中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展迎來(lái)2.0時(shí)代
來(lái)源:大理滄龍物流有限公司 發(fā)布人:admin 發(fā)布時(shí)間:2021年1月18日 點(diǎn)擊:965次
在第十屆中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展大會(huì)上,與會(huì)院士專(zhuān)家表示,10年來(lái)中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)取得重大突破,2019年產(chǎn)量154億立方米,今年預(yù)計(jì)在200億立方米左右,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展1.0,正迎來(lái)中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展2.0時(shí)代。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示,力爭(zhēng)到2035年建成頁(yè)巖氣千億立方米規(guī)模,使頁(yè)巖氣在我國(guó)天然氣中的產(chǎn)量占比由不足1/10提高到1/3左右。
10年來(lái)中國(guó)頁(yè)巖氣實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展
10.jpg時(shí)光回溯到2009年,彼時(shí),業(yè)界還未充分認(rèn)識(shí)頁(yè)巖氣、還在懷疑是否值得開(kāi)發(fā)時(shí),中國(guó)工程院院士翟光明就上報(bào)了國(guó)內(nèi)第一份頁(yè)巖氣院士建議《關(guān)于加強(qiáng)我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的建議》。
翟光明當(dāng)時(shí)指出,我國(guó)頁(yè)巖氣資源十分豐富,也在多個(gè)含油氣盆地頁(yè)巖段見(jiàn)到頁(yè)巖氣顯示,其中,1966年完鉆的威5井,在九老洞組頁(yè)巖段裸眼測(cè)試日產(chǎn)氣量達(dá)2.46萬(wàn)立方米,但當(dāng)時(shí)對(duì)頁(yè)巖氣沒(méi)有更深的認(rèn)識(shí),錯(cuò)失一次難得的機(jī)遇。
他還就國(guó)家扶持政策、組織前瞻性研究、建立開(kāi)發(fā)先導(dǎo)示范區(qū)等提出建議,很快得到國(guó)家重視。
10年來(lái),中國(guó)對(duì)海相頁(yè)巖氣有了比較深入的研究,特別是對(duì)主要目的層龍馬溪組的資源、生產(chǎn)規(guī)律等有了比較明確的認(rèn)識(shí),形成了涪陵、威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧等頁(yè)巖氣生產(chǎn)基地,探明儲(chǔ)量超2萬(wàn)億立方米,2019年產(chǎn)量154億立方米,2020年預(yù)計(jì)在200億立方米左右。
2020年7月,中國(guó)工程院院士胡文瑞等6位院士專(zhuān)家在兩年多專(zhuān)題研究的基礎(chǔ)上,呈報(bào)了《加快推進(jìn)我國(guó)千億方頁(yè)巖氣生產(chǎn)建設(shè)工程的建議》,提出力爭(zhēng)到2035年建成頁(yè)巖氣千億立方米,使頁(yè)巖氣在我國(guó)天然氣中的產(chǎn)量占比由不足1/10提高到1/3左右。
西南石油大學(xué)校長(zhǎng)趙金洲認(rèn)為,中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展已實(shí)現(xiàn)1.0,通過(guò)業(yè)界努力,中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展2.0時(shí)代即將到來(lái)。
頁(yè)巖氣主攻對(duì)象轉(zhuǎn)向深層和常壓
四川盆地仍是當(dāng)前和未來(lái)一個(gè)時(shí)期頁(yè)巖氣的主戰(zhàn)場(chǎng),但主攻對(duì)象已轉(zhuǎn)向深層頁(yè)巖氣和常壓頁(yè)巖氣。
中國(guó)石化西南油氣總經(jīng)理郭彤樓說(shuō),四川盆地及周緣龍馬溪組頁(yè)巖氣資源量約39.3萬(wàn)億立方米,按頁(yè)巖埋藏深度和氣藏地壓系數(shù)差異,大致可分為盆內(nèi)中深層、盆內(nèi)深層-超深層和盆緣-盆外常壓三個(gè)區(qū),其中常壓及深層頁(yè)巖氣資源量約占86.2%。
2012年以來(lái)發(fā)現(xiàn)的探明儲(chǔ)量以小于4000米的中深層頁(yè)巖氣為主。目前中深層龍馬溪組頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)日漸成熟,可實(shí)現(xiàn)效益開(kāi)發(fā),處于持續(xù)上產(chǎn)階段。
