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郑子琼:非常规油气藏勘探开发技术的挑战

http://www.sina.com.cn  2011年03月22日 16:32  新浪财经
“cippe2011国际石油石化装备产业发展论坛”于2011年3月22日-23日在北京举行。上图为贝克休斯北亚区销售总经理郑子琼。(图片来源:新浪财经 梁斌 摄)   “cippe2011国际石油石化装备产业发展论坛”于2011年3月22日-23日在北京举行。上图为贝克休斯北亚区销售总经理郑子琼。(图片来源:新浪财经 梁斌 摄)

  新浪财经讯 “cippe2011国际石油石化装备产业发展论坛”于2011年3月22日-23日在北京举行。上图为贝克休斯北亚区销售总经理郑子琼。

  以下为演讲实录:

  郑子琼:谢谢杨先生,谢谢各位在这么晚的时候还坚守阵地,听我们最后一个介绍。刚才像主持人说得,今天下午我的介绍是油气藏勘探开发技术中的挑战与应对。由于今天的时间不是很多,另外,上午大家也讲了很多宏观方面的东西。我们现在从微观方面来讲一下,其实也不算太微观。所以说,非常规本身,包括很多非常规油气藏方面的知识,今天就展开对页岩气方面的介绍。

  刚才我也问过Peter先生,他在介绍国际油气需求的时候,还有一些环保方面的问题,我为什么问这个问题呢?从页岩气的开发为什么很重要?就是给国际能源带来一些资源。

  刚才讲到了我们从微观方面多介绍一下对于页岩气开发的一些挑战,油气藏这个藏不是传统的“藏”,在这里,页岩本身是气的一个原生体,也是气的储藏体。所以说,它不光是藏,还是一个源;而我们传统讲的油藏、气藏的话是从其他地区产生油或者是气之后,流到这一块儿作为一个储藏的介质。

  在页岩气的勘探开发当中有一些主要的参数,这些参数决定了开发的效益如何,我在这里就不多做介绍了。(PPT)。从美国页岩气最早开发的国家来讲,积累了十几年二十几年的经验,从一些小型的公司在这些非经济性的气层当中开始挖掘,然后把各方面的经验优化,优化之后开发了很多页岩气。我所写的这些是在美国典型的页岩气盆地的一些参数,包括它的层厚、垂深、产量。这里面就提到了在美国页岩气开发成功的关键是有两条,一个是近似于较大位移水平井的应用。因为近些年来钻探的水平不断提高,所以使得这些较大位移水平井不断打造成功。第二就是多段压裂井(8-24段)。同时,页岩气也有一个特征,一开始可以很高,但是在一年当中,它会递减非常快,可能会从一年之前的百分之百就会递减到第二年的50%,到第三年的20%,几年之后递减率就会比较低一点。那么,这个就给整个页岩气气藏本身一个有效的开发带来一个很大的挑战。如何能够不是说一次性的一开始投资就做好了,而是说能够比较优化地进行生产,而且不停地把这些油气进行改造并且高效的生产,这是一个很大的挑战。

  从刚才所讲的高效的开发和挑战上面,有很多钻井方面的挑战。第一,TCF是一万亿立方尺,一万亿立方尺相当于差不多三百亿立方米,如果要生产三百亿立方米页岩气的话究竟需要多少口井呢?从美国的经验来讲,需要的井是不同的,但是差不多也需要一千多个井才可以生产出来三百亿立方米的气。新的气田由于地层的压力比较高,并且打的钻井的水平也比较长的话,有一些地方,比如说从Horn River,这样的地方可以用一百口井产到三百亿立方米。但是不管怎么说,在美国的经验来讲,你要想产一万亿立方尺的话,必须要有一千口井以上。所以说,这个工程方面的压力是非常重的。

  今天,我就快快地介绍一下在整个页岩气开发周期当中我们面临的挑战。这里面我讲五个方面,从勘探方面、评价方面、开发方面、生产方面,还有最后一个恢复生产方面的挑战。

  勘探方面,第一就是如何能准确地决定我们的这个经济价值以及确认我们的气层的产值是多少。这方面是和常规的油气田是比较类似的,只不过评价的手段和方法是不一样的。同时,气藏的描述和常规的是不太一样这个往往会以裂缝型的气藏为多。

  我们贝壳休斯系统页岩气服务流程(PPT)我就不多讲了,这里面包括很多的学科,包括地质类学、化学、岩石物理,包括地震和气层本身的裂缝学等等,里边尤其是压力的裂缝和如何扩展的机理的分析和不断提高的一个过程。

  从评估上来讲,它面临的技术挑战是一开始在勘探的时候有一个大概的估摸,在评估的时候一定要把握住经济价值是多少。尤其在西方国家,这些油气田的开发都是以私营的企业为主,它的经济价值是非常重要的,就是投资人对产生的气体的经济价值回报是多少,这是他们非常重视的。还有一个就是调整与优化完井设计。

  与常规的油气田开发不太相同之处就是地质力学在勘探、开发及生产过程中都有很大的作用,它的应用是贯穿于整个部分当中,而不像其他一些常规的油气田,地质学的应用是非常广的,而在油气田当中,地质学的应用是非常广的,包括了井壁稳定的管理、孔隙压力的预测、地应力的确认、综合有效的钻井设计等等方面都有地质学的一些涉及。

