石油工程技术研究院
副总工程师、生产管理部经理臧艳彬
石油勘探开发研究院专家陈 刚
问:天然气增储上产具有哪些重要意义?
陈 刚:从近年来全球天然气行业发展趋势、新能源应用优劣势和国际油公司转型态势来看,天然气在未来新型能源体系中的作用越来越清晰,作为化石能源中最清洁的能源,既可降低碳排放,又可有效弥补可再生能源间歇性输出的不足,还有枯竭气藏带来的丰富地下储碳资源优势,因此,在未来新型能源体系建设中,天然气的基础保障作用不可动摇。近年来,我国天然气年产量持续增长,页岩气等非常规天然气实现跨越式发展,深层天然气资源不断发现规模优质储量。
“十三五”以来,我国天然气产量呈现出稳步增长的趋势。2015年,我国天然气产量为1342亿立方米;2021年跨过2000亿立方米大关,增至2076亿立方米;2023年达到2324亿立方米,比2022年增长5.6%,连续7年年增产超100亿立方米。
然而,我国天然气需求缺口仍在扩大,预计2024年全国天然气进口量将达1800亿立方米。当前,全球地缘政治和经济格局正经历深刻调整,国际能源市场波动剧烈。在此背景下,必须加快提升国内天然气资源储备与获取能力,方能更好地保障国家能源供应的稳定和安全。
臧艳彬:中国石化天然气增储上产重点工程是保障国家能源安全的必然要求,是主动融入国家战略和区域发展大局的重要途径,对推动天然气行业整体进步、实现我国能源高质量发展具有重要意义。
通过多年的持续攻关和技术迭代,中国石化在复杂类型气藏建模数模一体化、页岩气低成本开发等关键理论技术攻关上取得一批新成果,在旋转地质导向、特深井钻完井、长水平段“一趟钻”、175兆帕压裂装备等技术装备攻关应用上见到了好成效,为重点工程实施提供了有力支撑。
问:中国石化天然气勘探开发情况如何?形成了哪些关键技术?
陈 刚:自1998年重组以来,中国石化通过理论和认识的创新突破、攻关形成勘探开发工程技术,先后发现普光、元坝、涪陵等19个大型气田,累计探明储量4.38万亿立方米,年产量由1998年的35亿立方米增长到2023年的378亿立方米。目前已建成四川盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、松辽盆地、海域五大天然气生产基地,累计提交天然气探明储量占中国石化天然气总探明储量的92%,2023年产量占比达94%,确保了天然气储量产量快速增长。
当前,中国石化具备海相碳酸盐岩、页岩气、致密气等多类型气藏开发的技术能力,形成了深层超深层海相碳酸盐岩天然气富集理论和勘探开发技术体系、海相页岩气富集理论和勘探开发技术体系、致密碎屑岩天然气富集理论与勘探开发技术等一批国内领先的天然气理论技术体系,获得国家科技进步特等奖1项、一等奖3项。
臧艳彬:坚持需求导向,中国石化聚焦深层碳酸盐岩、致密砂岩、页岩、深层煤岩等四大类型气藏,集成25项技术系列,天然气勘探开发支撑保障能力持续提升。
针对深层碳酸盐岩气藏,形成“一井多礁”即打即封技术、复合交替体积酸压技术等4项技术系列,支撑了元坝、普光、川西、顺北等碳酸盐岩气藏的开发。
针对致密砂岩气藏,研发“通测一体化”技术取成取准资料,推广“两个一趟钻”优快钻井,集成构建了全井优化整体提速技术,支撑中江气田效益建产;断裂带安全成井和超高压体积压裂技术,支撑须家河组致密砂岩效益开发;漏塌分治井身结构优化和精准压裂技术,支撑鄂北区域主力区稳产;复杂地层快速成井和二氧化碳增能体积压裂技术,支撑龙凤山区域单井EUR(评估的最终可采储量)提升;大位移井安全优快钻井技术,支撑海域零散储量动用。
针对页岩气藏,形成大平台集约布井、重复压裂技术、压裂套变防控技术,支撑涪陵区域主体工程降本、威荣区域页岩气产能建设。
针对深层煤层气藏,研发了强抑制强封堵复合盐钻井液和基于“MWD(随钻测量)+随钻方位伽马+元素录井”的综合地质导向技术,保障阳煤1HF井顺利钻穿854米煤层(水平段长1030米),钻遇率83%。
问:如何挖掘天然气增储上产的潜力成为产量?未来需要在哪些方面加强攻关?
陈 刚:随着勘探程度不断提高,天然气优质储量发现难度越来越大,低渗透致密气、深层超深层页岩气等非常规天然气将是未来天然气增储上产的重点领域。面对越来越复杂的勘探开发目标,持续的理论创新和技术突破是保持天然气增储上产的关键,要强化基础研究,以前沿地质理论和技术引领天然气勘探突破,变以前认识的不可能为可能;要以深层、深水、非常规等为重点,加强关键技术和装备攻关,破解有效动用难题,以技术进步推进天然气高效勘探开发。
四川、鄂尔多斯、塔里木、准噶尔等盆地仍是天然气增储上产的重要攻关方向。在四川盆地,要坚持常非并进、海陆并举,按照“做稳川北、川东,做大川西,突破川南”的思路,实现海相碳酸盐岩持续战略突破,推动川西须家河致密气上产,培育川南深层页岩气;在鄂尔多斯盆地,要按照“稳定鄂北,拓展鄂南,攻关深层煤层气”的思路,持续推进天然气稳产上产;在塔里木盆地,要加强顺北气区多序级断裂带攻关,实现寒武系海相和天山南山前带深层致密气战略突破;在准噶尔盆地,深层超深层源内/近源领域是寻找大中型天然气藏的突破方向。
实现天然气的持续增储上产,要将天然气资源潜力真正转化成产量。一要持续加强重点盆地规模增储上产,深化认识不同层次的地区和领域,持续探索,为天然气可持续发展提供资源良性接替;二要高度重视理论和技术的创新应用,持续推进技术攻关和迭代提升,推动深层页岩气、煤层气等非常规资源的勘探突破和快速上产;三要充分发挥市场机制在增储上产中的重要作用,加快油田服务市场建设,提升企业的创新能力和降本增效意识。
臧艳彬:2019年以来,四川、鄂尔多斯、塔里木等盆地累计提交天然气探明储量1.36万亿立方米,但这些区块属于深层碳酸盐岩气藏、页岩气藏、致密砂岩气藏、深层煤层气藏,开发上还面临着许多“卡脖子”难题,是石油工程技术未来必须补齐的“短板”。
解决这些难点的关键是强化基础研究,围绕碳酸盐岩储层安全高效钻完井、页岩气提速降本、致密砂岩气少井高产、深层煤层气安全成井,开展关键技术攻关。
聚焦工程难题背后的科学问题,强化高温高围压下岩石力学特征、全生命周期井筒完整性、流体与地层多重耦合作用机理及控制方法,复杂页岩裂缝扩展物模及一体化数模构建方法等研究,高效支撑工程实践;聚焦高性能测控仪器、高温高压井下工具、钻井智能化技术与装备、超高温井筒工作液等技术攻关,破解制约高质量发展的“卡脖子”和“短板”技术。
加快技术集成和迭代提升,强化成熟技术集成和规模化应用,加快技术迭代升级;强化自动化装备、智能软件研发,建立大数据、云计算、人工智能等信息技术与传统工程技术深度融合新模式;提升专家远程决策支持过程中的数智化能力,助力天然气工程技术数智化升级。