常壓和深層頁(yè)巖氣都存在甜點(diǎn)認(rèn)識(shí)不清、壓裂技術(shù)不成熟、成本高效益差等問(wèn)題。對(duì)此,中國(guó)石化近年來(lái)攻關(guān)形成常壓頁(yè)巖氣低成本配套技術(shù)系列,綜合降本60%以上,實(shí)現(xiàn)盆外殘留向斜效益開(kāi)發(fā);攻關(guān)形成深層頁(yè)巖氣二代壓裂工藝,正建設(shè)威榮、永川兩個(gè)深層頁(yè)巖氣田。此外,中國(guó)石油在渝西、瀘州等地區(qū)深層頁(yè)巖氣取得重大突破。
郭彤樓認(rèn)為,頁(yè)巖氣將是"十四五"天然氣重要增長(zhǎng)點(diǎn),美國(guó)2018年頁(yè)巖氣產(chǎn)量占天然氣總產(chǎn)量的68.5%,四川盆地頁(yè)巖氣產(chǎn)量?jī)H占盆地總產(chǎn)量的34%,還有很大提升空間。
雖然目前頁(yè)巖氣主戰(zhàn)場(chǎng)仍是川南龍馬溪組,但翟光明指出,勘探要不唯目標(biāo)區(qū),努力探索和拓展新戰(zhàn)場(chǎng),如華北中新元古界、遼西中新元古界、鄂爾多斯盆地海陸過(guò)渡相等都有較大頁(yè)巖油氣資源潛力。
工程技術(shù)進(jìn)步是效益開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵
中國(guó)科學(xué)院院士高德利說(shuō),常規(guī)油氣資源量小、品質(zhì)好、易開(kāi)采,而非常規(guī)油氣資源量大、品質(zhì)差、難開(kāi)采,要在叢式井、一趟鉆、磁導(dǎo)向鉆井、電加熱開(kāi)采等關(guān)鍵工程技術(shù)方面進(jìn)行創(chuàng)新。
趙金洲說(shuō),中美頁(yè)巖氣壓裂存在巨大差異,我國(guó)頁(yè)巖氣埋藏深,裂縫更難壓開(kāi);脆性弱塑性強(qiáng),裂縫更難延伸;應(yīng)力差值大,裂縫更難轉(zhuǎn)向;閉合壓力大,裂縫更難支撐。對(duì)此,業(yè)界學(xué)界聯(lián)合攻關(guān),形成第一代縫網(wǎng)壓裂技術(shù),只能形成局部縫網(wǎng);形成第二代縫網(wǎng)壓裂技術(shù),完善了縫網(wǎng)體系;加快深層頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā),必須盡快形成第三代縫網(wǎng)壓裂技術(shù)。
江漢油田負(fù)責(zé)人甘振維表示,我國(guó)頁(yè)巖氣藏隨埋深增加,氣井產(chǎn)能呈降低趨勢(shì),氣田鉆完井費(fèi)用快速上升,雖然隨著技術(shù)和裝備不斷進(jìn)步,建井成本快速縮減,但仍高出國(guó)外30%左右,氣田開(kāi)發(fā)普遍處于經(jīng)濟(jì)邊界,同時(shí),我國(guó)頁(yè)巖氣采收率普遍較低。因此,做好增產(chǎn)降本加減法、提高氣藏采收率才能實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣整體高效開(kāi)發(fā)。
增產(chǎn)降本方面,中國(guó)石化通過(guò)優(yōu)快鉆井、優(yōu)選壓裂材料、研發(fā)新型工具、建設(shè)電網(wǎng)管網(wǎng),單井鉆完井成本降低15%,深層測(cè)試產(chǎn)量提高40%。提高采收率方面,中國(guó)石化首創(chuàng)國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣立體開(kāi)發(fā)模式,焦石壩區(qū)塊氣藏采收率從12.6%增至23.3%,其中立體開(kāi)發(fā)核心區(qū)采收率達(dá)39.2%,有力保障了氣田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。未來(lái),探索最優(yōu)水平段長(zhǎng)、最佳壓裂關(guān)鍵參數(shù)可進(jìn)一步提高頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。
中國(guó)石化高級(jí)專(zhuān)家李光泉表示,增加水平段長(zhǎng)度是提高頁(yè)巖氣井產(chǎn)量的最直接手段,北美頁(yè)巖氣田4000米水平段長(zhǎng)已成常規(guī),最長(zhǎng)達(dá)6366米,國(guó)內(nèi)多在2000米左右。2018年以來(lái),我國(guó)在多個(gè)非常規(guī)區(qū)塊實(shí)施多口水平段長(zhǎng)超3000米和4000米的水平井,但鉆井速度慢、成本高。目前,5000米水平段水平井鉆完井技術(shù)面臨儲(chǔ)層甜點(diǎn)控制和產(chǎn)能保障等一系列難題,中國(guó)石化正加緊攻關(guān),力爭(zhēng)早日突破。
非常規(guī)理論創(chuàng)新引頁(yè)巖油氣革命
中國(guó)科學(xué)院院士鄒才能說(shuō),世界油氣工業(yè)正在從常規(guī)向非常規(guī)跨越,而頁(yè)巖油氣地質(zhì)理論創(chuàng)新引領(lǐng)非常規(guī)油氣取得重大突破。
鄒才能說(shuō),非常規(guī)理論創(chuàng)新在于突破了圈閉型"油氣藏"理論,建立了連續(xù)型"甜點(diǎn)區(qū)"理論。過(guò)去認(rèn)為頁(yè)巖只能作為油氣烴源巖,是"鐵板一塊"無(wú)縫隙;現(xiàn)在認(rèn)為頁(yè)巖富有納米級(jí)孔隙,可連續(xù)型聚集,存在高產(chǎn)"甜點(diǎn)區(qū)",可壓裂產(chǎn)生人造滲透率。
