當(dāng)上海的居民每天早晨打開(kāi)燃?xì)庠钌鹱鲲垥r(shí),他們可能并不知道,這里面除了常規(guī)天然氣外,還有來(lái)自千里之外中國(guó)第一個(gè)商業(yè)開(kāi)發(fā)的頁(yè)巖氣田的頁(yè)巖氣。
5年前,“頁(yè)巖氣”對(duì)于我國(guó)民眾來(lái)說(shuō)還是個(gè)陌生名詞。五年過(guò)去了,頁(yè)巖氣已從書(shū)上的名詞變成了現(xiàn)實(shí)中源源不斷的新能源。中國(guó)石油化工集團(tuán)公司2015年12月29日公開(kāi)宣布,截至2015年年底,位于重慶涪陵山區(qū)的國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)成功實(shí)現(xiàn)了50億立方米年產(chǎn)能的建設(shè)目標(biāo),這意味著我國(guó)商業(yè)化頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)步入世界第二,僅次于美國(guó)。
長(zhǎng)江上游的重慶涪陵山區(qū)是目前我國(guó)最大的頁(yè)巖氣田。從高空俯視,一座座鉆井平臺(tái)猶如紅星點(diǎn)綴在涪陵江畔的碧山峽谷中。2012年11月,中國(guó)的油氣工人在這里開(kāi)采的第一口頁(yè)巖氣井成功出氣,噴涌而出的熊熊烈火點(diǎn)燃了中國(guó)對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采的信心,這口井也成為“頁(yè)巖氣功勛井”。
如今,220多平方公里的涪陵山區(qū)開(kāi)采了253口頁(yè)巖氣井,目前已有174口井通過(guò)川氣東輸管道為中國(guó)中部、東部地區(qū)源源不斷地提供清潔能源。
產(chǎn)能突破的背后是頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)了全程國(guó)產(chǎn)化。據(jù)中石化江漢石油工程公司介紹,在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的技術(shù)、工藝、裝備等方面累計(jì)獲得24項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利發(fā)明,所有關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備全部打破外國(guó)技術(shù)壟斷。
頁(yè)巖氣是一種非常規(guī)天然氣,最早發(fā)現(xiàn)于1821年,1921年美國(guó)首次發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣田。中國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)量世界第一,可采資源量約為26萬(wàn)億立方米,資源潛力與美國(guó)相仿。
頁(yè)巖氣與常規(guī)天然氣最大的區(qū)別是在地下存儲(chǔ)的方式和狀態(tài)不同,頁(yè)巖氣附著于頁(yè)巖之中,因此用開(kāi)采常規(guī)天然氣的方法去開(kāi)采根本無(wú)法采到氣。業(yè)內(nèi)有言:頁(yè)巖氣革命實(shí)際上是開(kāi)采技術(shù)革命。
“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。”中石化江漢石油工程公司西南項(xiàng)目管理部主任、頁(yè)巖氣技術(shù)專(zhuān)家張良萬(wàn)說(shuō)。
據(jù)了解,頁(yè)巖氣因儲(chǔ)藏方式不同,開(kāi)采技術(shù)要求也不相同,水平井和分段壓裂是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中最關(guān)鍵的技術(shù),也是最難的技術(shù)。水平井,就相當(dāng)于在地底下給頁(yè)巖氣開(kāi)鑿出水平方向的“隧道”。常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)多是豎井,而頁(yè)巖氣因?yàn)橹饕接诘叵履囗?yè)巖層中,需要開(kāi)一條水平的“橫井”。“先豎然后橫,拐彎很難,方向角度位置還不能出錯(cuò)。”張良萬(wàn)說(shuō)。
經(jīng)過(guò)多次鉆井工藝優(yōu)化,江漢油田石油工程公司的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)還發(fā)明了“井工廠”鉆井作業(yè)方式,建井時(shí)間平均減少20天。過(guò)去油氣開(kāi)采是打一個(gè)井然后拆開(kāi)鉆井架,換一個(gè)地方組裝后再打井。“井工廠”通過(guò)地面配套設(shè)備和三維技術(shù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了不拆井架移動(dòng)鉆井，效率提高了30%。
打好出氣井如何使散存于“毛細(xì)血管”中的天然氣匯集到井中涌出,這就要用到開(kāi)采中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)“壓裂”,即將水平井四周地層約三百米范圍內(nèi)壓得粉碎,好使氣體匯集到井中。在長(zhǎng)達(dá)幾千米的地下,既要保持井孔完好以便順利出氣,又要使周?chē)鷰r層粉碎出氣,是高難度的技術(shù)工作。壓裂設(shè)備和方法是頁(yè)巖氣開(kāi)采的核心技術(shù)。
中石化江漢石油工程公司和四機(jī)廠等單位協(xié)作攻關(guān),開(kāi)發(fā)了自主創(chuàng)新大型壓裂設(shè)備,打破國(guó)外技術(shù)封鎖,部分關(guān)鍵設(shè)備還成功“逆襲”成為出口明星,比如關(guān)鍵技術(shù)分段壓裂中的“橋塞”。
“過(guò)去我們需要用美國(guó)的橋塞,現(xiàn)在我們自主研發(fā)的橋塞有了創(chuàng)新,去年向北美出口6000套。”中石化江漢石油工程公司黨委書(shū)記何開(kāi)平說(shuō)。
目前,我國(guó)可開(kāi)采頁(yè)巖氣總量與美國(guó)相仿,但美國(guó)頁(yè)巖氣已經(jīng)占其天然氣總產(chǎn)量的35%,中國(guó)當(dāng)前頁(yè)巖氣產(chǎn)量還不到天然氣產(chǎn)量的1%,發(fā)展空間巨大。
2015年9月24日,國(guó)土資源部公布,涪陵頁(yè)巖氣田新增探明儲(chǔ)量2738.48億立方米。根據(jù)測(cè)算,到2017年涪陵頁(yè)巖氣田產(chǎn)能將達(dá)到100億立方米,在環(huán)境保護(hù)方面,每年可減排二氧化碳1200萬(wàn)噸,相當(dāng)于800萬(wàn)輛經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)停開(kāi)一年。
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