   本報記者 鄭蔚 趙征南 近日，由中石化承擔(dān)的“3000型壓裂機組”項目榮獲國家科技進步二等獎。對于頁巖氣可采儲量居世界第一的我國而言，該技術(shù)成功推動了頁巖氣商業(yè)化開發(fā)的進程。如今，我國已成為世界第三個商業(yè)化開發(fā)頁巖氣的國家。預(yù)計到2017年，中石化涪陵頁巖氣田有望建成百億立方米大氣田，相當(dāng)于為國家貢獻(xiàn)一座千萬噸級大油田。 早在三年前，本報就開始關(guān)注“頁巖氣”。當(dāng)時，國際國內(nèi)輿論對頁巖氣產(chǎn)業(yè)褒貶不一，有的斷言“頁巖氣革命”為世界提供了低碳清潔能源，將終結(jié)高油價;也有的認(rèn)為頁巖氣革命“只是個泡沫”;還有的指出“中國人均占有土地和水資源的數(shù)量遠(yuǎn)遜于美國”，所以美國能開采頁巖氣不等于中國也能開采頁巖氣……記者迫切想知道的是:頁巖氣，究竟能給中國能源帶來什么? 我國發(fā)展頁巖氣產(chǎn)業(yè)，又應(yīng)當(dāng)走什么樣的道路? 日前，記者得以前往中石化江漢油田涪陵頁巖氣田采訪。在涪陵的武陵大山里，新時期“能吃苦、善總結(jié)、要爭氣、敢創(chuàng)新”的“鐵人”們，全力以赴向地下“索氣”，跨過了那一個個原來看似中國頁巖氣產(chǎn)業(yè)難以邁過的坎。 “從毛細(xì)血管抽血，難” 涪陵，這座被長江和烏江擁抱的江城，過去因榨菜為人們所熟知。現(xiàn)在，隨著頁巖氣進入商業(yè)開發(fā)，涪陵又亮出了一張新名片———頁巖氣。“常來涪陵，福氣來臨”，這句涪陵區(qū)的旅游宣傳口號，名副其實。 出涪陵城區(qū)向東，不知歷經(jīng)山路幾十道彎，記者來到了涪陵氣田的所在地焦石鎮(zhèn)。之所以叫“焦石”，因為這里漫山遍野都能見到巖面風(fēng)化呈黑色的巖石，似燒焦?fàn)睢?/p> 在焦石江漢油田涪陵頁巖氣公司基地，公司副經(jīng)理劉堯文接受了記者的采訪:“頁巖氣是一種清潔新能源。成分中甲烷含量超過98%，不含硫化氫等有害氣體;而且過去頁巖層只被看作天然氣的孕育層，從未被開發(fā)，是一種儲量巨大的新能源。” 其實國際上發(fā)現(xiàn)頁巖氣，已有100多年的歷史。但這么優(yōu)質(zhì)的能源，一直沒有大規(guī)模開采，說到底，還是技術(shù)上“難產(chǎn)”?！叭绻f常規(guī)天然氣開發(fā)是從靜脈中采血，頁巖氣開發(fā)就是從毛細(xì)血管抽血?！敝惺侣勌巹⑸焊嬖V記者。 2009年，中石化對頁巖氣開發(fā)做出周密的部署。他們相繼在南方海相地質(zhì)構(gòu)造中優(yōu)選了宣城—桐廬、湘鄂西、黃平、漣源區(qū)塊，獲得低產(chǎn)氣流，至此頁巖氣勘探轉(zhuǎn)向四川盆地及其周邊地區(qū)。2011年，中石化對四川盆地侏羅系和三疊系陸相烴源巖開展評價，仍未獲商業(yè)發(fā)現(xiàn)。 于是，中石化開始針對焦石地區(qū)的志留系龍馬溪組加強研究和勘探。此地處于四川盆地邊緣，過去認(rèn)為其保存條件差，勘探潛力小，是不被常規(guī)油氣勘探看好的地區(qū)。但后續(xù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)龍馬溪組有優(yōu)質(zhì)頁巖層發(fā)育。經(jīng)過進一步研究，該地區(qū)海相龍馬溪組頁巖層穩(wěn)定性好。2012年2月，在焦石鎮(zhèn)開鉆焦頁1HF井。2012年11月28日，在多方努力下，焦頁1HF井試氣獲日產(chǎn)20.3萬立方米，這是中國石化頁巖氣勘探的重大突破。 “焦頁1HF井被稱為‘功勛井，，意義不言而喻，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因為它處于整個地下氣田的最高端，地下越深，承受的壓力越大，所以天然氣在地下總是盡量往頂端走的。在地下氣田的‘頂端，打到了高產(chǎn)氣流，其實離商業(yè)開發(fā)還很遙遠(yuǎn)?！眲蛭恼f，“要實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)，我們有困惑———‘口口井出氣、口口井高產(chǎn)，一個井變成一片井，，究竟能否實現(xiàn)?” 同年12月，劉堯文受命來到焦石，成為技術(shù)負(fù)責(zé)人。 當(dāng)時，我國頁巖氣開發(fā)處于無技術(shù)、無理論、無人才、無設(shè)備的困境。“2013年初，我一直在煎熬中度過。給了20億投資來到焦石，要是出不了氣，該怎么辦? 那時，‘白加黑，、‘五加二，是常有的事。那年春節(jié)我也沒回家，兒子高考我關(guān)心得很少?！钡斓莱昵?，借鑒前人的經(jīng)驗，綜合國情特征，《涪陵地區(qū)龍馬溪組頁巖氣開發(fā)試并組方案》終于出爐。 三道坎:水、環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟 “當(dāng)時，到處都是質(zhì)疑我們頁巖氣開發(fā)的聲音，甚至包括一些油氣專業(yè)的老專家也明確反對?！眲蛭恼f。也許，所有的肯定，并不意味著沒有風(fēng)險的樂觀;而所有的質(zhì)疑，也并非惡意的詆毀，只是善意的提醒。多元的思維、理性的分析、高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略目光和積極務(wù)實的現(xiàn)實抉擇，才有助于我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展之路少走彎路、不走回頭路。 第一道必須邁過的坎，就是“水惑”。水，貫穿頁巖氣開發(fā)始終。鉆井時，它是鉆井液的主要成分;壓裂時，它占壓裂液的98%以上。但詬病頁巖氣開發(fā)前景的一大理由就是———“中國式水瓶頸”。我國的頁巖氣處于西部沙漠和南部深山，運輸不便。涪陵受喀斯特地形影響，地表水資源存不住，缺水在井場附近的山區(qū)確實是較為普遍的現(xiàn)象。 缺水，那怎么發(fā)展頁巖氣?“頁巖氣開發(fā)耗水? 我覺得這里面有個誤區(qū)。沒錯，每口氣井壓裂一次大概需要3—4萬方水，按照200口井算，總耗水量最多可達(dá)800萬方，乍看確實很多，但壓裂后的二三十年都無需耗水。如果和油氣行業(yè)做橫向的對比，現(xiàn)在很多老油田由于壓力問題都在注水開發(fā)，年耗水量越來越大，有的油井甚至開采出來的成分95%的都是水，一個500萬噸級的老油田，一年就遠(yuǎn)超一個頁巖氣田‘終生，的耗水量?！眲蛭恼f，涪陵氣田建設(shè)了專用的供水管道，從不遠(yuǎn)處年流量超億方的烏江借水，雖增加了投資，但不與民爭水。 第二道必須邁過的坎是環(huán)保?！皬哪壳暗谌江h(huán)境監(jiān)督機構(gòu)中煤科工的監(jiān)測來看，水、土壤、空氣……所有的指標(biāo)都未因頁巖氣開發(fā)而發(fā)生變化?！备⒘觏搸r氣公司思政部主任胡永杰告訴記者，公司“寧可慢一點，成本高一點，也不能污染環(huán)境”，“清潔能源綠色開發(fā)”是基本原則。 喀斯特地形的地下層較為破碎，暗河眾多，在井位選址上就要避開這些百姓賴以生存的溶洞水系。