翟光明同樣認(rèn)為,頁(yè)巖油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)對(duì)全球能源發(fā)展的影響是空前的。以往,烴源巖層系是作為生油巖進(jìn)行研究,未作為生產(chǎn)目標(biāo)層系,現(xiàn)在已從過(guò)去圍繞烴源巖做文章轉(zhuǎn)變到進(jìn)入烴源巖做文章,帶來(lái)了認(rèn)識(shí)的革新和技術(shù)的飛躍。
鄒才能認(rèn)為,我國(guó)有望實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油、煤制氣3個(gè)非常規(guī)油氣革命。其中,我國(guó)頁(yè)巖氣有資源,革命正在進(jìn)行;頁(yè)巖油通過(guò)地下原位改質(zhì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)開(kāi)采,可推動(dòng)頁(yè)巖油革命;煤炭通過(guò)地下加熱氣化技術(shù)可形成甲烷、氫氣,可與石油工業(yè)融合發(fā)展,推動(dòng)煤制氣革命。
鄒才能表示,非常規(guī)油氣將成為我國(guó)"穩(wěn)油增氣"的戰(zhàn)略資源。其中,非常規(guī)油是產(chǎn)量穩(wěn)定的砝碼,2030年可能占比30%;非常規(guī)氣是產(chǎn)量增長(zhǎng)的主角,2030年占比有望超50%。
關(guān)于頁(yè)巖油氣的思辨
在第十屆中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展大會(huì)上,專(zhuān)家學(xué)者對(duì)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入思考和探討,對(duì)幾個(gè)引發(fā)業(yè)界廣泛關(guān)注的問(wèn)題初步進(jìn)行了解答。
我國(guó)油氣資源到底有無(wú)潛力
無(wú)論在世界還是在中國(guó),"油氣枯竭論"都曾盛行一時(shí)。頁(yè)巖油氣革命徹底打破了這一論斷。中國(guó)科學(xué)院院士鄒才能說(shuō),全球非常規(guī)油氣與常規(guī)油氣的資源比例達(dá)80∶20。
中國(guó)工程院院士翟光明說(shuō),研究表明,煤系烴源巖生烴演化持續(xù)時(shí)間可能比以前認(rèn)為的長(zhǎng)很多,生烴量增大很多。過(guò)去認(rèn)為Ro值(鏡質(zhì)體反射率)到2.5%時(shí)生氣接近枯竭,現(xiàn)在認(rèn)為Ro值在2.5%~5.5%時(shí)仍具有較大生氣潛力,生氣量占總生氣量的20%以上。這使得中國(guó)陸上主要含氣盆地高演化程度煤系烴源巖生氣量從1309億立方米增加到1802億立方米。
陸相頁(yè)巖油方面,按現(xiàn)在資源量計(jì)算方法,烴源巖生油量最高15%可運(yùn)移聚集成藏,僅用常規(guī)石油探明地質(zhì)儲(chǔ)量380億噸反推,賦存在頁(yè)巖等烴源巖中的資源量大致有1800億~3000億噸,因?yàn)橐躁懴酁橹鳎?%可采計(jì)算,就可增加50億~90億噸可采石油資源。此外,還有2/3左右的待發(fā)現(xiàn)可采資源量,反推我國(guó)頁(yè)巖油氣資源潛力更大。
常規(guī)與非常規(guī)是否割裂看待
鄒才能表示,常規(guī)與非常規(guī)油氣密切相關(guān),發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣,預(yù)示供烴方向有非常規(guī)油氣共生;發(fā)現(xiàn)非常規(guī)油氣,預(yù)示外圍空間有常規(guī)油氣伴生。
翟光明認(rèn)為,不必拘泥于頁(yè)巖的定義,應(yīng)按沉積規(guī)律認(rèn)識(shí)頁(yè)巖層系。以前研究烴源巖的特征,主要是為了評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)的生烴潛力、資源潛力和油氣勘探前景。而美國(guó)頁(yè)巖油氣并非純產(chǎn)自頁(yè)巖,還有泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖等,產(chǎn)量高、產(chǎn)量多的主要來(lái)自中大孔儲(chǔ)層。
中國(guó)很多盆地縱向上不只一套烴源巖層系,往往既有海相泥頁(yè)巖,又有陸相煤系泥頁(yè)巖等,因此頁(yè)巖氣不是孤立的、簡(jiǎn)單的以一種資源形式存在于一個(gè)地區(qū),既有可能形成賦存在源巖中的頁(yè)巖油氣藏、煤層氣藏,又有可能發(fā)育從源巖中產(chǎn)生排出運(yùn)移富集在適合的圈閉中的油氣藏。因此,要不唯目的層,多目的層、多種資源協(xié)同開(kāi)發(fā),縱向上交錯(cuò)疊置布井,進(jìn)行立體式體積改造,實(shí)現(xiàn)立體開(kāi)發(fā)。
是否一味追求降低成本
頁(yè)巖油氣屬于低品位、低產(chǎn)量資源,低成本才能有出路,但是否一味追求降低成本?
