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撬开地下气库大门
页岩气井与普通天然气井不同,技术含量要求更高,而且与北美页岩气田相比,中国南方海相页岩气层多具地表条件复杂、活动性强、埋藏深等地质特点,从国外直接引进的技术在实际应用中常常“水土不服”,技术一度成为中国页岩气发展的掣肘。
“焦页1HF井虽然实现了页岩气勘探的重大突破,但要实现商业开发,可没少难为我们。”江汉油田涪陵页岩气分公司副经理刘尧文不无感慨。
水平井钻井技术和压裂技术是决定页岩气开发的关键。钻机要从地面打到页岩气层,再在页岩气层水平穿行1000多米,钻头要在几千米深的地层中找准靶点,犹如鼹鼠在地下找粮洞。
处在崇山峻岭之中的焦石坝地区,地表条件复杂,溶洞多、暗河多、裂缝多,浅层气多、地层出水,易发生井漏、井喷。刘尧文介绍,水平井钻井最难也是最关键的,就是要确保斜井段下靶点、水平段最终点均落在优质页岩气层上。钻探焦页1HF井时,由于没有可靠的地震剖面和二维测线,井眼控制轨迹完全靠“摸石头过河”。
针对地质的复杂性和难以预见性,技术人员经过反复论证试验,形成空气钻、泡沫钻、清水钻PDC+螺旋复合钻等优快钻井技术系列,成功探索出优化设计“三段式”井身结构方案,长水平段定向技术以及油基泥浆体系下的固井技术,顺利完成钻井施工。
长水平段多级压裂技术是非常规页岩气开发的关键技术,地质研究到钻完井、试气集输的整个施工过程,压裂是临门一脚。江汉油田改变以往压裂的思路和做法,摸索出适合焦石坝地质特点的压裂工艺,形成了“主缝加缝网”的压裂工艺和三段式压裂液体系、三组合支撑剂体系,有力提升了压裂质量,撬开了“气库”大门。
为实现高效快速勘探开发,他们还创造性地利用国内首台轮轨式钻机开展“井工厂”模式钻井试验,采用类似工程流水线的作业方式,优化组合施工工序。
离开焦页1HF井,我们立即赶往重庆棊江区的丁山地区,一路上山路崎岖险峻,特别是到井队的几公里路,这是工人们自己开的土路,想平稳坐在车里都是一件困难的事。经过四个多小时的颠簸,终于到达了目的地丁山构造。这里是中石化继焦石坝地区之后的新的页岩气开发阵地,这样的地形条件无疑也增加了开发的技术难度。
丁页2HF井是国内第一口埋藏深度超过4000米的超深页岩气勘探井,地质结构复杂,属典型的“三高”(高温、高破裂压力、高施工压力)深井,存在多套压力系统,主力气藏埋藏深,存在定向困难、井眼轨迹精确控制、水平井压裂难度大等诸多世界级难题。
郭旭升说,为啃下这块“硬骨头”,勘探南方分公司组织最精干的力量进行技术攻关,通过调整钻井参数,使用地质导向、优选钻头工具等方法,顺利完井,开创了国际超深页岩气井的先河,为更深层页岩气勘探开发奠定了基础。
正是依靠边实践边攻关,“摸着石头过河”的理念,中石化通过消化吸收、自主研发,已形成3500米以内的页岩气勘探开发配套技术系列,最长水平段达2130米、最多压裂段数26段,为实现页岩气经济有效开发提供了技术保障。
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