圖片說(shuō)明: 鉆井隊(duì)正在焦頁(yè)30號(hào)“井工廠”鉆井平臺(tái)進(jìn)行起鉆更換鉆頭施工。

圖片說(shuō)明: 焦頁(yè)30號(hào)平臺(tái)實(shí)施國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開發(fā)首次“井工廠”鉆井施工并取得圓滿成功，為涪陵建成我國(guó)首座50億方頁(yè)巖氣田立下“汗馬功勞”。 (均本報(bào)資料照片)

圖片說(shuō)明: 中石化江漢石油工程公司進(jìn)行“井工廠”壓裂施工。

　　近日，由中石化承擔(dān)的“3000型壓裂機(jī)組”項(xiàng)目榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。對(duì)于頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量居世界第一的我國(guó)而言，該技術(shù)成功推動(dòng)了頁(yè)巖氣商業(yè)化開發(fā)的進(jìn)程。如今，我國(guó)已成為世界第三個(gè)商業(yè)化開發(fā)頁(yè)巖氣的國(guó)家。預(yù)計(jì)到2017年，中石化涪陵頁(yè)巖氣田有望建成百億立方米大氣田，相當(dāng)于為國(guó)家貢獻(xiàn)一座千萬(wàn)噸級(jí)大油田。

　　早在三年前，本報(bào)就開始關(guān)注“頁(yè)巖氣”。當(dāng)時(shí)，國(guó)際國(guó)內(nèi)輿論對(duì)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)褒貶不一，有的斷言“頁(yè)巖氣革命”為世界提供了低碳清潔能源，將終結(jié)高油價(jià);也有的認(rèn)為頁(yè)巖氣革命“只是個(gè)泡沫”;還有的指出“中國(guó)人均占有土地和水資源的數(shù)量遠(yuǎn)遜于美國(guó)”，所以美國(guó)能開采頁(yè)巖氣不等于中國(guó)也能開采頁(yè)巖氣……記者迫切想知道的是:頁(yè)巖氣，究竟能給中國(guó)能源帶來(lái)什么?　我國(guó)發(fā)展頁(yè)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(yè)巖氣田采訪。在涪陵的武陵大山里，新時(shí)期“能吃苦、善總結(jié)、要爭(zhēng)氣、敢創(chuàng)新”的“鐵人”們，全力以赴向地下“索氣”，跨過(guò)了那一個(gè)個(gè)原來(lái)看似中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)難以邁過(guò)的坎。

　　“從毛細(xì)血管抽血，難”

　　涪陵，這座被長(zhǎng)江和烏江擁抱的江城，過(guò)去因榨菜為人們所熟知?，F(xiàn)在，隨著頁(yè)巖氣進(jìn)入商業(yè)開發(fā)，涪陵又亮出了一張新名片———頁(yè)巖氣?！俺?lái)涪陵，福氣來(lái)臨”，這句涪陵區(qū)的旅游宣傳口號(hào)，名副其實(shí)。

　　出涪陵城區(qū)向東，不知?dú)v經(jīng)山路幾十道彎，記者來(lái)到了涪陵氣田的所在地焦石鎮(zhèn)。之所以叫“焦石”，因?yàn)檫@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(yè)巖氣公司基地，公司副經(jīng)理劉堯文接受了記者的采訪:“頁(yè)巖氣是一種清潔新能源。成分中甲烷含量超過(guò)98%，不含硫化氫等有害氣體;而且過(guò)去頁(yè)巖層只被看作天然氣的孕育層，從未被開發(fā)，是一種儲(chǔ)量巨大的新能源。”

　　其實(shí)國(guó)際上發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣，已有100多年的歷史。但這么優(yōu)質(zhì)的能源，一直沒(méi)有大規(guī)模開采，說(shuō)到底，還是技術(shù)上“難產(chǎn)”?！叭绻f(shuō)常規(guī)天然氣開發(fā)是從靜脈中采血，頁(yè)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(duì)頁(yè)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(yè)巖氣勘探轉(zhuǎn)向四川盆地及其周邊地區(qū)。2011年，中石化對(duì)四川盆地侏羅系和三疊系陸相烴源巖開展評(píng)價(jià)，仍未獲商業(yè)發(fā)現(xiàn)。

