西南油氣田加快頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)紀實(shí)

9月19日，西南油氣田長(cháng)寧H5-3井正在進(jìn)行壓裂排采作業(yè)，返排率18.61%，監測日產(chǎn)氣量17.2萬(wàn)立方米，試油后，有望獲得高產(chǎn)。截至目前，西南油氣田今年已完成長(cháng)寧—威遠區塊頁(yè)巖氣井試油22口，獲井口測試日產(chǎn)量500多萬(wàn)立方米，新建年產(chǎn)能9.31億立方米。

西南油氣田加快頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)，深化地質(zhì)認識，創(chuàng )新頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)，進(jìn)一步降本增效，努力實(shí)現2020年頁(yè)巖氣年產(chǎn)量100億立方米目標。

資源豐富規模效益開(kāi)發(fā)潛力巨大

頁(yè)巖氣是清潔高效能源。開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣對推進(jìn)能源生產(chǎn)消費變革、優(yōu)化能源結構、保障能源安全意義重大。

四川盆地優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲層分布穩定、厚度大，有機碳含量高、質(zhì)量好。四川頁(yè)巖氣資源量、可采資源量均為全國第一，具備規模上產(chǎn)的資源基礎。但是，四川盆地頁(yè)巖儲層地質(zhì)年代老、埋藏深、構造復雜、鉆井和壓裂難度大、環(huán)境容量有限，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)條件與北美存在較大差異，頁(yè)巖氣規模效益開(kāi)發(fā)面臨多重難題。

10年前，西南油氣田就開(kāi)始開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣。2010年，威201井獲氣，證實(shí)四川盆地存在頁(yè)巖氣，揭開(kāi)四川盆地頁(yè)巖氣的神秘面紗，拉開(kāi)了我國頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)序幕。此后，西南油氣田按照“落實(shí)資源、評價(jià)產(chǎn)能、攻克技術(shù)、效益開(kāi)發(fā)”工作方針，根據區域構造特征、勘探開(kāi)發(fā)程度、區塊接替條件、儲層埋深、儲層品質(zhì)、地質(zhì)認識、保存條件、地面條件等因素，劃分了有利的沉積微相和頁(yè)巖巖相，獲得了優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖的各項地質(zhì)參數指標，評價(jià)了有利區，優(yōu)選了建產(chǎn)區和核心建產(chǎn)區，目前建產(chǎn)效果較好，在長(cháng)寧—威遠區塊已建成年產(chǎn)能超過(guò)30億立方米。

“從資源儲備和目前的開(kāi)發(fā)效果來(lái)看，頁(yè)巖氣規模效益開(kāi)發(fā)潛力巨大。”西南油氣田負責頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的副總經(jīng)理謝軍說(shuō)。

科技攻關(guān)突破開(kāi)發(fā)瓶頸

要攬瓷器活，必須有金剛鉆。2006年，西南油氣田率先開(kāi)展頁(yè)巖氣評層選區，2009年率先開(kāi)展先導試驗，2012年設立國家級示范區、2014年實(shí)施規模建產(chǎn)，2016年9月啟動(dòng)深化評價(jià)和規模上產(chǎn)，創(chuàng )造了第一個(gè)頁(yè)巖氣工廠(chǎng)化作業(yè)平臺、建成國內第一條頁(yè)巖氣外輸管道長(cháng)寧外輸管線(xiàn)等10多項國內第一，填補了國內空白，突破了出氣關(guān)、技術(shù)關(guān)和規模效益開(kāi)發(fā)關(guān)。

從跟國外公司合作、學(xué)習，到總結、創(chuàng )新，10年探索與攻關(guān)，西南油氣田創(chuàng )新形成了適合我國南方多期構造演化、復雜山地海相頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)六大主體技術(shù)、高效管理模式和HSE體系，積累了地質(zhì)工程一體化、高產(chǎn)井培育等頁(yè)巖氣規模效益開(kāi)發(fā)的先進(jìn)經(jīng)驗，固化了水平井設計參數和主體工藝，明確了實(shí)現建產(chǎn)井Ⅰ類(lèi)儲層“鉆遇率大于90%、井筒完整性大于90%、Ⅰ+Ⅱ類(lèi)井比例大于90%”的方法和手段，實(shí)現了埋深3500米以淺資源的規模效益開(kāi)發(fā)，并在埋深3500米至4000米開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)并取得重要進(jìn)展。

