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聚焦:跨越发展 成就页岩气开发“中国样板”

2022-06-20 09:46:31 来源:科技日报

长江与乌江交汇处,滨江之城涪陵以榨菜闻名,而10年前的深山地底喷出的页岩气燃起形似“火凤凰”的火焰,使这个西南一隅的小城有了第二张名片——页岩气。这里是中国页岩气商业化开发的发端,现在平均每天2000万立方米的天然气从这里源源不断输送到长江中下游6省2市,点亮万家灯火。

作为我国首个商业开发的大型页岩气田,涪陵页岩气田自2012年取得勘探重大突破,至今累产气突破445亿立方米,累计探明储量近9000亿立方米,占我国页岩气探明储量的34%。

445亿立方米是什么概念?它可供100万户家庭用244年,它更意味着起步较晚的中国页岩气开发实现跨越式发展,为全球页岩气开发提供中国样本。


(相关资料图)

从零起步,快车道发展,涪陵页岩气田亦是中国石化集中资源攻克关键核心技术的缩影。

这根“针”非捞不可

在长达数亿年时间的作用下,页岩地层中不断生成富含甲烷的天然气,留藏在纳米级页岩孔隙里的被定义为非常规天然气,称为页岩气。在地下三四千米、上亿年前的石头里找气,听起来就像大海捞针。21世纪初,在攻克技术和成本障碍后,美国不仅发起了页岩气革命,而且从天然气进口国变成出口国。

我国海相页岩气资源非常丰富,但与北美页岩气相比,地质条件更为复杂、生态环境更为敏感、勘探开发技术难度更大。但中国长期是油气进口大国,页岩气有望成为中国能源重要支撑点。

这根“针”,中国非捞不可。

2008年,中国石化开始捞这根“针”,从基础研究开始。

中国石化成立了专门的非常规勘探处,统一组织实施上游页岩油气勘探,并与埃克森美孚、康菲等国际实力雄厚的公司开展页岩气勘探合作,在安徽、四川打了多口探井。

尽管几年未获突破,压力空前,但中国石化决策层没有放弃,明确提出:中国石化页岩气勘探开发要走在中国前列,要用非常规的思维实现非常规油气的快速发展,并明确了非常规领域会战的部署和目标。

最后,凭借多年的理论和技术支撑,勘探开发人员经过反复查验老井资料、勘查野外,推断在先前勘探过的地点再继续往下打几十米可能找到页岩气。2012年11月28日,涪陵页岩气田焦页1HF井放喷,地下气龙燃起的火焰高达20多米,现场沸腾了。至此,中国页岩气开发取得历史性突破,拉开商业化开发的序幕。

勘探过程中,中国石化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可借鉴经验。

从“四大皆空”到“解锁拼图”

页岩气开发像朵带刺儿的玫瑰,看上去很美,但商业规模化开发难度大, 2013年涪陵页岩气田开发之初,很多关键技术掌握在国外公司手里。

江汉石油工程公司早在2010年就开始页岩气工程技术的探索。从中国石化第一口页岩气水平井——建页HF-1井,到涪陵大安寨区块涪页HF-1井,开发效果都不理想。

我国当时在页岩气开发上可以说是“四大皆空”——无经验、无技术、无设备、无人才,很多员工都是第一次听说“页岩气”。

“有页岩气,但能不能商业化、高效开发,当时是未知数,外部的质疑声很大。我们心里没底,但很清楚,保障国家天然气供应这件事再难也得干。”中国石化江汉油田首席专家、涪陵页岩气公司党委书记刘尧文告诉记者。

要想实现页岩气高效率、低成本、规模化商业开发,必须加快页岩气开发技术国产化研究,突破技术瓶颈,不被国外公司“卡脖子”要钱。在集团公司支持下,江汉石油工程公司确立了《长水平段钻完井技术》《非常规水平井分级射孔工艺》等20多项科研先导项目,画好科技攻关“路线图”,开始了艰辛而漫长的自主创新实践。

长水平段钻井、长水平段分段压裂……一块块拼图拼出中国页岩气勘探开发装备一体化解决方案。中国石化举全集团之力,树起了我国页岩气自主开发路上的3块里程碑:打成井、压好井和重要装备工具国产化,使我国成为少数几个掌握页岩气开发核心技术的国家。

全国顶尖选手的“竞技场”

今年一季度,涪陵气田共生产天然气18.14亿立方米,同比增长1.67%,实现“开门红”。

“涪陵页岩气田对我国页岩气大规模开发具有示范引领意义。它的成功开发与钻采技术突破,增强了国内各方和相关企业的信心,助力四川盆地很快成为我国页岩气增储上产的主阵地,对我国页岩气发展产生了关键的推动作用。”油气工程专家、中国科学院院士高德利说。

页岩气井具有初期产量高、产量递减快的特点,为何涪陵页岩气田能持续保持高产?秘诀正是中国石化整合国内外资源,研发投入不断加码。

涪陵页岩气公司成立全国首个页岩气院士专家工作站和页岩气产业技术研究院,依托中国科学院、中国工程院院士专家团队人才资源,围绕地质评价、钻井工程等开发配套关键技术进行研发,有效解决了开发建设中面临的一系列技术难题。

自院士工作站建站以来,共引进7名院士,13个专家团队,页岩气产业技术研究院积极引进江汉油田研究院等单位技术人员,而中石化集团公司工程院总院等专家资源也可通过项目合作关系进行调动,共有研究人员400余人,7个攻关技术团队。

“一站一院人才济济,譬如院士工作站里的中国工程院院士罗平亚是油田应用化学工程、石油工程专家,承担了深层压裂技术及新型压裂液技术攻关,页岩气产业技术研究院引进的长江大学许明标教授主要研究钻完井液等油田化学领域,承担了页岩气钻井智能堵漏工艺研究及应用研究。”涪陵页岩气公司技术中心副主任师李鹏告诉记者。

为了促进院士专家工作站作用的发挥,涪陵页岩气公司制订了《院士专家工作站管理办法》等规章制度,科研经费实行专款专用,为进站工作的院士及其团队提供必需的生活后勤及科研条件保障等。

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