　　于是，中石化開始針對(duì)焦石地區(qū)的志留系龍馬溪組加強(qiáng)研究和勘探。此地處于四川盆地邊緣，過(guò)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(yè)巖層發(fā)育。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，該地區(qū)海相龍馬溪組頁(yè)巖層穩(wěn)定性好。2012年2月，在焦石鎮(zhèn)開鉆焦頁(yè)1HF井。2012年11月28日，在多方努力下，焦頁(yè)1HF井試氣獲日產(chǎn)20.3萬(wàn)立方米，這是中國(guó)石化頁(yè)巖氣勘探的重大突破。

　　“焦頁(yè)1HF井被稱為‘功勛井，，意義不言而喻，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因?yàn)樗幱谡麄€(gè)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(shí)離商業(yè)開發(fā)還很遙遠(yuǎn)?！眲蛭恼f(shuō)，“要實(shí)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(gè)井變成一片井，，究竟能否實(shí)現(xiàn)?”

　　同年12月，劉堯文受命來(lái)到焦石，成為技術(shù)負(fù)責(zé)人。

　　當(dāng)時(shí)，我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)處于無(wú)技術(shù)、無(wú)理論、無(wú)人才、無(wú)設(shè)備的困境?！?013年初，我一直在煎熬中度過(guò)。給了20億投資來(lái)到焦石，要是出不了氣，該怎么辦?　那時(shí)，‘白加黑，、‘五加二，是常有的事。那年春節(jié)我也沒(méi)回家，兒子高考我關(guān)心得很少?！钡斓莱昵冢梃b前人的經(jīng)驗(yàn)，綜合國(guó)情特征，《涪陵地區(qū)龍馬溪組頁(yè)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(jì)

　　“當(dāng)時(shí)，到處都是質(zhì)疑我們頁(yè)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(duì)。”劉堯文說(shuō)。也許，所有的肯定，并不意味著沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)的樂(lè)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(shí)的現(xiàn)實(shí)抉擇，才有助于我國(guó)頁(yè)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(guò)的坎，就是“水惑”。水，貫穿頁(yè)巖氣開發(fā)始終。鉆井時(shí)，它是鉆井液的主要成分;壓裂時(shí)，它占?jí)毫岩旱?8%以上。但詬病頁(yè)巖氣開發(fā)前景的一大理由就是———“中國(guó)式水瓶頸”。我國(guó)的頁(yè)巖氣處于西部沙漠和南部深山，運(yùn)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(chǎng)附近的山區(qū)確實(shí)是較為普遍的現(xiàn)象。

　　缺水，那怎么發(fā)展頁(yè)巖氣?“頁(yè)巖氣開發(fā)耗水?　我覺得這里面有個(gè)誤區(qū)。沒(méi)錯(cuò)，每口氣井壓裂一次大概需要3—4萬(wàn)方水，按照200口井算，總耗水量最多可達(dá)800萬(wàn)方，乍看確實(shí)很多，但壓裂后的二三十年都無(wú)需耗水。如果和油氣行業(yè)做橫向的對(duì)比，現(xiàn)在很多老油田由于壓力問(wèn)題都在注水開發(fā)，年耗水量越來(lái)越大，有的油井甚至開采出來(lái)的成分95%的都是水，一個(gè)500萬(wàn)噸級(jí)的老油田，一年就遠(yuǎn)超一個(gè)頁(yè)巖氣田‘終生，的耗水量?！眲蛭恼f(shuō)，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(zhēng)水。

