中新網太原3月6日電 (記者 楊杰英)近日，記者從中石油華北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司獲悉，其在沁水盆地鄭莊區(qū)塊取得突破性進展，一口高階煤煤層氣水平井實現穩(wěn)定日產氣量超過3萬立方米，并已持續(xù)穩(wěn)產超過100天。這一數據創(chuàng)造了國內中淺層煤層氣單井日產氣量的新紀錄，標志著我國在復雜地質條件下煤層氣高效開發(fā)技術取得實質性突破。
中石油華北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司?！O宇 攝攻克“開發(fā)禁區(qū)”
位于山西的沁水盆地，煤層氣資源儲量豐富，但開采難度舉世公認。這里的煤層屬于高階煤儲層，具有“低滲、低壓、低飽和”的典型特征，氣體大多被鎖在極其致密的巖層中，被國內外專家視為勘探開發(fā)的“禁區(qū)”。
“早期，我們大規(guī)模投產的直井單井日產氣量不足500方。”中石油華北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司副經理薛占新介紹，開發(fā)初期，借鑒國外技術效果不佳，經濟效益面臨嚴峻挑戰(zhàn)，這片“沉睡”的資源一度成為難啃的“硬骨頭”。
面對困局，華北油田在這里建立了中國石油首個煤層氣開采先導試驗基地，開啟了長達二十余年的科技攻關。薛占新介紹，團隊以地質工程一體化為核心開發(fā)理念，持續(xù)深化地質理論認識與工程技術迭代升級，聚焦“優(yōu)質布井，優(yōu)快鉆井，聚能壓裂，高效排采”四大環(huán)節(jié)持續(xù)攻關，成功構建了煤層氣開發(fā)技術2.0體系。
“過去我們更關注打了多少口井，而現在，我們追求的是如何打好一口井，實現‘少井高產’?！敝惺腿A北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司地質研究所所長桑廣杰說。從追求規(guī)模到注重效益，這一思路的轉變引領了后續(xù)所有的技術創(chuàng)新。
中石油華北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司工作人員正在現場巡檢。 孫宇 攝解鎖“地下迷宮”
實現“少井高產”，首先必須精確解讀地下千米深處的復雜構造。技術團隊通過持續(xù)攻關，清晰認識到，要想釋放被鎖在微小孔隙中的氣體，必須對儲層進行前所未有的“立體化改造”。
“這口井的高產不是偶然，是地下情況認得清、工程技術跟得上的結果?！鄙V杰強調，“它驗證了我們形成的一套可復制、可推廣的中淺層煤層氣高效開發(fā)技術序列。國內同類井平均日產量在幾千方到一萬五千方之間，這口井達到行業(yè)平均水平的2倍以上?！?/p>
桑廣杰將這一過程形象地概括為尋找“甜點”和制造“甜點”：先運用多種技術手段，精準定位地下資源最富集、條件最有利的“地質甜點”；再通過工程技術，讓鉆井像“穿針引線”一樣精確穿越這些最佳層位，并通過強化改造將其打造成高產的“工程甜點”。
中石油華北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司工程技術研究所所長金國輝將技術突破總結為一系列系統(tǒng)性升級：鉆井從垂直變?yōu)楦鼉?yōu)的水平井，極大增加了與煤層的接觸面積；壓裂工藝實現換代，改造效率大幅提升；施工參數全面強化，旨在實現更大范圍的儲層改造；壓裂液也像“對癥下藥”一樣，針對不同深度和地質條件采用不同配方。
其中，最具創(chuàng)新性的是自主研發(fā)的“階梯式控壓疏導”壓裂技術?！皞鹘y(tǒng)方法好比用高壓水槍直接沖擊，容易把近處的煤層壓得更實。我們的新方法像先‘按摩’再‘發(fā)力’。”金國輝說。這項技術通過先疏通原有細微裂縫，再逐步增強壓力使巖層產生新裂縫，最終在煤層中構建起縱橫交錯的“高速公路網”，讓氣體得以高效匯集和流出。
中石油華北油田山西煤層氣勘探開發(fā)分公司煤層氣處理中心?！O宇 攝激發(fā)“老區(qū)新活力”
技術突破的價值，最終體現在氣田持續(xù)穩(wěn)產增產的活力上。令人矚目的是，開發(fā)已超過二十年的沁水煤層氣田并未進入衰退期，反而保持著強勁的增長勢頭，近三年產量年均增長超過2億立方米，成為國內罕見的持續(xù)上產區(qū)塊。
“這得益于‘老區(qū)挖潛’和‘新區(qū)建產’雙輪驅動。”桑廣杰道出其中奧秘。一方面，技術人員像“老中醫(yī)”一樣，對老區(qū)進行系統(tǒng)性“診斷”和“調理”，通過優(yōu)化生產制度、調整井網和實施老井改造等措施，有效減緩了產量自然遞減，牢牢守住了產量的“壓艙石”。“這相當于每年從地下‘找回’數億方氣?！鄙V杰說。
另一方面，在成熟老區(qū)的外圍和深部，通過深化地質認識不斷發(fā)現新的有利區(qū)域，并應用已成熟的開發(fā)技術快速建設新產能，為氣田發(fā)展提供了持續(xù)的“新引擎”。新老區(qū)協(xié)同發(fā)力，形成了良性循環(huán)的發(fā)展格局。
目前，整個沁水煤層氣田的開發(fā)指標位居行業(yè)前列。2022年，這里建成了國內首個年抽采能力超20億立方米的中淺層煤層氣田。2023年，第二條外輸管道建成投運，形成了年外輸能力35億立方米的“雙通道”，顯著增強了向京津冀及華東地區(qū)的清潔能源供應保障能力。截至目前，該氣田年產氣量已突破26億立方米。
在產業(yè)發(fā)展層面，這一技術突破為全國同類資源開發(fā)提供了可借鑒的樣板，推動行業(yè)從規(guī)模擴張向效益優(yōu)先轉型。在社會效益方面，薛占新表示：“‘十四五’以來，我們累計為山西省供應低價民生用氣超4億立方米，并積極參與地方應急保障和公益事業(yè)?！?/p>
從“開發(fā)禁區(qū)”到“技術高地”，華北油田在沁水盆地的成功實踐，為我國大規(guī)模高效開發(fā)煤層氣資源探索出了一條清晰可行的道路，對推動能源轉型、實現“雙碳”目標具有深遠意義。(完)