“双碳”目标下南方煤层气效益开发路径研究_贺广庆.pdf

技术与信息78|2023年07月要手段6-7。煤层气主要指吸附在煤基质颗粒表面的甲烷气体，赋存状态有别于常规天然气，其丰度低、物性差、产量低的特征决定了煤层气效益开发需要研究适应其特点的工艺技术和管理方法。为探讨南方煤层气效益开发之路，设置了开发试验区，试验区选择在滇黔川交界部四川省宜宾市筠连区块。由于地质条件较差，追求效益才是煤层气业务健康发展之道，因此走低成本之路、精细化管理才是煤层气业务发展的必要选择8-11。本文通过建立极限投资-产量模型优化方案设计，建立“双管双控”机制，推行“少人高效”智能化管理，趟出了一条南方煤层气低成本、效益开发之路。1 引言世界正遇到百年变局、世纪疫情相互交织等重大事件，深刻影响世界秩序和能源版图，能源安全与能源独立自主成为重大核心问题1-3。煤炭是我国基础能源，在一次能源结构中占主要比例，据统计2020年煤、油、气、非化石能源占比分别为 57%、20%、8%、16%。南方煤炭资源主要分布在贵州、四川、云南等省，地质资源量 4.62 万亿立方米。国家明确二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和的中远期目标4-5，实现此目标具有压力，需要多措并举。优先发展煤层气产业，是煤炭资源利用的重“双碳”目标下南方煤层气效益开发路径研究贺广庆，李尚*，刘晔，宋煜，何方雨(中国石油浙江油田公司，浙江 杭州 310000)摘要：“3060”双碳目标下优先发展煤层气产业，是煤炭资源利用的重要手段。南方煤层气开发研究对象主要集中在云贵川交界部的川南区域，也是长江上游地区，多为高原山地和丘陵地貌。面对地质及地表条件复杂、勘探开发技术不成熟、管理模式与标准不健全、单井投资规模大等现实难题，研究走低成本之路、效益开发，是煤层气业务发展的必要选择。文章研究探索煤层气产能建设和管理方法，逐步总结形成了效益开发的管理模式，通过研究“倒算法”核定投资，建立“双管双控”机制，推行“少人高效”智能化管理，强化工程技术市场竞争，推动单井投资逐步下降，产量规模不断增长，总体实现盈利，并形成“一体化”高效开发模式和南方高阶煤层气勘探开发配套技术系列，对南方煤层气勘探开发起到引领、示范作用。关键词：“双碳”目标；煤层气；效益开发；路径中图分类号：F426.2 文献标志码：A 文章编号：1008-4800(2023)19-0078-05DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2023.19.021Study on the Beneficial Development Path of Southern Coalbed Methane under Double Carbon TargetHE Guang-qing,LI Shang*,LIU Ye,SONG Yu,HE Fang-yu(PetroChina Zhejiang Oil Field Company,Hangzhou 310000,China)Abstract:Under the“3060”double carbon target,priority is given to the development of coal-bed methane industry,which is an important means of coal resource utilization.The research objects of coalbed methane development in the south are mainly concentrated in the southern Sichuan region at the junction of Yunnan-Guizhou-Sichuan,which is also the upper reaches of the Yangtze River,and most of them are plateau mountains and hilly landforms.In the face of complex geological and surface conditions,immature exploration and development technology,imperfect management mode and standards,and large scale of investment in single wells,it is a necessary choice for the development of coal-bed methane business to study the road of low cost and benefit development.Research and explore the construction and management methods of coal-bed methane production capacity,gradually summarize and form a management model for benefit development,establish a“double-pipe and dual-control”mechanism through the study of“inverted algorithm”to approve investment,establish a“double-pipe and dual-control”mechanism,implement“less people and high efficiency”intelligent management,strengthen the competition in the engineering technology