4月8日,中国石油西南油气田公司部署在四川内江的页岩气井—资201井测试获稳定日产气量73.88万立方米,这是全球首次在距今5.4亿年的寒武系古老页岩地层钻获具有商业开发价值的高产工业气流。

4月7日,中国石化“深地工程·川渝天然气基地”同样获得重大突破。部署在四川省达州市的页岩气专探井雷页1井,试获日产气42.66万立方米页岩气流。该井埋深超4000米,是我国首次在二叠系大隆组地层实现海相深层页岩气勘探突破,进一步拓宽了四川盆地页岩气勘探领域。


可以发现,在短短两天的时间里,我国两次页岩气勘探的重大突破均集中出现在四川,而这也并非偶然……


川渝地区打造

“天然气大庆”

根据自然资源部发布的《中国矿产资源报告2022》显示,四川盆地集中评价泸州区块页岩气新增探明地质储量为5138亿立方米、预测地质储量为7695亿立方米,形成国内首个万亿立方米深层页岩气储量区。

资源前景被看好的四川地区也是国内大型油气公司页岩气勘探开发的主战场。

一位长期从事页岩气勘探开发的资深人士表示,未来全国埋深3500米以浅页岩气能否继续稳产上产、埋深超过3500米深层页岩气的开发潜力如何,既是评价和判断未来中国页岩气资源开发潜力和发展前景的前提,也是决定能否在川渝地区建成“天然气大庆”的关键。

近期两大页岩气勘探突破让我们再一次见证到了川渝地区的开发潜力,面对机遇和挑战并存的当下,未来我们要继续向深层、超深层进军。


开采页岩气到底有多难?

由于页岩气孤立地储存在微、纳米孔隙中,需要通过多种技术手段共同合力将页岩气解救出来。

地质调查勘探就像是导航定位,确定地下页岩气居住的位置,水平钻井钻探能辐射到的面积是直径的数十倍,就像是修建高速公路连接地下各处分散居住的页岩气,帮助散居的页岩气联络起来。

水力压裂技术将页岩气从纳米孔隙中挤压出来。

如果说浅层页岩气开发,是将“羊肠小道”扩建为“高速公路”,那么深层页岩气开发便是在青藏高原上开山架桥,修建复杂交错的“盘山公路”,难度之大,可想而知。


自主创新研发

直面技术挑战

“近年来,我们在页岩气规模高效开发中取得了一些成功做法和经验,比如强化建产区资源评价工作,全面支撑规模建产和接替稳产、强化工程技术持续迭代升级,实现高产井培育技术可推广可复制、强化地面工程标准化设计,打造数字化、智能化页岩气田典范等。通过十余年的不懈努力,我们实现了页岩气独立自主的商业化开采,并且在中深层全面建成了我国首个百亿方页岩大气区。”中国石油集团相关业务负责人回顾了过往成功的开发经验和成果。


页岩气开采的核心技术:

水平井钻井技术:

页岩气储层水平井是能源开采领域定向井的一种,是指井眼竖着打到一定的深度以后,再向水平或者接近水平的倾斜方向继续延伸一定长度的定向井。在技术层面,竖着与水平方向打井的井斜角要达到90°左右(一般大于85°);其在页岩层里水平方向延伸的长度一般要大于页岩厚度的6倍。

水平井分段压裂技术:

分段压裂技术是水平井的关键配套技术之一,运用分段压裂可在较短时间内一次性完成,并最大限度地减少对储层的伤害,使储层改造体积达到最大化,从而达到提高单井产量、最大限度达到提高地质储量可动用程度的目的。


水平井分段压裂并不难理解,它是利用封隔器或桥塞分隔各段,然后逐段压裂,在每个井筒中压开多条裂缝,它通常分为三个阶段:

首先将前置液(无支撑剂)泵入储层,然后将含有一定浓度支撑剂(通常为砂)的压裂液泵入储层,最后使用更高浓度的支撑剂压裂液进行压裂。在开采的实际操作中,通常还可以通过使用桥塞、封隔器以及连续管等工具辅助压裂。

利用水平井分段压裂技术,可以增大水平井的导流能力,提高水平井的产能。因此,该项技术已经在石油、页岩气的地下开采中被广泛应用。


稳步前行

“挖穿地球”不是梦

中国的页岩气经历了近10年的攻坚和发展,勘探开发技术水平不仅大幅提升,而且诸多关键技术实现了自主化,由此带来了开发成本下降。同时,近年来中国天然气消费量激增,这也对页岩气的勘探开发提供了市场支撑。受技术和市场的双重驱动,中国的页岩气开发逐步走上了可持续发展之路。页岩气开发的逐步成熟,使得中国拥有了基础进一步向页岩油的开发发起攻坚。

在推动我国能源转型,全面落实国家“碳达峰、碳中和”目标部署过程中,未来10年仍是清洁能源的黄金期。作为未来最有发挥空间的低碳化石能源,页岩气仍将是“十四五”期间中国天然气增量市场的主力军。我国页岩气商业开发近10年,2000米浅层地下页岩气开采模式成熟、增速良好。未来,四川盆地将成为我国最大的油气产区之一,页岩气将成为支撑我国天然气产量增长的重要组成部分。

莱特兄弟试飞的那天,地球上没有人想到58年后加加林能访问太空,也许有一天,随着技术的突破,我们可以更加深入地壳,甚至触摸地幔、地核,直到“挖穿地球”……我们的梦想,不只在于星辰大海,还专注在地层的更深处。