西南油氣田把科技創(chuàng )新成果及時(shí)轉化為知識產(chǎn)權，占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)，積極編制頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)相關(guān)領(lǐng)域各級標準。截至目前，西南油氣田獲得頁(yè)巖氣專(zhuān)利授權10多項，編制標準24項，認定中國石油企業(yè)技術(shù)秘密7項，研發(fā)的頁(yè)巖現場(chǎng)含氣量自動(dòng)測試儀獲美國發(fā)明專(zhuān)利授權。

目前，西南油氣田頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)大多數關(guān)鍵技術(shù)可工業(yè)化推廣，部分關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)繼續攻關(guān)或完善后可推廣應用，使我國成為繼美國、加拿大之后第三個(gè)掌握頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的國家。

降本增效提高開(kāi)發(fā)效率效益

開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣，降本增效是關(guān)鍵。

前期工程中，西南油氣田優(yōu)化平臺布設，加強水土保持、土地復墾還原耕地工作，較常規開(kāi)發(fā)方式減少70％的土地占用；放開(kāi)市場(chǎng)，通過(guò)市場(chǎng)競爭，提高了開(kāi)發(fā)效率和效益。

鉆井壓裂過(guò)程中，西南油氣田采用“雙鉆機作業(yè)、批量化鉆進(jìn)、標準化運作”的工廠(chǎng)化鉆井模式和“整體化部署、分布式壓裂、拉鏈式作業(yè)”的工廠(chǎng)化壓裂模式，減少資源占用，降低設備材料消耗，精簡(jiǎn)人員及設備，提升效率，鉆井周期下降50%以上，壓裂效率提高50%以上，單井成本大幅降低。

地面建設中，西南油氣田采用具有頁(yè)巖氣特色的橇裝化采氣工藝，場(chǎng)站建設周期縮短80天，降低了平臺建設投資。

以科技攻關(guān)為抓手，降低成本。西南油氣田研制了快鉆橋塞、低黏滑溜水等5套體積壓裂關(guān)鍵工具、1套壓裂液體系，性能與國外產(chǎn)品相當，實(shí)現關(guān)鍵工具、壓裂液全部國產(chǎn)化，直接推動(dòng)單井壓裂費用大幅降低。在頁(yè)巖氣水平井分段壓裂過(guò)程中，需要使用大量橋塞，一口井平均需要使用20個(gè)以上，以前靠進(jìn)口橋塞，一個(gè)要花費15萬(wàn)元，而研制出國產(chǎn)橋塞后，單個(gè)橋塞的成本大幅降低。

專(zhuān)家視點(diǎn)

確保主力氣田開(kāi)發(fā)效果攻克深層新領(lǐng)域

西南油氣田目前正在開(kāi)發(fā)的氣田包括川東石炭系等老氣田、川東北高含硫氣田、川中高—磨地區龍王廟組氣藏及燈影組氣藏、頁(yè)巖氣等。2016年，西南油氣田的天然氣產(chǎn)量為190億立方米，占整個(gè)中國石油天然氣總產(chǎn)量的19%，為我國四大骨干天然氣產(chǎn)區之一。隨著(zhù)非常規和震旦系燈影組等新區塊的進(jìn)一步上產(chǎn)，到2020年，西南油氣田天然氣產(chǎn)量將達到300億立方米，實(shí)現歷史性跨越，成為國內戰略大氣區。

西南氣區天然氣資源豐富，含氣構造多，含氣層系多，發(fā)育包括石炭系斷塊構造氣藏、碳酸鹽巖礁/灘巖性氣藏、碎屑巖致密巖性氣藏等多種儲集類(lèi)型氣藏，多數氣田都不同程度含有硫化氫、二氧化碳等酸性氣體?？傮w來(lái)看，儲層普遍低孔低滲、裂縫發(fā)育，非均質(zhì)性強，且不同程度存在邊底水。如何提高單井產(chǎn)量和儲量動(dòng)用程度，保證氣田均衡開(kāi)發(fā)，有效控水、治水等，是西南氣區氣田開(kāi)發(fā)中普遍存在的問(wèn)題。