  从油藏分析中的挑战来讲,大家刚才讲到的打水平井是非常重要的技术,但是在刚开始采取参数的时候,一定要采取数据,在采取数据的过程当中,没有一个单量的曲线,把我们各种不同的技术结合起来。(PPT)这里面比较乱一点,带阴影的这些名词,这都是一些专业的测井的工具,通过这些测井的工具,我可以把各个不同的岩石的物性、化性以及岩性测出来之后反过来测量油气层的参数。

  走到下一步,从开发方面来讲,实际上在页岩气或者是页岩油以及包括其他的常规油气田的开发过程当中,实际上在开发当中的挑战是最重的,而这里面因为涉及到大量的工程、施工,所以说,施工的成本控制,而且大量的施工是不停地循环性的连续性的不断在钻井当中进行的。所以,它的成本控制是非常非常重要的。第一,钻井必须成本最小化,同时,我在完井和压裂的设计过程中,我一定要全部的优化,能够一次性地生产比较高;同时,还可以让它比较长期性地生产、产气。同时,还有一个非常重要的就是与页岩气非常相关的就是压裂,压裂等一会儿我给大家讲一下它所拥有的产值是非常重要的,而且它对环境的保护和影响是非常大的。世界上最长的一口井是13000多米,从陆上页岩气来讲的话,搞的水平面基本上都差不多,都是一千米到三千米左右,如果有钻井的听众,大家都知道,如果用常规的一些钻井会非常的难,打出来的井会造成井眼的不规则,而且会引起很多不必要的麻烦。如果通过选择比较好的钻头以及旋转导向和一些比较好的工具和工艺,我们就可以克服这个问题。如果这里有钻井的听众,如果只是一个简单的钻头要想完成完井是比较难的,但是如果是有旋转导向钻头就会比较容易的完成。

  钻井液的优化,机械钻速提高和减少环境影响。(PPT)我写的这块儿是美国比较典型用的泥浆,为了环保,为了泥浆的使用更加经济化,实际上现在在国外也有很多类似于泥浆的油基泥浆,实际上这对于成本加绿化都有很大的节省和保护。这里就不一一介绍了。

  这里实际上是给大家举的一个例子,这个例子是有一套水基泥浆,它所带来的效益是非常高的,它可以减少非生产时间、减少泥浆漏失、符合环保要求、加强井壁稳定、提高机械钻速。钻井本身来讲,页岩气的开发最终的宗旨就是在一个平台上进行集中的钻井,集中钻井可以打十到八口井,这样的话,从物流方面来讲,我的各种集中式的施工都带来了很多好处。所以说在页岩气开发当中,将来的方向是工厂化,在一块儿地方,我可能之间只有三到五米左右,打了很多井,这样就带来了它的成本的最小化。

  从完井来讲有两种不同的选择。一个是套管完井;一个是裸眼完井。套管完井,在多个产层中射孔和生产,在每一个产层中单独压裂。而另一个方面就是裸眼完井钻完井以后,进行压力的,用投球的方式,一次投一个球进行一个压力。

  刚才所谈到的压裂本身,就是页岩气对环保的一些影响,这里边给大家所看到的大型压裂车,这也是一个项目上的所做的压裂,它所使用的总共是九台压裂车,同时,压裂所看到这边所使用的水,这边是用镑来显示,一般是一立方米等于七桶左右,这里所显示的就是一个压裂段就要14000桶,也就差不多两千立方米左右,如果搞十个压裂段的话两万立方米。这个的话,实际对环保的影响是非常大的,我要用很多水进去,这个水实际上在国外,比如美国它很多平地是比较平的,很容易弄,但是在中国,尤其四川新型开发的油气田的话,水如何储存是很大的一个挑战和问题。

  从生产当中它所面临的各种各样的挑战,最主要一个是减少对环保的影响风险;另外,保持生产率。刚才谈到水,这里还是谈到水,就是对环保的一些影响。在早期的应用当中,大家是用一些车载的水来进行压裂,但是后来由于成本的控制,大家基本在井厂附近挖一些大池子,这里面储存一千方到一万方的水,在储存当中就用这些水来做,这些水里面由于时间的原因就会有细菌,压裂下去之后,这些细菌在地下两千米、三千米的情况之下会非常快的生长,生长之后会带来一些微生物再死亡、腐化,会在原来没有硫的地表形成硫,再生产出来就会形成带酸的气体,这个带酸的气体会人体是非常非常有害的,会造成对人生命的影响。所以,水在做压裂过程当中要做各种各样的处理,如何处理好?原来注进去的水和反排出来的水不一样了,变化了,如何处理,如何用环保的方式来处理是很大的一个挑战。

  最后一个,在恢复增长和激活中的技术挑战,一年递减80%—90%,一年之后剩的生产率只有10%左右,这样的话,我的井不能废掉,所以将来如何进去把这个井再重新激活,用各种各样的方法,有化学式、压裂式或者是重新钻井,或者是搞一些钻井,这些都是在国外开始应用的一些的技术。今天由于时间的关系,没有办法一一给大家介绍这些技术。

  最后,我给大家做一个结束。将来页岩气它本身的一个开发和生产实际上就像图里显示的一样就是工厂化(PPT),一个井群一个井群在不的方向打出来,不同的方向会有压裂,相同井的压裂正好是交叉做的,这样的话,最终目的就是把页岩本身是一个连续的页岩砸碎,就像一个钢化玻璃一样,我打了一拳以后,钢化玻璃会碎成很多小块,一些新的表面形成,这些新的表面形成之后,使得里面含的页岩气能够有效地释放出来。谢谢大家!

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