重復壓裂技術讓頁巖氣老井“返老還童”

吳純新

“施工效率越來越高，新技術已讓三口頁巖氣老井‘返老還童’。”9月11日，中石化江漢石油工程有限公司（以下簡稱江漢石油工程公司）工程技術研究所所長豆瑞杰說。隨著采用重建井筒重復壓裂施工技術，焦頁29-1HF井各項指標一次成功率達100%，施工周期從32天縮短到了20天。

早在2015年，北美油氣田率先應用重建井筒重復壓裂技術，并取得了良好的社會經濟效益。這項技術就好比舊房改造，它能再次改造地層，激發頁巖氣老井潛力。

豆瑞杰介紹，重建井筒重復壓裂技術可對產量貢獻較低的老頁巖氣井進行井筒重建，通過在原有套管中下入尺寸更小的套管，封堵原改造層段，精準挖潛段簇間剩余儲量，提高單井采收率。與傳統的全井暫堵轉向重復壓裂技術相比，該技術可解決投球封堵的次序和位置不準確、液體走向規律不明確等問題，能有效提高儲量動用率和氣藏采收率。

為了攻克這項技術，2020年底，江漢石油工程公司井下測試公司與江漢油田等單位合作，圍繞涪陵頁巖氣田增儲上產開展研究。通過兩年攻關，重建井筒重復壓裂技術終于實現了自主化，并在涪陵頁巖氣田試驗成功，首口試驗井獲得每天18.38萬立方米的高產工業氣流。

試驗雖取得成功，但由于工藝技術復雜、關鍵工具國內空白、施工費用高周期長等問題，該技術仍需通過自主創新打通應用的“最后一百米”。

為此，江漢石油工程公司井下測試公司組建“頁巖氣重建井筒重復壓裂”創新團隊，聯合江漢油田建立多專業國產化工具材料攻關小組，在對標國外關鍵技術指標的基礎上，圍繞全技術鏈開展技術創新。立足涪陵頁巖氣田地質條件、水平井井筒特點、剩余儲量分布規律等，團隊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壓裂工藝不同的方向，形成了以動用簇間剩余儲量為核心的重復壓裂工藝優化設計技術。

經過持續實踐，上述創新團隊系統開展井筒重建、重復壓裂工藝、入井工具材料國產化等研究，形成了9項關鍵技術，突破了8項關鍵工具及材料研發難題，實現重建井筒壓裂工藝自主化、關鍵工具和材料國產化，并獲得多項國家發明專利。

新技術成功應用，對國內頁巖氣產業高質量發展具有重要支撐作用。

涪陵頁巖氣田從2013年進入大規模商業開發階段，目前累計探明儲量近7000億立方米，投產氣井700余口。其中，部分氣井在早期壓裂工藝的作用下，經歷穩產、間開和增壓間開多個階段，已進入低產期。

2022年12月9日，我國首口采用全自主化工藝技術和工具材料的重建井筒重復壓裂氣井——焦頁5-1HF井，成功試獲每天14.2萬立方米的高產工業氣流，測試產量恢復到初次壓裂的75.1%，達到國際先進水平，為國內頁巖氣田老區開發增儲上產提供了借鑒。

今年7月，江漢石油工程公司井下測試公司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，試獲每天11.28萬立方米的高產工業氣流，進一步促進了重建井筒重復壓裂關鍵技術國產化進程和規模化應用。

“頁巖氣井提高采收率的手段還有井網加密、排水采氣工藝等。”豆瑞杰介紹，井網加密即在頁巖氣老井周邊重新打一口水平井，但打新井的成本遠高于老井重復壓裂。排水采氣工藝主要是對老井進行機械排采、泡沫排水采氣、注氣舉升等，該工藝對于地層壓力充足的井效果較好，但對衰竭嚴重的井難以起到作用，因此重復壓裂技術是當前老井復產最經濟有效的手段。

目前，重建井筒重復壓裂國產化技術及工具已基本成熟，涪陵氣田也已完成低產井重復壓裂技術推廣和復雜構造區效果評價。下一步，江漢石油工程公司將開展高累采區現場試驗，預計2024年將在涪陵區塊開展重建井筒重復壓裂技術的規模化應用。此外，中石化武隆、中石油長寧等頁巖氣區塊也普遍投產超過5年，該技術在這些區塊同樣擁有較大市場。