650億!涪陵氣田新突破

——探訪我國(guó)首個(gè)商業(yè)開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣田

涪陵，因榨菜而聞名，卻又不止榨菜。

12年前，中國(guó)石化在涪陵焦石壩實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣勘探重大突破，拉開(kāi)了我國(guó)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的序幕。我國(guó)也由此成為北美以外首個(gè)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的國(guó)家。

近日，涪陵氣田累計(jì)產(chǎn)量突破650億立方米，潔凈、高效的頁(yè)巖氣從幾千米深的頁(yè)巖層中被“榨”出，“搭乘”川氣東送管道，進(jìn)入沿線千家萬(wàn)戶。

650億立方米是什么概念?按照一個(gè)家庭每天消耗0.5立方米的天然氣計(jì)算，可滿足約1.3億個(gè)家庭使用一年。

從零起步，帶動(dòng)我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)加速駛?cè)肟燔?chē)道，涪陵頁(yè)巖氣田是如何實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)，成為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)“中國(guó)樣本”的?近日，記者走進(jìn)涪陵，尋找答案。

初探，靠自主研發(fā)

盛夏時(shí)節(jié)，記者來(lái)到重慶市涪陵區(qū)焦石鎮(zhèn)的焦頁(yè)1HF井。井站掩映在綠意蔥蘢中，站前立著一塊黑色頁(yè)巖，上面刻印著醒目的紅色字體——中國(guó)石化涪陵頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)功勛井?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員說(shuō)，“功勛”二字意義重大——

2012年11月28日，焦頁(yè)1HF井放噴測(cè)試獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)我國(guó)頁(yè)巖氣勘探的重大突破。次年，焦頁(yè)1HF井投產(chǎn)外銷(xiāo)，正式拉開(kāi)我國(guó)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的序幕，并生產(chǎn)至今。

▲“頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)功勛井”碑石

“截至去年底，該井累產(chǎn)超過(guò)1.6億立方米，目前仍然保持每天產(chǎn)氣1萬(wàn)立方米。”焦頁(yè)1HF井管理人員告訴記者。

涪陵頁(yè)巖氣田穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)氣井遠(yuǎn)不止焦頁(yè)1HF井。截至目前，氣田已累計(jì)部署立體開(kāi)發(fā)調(diào)整井超500口，累計(jì)探明儲(chǔ)量近9000億立方米。

“如果把開(kāi)采常規(guī)天然氣比作在靜脈中采血，那么開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣就如同直接從毛細(xì)血管中采血。”中國(guó)石化江漢石油工程公司相關(guān)負(fù)責(zé)人形象比喻。

頁(yè)巖氣是一種非常規(guī)天然氣資源，以游離態(tài)或吸附態(tài)賦存于泥頁(yè)巖之中，開(kāi)采時(shí)需要將頁(yè)巖壓碎，氣體才能通過(guò)空隙或裂縫逸出，是業(yè)界公認(rèn)的世界級(jí)難題，其中水平井鉆井和壓裂技術(shù)尤為關(guān)鍵。

美國(guó)的“頁(yè)巖氣革命”就是一場(chǎng)由水平井鉆井和壓裂技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的能源產(chǎn)業(yè)變革。

據(jù)中國(guó)石化所供資料顯示，我國(guó)頁(yè)巖氣可采資源量為31.57萬(wàn)億立方米，高于美國(guó)的24萬(wàn)億立方米，居世界首位。但由于地質(zhì)、技術(shù)到環(huán)保等多方面的挑戰(zhàn)，我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的難度遠(yuǎn)高于美國(guó)。

“勘探開(kāi)發(fā)初期，我們可以說(shuō)是‘四無(wú)’——無(wú)經(jīng)驗(yàn)、無(wú)技術(shù)、無(wú)設(shè)備、無(wú)人才，很多員工都是第一次聽(tīng)說(shuō)‘頁(yè)巖氣’。”涪陵頁(yè)巖氣技術(shù)人員回憶道。

犯其至難而圖其至遠(yuǎn)——

為解決“缺經(jīng)驗(yàn)”的難題，曾借鑒北美經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施頁(yè)巖氣探井百余口，卻均未獲得實(shí)質(zhì)性發(fā)現(xiàn)。在此背景下，中國(guó)石化創(chuàng)新提出“二元富集理論”，部署實(shí)施了焦頁(yè)1HF井，通過(guò)精確的目標(biāo)識(shí)別和優(yōu)化的鉆井壓裂技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣的商業(yè)開(kāi)采。

為攻破“無(wú)技術(shù)”“無(wú)設(shè)備”的關(guān)卡，曾受制于國(guó)外設(shè)備只租不賣(mài)，不但成本高昂，還要面臨供貨周期長(zhǎng)、維保困難等一系列問(wèn)題。為打破這一局面，中國(guó)石化集中資源攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，成功實(shí)施國(guó)內(nèi)首個(gè)“瘦身井”鉆井、頁(yè)巖氣井井筒重建重復(fù)壓裂等，促進(jìn)了頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)關(guān)鍵裝備和配套工具的國(guó)產(chǎn)化。

工作人員給記者算了一筆賬：1立方米進(jìn)口壓裂液約200余元，國(guó)產(chǎn)化后只要20余元;1個(gè)進(jìn)口橋塞約20萬(wàn)元，國(guó)產(chǎn)化后僅2萬(wàn)元，反過(guò)來(lái)銷(xiāo)往國(guó)外。

“在工具、裝備、材料等各方面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，我們不但掌握了鉆探的主動(dòng)權(quán)，開(kāi)發(fā)成本也得到大幅降低。”中國(guó)石化石油工程公司鉆井工程管理部副經(jīng)理任立偉驕傲地說(shuō)。