焦頁4號平臺鋪設(shè)集氣支線之時，有村民反映附近有溶洞，施工人員立馬實地勘察，改變規(guī)劃，將施工場地平移8米，繞開溶洞，并專門在溶洞上鋪設(shè)模板和鋼板，用開挖出來的土塊、砂石將作業(yè)帶隔開。直到施工結(jié)束，溶洞沒有受到任何污染。 在傳統(tǒng)的油氣鉆井作業(yè)中，油基鉆井液都是不可或缺的，這些鉆井液會對地下水以及土壤造成威脅嗎?“對人類的影響微乎其微?！眲蛭牡幕卮鸪龊跤浾叩囊饬现狻Ｋ忉屨f，－500米以上的地下環(huán)境與人類密切相關(guān)，被稱為“環(huán)境水體”，在這個范圍往往是“小問題，大影響”，所以他們采取“清水鉆井”的方式;在－1500米以上全部采用水基鉆井液;再往下才會使用油基鉆井液，即便有部分以柴油為主的殘存，也不會對人類產(chǎn)生影響。 此外，施工人員目前最多使用4組能抗高壓的高質(zhì)量鋼套管:－70米處，－700米，－2000米，－4000米，逐步加深，上面的封好了再往下施工。 如此仍有人不放心，將來油屑向上滲怎么辦?“這個一般不可能。喀斯特地貌只限于淺層，深層可不是支離破碎的。既然頁巖氣能存得住，說明儲氣層上方有一層堅固的蓋層，氣都透不過，液體更難?！眲蛭恼f，“如果沒有特別強烈的地質(zhì)運動，至少需要上億年的時間，－2000米以下的深層殘存才有可能上移影響人類生存?！?/p> 第三道必須邁過的坎，是循環(huán)經(jīng)濟。年前，在重慶舉行的中石化新聞發(fā)布會會場上，記者見到了盆中幾棵茁壯的芥菜。正疑惑間，劉珊告訴記者說:“這是做涪陵榨菜用的芥菜，它就種在處理后的鉆井油屑和泥土混合后的‘土壤，上?！边@太意外了。美國的鉆井油屑經(jīng)過處理后只能鋪路，而涪陵氣田對鉆井油屑處理后，將含油率降低到千分之三以下，比美國低了好多倍，竟然還能種蔬菜。 能做到這點，全仰仗“熱解析”技術(shù)。當(dāng)油屑進入熱餾裝置后，加熱器讓柴油與廢屑充分脫離;之后，油氣再冷凝，進入油水分離罐進行油水分離，分成柴油和水后再循環(huán)利用，固體殘渣則輸送到堆渣池等待回收利用。 把地下頁巖層“壓裂”，再把頁巖氣抽出來，會不會引發(fā)地震?早幾年，就有建造水庫會引發(fā)地震的議論?！斑@種擔(dān)心可以理解。因為進去的水、出來的油氣，壓力不平衡，但流出的壓力肯定大于進去的壓力，”劉堯文希望大家不要過度恐慌。 “壓力不平衡帶來的一定是斷層或者塌陷嗎?我看很可能是壓實。再說了，頁巖氣的開發(fā)層只有幾十米厚，上面壓著幾千米厚的地層，就好比‘芝麻砸西瓜，，應(yīng)該不足以構(gòu)成威脅?！彼f。 不僅能吃苦，還要敢創(chuàng)新 在涪陵的大山里，記者見到了那口“功勛井”———焦頁1HF井。3年過去了，它每天仍在靜靜地抽取地層深處的頁巖氣。 “油田產(chǎn)量有一個遞減率，每年降低多少，那頁巖氣田呢? 當(dāng)時我們不知道，只能慢慢摸索，然后找尋一種更加經(jīng)濟、科學(xué)的方式。既不能‘傷，氣井，也不能拖高開采成本?！焙澜芙榻B說，涪陵氣田有兩種生產(chǎn)模式:一種是配產(chǎn)，比如這口“功勛井”，試采時有每天20萬方產(chǎn)量，給它配產(chǎn)為6萬方，穩(wěn)產(chǎn)時間超過1000天;還有一種是放大壓差生產(chǎn)，比如2013年9月投產(chǎn)的焦頁6－2HF井，全面放開，最高峰日產(chǎn)30萬方，但到現(xiàn)在降為20萬方以下。兩相比較下來，放開可控性差，配產(chǎn)的經(jīng)濟效益更高。 如果說選擇配產(chǎn)是為了開源，節(jié)流又如何進行呢?“單井成本最高時近億元，現(xiàn)在已經(jīng)降低了20%，為7000多萬元。‘大慶精神，在油氣工作者身上代代相傳，新時代的‘鐵人，們‘能吃苦、善總結(jié)、要爭氣、敢創(chuàng)新，。