舊屋改造，老井重生

文 ‖李 晴 高 婷

江漢石油工程一體化開展重復壓裂增產(chǎn)技術(shù)研究和應(yīng)用，助力頁巖氣老井重獲新生。

●技術(shù)的不斷突破，有力支撐了我國頁巖氣增儲上產(chǎn)。 供圖/李 晴

作為國內(nèi)首個實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)的大型頁巖氣田，涪陵頁巖氣田2013 年進入大規(guī)模商業(yè)開發(fā)階段，目前累計探明儲量6985.6 億立方米，投產(chǎn)氣井700 余口。部分井在早期壓裂工藝下，歷經(jīng)穩(wěn)產(chǎn)、間開和增壓間開多個階段，已進入低產(chǎn)期。

如何讓這些老井重生，煥發(fā)新生力？中國石化江漢石油工程井下測試公司圍繞涪陵頁巖氣田增儲上產(chǎn)，一體化開展重復壓裂增產(chǎn)技術(shù)研究和應(yīng)用，經(jīng)過兩年攻關(guān)實現(xiàn)了重建井筒重復壓裂技術(shù)自主化，使之成為涪陵頁巖氣田穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)的重要支撐。

關(guān)鍵技術(shù)

頁巖氣像海綿里的水，需要用力擠壓，才能冒出來。這就需要在采氣過程中，通過壓裂工藝為油氣儲層造人工裂縫，打通頁巖氣開采通道。相當于在地底修建頁巖氣“村村通”工程，把分散在各處的細小裂縫連接起來，以便天然氣從裂縫中竄出來。

重建井筒重復壓裂，好比是舊屋改造?！皩τ谟蜌忾_采而言，就是在已射孔產(chǎn)出的原井筒中下入小尺寸套管，經(jīng)過二次固井封堵原有油氣通道，然后在未改造的井段進行精準射孔分段壓裂，再次改造地層，達到激發(fā)老井潛力，促進老井重獲新生?！苯瓭h石油工程井下測試公司工程技術(shù)研究所所長豆瑞杰解釋說。

把潛力變成實實在在的產(chǎn)量，重建井筒重復壓裂技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。

2015 年開始，該技術(shù)在北美油氣現(xiàn)場率先應(yīng)用，當時在中國屬于“卡脖子”技術(shù)。2020 年底，江漢石油工程率先與江漢油田、國外公司聯(lián)合在涪陵頁巖氣田開展技術(shù)論證與現(xiàn)場試驗，首口試驗井獲得18.38 萬立方米/天的高產(chǎn)工業(yè)氣流。

聚力攻關(guān)

“重復壓裂改造和普通新井壓裂不同，重建井筒重復壓裂完全顛覆了以往的重復壓裂理念，在國內(nèi)從沒有實施過，無任何經(jīng)驗可以參考借鑒，施工難點很多。我們反復論證方案、驗證方案成功實施的可行性，還開展了很多次先導試驗?！倍谷鸾芑貞浀?。

重復壓裂試驗井的成功，開創(chuàng)了國內(nèi)頁巖氣開發(fā)技術(shù)先河，明確了頁巖氣水平井原段簇間剩余潛力是提高氣田采收率的有效途徑。但是，由于工藝技術(shù)復雜、關(guān)鍵工具國內(nèi)空白等問題，重建井筒重復壓裂工藝施工費用高、周期長，急需開展自主攻關(guān)打通技術(shù)應(yīng)用“最后一公里”。其中一個難點是重建井筒，相當于重新建設(shè)地下頁巖氣逸出的高速公路。

2021 年，井下測試公司成立由主要負責人牽頭的“頁巖氣重建井筒重復壓裂創(chuàng)新團隊”，與江漢油田合作建立多專業(yè)國產(chǎn)化工具材料攻關(guān)小組，推進重建井筒重復壓裂關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化。

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，通過系統(tǒng)分析、重新認識，江漢重建井筒的套管尺寸和管柱丟手方式選擇了與北美不同的方向，最終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(shè)計技術(shù)。

突破難點

重復壓裂干得成的關(guān)鍵，重點是要確保井筒重建成功。

套中固套是在5.5 寸的原井筒內(nèi)下入3.5 寸重建井的井筒套。套管間隙小，扶正器是其中的一項關(guān)鍵裝置。相當于在小套管上安裝可移動的方向盤，始終保持小套管在下入長達4000 米的重建地下頁巖氣高速公路井筒過程中能夠居中同軸。就好比導彈陀螺儀，在實戰(zhàn)中始終制導，確?；痉轿徊粍?，最終擊中目標。在外形上，它相當于給套管安裝了一對小翅膀，減少與井壁之間的摩擦。

“現(xiàn)有扶正器主要靠機械支撐，套管下入階段摩阻大、遇阻風險高，均不具備套中固套小間隙作業(yè)中小套管居中度高、摩阻系數(shù)小的技術(shù)需求?！苯瓭h石油工程試油測試首席專家兼井下測試公司經(jīng)理袁發(fā)勇說。

為此，井下測試公司成立了“直翼式樹脂套管扶正器及其制作工藝”科研攻關(guān)組，研究解決了重建井筒重復壓裂施工中現(xiàn)有套管扶正器的技術(shù)缺陷，提供了一種粘貼穩(wěn)定性好、居中度高、摩阻低、射孔彈穿透性好的直翼式樹脂套管扶正器及其安裝方法，為延長頁巖氣井生命周期、有效提高氣藏采收率提供了保障。

2022 年5 月20 日，《直翼式樹脂套管扶正器及其安裝方法》獲得了國家發(fā)明專利授權(quán)。全面實現(xiàn)重建井筒壓裂工藝自主化、9 項關(guān)鍵技術(shù)8 項關(guān)鍵工具及材料國產(chǎn)化，井下測試公司取得了多項國家發(fā)明專利保護。目前，該公司已逐步完成了所有技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化，具備了自主化、創(chuàng)新性的重復壓裂一體化服務(wù)能力。

連戰(zhàn)連勝

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 井成功實現(xiàn)國產(chǎn)化應(yīng)用，試獲14.2 萬立方米/天高產(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。

這標志著我國在重建井筒重復壓裂領(lǐng)域打破了國外技術(shù)壟斷，為國內(nèi)頁巖氣田老區(qū)開發(fā)增儲上產(chǎn)提供了有效借鑒，井下測試公司也成為國內(nèi)唯一擁有該技術(shù)的公司。

今年7 月19 日，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11.28 萬立方米/天的高產(chǎn)工業(yè)氣流。

同月，第三口井——焦頁29-1HF 井各項指標一次成功率100%，施工周期從32 天縮短至20 天，工程提速達37.5%，為頁巖氣套中固套重建井筒技術(shù)全國產(chǎn)化提速提效做出了重要貢獻，標志著全國產(chǎn)化重建井筒重復壓裂技術(shù)更加成熟。

“我們將深入總結(jié)重建井筒重復壓裂工藝技術(shù)成果，不斷推進基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)研究，助力重復壓裂機理、技術(shù)、產(chǎn)品全系列自主化，實現(xiàn)產(chǎn)量、效益同步提升?！痹l(fā)勇說。

未來，面對復雜的勘探開發(fā)技術(shù)需求，井下測試公司將以打造技術(shù)先導型企業(yè)為目標，大力實施“人無我有、人有我優(yōu)、人優(yōu)我特”戰(zhàn)略，加快推進重建井筒重復壓裂關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化進程和規(guī)?；瘧?yīng)用，為國內(nèi)頁巖氣田老區(qū)開發(fā)增儲上產(chǎn)提供強力支撐。