西南氣區天然氣開(kāi)發(fā)的歷史較早，為我國天然氣工業(yè)的起步和發(fā)展做出了巨大貢獻。在半個(gè)多世紀的氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，逐步發(fā)展并完善了一系列主體開(kāi)發(fā)技術(shù)，包括：不同類(lèi)型儲層酸化/壓裂技術(shù)、水平井/大斜度井鉆完井技術(shù)、有水氣藏控水及排水采氣技術(shù)、測井—地震動(dòng)態(tài)相結合的儲層精細描述技術(shù)、高含硫氣藏的防腐脫硫和安全環(huán)保技術(shù)等。這些技術(shù)指導了高產(chǎn)井位部署，提高了單井產(chǎn)量和儲量動(dòng)用程度，改善了開(kāi)發(fā)效果，節約了成本，保障了西南氣區天然氣工業(yè)的穩步發(fā)展。

今后一段時(shí)期，西南氣區需要重點(diǎn)開(kāi)展以下技術(shù)攻關(guān)：一是川東石炭系等老氣田開(kāi)發(fā)進(jìn)入低壓、低產(chǎn)的中后期，產(chǎn)量遞減快，但仍有許多剩余資源未采出，經(jīng)過(guò)多輪次的開(kāi)發(fā)優(yōu)化與調整挖潛之后，這類(lèi)氣田如何進(jìn)行深度挖潛，延緩遞減，進(jìn)一步提高采收率。二是新投入開(kāi)發(fā)的川中高—磨地區龍王廟組氣藏與前期已開(kāi)發(fā)的老氣田相比，分布面積大，構造平緩，非均質(zhì)性更強，地層異常高壓，氣水分布復雜，存在水侵風(fēng)險，需要開(kāi)展大面積分布、強非均質(zhì)性、低構造幅度、異常高壓碳酸鹽巖氣藏均衡開(kāi)采及控水治水等技術(shù)攻關(guān)，以保障主力氣田的高產(chǎn)穩產(chǎn)。三是隨著(zhù)勘探不斷深入，埋藏深度達到6000米至8000米的深層、超深層將成為今后重要的常規資源接替新領(lǐng)域，深層、超深層氣藏開(kāi)發(fā)面臨儲層預測難度大、鉆井成本高、風(fēng)險大、儲層品質(zhì)差、建產(chǎn)節奏變緩等一系列挑戰，需要突破深層和超深層的地震預測技術(shù)、鉆完井及酸化壓裂技術(shù)，實(shí)現規模、有效開(kāi)發(fā)。

（嘉賓為中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院氣田開(kāi)發(fā)所副總工程師：劉曉華記者楊振宇采訪(fǎng)）

降低生產(chǎn)成本實(shí)現頁(yè)巖氣規模上產(chǎn)

近年來(lái)，我國頁(yè)巖氣發(fā)展迅猛。截至2016年，四川盆地及其周緣的龍馬溪組海相頁(yè)巖氣已初步規模開(kāi)發(fā)，我國頁(yè)巖氣產(chǎn)量達到78.9億立方米，僅次于美國、加拿大。與致密氣相比，頁(yè)巖氣有其自身特點(diǎn)，一是從宏觀(guān)上看，頁(yè)巖儲層分布均勻，非均質(zhì)性不強，優(yōu)質(zhì)儲層段集中分布，有效儲層平面分布連續、穩定，表現為“大甜點(diǎn)”分布特征，甜點(diǎn)區范圍可達數十至數百平方公里。二是流體賦存狀態(tài)多樣，頁(yè)巖儲層儲集空間主要為納米級孔隙，滲透率極低，由于頁(yè)巖氣自生自?xún)?，含水飽和度較低，一般不存在可流動(dòng)的地層水，含氣飽和度可高達80%以上，但孔隙結構復雜，游離氣與吸附氣共存。三是從改造條件上看，四川盆地頁(yè)巖儲層頁(yè)理發(fā)育，局部發(fā)育天然裂縫，且天然裂縫走向與目前最大水平主應力方向有一定夾角，因此，頁(yè)巖儲層具備大型人工壓裂改造形成復雜縫網(wǎng)的先決條件。這也與頁(yè)巖儲層“大液量、大砂量、大排量”的壓裂技術(shù)符合。

