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页岩气开发的“涪陵样板” 砥砺奋进的五年·能源跨越之路”

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-09-14  浏览次数:6

时间是标注前进步伐的刻度。

2017年,是中国石化涪陵页岩气田建成年产能100亿立方米大气田的决胜之年,相当于建成一个千万吨级的大油田。

自2013年9月,涪陵国家级页岩气示范区得到国家能源局正式批准以来,我国已成为继美国、加拿大后,世界上第三个实现商业开发的国家。勘探开发技术跃居世界前列,一些理论和技术达到国际领先水平。不仅对加快我国能源结构调整,缓解我国中东部地区天然气市场供应压力,加快节能减排和大气污染治理具有重要意义,还为未来我国页岩气开发提供了“涪陵样板”。

撬开地下“宝库”,资源底气足

有资源方能有底气。7月4日,国土资源部油气储量评审办公室审查通过,中国石化涪陵页岩气田新增探明地质储量2202.16亿立方米,累计探明地质储量超过6000亿立方米!预计年底将建成产能100亿方,相当于建成一个千万吨级大油田。

近年美国页岩气产业的快速发展改变了其能源消费结构,降低了其对能源的外部依赖,实现了能源自给。同样,页岩气勘探开发对我国能源变革也具有重要意义。我国天然气在一次能源消费占比仅为6%左右,远低于世界24%的平均水平,对外依存度也已超过30%,大规模页岩气田的发现无疑将大幅提升我国天然气自给能力。

其实,2008年中国石化就开始涉足页岩气领域研究,试图找出保存页岩气的“大粮仓”——有利勘探区,但囿于地质认识和技术装备等条件,一直未有实质性进展。直到2012年11月,中国石化部署在涪陵焦石坝地区的焦页1HF井试产高产气流,实现中国页岩气勘探重大突破,至此,以焦页1HF井获得商业页岩气为标志,中石化乃至中国页岩气取得了历史性突破,从此资源储量不断有新发现,深埋地下“宝库”中的页岩气被一点点开掘出来。

这些可以从数据和事实窥探一二:

2013年9月,国家能源局批准设立“重庆涪陵国家级页岩气示范区”。

2014年4月,国土资源部宣布设立“重庆涪陵页岩气勘查开发示范基地”。

2014年3月,中国石化在香港宣布,我国首个大型页岩气田提前建成进入商业开发阶段,并计划2017年建成年产能100亿立方米的页岩气田。

2015年底涪陵页岩气田顺利完成一期50亿方年产能建设目标。

2016年,涪陵页岩气田累计建成产能70亿方。

业内专家指出,涪陵页岩气田三年勘探、三年开发,顺利建成50亿方产能,成为世界第二大页岩气田。以“中国速度”创造了页岩气开发的“涪陵样板”,展示出我国页岩气勘探开发的良好前景。

如今,涪陵页岩气田已成为中国石化“气化长江经济带”行动的重要基础。通过川气东送管道,源源不断地为长江经济带提供清洁能源。目前涪陵页岩气已惠及6省70多个大中型城市。累计供气118亿立方米,日销售页岩气1640万立方米,可满足3280万户居民每日用气需求。

破解世界级难题,勘探开发技术开创先河

页岩气赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附或游离状态存在,是一种非常规油气资源,勘探开发技术堪称世界级难题。而且与北美页岩气田相比,中国南方海相页岩气层多具地表条件复杂、活动性强、埋藏深等地质特点,从国外直接引进的技术在实际应用中常常“水土不服”,技术问题一度成为中国页岩气发展的掣肘。

涪陵页岩气田的开发,在理论和技术上均开创国了页岩气勘探开发的先河。创新形成海相页岩气“二元富集”理论认识、页岩气勘探开发评价技术、长水平井分段压裂试气、绿色勘探开发配套等技术体系,建立100多项技术标准,为我国页岩气大规模有效开发提供了经验。

水平井钻井技术和压裂技术是决定页岩气开发的关键。钻机要从地面打到页岩气层,再在页岩气层水平穿行1000多米,钻头要在几千米深的地层中找准靶点,犹如鼹鼠在地下找粮洞。

地处崇山峻岭中的焦石坝地区,地表条件复杂,溶洞多、暗河多、裂缝多,浅层气多、地层出水,易发生井漏、井喷。水平井钻井最难也是最关键的,就是要确保斜井段下靶点、水平段最终点均落在优质页岩气层上。钻探焦页1HF井时,由于没有可靠的地震剖面和二维测线,井眼控制轨迹完全是“摸石头过河”。

针对地质的复杂性和难以预见性,技术人员经过反复论证试验,形成空气钻、泡沫钻、清水钻PDC+螺旋复合钻等优快钻井技术系列,成功探索出优化设计“三段式”井身结构方案,长水平段定向技术以及油基泥浆体系下的固井技术,顺利完成钻井施工。

长水平段多级压裂技术是非常规页岩气开发的关键技术,从地质研究到钻完井、试气集输的整个施工过程中,压裂是“临门一脚”。江汉油田改变以往压裂的思路和做法,摸索出适合焦石坝地质特点的压裂工艺,有力提升了压裂质量,撬开了“气库”大门。

为实现高效快速勘探开发,中国石化还创造性地利用国内首台轮轨式钻机开展“井工厂”模式钻井试验,采用类似工程流水线的作业方式,优化组合施工工序。

正是依靠边实践边攻关,“摸着石头过河”的理念,中国石化通过消化吸收、自主研发,已形成3500米以内的页岩气勘探开发配套技术系列,为我国页岩气大规模商业开发提供技术借鉴。

自主研发,关键装备均实现国产化

一个大气田的发现,孕育、壮大的不只是一个企业,还是一个地区,一个产业,一条产业链。

由于我国非常规油气勘探开发起步较晚,设备研制和开发相对滞后,一度也是制约我国页岩气产业发展的障碍。为此,中国石化开始自主研发之路。涪陵页岩气田的成功勘探开发,从钻井、测试到输采,一系列关键装备均已陆续实现国产化,不仅带动了中国制造业的发展,更为页岩气低成本和规模化开发创造了新动力。

几年来,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,打破国外垄断,大批量投入现场应用,为我国页岩气跨越式发展提供了有力支撑。

比如,中国石化自主研制成功的3000型压裂车,满足了“连续施工、大负载、长时间”的压裂需求,确保在山区环境条件下能够实施大型压裂作业。设备各项指标达到设计要求,技术水平、安全可靠性和自动化水平大幅提升,特别是高压系统检测设备、气密封检测设备的研发生产,为深层页岩气提供了压裂装备保障技术水平,有效实现了安全可靠性和自动化,代表了压裂装备技术世界先进水平,目前已在现场得到广泛应用。

目前,中国石化页岩气商业开发已形成完善的上中下游产业链。作为涪陵页岩气下游应用的企业,四川维尼纶厂是中国石化旗下唯一以天然气为主要原料的生产化纤产品的企业。2016年,川维厂以页岩气为原料生产聚乙烯醇产品出口占国内出口份额的50%以上,产品远销北美、欧盟、南美和亚洲等地的数十个国家和地区,深得国际国内市场认可和信赖。据当地政府统计,“涪气”已拉动涪陵区GDP增长1.5个百分点。每开发一口页岩气井,就会给焦石镇带来20万-50万元收入。

值得一提的是,涪陵页岩气田形成了可复制、可推广的页岩气开发模式。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,为国内页岩气产业发展提供了有益借鉴。

 
 
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