是他們實現(xiàn)了‘頁巖氣開發(fā)技術(shù)的中國化，?！眲蛭恼f。 頁巖氣開采要突破的核心技術(shù)是“水平分段壓裂”，而在涪陵氣田開采前，我國尚未掌握。 “國外擺明了卡著脖子欺負(fù)你，你越是無法掌握的技術(shù)，他們賣得越貴。有時不僅僅是貴，美國的頁巖氣田在平原，它的開采設(shè)備到了我們山區(qū)打井還‘水土不服，。要么是設(shè)備超高過不了隧道，要么就是裝備超寬無法展開?？蓜e人越是覺得我們不行，我們就越得為國家爭口氣。寧可少活20年，拼命也要拿下這技術(shù)?！苯鬼?9號平臺技術(shù)負(fù)責(zé)人張相權(quán)指著遠(yuǎn)處一片發(fā)出“轟轟轟”作業(yè)聲的設(shè)備說，“那就是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的3000型壓裂機組，有了它，我們用壓裂液制造80兆帕左右的高壓，壓出頁巖層的網(wǎng)狀裂縫，接著用陶沙支撐，每隔一段將橋塞封住裂縫。等水出來后，頁巖氣就出來了。這一段打通了，再壓縫外的另一段。” “不說大型的壓裂機組，光一個小小的橋塞，過去國外賣20萬元一個，現(xiàn)在國產(chǎn)的一個2萬元，一口井需要20多個，這就省下300多萬元?！眲蛭恼f。 “井工廠”也是他們的一大創(chuàng)新:在同一地區(qū)集中布置大批相似井，使用大量標(biāo)準(zhǔn)化的裝備，以生產(chǎn)流水線的作業(yè)方式進行鉆井的一種高效低成本的打井模式。涪陵氣田不僅大規(guī)模使用，還進行了有效的創(chuàng)新。地上的“井工廠”平臺不僅有帶輪軌的單線移動的滑軌式，還有可以像“機器人長腿”一樣的四面八方都可以行動的步進式。在地下則形成交叉步井，把原本單向的水平井無縫連接起來，形成“米”字結(jié)構(gòu)。如此，明顯提高了采氣效率，降低了施工成本。 劉堯文認(rèn)為，目前，涪陵氣田已收獲了四大碩果:商業(yè)化產(chǎn)能從0到50億方，商業(yè)化時間比預(yù)期提前了很多;在投入巨大、氣價不高的情況下實現(xiàn)效益開發(fā)，簡單說就是可以賺錢了;理論、技術(shù)實現(xiàn)自主化，裝備上實現(xiàn)國產(chǎn)化;培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的頁巖氣開發(fā)團隊，已經(jīng)被很多國家邀請前去交流?！俺掷m(xù)生產(chǎn)、穩(wěn)定高產(chǎn)、由點到面，最初的三大困惑迎刃而解?！?/p> 隨著我國頁巖氣開發(fā)進入商業(yè)化階段，最艱難的探索期已經(jīng)過去。不過，未來的路依舊滿是荊棘。 “整個南方海相地區(qū)，地層構(gòu)造復(fù)雜，地下可謂支離破碎，未開發(fā)地區(qū)的施工環(huán)境可能更難?，F(xiàn)在主攻中淺層，以后要向深層進軍。這意味著在單井產(chǎn)量很難繼續(xù)提升的情況下，要增加更多的投入;還有就是不利于新能源開發(fā)的大環(huán)境，即傳統(tǒng)能源價格的大幅度下跌。油價、煤價下跌，頁巖氣甚至天然氣的需求受到影響?！眲蛭恼f，“但頁巖氣開發(fā)具有戰(zhàn)略意義，我們肯定會繼續(xù)下去。未來，我們必須進一步創(chuàng)新技術(shù)，壓縮成本，并繼續(xù)尋找一個能為頁巖氣生產(chǎn)者和經(jīng)營者帶來更多效益的商業(yè)模式?！?/p> |
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