market,promote the gradual decline of single well investment,the continuous growth of production scale,and achieve overall profitability,and form an“integrated”efficient development model and a supporting technology series for the exploration and development of high-order coalbed methane in the south,which plays a leading and exemplary role in the exploration and development of coalbed methane in southern China.Keywords:double carbon target;coalbed methane;benefit development;path2023年07月|793.1 加强方案优化设计图2 优化方案设计控投资流程3.1.1 建立极限投资-产量模型投资、产量、价格和成本是影响煤层气开发效益的关键因素。为将成本管控工作前移至方案设计阶段，在进行井位决策的同时确定极限投资和 EUR 低限值，在固定销售单价、操作成本的前提下，建立单井极限投资-产量模型(表 1)。依据煤层地质情况、试采稳定产量，预测单井稳产产量及 EUR，以内部收益率6%为基准倒算单井总投资控制金额。根据控制目标，用“工程量清单法”倒排钻井、压裂、管线建设等主要业务节点投资费用，落实“双管双控”投资控制机制，树立“管业务管投资效益”理念，严格投资管理，满足效益开发要求。3.1.2 方案设计优化具体措施结合煤层气地质埋藏浅、层薄、压力低等特性，树立“效益是设计出来的”理念，抓好设计环节牛鼻子。秉持以“安全、简单、实用”原则，满足安全生产需要基本要求，不做“高大上”“白富美”，把投资控制源头注重在顶层设计，立足事前算赢，设计从优。坚持地质工程一体化融合设计，实现一次布井、布缝、压裂三个到位。钻井设计坚持小钻机、大定向、一趟钻、普通套管。压裂设计体现缝控改造最大化原则，推行大排量、高砂比、可转向，应用滑溜水和石英砂。建产组织运行按照大井丛、平台化、工厂化、集中采购作业模式，平摊作业成本，提高规模效益。3.2 突出生产链“双管双控”煤层气属于非常规能源，有独特的开发工艺特点，必须研究其开采规律，组建专业管理机构，积极开2 南方煤层气主要瓶颈我国南方煤层气资源丰富，但普遍存在赋存条件复杂、勘探开发难度大、单井产量偏低的开发难题。以试验区为例简要叙述：一是地质条件复杂，地理条件差。其煤层单层厚度较小，储层压力低、含气饱和度低、渗透率低。长江上中游地区多高原山地和丘陵地貌，溶岩溶洞发育、地表条件十分复杂，道路地势险恶，地形高差较大。煤层发育在二叠系乐平组，煤层 5 层厚度约 6.6 m，埋深5001 200 m，单层厚度小，含气面积约 64 km2，地质储量丰度低。二是勘探开发技术不成熟，行业标准不健全。由于“三低一高”的特征，即低饱和度、低渗透性、低储层压力和高变质程度，含煤地层和不同煤层纵、横向非均质性强，导致无法照搬国外煤层气规模化开发模式。国外成熟的煤层气开采经验不能直接移植利用，国内煤层气开采关键技术攻关尚未完全取得突破，煤层钻井面临地层漏失严重、钻井卡钻复杂率高等技术难题，缺乏可提高煤储层改造有效性的工程技术，难以支撑煤层气开采与利用的快速突破。三是产量低，投资大，见效漫长。煤层气单井产量低，煤层气藏生产规律认识欠缺，效益开发难度大。由于对煤层气井降压范围及各层产出情况、储层物性动态变化、老井递减规律等生产机制认识不清，开采技术适应性不佳，低效井数量多。亟需研究低产井制约关键因素，攻关有效的低产井增产工艺，提高单井产量。3 南方煤层气效益开发路径研究针对南方煤层气地层厚度较薄、含气量不高等客观劣势，突出投资、成本费用管控，走低成本发展之路，是效益开发必要选择。参考国内外先进实践经验，结合本区域实际，实现效益开发应该从四个方面抓起，突出优化方案设计、生产链“双管双控”责任落实、智能化排采手段、完善市场竞争机制。图1 南方煤层气精细开发管理模式表1 煤层气盈利单井投资与产量关系对应表(销售单价按1.27元/方)单井投资/万元150160180200220260320400单井稳产产量/(方/日)1 2501 3501 5001 6501 8002 2502 7003 300操作成本/(元/方)0.250.250.250.250.250.250.250.25技术与信息80|2023年07月井、压裂、管线建设投资不超，确保工程质量、产量和产量达标。(1)钻井工艺。钻井坚持提质提速提效“三提”技术路线，形成钻头、钻井参数、钻具组合、钻机配置、钻井液等系列钻完井技术配套措施，编制钻井提速模板，指导现场施工。展培训，广泛引用国内外先进经验，建立学习曲线，从零起步逐步成长为专业化管理队伍。组建产建项目部，负责煤层气开发建设生产链条业务管理和投资管控，主要包括钻前、钻井、压裂、管线工程等产能建设。建立管业务管投资双管机制，把单井总投资费用分解到生产链中各环节，落实管业务管投资控制，严控钻图3 钻井工艺优化措施(2)压裂工艺。以提高单井产量为导向，开展低成本改造材料现场试验，提升 100 目粉砂使用比例，提升单井砂量，开展石英砂替代陶粒现场试验，进行连续加砂现场试验，提升加砂强度；构建高效工厂化作业模式，通过作业模式优化、施工工序流程化、地面装备模块化等提升工厂化作业效率，总结出以工厂化压裂工艺安全为核心平台压裂工艺流程管理模式，规范作业流程。图4 压裂工艺优化措施(3)地面工艺。推行标准化设计，保证井场设计标准化、视觉形象标准化、采购标准化。加大模块化施工力度，在节约用地、节省投资、减少用工、缩短施工周期、降低安全风险等方面取