650億!涪陵氣田新突破
——探訪(fǎng)我國首個(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，中國石化在涪陵焦石壩實(shí)現頁(yè)巖氣勘探重大突破，拉開(kāi)了我國頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的序幕。我國也由此成為北美以外首個(gè)實(shí)現頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的國家。
近日，涪陵氣田累計產(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(xiàn)千家萬(wàn)戶(hù)。
650億立方米是什么概念?按照一個(gè)家庭每天消耗0.5立方米的天然氣計算，可滿(mǎn)足約1.3億個(gè)家庭使用一年。
從零起步，帶動(dòng)我國頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)加速駛入快車(chē)道，涪陵頁(yè)巖氣田是如何實(shí)現持續穩產(chǎn)上產(chǎn)，成為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)“中國樣本”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，記者來(lái)到重慶市涪陵區焦石鎮的焦頁(yè)1HF井。井站掩映在綠意蔥蘢中，站前立著(zhù)一塊黑色頁(yè)巖，上面刻印著(zhù)醒目的紅色字體——中國石化涪陵頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)功勛井?，F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井放噴測試獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，實(shí)現我國頁(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)巖氣田穩產(chǎn)上產(chǎn)氣井遠不止焦頁(yè)1HF井。截至目前，氣田已累計部署立體開(kāi)發(fā)調整井超500口，累計探明儲量近9000億立方米。
“如果把開(kāi)采常規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血管中采血。”中國石化江漢石油工程公司相關(guān)負責人形象比喻。
頁(yè)巖氣是一種非常規天然氣資源，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)界公認的世界級難題，其中水平井鉆井和壓裂技術(shù)尤為關(guān)鍵。
美國的“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 )新驅動(dòng)的能源產(chǎn)業(yè)變革。
據中國石化所供資料顯示，我國頁(yè)巖氣可采資源量為31.57萬(wàn)億立方米，高于美國的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，我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的難度遠高于美國。
“勘探開(kāi)發(fā)初期，我們可以說(shuō)是‘四無(wú)’——無(wú)經(jīng)驗、無(wú)技術(shù)、無(wú)設備、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——
為解決“缺經(jīng)驗”的難題，曾借鑒北美經(jīng)驗，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。在此背景下，中國石化創(chuàng )新提出“二元富集理論”，部署實(shí)施了焦頁(yè)1HF井，通過(guò)精確的目標識別和優(yōu)化的鉆井壓裂技術(shù)，成功實(shí)現了頁(yè)巖氣的商業(yè)開(kāi)采。
為攻破“無(wú)技術(shù)”“無(wú)設備”的關(guān)卡，曾受制于國外設備只租不賣(mài)，不但成本高昂，還要面臨供貨周期長(cháng)、維保困難等一系列問(wèn)題。為打破這一局面，中國石化集中資源攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，成功實(shí)施國內首個(gè)“瘦身井”鉆井、頁(yè)巖氣井井筒重建重復壓裂等，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，國產(chǎn)化后只要20余元;1個(gè)進(jìn)口橋塞約20萬(wàn)元，國產(chǎn)化后僅2萬(wàn)元，反過(guò)來(lái)銷(xiāo)往國外。
“在工具、裝備、材料等各方面實(shí)現國產(chǎn)化，我們不但掌握了鉆探的主動(dòng)權，開(kāi)發(fā)成本也得到大幅降低。”中國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)現頁(yè)巖氣長(cháng)期穩產(chǎn)高效開(kāi)發(fā)，是一個(gè)世界級難題。
▲在涪陵頁(yè)巖氣田焦頁(yè)1HF功勛井平臺拍攝的頁(yè)巖標本
2017年，涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區塊在穩產(chǎn)3年后，產(chǎn)量開(kāi)始下降。
“這是油氣資源最富集的老區，還有沒(méi)有進(jìn)一步挖潛的空間?”科研人員在開(kāi)發(fā)新區的同時(shí)，把目光再次投向焦石壩區塊——
“過(guò)去，我們把焦石壩區塊89米厚的頁(yè)巖當作一套氣層來(lái)對待，認為對下部氣層進(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(zhù)深入了解國內外相關(guān)技術(shù)、部署分層開(kāi)發(fā)評價(jià)井后，科研人員改變了原有認識——89米厚的頁(yè)巖不同部位應力存在差異，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。在新認識指導下，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。
除了焦石壩區塊，白馬等新區也實(shí)現了立體開(kāi)發(fā)模式初步應用。目前，涪陵頁(yè)巖氣田已累計部署立體開(kāi)發(fā)調整井超500口，日貢獻氣量占氣田總產(chǎn)量的60%以上，焦石壩區塊儲量動(dòng)用率達到100%，三層立體開(kāi)發(fā)區采收率提高至44.6%。
示范，為穩產(chǎn)上產(chǎn)
在涪陵區白濤街道油坊村，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(cháng)的產(chǎn)出水收集管網(wǎng)。
記者在現場(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
“四周都是農田、魚(yú)塘，不能讓一滴未處理過(guò)的產(chǎn)出水溢出。”現場(chǎng)工作人員告訴記者，氣田產(chǎn)出水回收利用率可達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(zhù)氣田發(fā)展駛入快車(chē)道，走出了一條體制先進(jìn)、技術(shù)自主、裝備國產(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 )我國頁(yè)巖氣立體開(kāi)發(fā)技術(shù)，制定158項頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)標準和規范，取得200件國家專(zhuān)利授權······
先行者必然先遭遇挑戰，也正是這些挑戰造就了經(jīng)驗。
今年4月11日，經(jīng)國家能源局批準，由中國石化江漢油田牽頭制定的《頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)調整方案編制技術(shù)要求》行業(yè)標準已正式實(shí)施。
作為我國首個(gè)針對頁(yè)巖氣立體開(kāi)發(fā)的行業(yè)標準，主要參考涪陵頁(yè)巖氣田立體開(kāi)發(fā)經(jīng)驗編撰而成，將有效助力我國實(shí)現頁(yè)巖氣的持續高效開(kāi)發(fā)。
面對持續突破的成績(jì)，勘探開(kāi)發(fā)人員仍然能夠想起——12年前，我國頁(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，百年榨菜之鄉的“榨”字與頁(yè)巖氣相勾連。此后，我國頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)在探索中突圍，在砥礪中奮起，正向著(zhù)更加廣闊的未來(lái)大步流星。