依靠技術(shù)突破和管理創(chuàng )新，西南氣區在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)上總結出一套頁(yè)巖氣效益開(kāi)發(fā)模式。在長(cháng)寧區塊，通過(guò)靶體位置優(yōu)選，鎖定優(yōu)質(zhì)層位；鉆井過(guò)程中采用旋轉導向技術(shù)，保持井筒完整性和光滑性，快速鉆進(jìn)；形成一套低黏滑溜水+高強度、低密度支撐劑+速鉆或可溶橋塞的工廠(chǎng)化壓裂模式；高效的管理機制也為頁(yè)巖氣的有效開(kāi)發(fā)提供了有力保障。甜點(diǎn)區和靶體位置優(yōu)選、優(yōu)快鉆井、大型體積壓裂、工廠(chǎng)化作業(yè)等技術(shù)的突破，提高了頁(yè)巖氣的單井產(chǎn)量，實(shí)現了頁(yè)巖氣從無(wú)效資源到單井有效開(kāi)發(fā)的技術(shù)跨越。

同時(shí)，西南氣區的頁(yè)巖氣上產(chǎn)還面臨著(zhù)一系列困難，首先，四川人口密集，地勢險要，環(huán)境脆弱，組織難度大，地面工程建設速度面臨壓力。其次，如何進(jìn)一步提高頁(yè)巖氣采收率，提高資源的動(dòng)用程度，也是在快速建產(chǎn)的同時(shí)，必須要考慮的迫切問(wèn)題。第三，隨著(zhù)開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(cháng)，資源埋藏越來(lái)越深，對工程技術(shù)提出了更高的要求。最后，如何進(jìn)一步降低頁(yè)巖氣綜合成本，意義重大，一定程度上說(shuō)，關(guān)乎頁(yè)巖氣的產(chǎn)業(yè)命運。在以后的工作中，一方面可以通過(guò)縮小井距，提高儲量平面動(dòng)用程度；通過(guò)W形上、下兩套水平井立體開(kāi)發(fā)，提高儲量縱向動(dòng)用程度；采用控壓生產(chǎn)方式，提高SRV內部的儲量采出程度。試驗成功后，這3項措施，可使采收率提高到40%以上。另一方面，鉆井、壓裂仍是進(jìn)一步降低綜合成本的關(guān)鍵環(huán)節，需要研發(fā)適用性更強的開(kāi)發(fā)技術(shù)或工具，采用低成本的支撐劑，優(yōu)化壓裂液用量等系列措施，降低單井綜合投資，實(shí)現公司頁(yè)巖氣規模效益上產(chǎn)和長(cháng)期穩產(chǎn)。

（嘉賓為中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院氣田開(kāi)發(fā)所副總工程師：位云生 記者楊振宇采訪(fǎng)）

實(shí)踐者說(shuō)

天然氣發(fā)展進(jìn)入黃金時(shí)代

馬新華(西南油氣田總經(jīng)理、黨委書(shū)記)

近年來(lái)，得益于勘探認識的深化和技術(shù)的進(jìn)步，四川盆地陸續發(fā)現了多個(gè)大氣田。但是，四川盆地天然氣資源量探明率僅有10%，常規、非常規天然氣資源潛力巨大。

幾十年來(lái)，四川形成了先進(jìn)的天然氣工業(yè)技術(shù)體系，天然氣區域管網(wǎng)較完善，市場(chǎng)相對成熟。近年來(lái)，隨著(zhù)地質(zhì)認識不斷深化和工程技術(shù)進(jìn)步，西南油氣田在新的領(lǐng)域不斷獲得重大發(fā)現。因此，西南油氣田適時(shí)推出五大天然氣增儲上產(chǎn)工程，打好勘探進(jìn)攻仗、開(kāi)發(fā)主動(dòng)仗、頁(yè)巖氣攻關(guān)仗。這五大增儲上產(chǎn)工程涵蓋四川盆地天然氣重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)領(lǐng)域，平面上幾乎覆蓋全盆地，縱向上包含多個(gè)含氣層系。

