让涪陵页岩气走出崇山峻岭
石油商报| 2016-01-23 09:00:34
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让涪陵页岩气走出崇山峻岭
——写在我国首个页岩气田商业化开发一期投产之际

大型压裂车分成两列,巨大的轰鸣声响彻山谷,这里是焦石坝62号平台压裂现场。

本报记者 闻希

1月8日,由中国石化石油机械股份公司承担,与中国石油大学等8所大学及科研单位,自主创新研制的“超高压大功率油气压裂机组研制及集群化应用”项目,荣获国家科技进步二等奖。

中国石化机械公司以“井工厂”钻机、3000型全套压裂设备、复合桥塞、连续油管、“等壁厚螺杆钻具+平稳切削PDC钻头组合”等创新产品及技术形成的页岩气勘探开发装备一体化解决方案,为我国首个页岩气田——涪陵页岩气田商业化开发起到了重要的装备支撑作用。

就在2016年新年前三天,也是“十二五”结束前的最后三天,2015年12月29日,中国石化对外宣布,涪陵页岩气田顺利完成50亿立方米/年产能建设目标。这标志着我国首个实现商业开发的大型页岩气田一期正式建成投产,将对促进我国能源结构调整,加快节能减排和大气污染防治具有重要意义。

六大成就书写“中国奇迹”

页岩气开发属于世界级难题,涪陵页岩气田三年勘探、三年开发,以“中国速度”,依靠“中国创造”,书写了“中国奇迹”。

成就一:创新形成海相页岩气勘探理论和开发技术系列。针对我国海相页岩气地表环境差、地质条件复杂等特点,创新提出“二元富集”理论,建立了选区评价标准;创新集成以页岩气藏综合评价、水平井优快钻井、长水平井分段压裂试气、试采开发和绿色开发配套为主的涪陵页岩气开发技术体系。

成就二:形成了可复制、可推广的页岩气开发模式。涪陵页岩气田探索形成了油公司体制、市场化运作、自主化创新、项目化管理的开发建设模式,创新形成的理论、技术、管理体系,以及互利共赢的企地合作模式,初步实现了国内首个页岩气示范区、示范基地的引领带头作用。

成就三:创建了适合页岩气高效开发的产业化模式。建立以“市场化运作、项目化管理”为核心的油公司模式,实现了在全球范围内的资源优化配置,开发成本不断下降,单井投资较初期减少20%;创新“井工厂”生产组织模式,生产效率不断提高,钻井、压裂施工周期较初期减少40%左右;创立“标准化设计、标准化采购、模块化建设、信息化提升”的地面建设模式。

成就四:实现了关键技术和装备的国产化。自主研发了国内首台步进式、轮轨式和导轨式钻机、大功率3000型压裂机组、连续油管作业车、带压作业车等大型装备,以及螺杆、PDC钻头等钻具组合和可钻式桥塞等配套井下工具,实现了关键装备和配套工具的国产化。

成就五:实现了页岩气安全绿色开发。推行“减量化—再利用—再循环”的清洁生产方式,做到了水体保护有效、废水重复利用、污水排放为零;推行丛式井设计、标准化施工等集约化用地措施,严格实施土地复垦方案,单井土地征用面积较常规节约30%以上。

成就六:创建了企地合作共赢的典范。通过企地双方签订《涪陵页岩气开发利用战略合作协议》、成立页岩气合资公司、建立高层协调决策机制和月度联席会议制度,将企业发展与政府协调服务融为一体,探索了企地合作的新模式。

经济社会环境效益共赢

近年来,美国页岩气产业快速发展,大大提高了本国能源自给率。国际社会普遍认为,页岩气开发是全球能源领域的一场革命,它不仅增加了全球天然气产量,更对全球天然气市场、能源供应格局、气候变化政策甚至地缘政治都产生了重要影响。中国石化涪陵页岩气田的开发建设,亦取得显著经济效益、社会效应和环境效益。

首先,有力推动了我国能源结构调整和优化。目前我国天然气消费占一次能源消费比重仅为5.5%,远低于世界平均24%的水平。2015年6月,涪陵页岩气搭乘中国石化川气东送管道,已输往华中、华东、华南地区,成为助力绿色发展的“福气”。中国石化涪陵页岩气田的开发建设,在页岩气资源评价体系、工艺技术体系和压裂装备研发制造等方面取得的重要突破,预示着我国页岩气将迎来大规模勘探开发的新局面,将有力推动我国能源结构的调整和优化。

同时,极大促进节能减排,改善环境质量。研究表明,1立方米天然气与相应可替代的煤炭相比,可减排二氧化碳40%~50%、氮氧化物44%~80%、二氧化硫和烟尘近100%。涪陵页岩气田50亿立方米产能建成,可每年减排二氧化碳600万吨,相当于植树近5500万棵、近400万辆经济型轿车停开一年,减排二氧化硫15万吨,氮氧化物近5万吨。

带动了地方经济发展,惠及当地百姓。页岩气的开发、加工以及管网建设,给当地百姓生活、企业生产带来了用气上的便利,也带来新的商机。中国石化与当地政府成立合资公司,共享页岩气开发建设成果;引进了25家当地供应商参与生产建设;为当地企业和燃气公司供气,保障当地用气,并为当地居民提供就业机会。

