我國天然氣資源大多分布在西部地區,這“氣”為何存在東部的海底?
“京津冀地區是我國天然氣消費重要區域,也是調峰需求最大的區域。”冀東油田儲氣庫建設項目部(儲氣庫公司)黨委書(shū)記、經(jīng)理張永東說(shuō),京津冀地區天然氣資源匱乏,在這一區域建設儲氣庫,通過(guò)淡季儲存、旺季釋放的形式供應天然氣,可有效應對季節調峰、應急供氣,對國家能源戰略?xún)渚哂兄匾饬x。
儲氣庫為何建在冀東油田?背靠唐山港,南有兩座液化天然氣接收站,北側有中俄東線(xiàn)和永唐秦輸氣管道并聯(lián)運行,東有規劃中的秦豐線(xiàn)天然氣管道……冀東油田周邊天然氣管網(wǎng)系統完善,建設儲氣庫的區位條件得天獨厚。
“而且,相較于在地面新建儲氣設施,由油藏改建儲氣庫還能節省前期勘探資金和建設成本,安全性也更高。”張永東說(shuō)。
采油改儲氣,并非易事。“天然氣對地質(zhì)密封性的要求比儲油高得多。”冀東油田儲氣庫建設項目部(儲氣庫公司)總工程師、安全總監王金忠說(shuō),要建好儲氣庫,首先要把此前位于海底泥面以下的棄置井口和開(kāi)發(fā)油藏留下的側鉆裸眼全部修復。
整個(gè)建設區域共有4個(gè)側鉆裸眼,均位于地下兩三千米深處,貫穿儲氣庫蓋層。裸眼不僅“深”,直徑還很小。“這就好似一個(gè)大球上扎了4個(gè)針眼大小的洞,你要找到這些洞,并把它修補起來(lái)。”王金忠說(shuō)。
透過(guò)海底尋找隱藏在3000米深的“針眼”,無(wú)異于“大海撈針”。怎么個(gè)“撈”法?項目部創(chuàng )新了無(wú)源磁導向技術(shù),借助磁力側掃聲吶裝置先確定大致范圍,然后通過(guò)技術(shù)人員在附近水域進(jìn)行反復多次摸排,最終鎖定裸眼的精確位置。
“針眼”找到了,怎么“補”?
“千米之外,穿針引線(xiàn)。”王金忠介紹,修補裸眼,要先在地面另打一口井,在地下兩三千米處相遇裸眼,然后利用無(wú)源磁導向工具,通過(guò)實(shí)時(shí)的測量定位和巖屑、鉆時(shí)等密切跟蹤,從新打的井口逐步向海底深入貼近裸眼,實(shí)現裸眼精準重入與有效處置,確保整個(gè)儲氣庫區域的密閉性。
“這不僅是我國首個(gè)海上儲氣庫,還是首個(gè)由油藏改為儲氣的儲氣庫。”油藏改儲氣,關(guān)鍵在于“儲”。如何將來(lái)自國家管網(wǎng)的天然氣注入深達幾千米的海底儲存起來(lái)?這是建庫時(shí)讓冀東油田儲氣庫建設項目部(儲氣庫公司)總地質(zhì)師高廣亮最困擾的難題。
天然氣注入海底,其壓縮壓力至少要達到20兆帕。然而,從國家管網(wǎng)輸送而來(lái)的天然氣的壓力只有7—8兆帕。“注氣前,必須先增壓;采氣時(shí),則要進(jìn)行脫水脫烴干燥處理。”高廣亮說(shuō),由于人工島上空間有限,他們在距離最近的陸地區域建設了“集注站”,并建設兩條海底雙向輸送管道,與島上的“集配站”相連,解決了天然氣注采的處置難題。
高壓注氣還要求建設新的注采井。需要大斜度井段密閉取芯,有較高卡鉆風(fēng)險;存在大段玄武巖井段,有井壁不穩定掉塊卡鉆風(fēng)險;儲層壓力系數低,容易出現天然氣嚴重漏失……建造第一口注采井時(shí),高廣亮幾乎每天都和團隊一起守在現場(chǎng)。歷經(jīng)一個(gè)半月的努力,在多部門(mén)協(xié)作下,項目部突破重重困難,最終高質(zhì)量完成施工。
“2022年開(kāi)展先導試驗時(shí),這口井的最大日注氣量達到118.8萬(wàn)方,注氣能力好于預期。”高廣亮說(shuō)。截至目前,共新建9口注采井,攻克地質(zhì)體密封性評價(jià)、注采氣能力評價(jià)、庫容參數設計及配套鉆井、老井處置等多項建庫瓶頸技術(shù)難題,形成10余項技術(shù)專(zhuān)利。
目前,這座海上儲氣庫已正式采氣3個(gè)月。“與先導試驗階段相比,現在整體采氣能力提升了近10倍,日最高調峰能力達到了400萬(wàn)方。”張永東介紹。
海上儲氣庫中控室內,數控大屏實(shí)時(shí)顯示各項數據,并輪流滾動(dòng)島上、島下注采氣現場(chǎng)監控。“儲氣庫實(shí)施智慧管理,對注氣、采氣每個(gè)環(huán)節都實(shí)現了實(shí)時(shí)監測,確保全流程全過(guò)程安全。”王金忠說(shuō)。
“這個(gè)采暖季,冀東油田1號儲氣庫天然氣供應量可為京津冀約350萬(wàn)戶(hù)家庭送去溫暖。”張永東介紹,該儲氣庫達容達產(chǎn)后,每年冬季調峰保供期可保障京津冀地區約1000萬(wàn)戶(hù)家庭天然氣用氣需求。