西南油氣田是我國最早勘探開(kāi)發(fā)利用天然氣的基地，也是以生產(chǎn)天然氣為主的千萬(wàn)噸級大油氣田。經(jīng)過(guò)幾十年的勘探開(kāi)發(fā)，西南油氣田在50多年的艱苦探索和辛勤耕耘中，基本形成了適應盆地地質(zhì)特點(diǎn)和環(huán)境的勘探開(kāi)發(fā)及工程配套技術(shù)，特別是在復雜深層碳酸鹽巖油氣藏、低滲碎屑巖氣藏、高含硫氣田和頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域，形成了26大技術(shù)系列，127項特色技術(shù)國內領(lǐng)先，10余項技術(shù)達到國際先進(jìn)水平。這些技術(shù)將為西南油氣田天然氣勘探開(kāi)發(fā)提供有力保障。

西南油氣田秉承安全高效開(kāi)發(fā)的理念，全面建成磨溪區塊龍王廟組氣藏、川東北羅家寨氣田，高效建成長(cháng)寧—威遠國家級頁(yè)巖氣示范區等，積累了先進(jìn)的氣田開(kāi)發(fā)經(jīng)驗。

西南油氣田要在2020年建成300億立方米戰略大氣區，也就是從200億立方米到300億立方米，時(shí)間只有3年，目前已到了發(fā)展最關(guān)鍵的時(shí)期，一系列重大部署和方案在今年全面展開(kāi)?？梢灶A見(jiàn)，在未來(lái)一段時(shí)間內，西南油氣田天然氣將處于發(fā)展的黃金時(shí)代。

掌握核心技術(shù)提升頁(yè)巖氣產(chǎn)量

鐘兵(西南油氣田頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)部主任)

四川盆地頁(yè)巖氣的地下地質(zhì)條件比北美復雜，埋藏深度普遍比北美深，頁(yè)巖氣有利區多處于丘陵—低山地區，地表條件復雜、施工難度大，如何提高單井產(chǎn)量和最終可采儲量、降低成本是開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣面臨的挑戰。

西南油氣田不斷學(xué)習、總結、創(chuàng )新，通過(guò)摸索和實(shí)踐，落實(shí)了四川盆地可開(kāi)發(fā)資源，明確了建產(chǎn)有利區，掌握了頁(yè)巖氣核心開(kāi)發(fā)技術(shù)，3500米以淺有效開(kāi)發(fā)技術(shù)成熟可靠。最近5年，3500米至4000米頁(yè)巖氣效益開(kāi)發(fā)技術(shù)獲得重大突破，創(chuàng )造了國內頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)史上的多項第一。頁(yè)巖氣井的鉆井周期、單井成本大幅度下降，效益開(kāi)發(fā)的兩個(gè)關(guān)鍵指標——單井產(chǎn)量、單井可采儲量得到大幅提升。

目前來(lái)看，西南油氣田在長(cháng)寧—威遠頁(yè)巖氣國家級示范區，不管是非常規新技術(shù)的運用，還是生產(chǎn)運行管理和作業(yè)機制，在國內非常規能源勘探開(kāi)發(fā)中都起到了很好的示范作用。目前，西南油氣田正匯聚多方力量，圍繞集團公司要求的3個(gè)95%、3個(gè)20%，攻關(guān)地質(zhì)工程一體化、精準軌跡控制、高應力差地層體積壓裂3項技術(shù)，開(kāi)展超長(cháng)水平段水平井、小井間距和勺形井、超深地區水平井3項試驗，進(jìn)一步縮短鉆完井周期、提高頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量、降低建設成本，推動(dòng)川南地區頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)不斷邁上新臺階，為把頁(yè)巖氣培育成為集團公司未來(lái)天然氣業(yè)務(wù)加快發(fā)展的新增長(cháng)點(diǎn)，把川南地區建設成為我國最大的頁(yè)巖氣生產(chǎn)基地和綜合利用基地不懈努力。