隨著經濟的發展對能源需求的快速增長以及常規油氣資源的日益枯竭，作為非常規油氣資源的新能源——頁巖氣正越來越受到人們關注。近幾年來，中石化加大頁巖氣開發新技術的創新研究與應用實踐，將頁巖氣開發作為打造綠色低碳發展新優勢的重大戰略機遇，把確保生態安全作為頁巖氣開發的先決條件，重點圍繞水、耕地、大氣等資源的保護和節能減排開展了一系列創新實踐，形成創新型環保技術體系，實現頁巖氣綠色低碳、經濟高效、可持續開發。

 

頁巖氣綠色低碳高效開發技術
 

頁巖氣綠色低碳高效開發技術主要由地表及地下水系保護技術、水資源節約利用技術和土地節約與復耕監管措施技術所組成。地表及地下水系保護技術，提前進行水文勘探，井位部署盡可能避開水系豐富區、溶洞及暗河。1,500 米以內、河床下 300 米以上井段一律采用清水鉆井。套管和地層之間采用高性能水泥固井，水與泥返至地面。采用導管加三開式井身結構嚴格封隔各層系，保護淺層水。采用壓裂優化及裂縫監測技術嚴格控制裂縫高度，防止壓裂液與地下水串通。水系保護技術形成壓裂返排液回收處理技術，累計處理返排液 12.5 萬立方米，處理率 100%，處理后的壓裂液 100% 重復利用。生產廢水經處理檢測合格后，全部回用于壓裂工序，實現零排放，每年可節約清水 70 多萬立方米。

 

油基鉆井液重復利用與油基鉆屑處理技術。研發“高速離心 + 熱解吸”油基鉆屑處理裝置，油基鉆屑處理后的水循環使用，油用于配制油基鉆井液， 殘渣用于制磚、 鋪路，無 害 化 處 置 率 100%， 油 回 收 率100%，處理后鉆屑含油率小于 3%，遠遠低于 2% 的行業標準。鉆屑資源化利用后， 不再建設單井廢水池，減少征地費和建造工程費。土地節約與復耕監管措施技術。 “井工廠”平臺較常規叢式井節約用地 15% 以上，節約征地費用約 9,000 萬元。工程建設期間實行臨時征地，作業結束后根據實際占地確定永久性征地面積，其余征地全部復耕，涪陵一期工程土地復耕面積達 1,500 畝，較好地體現了創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，為我國頁巖氣勘探開發提供了可復制、可推廣的經驗。

水平段高效縫網壓裂技術
 

水平段高效縫網壓裂技術適用于南方海相頁巖開發。它包含可壓性綜合評價技術、差異化分段設計技術、縫網壓裂工藝和施工 - 監測 -評估一體化技術模式。可壓性綜合評價技術主要是指建立“三因素、九參數”可壓性定量評價模型，形成壓裂甜點識別及可壓性綜合評價技術。應用后，單井射孔位置有效產氣貢獻率達 70% 以上。差異化分段設計技術考慮相鄰段、簇間裂縫擴展時誘發的應力場和壓后生產時誘發的滲流場，對不同小層裂縫間距及分段布局進行優化，提出 W 形裂縫布縫模式。應用后，壓裂段簇有效率大幅提升，開發井壓裂后平均單井日無阻流量達40.8萬立方米。縫網壓裂工藝模式，形成針對五峰組和龍馬溪組 9 套層系的壓裂配套工藝參數體系，明確以凈壓力控制為目標的“控近擴遠、混合壓裂、分級支撐”的縫網壓裂工藝思路，形成“滑溜水擴支縫 + 膠液造主縫 + 交替注入 + 不同粒徑組合加砂”的縫網壓裂施工模式。應用后，單井最多壓裂段數達 29 段，壓裂井最大垂深 4,217.6 米，累計壓裂 270 余井次 5,000 余段。施工 -監測 - 評估一體化技術，形成頁巖氣水平井分段壓裂現場實施與質量控制技術；開發具有完全自主產權的微地震監測軟件，實現工藝參數實時調整；創新形成頁巖氣水平井壓后效果綜合評估技術，實現儲層再認識和工藝再優化，指導方案設計與施工 200 余井次，壓裂成功率100%，試氣有效率 96%。