促进页岩气勘探开发技术进步 助推我国页岩气产业快速健康发展——页岩气评价与开采四川省重点实验室

2017-11-09

页岩气评价与开采四川省重点实验室是四川省省级页岩气重点实验室，由中国石油西南油气田公司联合四川省煤田地质局共同组建。该实验室是四川省为促进产业技术进步、带动战略性新兴产业发展，依托大型骨干企业重点建设的适应四川省经济社会发展形势的科技创新平台。

成立以来，页岩气评价与开采四川省重点实验室承担完成了一批国家和省部级重大科研项目，获得了一批科研成果和奖励，成果转化效果显著，为长宁-威远国家级页岩气示范区建设提供了有力的技术支撑，推动了四川省页岩气产业的健康有序发展。同时，编制了一批国家、行业和企业标准，支撑了我国页岩气标准体系建设。

一、立足西南，打造页岩气勘探开发科技创新平台

页岩气评价与开采四川省重点实验室围绕页岩气地质评价、资源勘查、储层改造和产能评价等四个研究方向，立足西南、服务全国，旨在解决制约我国页岩气勘探开发过程中的重大科学技术难题，突破制约页岩气安全环保高效开采的技术瓶颈，形成具有自主知识产权的页岩气勘探开发系列配套技术规范和标准体系，为我国页岩气开采技术中长期发展和核心竞争能力提升提供强有力的技术支撑。

实验室以建成国内领先的页岩气勘探开发技术创新基地为目标，通过开放、联合竞争、流动的实验室管理机制，完善运行管理制度，改善科研条件，强化人才培养，加强开放合作，强化自主创新，突破关键技术。目前已经拥有了一流的实验场所、先进的仪器设备、雄厚的科技实力和一支具有较高学术水平的科研创新团队。实验室现有研究人员168人，其中教授级高级工程师8人，高级工程师29人，工程师58人，助理工程师及其他职称73人，实验室主任为中国石油西南油气田公司副总地质师、教授级高级工程师杨跃明。近年实验室不断强化人才培养，多次选送实验室骨干人员参加国内外技术培训，培养综合人才。现有进站博士后3人，已出站博士后2人，具有开展地质评价、增产改造、安全环保和开发优化等方面的综合研究实力。

实验室共拥有各类仪器设备155台套，大型设备45套，其中包括三维岩石物理性质CT扫描仪、扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等，可开展岩石矿物学、储层物性、页岩含气性、储层流体、岩石力学等方面的分析实验工作。

二、积极承担科研项目，解决国内页岩气勘探开发技术难题

“十二五”期间，实验室的研究人员先后承担了上百项科研项目，包括国家973计划项目“中国南方海相页岩气高效开发的基础研究——典型区块页岩储层评价与开发有利目标优选方法与指标研究”、“十二五”国家重大专项“页岩气勘探开发关键技术——南方海相页岩气开采试验”、国土资源部油气战略研究中心项目“四川盆地周缘及滇东黔西地区二叠-三叠系页岩气资源调查评价与选区”、中国石油天然气集团公司重大现场试验“西南油气田页岩气钻采工程技术试验”、中国石油天然气股份有限公司科技重大专项“非常规油气资源勘探开发技术研究——四川盆地长宁-威远页岩气示范区开发技术现场试验”等。

2015年参与完成的“四川长宁-威远国家级页岩气示范区建设关键技术”，通过提高页岩气地震预测精度、测井解释符合率研究以及改进完善分析实验技术，形成了适合于我国南方海相页岩气开发建产区优选技术，并使用该项技术成功选定了宁201、威202及威204三个优势建产区。根据渗流理论研究页岩气在页岩中的流动特征，建立了页岩气井试井分析与产能评价技术，有效地指导了开发部署和关键工程参数的优化。建立了在深度浅于3 500米页岩地层形成复杂缝网的体积改造分段压裂系列配套技术，包括“暂堵球+缝内砂堵”等关键技术和快钻桥塞等专用工具，而压裂液用外加剂已完全实现国产化。在示范区应用井均测试日产量达到14.85万方，效果显著。形成了钻井废弃物和压裂液返排液回收再利用等环境风险控制技术，为页岩气安全清洁生产提供了支持。集成应用形成的技术体系，落实了四川盆地资源及分布，支撑了长宁-威远国家级页岩气示范区25亿立方米年产能力建设，为四川省实现“十三五”生产页岩气100亿立方米产量规划目标奠定了坚实基础。该项目获得了四川省科学技术进步一等奖。

实验室完成的项目还获得了中国石油和化工自动化应用协会科技进步一等奖1项，多项中国石油西南油气田分公司科技进步奖，这些技术成果对保障四川长宁-威远国家级页岩气示范区的规模开发具有重要意义，对促进我国页岩气开发具有示范作用。

三、形成系列特色技术，取得国内页岩气勘探开发技术领先地位

自主形成适合我国南方多期构造演化、高成熟海相页岩气资源评价和有利区优选技术体系，应用分析实验、地震储层预测、测井储层评价成果，实施了资源和有利区评价，落实了盆地最有利的龙马溪组和筇竹寺组埋深4 500米以浅资源量21.66万亿立方米及分布，优选出三个有利区和两个建产区，奠定了规模建产基础。围绕形成复杂网状缝的目标，创新建立了不同于北美的水平井复杂缝网分段体积压裂技术，并形成了“电缆泵送桥塞+分簇射孔、大排量、大液量、低粘滑溜水段塞式注入”分段体积压裂主体工艺，解决了水平应力差大、储层品质不均、破裂压力高等压裂难题，实现了“裂缝复杂程度最大化、裂缝与井筒配置最优化”的目的，有效提高了储层的改造率和效果，井均压裂改造体积由0.4亿立方米提高到1亿立方米以上。突破常规气藏开发理念和技术，建立了独具特色的“平台部署+丛式井组，水平井+分段体积压裂，工厂化作业+撬装化生产”页岩气高效开发模式和开发优化技术，“地面-地下结合、地质-工程结合”，有效解决山地条件下平台水平井部署和资源有效动用难题，确保单井产量不断提高；“静态描述-动态描述结合、工程模型-地质模型结合、效果评价-数值预测结合”，深入把握、准确预测生产动态，提高方案设计的科学性。通过技术的应用和开发模式的实施，井均测试日产量由初期投产井的平均8.15万立方米提高至目前的22.8万立方米，最高43万方；单井最终可采储量由0.3亿立方米提高至目前的1.0亿立方米以上；第一年井均日产量由5.5万立方米提高到目前的12.6万立方米。

我国页岩气勘探开发刚刚起步，在技术的整体性、系统性和配套性方面还不完善，也缺乏成熟完善的页岩气系列规范和标准体系。作为页岩气勘查、评价、开采领域关键共性技术和瓶颈技术的攻关基地，页岩气评价与开采四川省重点实验室未来将继续致力于解决国内页岩气勘探开发中遇到的技术难题，提升页岩气地质评价、装备工具、工程技术、新材料开发及应用、安全环保等五大领域的研发能力，同时，打造具有行业领先水平、结构合理的创新团队，构建长效的产学研战略合作机制，广泛开展国际合作和学术交流，力争早日建成国际领先的页岩气勘探开发技术创新基地，为我国页岩气产业健康快速发展提供有力支撑。