□ 文/本刊記者 牟雪江
中國石化新聞網(wǎng)2月8日報道,“新年伊始,川西氣田25口先導(dǎo)試驗水平井已取得會戰(zhàn)首捷……中國石化今年在川西陸相新場、川中陸相東峰場、川西南海相井研-犍為和威遠-榮縣等地全面鋪開頁巖氣會戰(zhàn)”。
捕捉這條消息的關(guān)鍵詞:先導(dǎo)試驗水平井、會戰(zhàn)、頁巖氣。我們認為這是一個正向順序,應(yīng)正的正是頁巖氣這個新興資源的大熱門問題,也是最難點問題,即水平井在頁巖氣勘探開發(fā)中的技術(shù)比拼。
美國的頁巖氣大規(guī)模產(chǎn)業(yè)性開發(fā)已成為全球能源領(lǐng)域的一場重大變革,給中國、乃至全球帶來了激動人心的期待。透過信息看本質(zhì)。作為世界上頁巖氣和致密砂巖氣開發(fā)利用最早最成功的國家,被美國驗證了的經(jīng)驗是,水平鉆井技術(shù)和壓裂技術(shù)的突破,從真正意義上促進了頁巖氣的開發(fā),并帶來了天然氣產(chǎn)量的大幅上升。其中在頁巖氣層鉆水平井,可以獲得更大的儲層泄流面積和更高的天然氣產(chǎn)量已經(jīng)成為全球共識的不爭事實。根據(jù)美國頁巖氣開發(fā)的經(jīng)驗,水平井的日均產(chǎn)氣量及最終產(chǎn)氣量是垂直井的3-5倍,產(chǎn)氣速率則提高10倍,而水平井的成本則僅為垂直井的25%-50%。
記者查閱相關(guān)資料顯示,國外在頁巖氣水平井鉆完井中主要采用的相關(guān)技術(shù)有:旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù),用于地層引導(dǎo)和地層評價,確保目標區(qū)內(nèi)鉆井;隨鉆測井技術(shù)(LW D)和隨鉆測量技術(shù)(MWD),用于水平井精確定位、地層評價,引導(dǎo)中靶地質(zhì)目標;控壓或欠平衡鉆井技術(shù),用于防漏、提高鉆速和儲層保護,采用空氣作循環(huán)介質(zhì)在頁巖中鉆進;泡沫固井技術(shù),用于解決低壓易漏長封固水平段固井質(zhì)量,套管開窗側(cè)鉆水平井技術(shù),降低增產(chǎn)措施的技術(shù)難度;有機和無機鹽復(fù)合防膨技術(shù),確保井壁的穩(wěn)定性。其中頁巖氣水平井鉆井要考慮其成本,垂直井段的深度不超過3000米,水平井段的長度介于500-2500米??紤]到鉆井完成后,頁巖氣開發(fā)要進行人工壓裂,水平井延伸方位要垂直地層最大應(yīng)力方向,這樣才能保證能沿著地層最大應(yīng)力方向進行壓裂。
可以說,隨著非常規(guī)氣體勘探開發(fā)技術(shù)的發(fā)展,有數(shù)據(jù)顯示,非常規(guī)氣的產(chǎn)量在天然氣總產(chǎn)量中所占比重將有望從2000年的35%提高到2012年的54%。2011年美國能源資料協(xié)會(EIA)的報告認為,全球32個擁有頁巖構(gòu)造國家共有約5760萬億立方英尺可采的頁巖氣資源。其中,中國頁巖氣地質(zhì)資源量約145萬億立方英尺,可采資源量36萬億立方英尺,超過了美國。當然,報告同時指出,這些對中國頁巖氣資源量的樂觀估計在目前階段只是“水中月”,只有關(guān)鍵核心技術(shù)的突破才具有現(xiàn)實意義。
事實上,我國頁巖氣開發(fā)工作還處于初期階段。經(jīng)過多年探索,我國非常規(guī)天然氣資源開發(fā)形成一系列的理論認識,逐步形成一系列關(guān)鍵技術(shù),并已經(jīng)形成以低成本技術(shù)體系和低成本管理體系為代表的開發(fā)模式,建設(shè)了示范區(qū)。尤其是經(jīng)過5年的持續(xù)攻關(guān)、現(xiàn)場試驗和規(guī)?;瘧?yīng)用,2011年中國石油《低滲透油氣藏水平井增產(chǎn)改造技術(shù)與工業(yè)化應(yīng)用》項目取得重大成果,應(yīng)用水平井分段壓裂技術(shù)后,平均單井穩(wěn)定日產(chǎn)量為6.5噸,是周圍直井壓裂后平均產(chǎn)量的3.9倍。該成果跨入世界先進行列,成為低滲透油氣藏提高單井產(chǎn)量的利器,并為頁巖氣開發(fā)儲備了關(guān)鍵技術(shù)。
就此我們?nèi)圆荒芴珮酚^。相比較,中國與美國的頁巖氣在地質(zhì)、藏儲層上的差異巨大。中國的頁巖氣資源大多屬于陸相,而非美國的海相頁巖氣。因此能否利用美國開發(fā)頁巖氣資源的技術(shù)和經(jīng)驗,業(yè)內(nèi)專家指出,即使與國外技術(shù)成熟的公司合作,“中國的頁巖氣開發(fā)在技術(shù)上也不可能拿來了就用”,需要經(jīng)過技術(shù)上的驗證,需要在借鑒的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化和改良。中國石油大學(xué)油氣資源與探測國家重點實驗室副主任鐘寧寧說,只有適合中國頁巖氣開發(fā)的“自用技術(shù)”,尤其是水平井分段壓裂技術(shù),天然氣的產(chǎn)量才會在較短時間內(nèi)增長至較高水平。