从一期到三期的奋斗脚步

在宣布涪陵页岩气田一期建成投产的同时,中国石化也正式启动了二期50亿立方米建设,力争2017年建成百亿立方米大气田,这将使我国页岩气发展加速迈进大规模商业化发展阶段。

下一步,中国石化将加强一期产能现场管理,加快二期产能建设区方案编制。初步规划在涪陵等地区部署90多个平台300余口井,再新建50亿立方米产能。未来,还将跟踪其他地区勘探进展,落实三期产能接替阵地。

中国已成为世界第三个实现页岩气商业开发的国家。2014年在美国举行的第五届世界页岩油气峰会,授予中国石化“页岩油气国际先锋奖”,以表彰北美以外世界首个页岩气重大商业发现,中国成为继美国、加拿大后,世界第三个页岩气商业开发的国家。

【中国石化页岩气核心技术装备】

低成本“贪吃蛇”钻井技术

安装了随钻测井系统的钻具好似有了“千里眼”,能够帮助工程师实时控制井下钻进方向,引导钻头像“贪吃蛇”一样在“甜点区”内穿行。其成本比进口的旋转导向系统低50%,被形象地比喻为低成本的“贪吃蛇”。截至目前,应用低成本“贪吃蛇”技术完成的最大水平段长2130米,9口井水平段实现了“一趟钻”完钻。

牵引器

小牵引器,被誉为井筒里的“月球车”,打破国外公司垄断,费用比国外产品少60万元。中国石化江汉石油工程公司与军工企业研制生产的国产大功率牵引器,提高了测井一次成功率,单井直接节约钻井时间48小时以上。改进后的第三代牵引器在焦页56-6HF井最长爬行距离达2283米。

桥塞及配套技术

开采页岩气如同从毛细血管采血,长水平段分段压裂技术是命门,而桥塞是用于地下水平井分段的分割器。它既要能承受高温高压,又要容易被钻头钻通,以便气体汇集。中国石化自主研发的升级版桥塞性能媲美进口产品,在涪陵工区连续刷新单支桥塞钻磨时间最短、单井钻塞周期最短等多项施工纪录。

“井工厂”模式

高效、低成本大规模开发页岩气是商业化模式的重要标志。对钻井和压裂作业而言,就是要用最小的成本和最快的速度完成服务。“井工厂”作业模式提供了优化解决方案。2015年,“井工厂”钻井已占涪陵工区全部施工量的60%,“井工厂”压裂实现了100%。

多级射孔技术

多级射孔技术是连接水平井增产技术和多级压裂增产技术两个环节的重点,其可靠性直接影响整套开采工艺的成败。中国石化江汉石油工程公司经过220次地面及井下模拟试验,升级改造了多个关键节点,不断完善多级射孔起爆装置、电缆密闭系统和泵送工艺,实现了精确制导,打破了国外垄断。

油基岩屑处理装置

油基岩屑处理项目是中国石化“碧水蓝天”环保重点项目之一。该技术成功实现油基岩屑处理收集不落地、存储防渗透、处置无害化、排放高标准,还实现了废油的循环利用,可从岩屑中提取12%左右的柴油,再次配置油基钻井液。经过处理后的岩屑不但可回填作为农用耕地,还可以制成水泥、砖头等建筑材料。

大事回放

2012年11月28日

中国石化在重庆涪陵焦石坝实施的第一口页岩气井——焦页1HF井钻获高产页岩气,开启了我国页岩气开发的新纪元。

2013年9日

国家能源局批准设立重庆涪陵国家级页岩气示范区,其产能达5亿立方米。

2014年3月24日

中国石化宣布页岩气勘探开发取得重大突破,将在2017年建成国内首个百亿方页岩气田——涪陵页岩气田。这标志着我国页岩气开发实现重大战略性突破,提前进入规模化商业化发展阶段。

2014年7月10日

国土资源部油气储量评审办公室组织专家组,完成对中国石化涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1-焦页3井区五峰组-龙马溪组一段的探明地质储量评审。标志着我国首个大型页岩气田正式诞生。

2014年11月5日

在美国达拉斯举行的第五届世界页岩油气峰会,授予中国石化“页岩油气国际先锋奖”,以表彰北美以外世界首个页岩气重大商业发现。

2014年12月22日

随着焦页15-3HF井、焦页30-1HF井、焦页26-3HF井相继顺利放喷试产,涪陵页岩气田2014年完成试气井75口,标志着该气田提前完成全年试气74口、新建20亿立方米产能目标任务。

2015年7月7日

中国石化宣布涪陵页岩气田钻井总数突破百万米,日产气能力突破千万立方米,页岩气商业开发取得阶段性成果。

2015年10月15日

国土资源部对中国石化涪陵页岩气田焦石坝区块焦页4-焦页5井区探明储量进行评审。至此,我国首个大型页岩气田——涪陵页岩气田探明储量增加到3806亿立方米,含气面积扩大到383.54平方千米,成为全球除北美之外最大的页岩气田。

2015年12月29日

中国石化宣布,涪陵页岩气田提前完成一期50亿方产能建设目标。它的建成不仅标志着中国页岩气商业开发模式逐步完善,也标志着我国页岩气开发核心技术装备从成功走向成熟。

2016年1月8日

由中国石化石油机械股份有限公司承担,与中国石油大学等8所大学及科研单位,自主创新研制的“超高压大功率油气压裂机组研制及集群化应用”项目,荣获国家科技进步二等奖,标志我国压裂装备研制水平跻身世界领先行列。

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