生产绿色开采,在平桥南斜坡、东胜背斜相继实现了常压重大突破,不断扩大了页岩气勘探开发成果,南川区块勘探开发工作得到了重庆市、自然资源部、中国地调局和兄弟单位的认可,为页岩气“招拍挂”区块起到了示范和推动作用。

  据了解,南川区块位于渝东南地区复杂构造区,实现页岩气的高效开发面临着四大挑战,一是页岩气地质条件相对复杂,相比涪陵页岩气田,保存条件变差,构造更为复杂,埋深相对较大。二是浅层灰岩地层溶洞发育,钻井井漏频繁,钻井成本增加。三是地应力差异变化大,非质均性强,缝网体积改造难度大。四是南川页岩气作业区分布于山区,水土资源宝贵、生态环境脆弱,绿色环保施工面临挑战。

  据中国石化华东油气分公司相关负责人介绍,为了实现南川地区页岩气的绿色高效开发,就必须采用地质工程一体化开发模式,以“全生命周期实现效益开发”为目的,从布井、钻井、压裂、试气、生产全过程实施一体化优化设计与现场实时调整协同作业,建立了以“联合攻关,成果共享,责任共担”为指导的决策部署、方案设计、组织实施一体化的成本精益管控团队,最终形成以提高单井产能为目标,以绿色环保为导向,贯彻提速降本理念的高效勘探开发解决方案。

  优选甜点精细部署 实现源头创效

  良好储层品质,是实现页岩气成功开发的地质基础;钻井和压裂技术,是充分释放“产能潜力”的关键支撑。页岩气水平井只有满足了地质上的“富集”甜点以及工程上的“脆性”甜点,才能实现页岩气的高产。在地质甜点评价方面以地质认识为基础,通过野外构造剖面调查和观测初步明确沉积相带和构造格架,部署并实施二维地和三维震查明构造细节,实施直井导眼井获取岩心及测井资料明确纵向优质页岩发育特征,最终通过钻井与地震资料的结合,从目的层沉积、构造等方面出发,完成储层评价。优选甜点区域,指导井位部署及井轨迹设计,确保水平井钻探的地质优越性,最终实现页岩气甜点目标的精准设计。在工程甜点评价方面综合地球物理成果与压裂施工参数、微地震监测成果,分析储层弹性及天然裂缝特征、人工缝网形态、应力场属性。从规避钻井风险方面利用裂缝预测技术,根据不同地层导致漏失的特征和钻井液漏失量,分别对曲率体属性进行标定,建立不同地层间差异化的钻井泥浆漏失预测标准,做好漏失风险预警。在储层改造的角度利用三维地震曲率预测技术,准确评价水平段裂缝展布特征和地应力特征,指导水平井分段压裂设计和现场优化调整,提高单井产能。

  地质工程一体导向技术 实现精准穿层

  找准了页岩气的甜点层,如何实现水平井轨迹在优质页岩段穿行是一个行业难题,类似于“3D版贪吃蛇”的钻具运行轨迹调整,确保水平段贯穿分布在“三维”区域内的目标地层。为此,将地质导向理念与地质研究、三维地质建模、井眼轨道设计、随钻跟踪分析及实时调整进行了有机结合并集成。首先是准确预测设计靶点深度,并在钻探中及时根据新的特征进行计算调整,实现了精准中靶;然后在实钻过程中通过随钻测井系统这个“千里眼”,能够随时将“钻进沿途”的井下地质数据反馈至地面,由导向工程师完成即时的信息处理和命令传达,实现准确中靶和甜点钻遇率。目前这项导向技术愈加成熟,已完钻水平段长度由1500米提高到2000米左右,纵向上靶窗控制由8米精细至4米,甜点钻遇率由90%提高到98%以上。

  优快钻井工程方案 实现降本增效

  优化井身结构是钻井技术的关键,取得预期的钻探目的和经济效益,合理的井身结构是最重要的前提。在南川区块全面推行“二开制井身结构”,将“肥胖”、多层次井身结构向“精瘦”低成本井身结构发展,通过缩小井眼尺寸、减少大尺寸井眼长度来实现钻井提速;依据不同地层的可钻性,建立了钻井提速工艺优化设计方法和对策,优化了分层段钻井提速技术方案,机械钻速全面提速。全面实行气密扣、减少固井水泥返高,解决了环空带压、固井承压以及环保难题;目的层恶性漏失井,首次成功实现页岩气水平井生产套管泡沫固井后加快推广;开展钻通刮一体化技术试验取得成功,将完井作业三趟钻压缩至一趟钻。通过以上技术,降低综合成本,钻井提速10%,钻井周期进一步缩短,平均单井节约费用40万~50万元。

  创新实践压裂工程 实现高效改造

  通过开展水平段密切割分段分簇、大排量提压促缝、投球暂堵+连续加砂等增效技术优化,初步形成了常压页岩气降本增效压裂技术。集成技术在南川区块平桥南斜坡焦页10井区进行了推广应用。为降本增速提效减排,克服山地井场限制,在国内率先规模应用新型6000型电动压裂泵,形成了电动压裂泵、机械压裂车组、发供电、电网优化配置工艺和方案,实现了“电动、数控、绿色、智能化”压裂模式。规模化应用低浓度高效混合压裂液体系和电动压裂泵,降本显著。单井压裂最多使用6台电泵,相比传统压裂,单泵单段可减少使用约1.66吨标准煤,累计节能约1200吨标准煤,相当于减排近3000吨,单井降本200多万元。开展“拉链式”压裂提速攻关,通过提速摊薄单井压裂成本。优化提高日压裂段数≥5段/天,缩短施工周期25%。

  坚持资源环境并重 实现绿色开发

  从低耗能、低排放、低噪声、低成本等方面综合考虑,逐步形成了以“网电钻井、泥浆不落地、水资源循环利用、土地综合利用、废弃物达标处理”一体化绿色开发模式,推进绿色矿山建设。配建一体化引水工程,生产用水循环利用,产出水达标处理;钻井全过程采用泥浆、岩屑不落地工艺,实现固废无害化处理,资源综合利用;依法合规使用土地,深化企地合作共建道路等设施,认真做好矿山地质环境保护、钻后治理及土地复垦工作,确保土地资源的综合利用。

  中国石化华东油气分公司相关负责人表示,公司将深入贯彻落实党中央全力保障国家能源安全要求和中国石化大力提升勘探开发力度行动计划,突出资源战略,加大勘探突破力度;坚持效益开发,高效推进产能建设;强化技术创新,持续提速提效提产。依据南川地区常压页岩气的地质特点,以体积改造最大化为核心,践行低成本理念,着力做好低成本钻井、高效压裂两篇文章,进一步攻关研究并持续创新实践,预计2019年探明千亿方级页岩气储量,“十四五”期间整体建成15~20亿方的页岩气田,建成复杂构造区常压页岩气开发示范区,带动重庆市彭水、武隆等地区同类型页岩气的规模化开采,实现页岩气可持续发展。

  (吕培林 房大志 何能举)



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