□ 文/本刊记者 牟雪江
中国石化新闻网2月8日报道,“新年伊始,川西气田25口先导试验水平井已取得会战首捷……中国石化今年在川西陆相新场、川中陆相东峰场、川西南海相井研-犍为和威远-荣县等地全面铺开页岩气会战”。
捕捉这条消息的关键词:先导试验水平井、会战、页岩气。我们认为这是一个正向顺序,应正的正是页岩气这个新兴资源的大热门问题,也是最难点问题,即水平井在页岩气勘探开发中的技术比拼。
美国的页岩气大规模产业性开发已成为全球能源领域的一场重大变革,给中国、乃至全球带来了激动人心的期待。透过信息看本质。作为世界上页岩气和致密砂岩气开发利用最早最成功的国家,被美国验证了的经验是,水平钻井技术和压裂技术的突破,从真正意义上促进了页岩气的开发,并带来了天然气产量的大幅上升。其中在页岩气层钻水平井,可以获得更大的储层泄流面积和更高的天然气产量已经成为全球共识的不争事实。根据美国页岩气开发的经验,水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的3-5倍,产气速率则提高10倍,而水平井的成本则仅为垂直井的25%-50%。
记者查阅相关资料显示,国外在页岩气水平井钻完井中主要采用的相关技术有:旋转导向技术,用于地层引导和地层评价,确保目标区内钻井;随钻测井技术(LW D)和随钻测量技术(MWD),用于水平井精确定位、地层评价,引导中靶地质目标;控压或欠平衡钻井技术,用于防漏、提高钻速和储层保护,采用空气作循环介质在页岩中钻进;泡沫固井技术,用于解决低压易漏长封固水平段固井质量,套管开窗侧钻水平井技术,降低增产措施的技术难度;有机和无机盐复合防膨技术,确保井壁的稳定性。其中页岩气水平井钻井要考虑其成本,垂直井段的深度不超过3000米,水平井段的长度介于500-2500米。考虑到钻井完成后,页岩气开发要进行人工压裂,水平井延伸方位要垂直地层最大应力方向,这样才能保证能沿着地层最大应力方向进行压裂。
可以说,随着非常规气体勘探开发技术的发展,有数据显示,非常规气的产量在天然气总产量中所占比重将有望从2000年的35%提高到2012年的54%。2011年美国能源资料协会(EIA)的报告认为,全球32个拥有页岩构造国家共有约5760万亿立方英尺可采的页岩气资源。其中,中国页岩气地质资源量约145万亿立方英尺,可采资源量36万亿立方英尺,超过了美国。当然,报告同时指出,这些对中国页岩气资源量的乐观估计在目前阶段只是“水中月”,只有关键核心技术的突破才具有现实意义。
事实上,我国页岩气开发工作还处于初期阶段。经过多年探索,我国非常规天然气资源开发形成一系列的理论认识,逐步形成一系列关键技术,并已经形成以低成本技术体系和低成本管理体系为代表的开发模式,建设了示范区。尤其是经过5年的持续攻关、现场试验和规模化应用,2011年中国石油《低渗透油气藏水平井增产改造技术与工业化应用》项目取得重大成果,应用水平井分段压裂技术后,平均单井稳定日产量为6.5吨,是周围直井压裂后平均产量的3.9倍。该成果跨入世界先进行列,成为低渗透油气藏提高单井产量的利器,并为页岩气开发储备了关键技术。
就此我们仍不能太乐观。相比较,中国与美国的页岩气在地质、藏储层上的差异巨大。中国的页岩气资源大多属于陆相,而非美国的海相页岩气。因此能否利用美国开发页岩气资源的技术和经验,业内专家指出,即使与国外技术成熟的公司合作,“中国的页岩气开发在技术上也不可能拿来了就用”,需要经过技术上的验证,需要在借鉴的基础上进行优化和改良。中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室副主任钟宁宁说,只有适合中国页岩气开发的“自用技术”,尤其是水平井分段压裂技术,天然气的产量才会在较短时间内增长至较高水平。