西南石油大學(xué)校長(zhǎng)趙金洲說(shuō),頁(yè)巖氣壓裂的目的是壓成壓好縫網(wǎng)提高產(chǎn)量,頁(yè)巖氣大規(guī)模開(kāi)發(fā)要從"降本增效"轉(zhuǎn)到"增效降本"。進(jìn)攻是最好的防守,不要撿了芝麻丟了西瓜。降本不降產(chǎn)量是上上策,但魚(yú)和熊掌很難兼得,所以現(xiàn)在一切目的是提高產(chǎn)量。
美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)歷時(shí)55年,工區(qū)地表一馬平川,水資源豐富,可以多井實(shí)現(xiàn)總高產(chǎn),2019年用15.2萬(wàn)口井生產(chǎn)7159億立方米氣。我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)歷時(shí)10年,工區(qū)地表溝壑縱橫,水資源匱乏,壓裂難度更大、成本更高,必須走"少井高產(chǎn)"之路,2019年用1092口井生產(chǎn)154億立方米氣。
鄒才能說(shuō),管理與技術(shù)一體化創(chuàng)新能降低頁(yè)巖油氣開(kāi)采成本。其中,低效井重復(fù)壓裂可提高單井產(chǎn)量30%以上,一次性最優(yōu)井距開(kāi)發(fā)可提高采收率20%以上,密切割體積改造技術(shù)可提升單井EUR(估算最終產(chǎn)量)30%以上,大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用可降低成本30%。
光明認(rèn)為,頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)工程必須遵循兩個(gè)原則:低成本與高質(zhì)量。其中高質(zhì)量意味著生產(chǎn)井壽命必須長(zhǎng),同時(shí)為后期開(kāi)展重復(fù)壓裂等作業(yè)打下基礎(chǔ)。必須井眼規(guī)則、固井質(zhì)量好、井筒完整性好、水平段長(zhǎng)度合理、鉆遇率高等,滿足30~50年的生產(chǎn)要求。要合理建立地下立體井網(wǎng),追求"少井高產(chǎn)"和高采收率。
關(guān)鍵壓裂參數(shù)是否越大越好
現(xiàn)在,頁(yè)巖氣井壓裂,水平段越來(lái)越長(zhǎng)、壓裂段數(shù)越來(lái)越多、壓裂規(guī)模越來(lái)越大,分段段長(zhǎng)逐漸減小、簇間距逐漸減小、每段簇?cái)?shù)逐漸增多、加砂量逐漸增多、石英砂用量增加,暫堵轉(zhuǎn)向工藝適用率增加,暫堵轉(zhuǎn)向手段增多,但是否關(guān)鍵參數(shù)越大越好?
翟光明認(rèn)為,要建立經(jīng)濟(jì)有效的開(kāi)發(fā)模式,因地制宜合理設(shè)計(jì)地面"井工廠",平臺(tái)不一定越大越經(jīng)濟(jì),要因"藏"制宜設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)木g距,壓裂規(guī)模也應(yīng)合理設(shè)計(jì)。
趙金洲認(rèn)為,現(xiàn)在業(yè)界多追求"少液多砂",頁(yè)巖氣壓裂目的是要把主裂縫、分支裂縫特別是張開(kāi)的天然裂縫系統(tǒng)支撐起來(lái),必須多砂,但要想多砂就必須多液,否則只能增加高黏膠液用量,但又要付出減小縫網(wǎng)體積的代價(jià),因此不建議"少液多砂"。