重復(fù)壓裂技術(shù)讓頁(yè)巖氣老井“返老還童”

吳純新

“施工效率越來(lái)越高，新技術(shù)已讓三口頁(yè)巖氣老井‘返老還童’?！?月11日，中石化江漢石油工程有限公司（以下簡(jiǎn)稱江漢石油工程公司）工程技術(shù)研究所所長(zhǎng)豆瑞杰說(shuō)。隨著采用重建井筒重復(fù)壓裂施工技術(shù)，焦頁(yè)29-1HF井各項(xiàng)指標(biāo)一次成功率達(dá)100%，施工周期從32天縮短到了20天。

早在2015年，北美油氣田率先應(yīng)用重建井筒重復(fù)壓裂技術(shù)，并取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。這項(xiàng)技術(shù)就好比舊房改造，它能再次改造地層，激發(fā)頁(yè)巖氣老井潛力。

豆瑞杰介紹，重建井筒重復(fù)壓裂技術(shù)可對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)較低的老頁(yè)巖氣井進(jìn)行井筒重建，通過(guò)在原有套管中下入尺寸更小的套管，封堵原改造層段，精準(zhǔn)挖潛段簇間剩余儲(chǔ)量，提高單井采收率。與傳統(tǒng)的全井暫堵轉(zhuǎn)向重復(fù)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(zhǔn)確、液體走向規(guī)律不明確等問(wèn)題，能有效提高儲(chǔ)量動(dòng)用率和氣藏采收率。

為了攻克這項(xiàng)技術(shù)，2020年底，江漢石油工程公司井下測(cè)試公司與江漢油田等單位合作，圍繞涪陵頁(yè)巖氣田增儲(chǔ)上產(chǎn)開(kāi)展研究。通過(guò)兩年攻關(guān)，重建井筒重復(fù)壓裂技術(shù)終于實(shí)現(xiàn)了自主化，并在涪陵頁(yè)巖氣田試驗(yàn)成功，首口試驗(yàn)井獲得每天18.38萬(wàn)立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流。

試驗(yàn)雖取得成功，但由于工藝技術(shù)復(fù)雜、關(guān)鍵工具國(guó)內(nèi)空白、施工費(fèi)用高周期長(zhǎng)等問(wèn)題，該技術(shù)仍需通過(guò)自主創(chuàng)新打通應(yīng)用的“最后一百米”。

為此，江漢石油工程公司井下測(cè)試公司組建“頁(yè)巖氣重建井筒重復(fù)壓裂”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合江漢油田建立多專業(yè)國(guó)產(chǎn)化工具材料攻關(guān)小組，在對(duì)標(biāo)國(guó)外關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，圍繞全技術(shù)鏈開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新。立足涪陵頁(yè)巖氣田地質(zhì)條件、水平井井筒特點(diǎn)、剩余儲(chǔ)量分布規(guī)律等，團(tuán)隊(duì)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(fù)壓裂工藝不同的方向，形成了以動(dòng)用簇間剩余儲(chǔ)量為核心的重復(fù)壓裂工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。

經(jīng)過(guò)持續(xù)實(shí)踐，上述創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)開(kāi)展井筒重建、重復(fù)壓裂工藝、入井工具材料國(guó)產(chǎn)化等研究，形成了9項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，突破了8項(xiàng)關(guān)鍵工具及材料研發(fā)難題，實(shí)現(xiàn)重建井筒壓裂工藝自主化、關(guān)鍵工具和材料國(guó)產(chǎn)化，并獲得多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。

新技術(shù)成功應(yīng)用，對(duì)國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要支撐作用。

涪陵頁(yè)巖氣田從2013年進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)階段，目前累計(jì)探明儲(chǔ)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(kāi)和增壓間開(kāi)多個(gè)階段，已進(jìn)入低產(chǎn)期。

2022年12月9日，我國(guó)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(fù)壓裂氣井——焦頁(yè)5-1HF井，成功試獲每天14.2萬(wàn)立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流，測(cè)試產(chǎn)量恢復(fù)到初次壓裂的75.1%，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，為國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣田老區(qū)開(kāi)發(fā)增儲(chǔ)上產(chǎn)提供了借鑒。

今年7月，江漢石油工程公司井下測(cè)試公司重建井筒重復(fù)壓裂施工的第二口井——焦頁(yè)21-3HF井圓滿完成施工，試獲每天11.28萬(wàn)立方米的高產(chǎn)工業(yè)氣流，進(jìn)一步促進(jìn)了重建井筒重復(fù)壓裂關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程和規(guī)?；瘧?yīng)用。

“頁(yè)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?！倍谷鸾芙榻B，井網(wǎng)加密即在頁(yè)巖氣老井周邊重新打一口水平井，但打新井的成本遠(yuǎn)高于老井重復(fù)壓裂。排水采氣工藝主要是對(duì)老井進(jìn)行機(jī)械排采、泡沫排水采氣、注氣舉升等，該工藝對(duì)于地層壓力充足的井效果較好，但對(duì)衰竭嚴(yán)重的井難以起到作用，因此重復(fù)壓裂技術(shù)是當(dāng)前老井復(fù)產(chǎn)最經(jīng)濟(jì)有效的手段。

目前，重建井筒重復(fù)壓裂國(guó)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(fù)壓裂技術(shù)推廣和復(fù)雜構(gòu)造區(qū)效果評(píng)價(jià)。下一步，江漢石油工程公司將開(kāi)展高累采區(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，預(yù)計(jì)2024年將在涪陵區(qū)塊開(kāi)展重建井筒重復(fù)壓裂技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用。此外，中石化武隆、中石油長(zhǎng)寧等頁(yè)巖氣區(qū)塊也普遍投產(chǎn)超過(guò)5年，該技術(shù)在這些區(qū)塊同樣擁有較大市場(chǎng)。