重復壓裂技術(shù)讓頁巖氣老井“返老還童”
來源：科技日報 時間：2023-09-13 09:49
“施工效率越來越高，新技術(shù)已讓三口頁巖氣老井‘返老還童’。”9月11日，中石化江漢石油工程有限公司（以下簡稱江漢石油工程公司）工程技術(shù)研究所所長豆瑞杰說。隨著采用重建井筒重復壓裂施工技術(shù)，焦頁29-1HF井各項指標一次成功率達100%，施工周期從32天縮短到了20天。
自主創(chuàng)新突破技術(shù)壁壘
早在2015年，北美油氣田率先應用重建井筒重復壓裂技術(shù)，并取得了良好的社會經(jīng)濟效益。這項技術(shù)就好比舊房改造，它能再次改造地層，激發(fā)頁巖氣老井潛力。
豆瑞杰介紹，重建井筒重復壓裂技術(shù)可對產(chǎn)量貢獻較低的老頁巖氣井進行井筒重建，通過在原有套管中下入尺寸更小的套管，封堵原改造層段，精準挖潛段簇間剩余儲量，提高單井采收率。與傳統(tǒng)的全井暫堵轉(zhuǎn)向重復壓裂技術(shù)相比，該技術(shù)可解決投球封堵的次序和位置不準確、液體走向規(guī)律不明確等問題，能有效提高儲量動用率和氣藏采收率。
為了攻克這項技術(shù)，2020年底，江漢石油工程公司井下測試公司與江漢油田等單位合作，圍繞涪陵頁巖氣田增儲上產(chǎn)開展研究。通過兩年攻關(guān)，重建井筒重復壓裂技術(shù)終于實現(xiàn)了自主化，并在涪陵頁巖氣田試驗成功，首口試驗井獲得每天18.38萬立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流。
試驗雖取得成功，但由于工藝技術(shù)復雜、關(guān)鍵工具國內(nèi)空白、施工費用高周期長等問題，該技術(shù)仍需通過自主創(chuàng)新打通應用的“最后一百米”。
為此，江漢石油工程公司井下測試公司組建“頁巖氣重建井筒重復壓裂”創(chuàng)新團隊，聯(lián)合江漢油田建立多專業(yè)國產(chǎn)化工具材料攻關(guān)小組，在對標國外關(guān)鍵技術(shù)指標的基礎上，圍繞全技術(shù)鏈開展技術(shù)創(chuàng)新。立足涪陵頁巖氣田地質(zhì)條件、水平井井筒特點、剩余儲量分布規(guī)律等，團隊在重建井筒的套管尺寸和管柱丟收方式上，選擇了與北美重建井筒重復壓裂工藝不同的方向，形成了以動用簇間剩余儲量為核心的重復壓裂工藝優(yōu)化設計技術(shù)。
經(jīng)過持續(xù)實踐，上述創(chuàng)新團隊系統(tǒng)開展井筒重建、重復壓裂工藝、入井工具材料國產(chǎn)化等研究，形成了9項關(guān)鍵技術(shù)，突破了8項關(guān)鍵工具及材料研發(fā)難題，實現(xiàn)重建井筒壓裂工藝自主化、關(guān)鍵工具和材料國產(chǎn)化，并獲得多項國家發(fā)明專利。
規(guī)模應用支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展
新技術(shù)成功應用，對國內(nèi)頁巖氣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要支撐作用。
涪陵頁巖氣田從2013年進入大規(guī)模商業(yè)開發(fā)階段，目前累計探明儲量近7000億立方米，投產(chǎn)氣井700余口。其中，部分氣井在早期壓裂工藝的作用下，經(jīng)歷穩(wěn)產(chǎn)、間開和增壓間開多個階段，已進入低產(chǎn)期。
2022年12月9日，我國首口采用全自主化工藝技術(shù)和工具材料的重建井筒重復壓裂氣井——焦頁5-1HF井，成功試獲每天14.2萬立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流，測試產(chǎn)量恢復到初次壓裂的75.1%，達到國際先進水平，為國內(nèi)頁巖氣田老區(qū)開發(fā)增儲上產(chǎn)提供了借鑒。
今年7月，江漢石油工程公司井下測試公司重建井筒重復壓裂施工的第二口井——焦頁21-3HF井圓滿完成施工，試獲每天11.28萬立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流，進一步促進了重建井筒重復壓裂關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化進程和規(guī)模化應用。
“頁巖氣井提高采收率的手段還有井網(wǎng)加密、排水采氣工藝等。”豆瑞杰介紹，井網(wǎng)加密即在頁巖氣老井周邊重新打一口水平井，但打新井的成本遠高于老井重復壓裂。排水采氣工藝主要是對老井進行機械排采、泡沫排水采氣、注氣舉升等，該工藝對于地層壓力充足的井效果較好，但對衰竭嚴重的井難以起到作用，因此重復壓裂技術(shù)是當前老井復產(chǎn)最經(jīng)濟有效的手段。
目前，重建井筒重復壓裂國產(chǎn)化技術(shù)及工具已基本成熟，涪陵氣田也已完成低產(chǎn)井重復壓裂技術(shù)推廣和復雜構(gòu)造區(qū)效果評價。下一步，江漢石油工程公司將開展高累采區(qū)現(xiàn)場試驗，預計2024年將在涪陵區(qū)塊開展重建井筒重復壓裂技術(shù)的規(guī)模化應用。此外，中石化武隆、中石油長寧等頁巖氣區(qū)塊也普遍投產(chǎn)超過5年，該技術(shù)在這些區(qū)塊同樣擁有較大市場。（吳純新 熊 杰 吳麗萍 李晴）
責任編輯：許艷
校對：江蓬新