進(jìn)擊，靠立體開(kāi)發(fā)

與常規(guī)天然氣相比，頁(yè)巖氣滲透率低，開(kāi)采難度大，產(chǎn)量遞減速度快。如何實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)高效開(kāi)發(fā)，是一個(gè)世界級(jí)難題。

▲在涪陵頁(yè)巖氣田焦頁(yè)1HF功勛井平臺(tái)拍攝的頁(yè)巖標(biāo)本

2017年，涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊在穩(wěn)產(chǎn)3年后，產(chǎn)量開(kāi)始下降。

“這是油氣資源最富集的老區(qū)，還有沒(méi)有進(jìn)一步挖潛的空間?”科研人員在開(kāi)發(fā)新區(qū)的同時(shí)，把目光再次投向焦石壩區(qū)塊——

“過(guò)去，我們把焦石壩區(qū)塊89米厚的頁(yè)巖當(dāng)作一套氣層來(lái)對(duì)待，認(rèn)為對(duì)下部氣層進(jìn)行壓裂改造，就能一次性‘撕’開(kāi)巖層，把資源全部‘吃’到。”江漢油田涪陵頁(yè)巖氣公司技術(shù)中心工程師葛蘭說(shuō)，隨著深入了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)、部署分層開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)井后，科研人員改變了原有認(rèn)識(shí)——89米厚的頁(yè)巖不同部位應(yīng)力存在差異，以往壓裂沒(méi)有改造到的地方仍有剩余資源。

“假設(shè)油氣資源在一棟樓房里，過(guò)去只把一樓房間的開(kāi)采了，但一樓的過(guò)道和二樓、三樓還有很多資源尚未開(kāi)采。”葛蘭形象地比喻道。在新認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下，江漢油田把過(guò)去開(kāi)發(fā)“一層樓”，變成立體開(kāi)發(fā)“三層樓”。

得益于立體開(kāi)發(fā)模式，截至目前，涪陵氣田焦石壩區(qū)塊整體采收率提高到23.3%，相比2013年開(kāi)發(fā)初期翻了一番。

除了焦石壩區(qū)塊，白馬等新區(qū)也實(shí)現(xiàn)了立體開(kāi)發(fā)模式初步應(yīng)用。目前，涪陵頁(yè)巖氣田已累計(jì)部署立體開(kāi)發(fā)調(diào)整井超500口，日貢獻(xiàn)氣量占?xì)馓锟偖a(chǎn)量的60%以上，焦石壩區(qū)塊儲(chǔ)量動(dòng)用率達(dá)到100%，三層立體開(kāi)發(fā)區(qū)采收率提高至44.6%。

示范，為穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)

在涪陵區(qū)白濤街道油坊村，有一座涪陵頁(yè)巖氣公司的頁(yè)巖氣產(chǎn)出水處理站。它是我國(guó)首個(gè)頁(yè)巖氣產(chǎn)出水處理工程，每天能處理頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中的產(chǎn)出水2400立方米。為此，配套建有15座收集泵站和50千米長(zhǎng)的產(chǎn)出水收集管網(wǎng)。

記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，井底積液通過(guò)分離過(guò)濾，處理為合格的產(chǎn)出水，排入烏江;產(chǎn)出水中的氯化物等物質(zhì)被蒸汽蒸發(fā)，濃縮加工成工業(yè)鹽，作為副產(chǎn)品外銷(xiāo)。

▲由產(chǎn)出水濃縮加工成的工業(yè)鹽被打包好

“四周都是農(nóng)田、魚(yú)塘，不能讓一滴未處理過(guò)的產(chǎn)出水溢出。”現(xiàn)場(chǎng)工作人員告訴記者，氣田產(chǎn)出水回收利用率可達(dá)100%······

▲工作人員展示處理合格的產(chǎn)出水

產(chǎn)量從0到100億立方米，涪陵頁(yè)巖氣田用了4年;從100億立方米到650億立方米，用了近6年，這意味著氣田發(fā)展駛?cè)肟燔?chē)道，走出了一條體制先進(jìn)、技術(shù)自主、裝備國(guó)產(chǎn)、環(huán)境友好的特色之路。

創(chuàng)新集成頁(yè)巖氣高效開(kāi)發(fā)六大核心技術(shù)體系，首創(chuàng)我國(guó)頁(yè)巖氣立體開(kāi)發(fā)技術(shù)，制定158項(xiàng)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，取得200件國(guó)家專(zhuān)利授權(quán)······

先行者必然先遭遇挑戰(zhàn)，也正是這些挑戰(zhàn)造就了經(jīng)驗(yàn)。

今年4月11日，經(jīng)國(guó)家能源局批準(zhǔn)，由中國(guó)石化江漢油田牽頭制定的《頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)調(diào)整方案編制技術(shù)要求》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已正式實(shí)施。

作為我國(guó)首個(gè)針對(duì)頁(yè)巖氣立體開(kāi)發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要參考涪陵頁(yè)巖氣田立體開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)編撰而成，將有效助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣的持續(xù)高效開(kāi)發(fā)。

面對(duì)持續(xù)突破的成績(jī)，勘探開(kāi)發(fā)人員仍然能夠想起——12年前，我國(guó)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的第一串火苗躥出焦石地面，騰空而起，以一只展翅高飛的“火鳳凰”舞動(dòng)在巴渝上空，百年榨菜之鄉(xiāng)的“榨”字與頁(yè)巖氣相勾連。此后，我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)在探索中突圍，在砥礪中奮起，正向著更加廣闊的未來(lái)大步流星。