　　第二道必須邁過(guò)的坎是環(huán)保?！皬哪壳暗谌江h(huán)境監(jiān)督機(jī)構(gòu)中煤科工的監(jiān)測(cè)來(lái)看，水、土壤、空氣……所有的指標(biāo)都未因頁(yè)巖氣開發(fā)而發(fā)生變化?！备⒘觏?yè)巖氣公司思政部主任胡永杰告訴記者，公司“寧可慢一點(diǎn)，成本高一點(diǎn)，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(yè)4號(hào)平臺(tái)鋪設(shè)集氣支線之時(shí)，有村民反映附近有溶洞，施工人員立馬實(shí)地勘察，改變規(guī)劃，將施工場(chǎng)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(lái)的土塊、砂石將作業(yè)帶隔開。直到施工結(jié)束，溶洞沒(méi)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(huì)對(duì)地下水以及土壤造成威脅嗎?“對(duì)人類的影響微乎其微?！眲蛭牡幕卮鸪龊跤浾叩囊饬现?。他解釋說(shuō)，－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(gè)范圍往往是“小問(wèn)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(huì)使用油基鉆井液，即便有部分以柴油為主的殘存，也不會(huì)對(duì)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(lái)油屑向上滲怎么辦?“這個(gè)一般不可能?？λ固氐孛仓幌抻跍\層，深層可不是支離破碎的。既然頁(yè)巖氣能存得住，說(shuō)明儲(chǔ)氣層上方有一層堅(jiān)固的蓋層，氣都透不過(guò)，液體更難。”劉堯文說(shuō)，“如果沒(méi)有特別強(qiáng)烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)，至少需要上億年的時(shí)間，－2000米以下的深層殘存才有可能上移影響人類生存。”

　　第三道必須邁過(guò)的坎，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)。年前，在重慶舉行的中石化新聞發(fā)布會(huì)會(huì)場(chǎng)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(shuō):“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(guó)的鉆井油屑經(jīng)過(guò)處理后只能鋪路，而涪陵氣田對(duì)鉆井油屑處理后，將含油率降低到千分之三以下，比美國(guó)低了好多倍，竟然還能種蔬菜。

　　能做到這點(diǎn)，全仰仗“熱解析”技術(shù)。當(dāng)油屑進(jìn)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(jìn)入油水分離罐進(jìn)行油水分離，分成柴油和水后再循環(huán)利用，固體殘?jiān)鼊t輸送到堆渣池等待回收利用。

　　把地下頁(yè)巖層“壓裂”，再把頁(yè)巖氣抽出來(lái)，會(huì)不會(huì)引發(fā)地震?早幾年，就有建造水庫(kù)會(huì)引發(fā)地震的議論。“這種擔(dān)心可以理解。因?yàn)檫M(jìn)去的水、出來(lái)的油氣，壓力不平衡，但流出的壓力肯定大于進(jìn)去的壓力，”劉堯文希望大家不要過(guò)度恐慌。

　　“壓力不平衡帶來(lái)的一定是斷層或者塌陷嗎?我看很可能是壓實(shí)。再說(shuō)了，頁(yè)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(shuō)。

　　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(yè)1HF井。3年過(guò)去了，它每天仍在靜靜地抽取地層深處的頁(yè)巖氣。

　　“油田產(chǎn)量有一個(gè)遞減率，每年降低多少，那頁(yè)巖氣田呢?　當(dāng)時(shí)我們不知道，只能慢慢摸索，然后找尋一種更加經(jīng)濟(jì)、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(shuō)，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(shí)有每天20萬(wàn)方產(chǎn)量，給它配產(chǎn)為6萬(wàn)方，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間超過(guò)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(yè)6－2HF井，全面放開，最高峰日產(chǎn)30萬(wàn)方，但到現(xiàn)在降為20萬(wàn)方以下。兩相比較下來(lái)，放開可控性差，配產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益更高。

　　如果說(shuō)選擇配產(chǎn)是為了開源，節(jié)流又如何進(jìn)行呢?“單井成本最高時(shí)近億元，現(xiàn)在已經(jīng)降低了20%，為7000多萬(wàn)元。‘大慶精神，在油氣工作者身上代代相傳，新時(shí)代的‘鐵人，們‘能吃苦、善總結(jié)、要爭(zhēng)氣、敢創(chuàng)新，。是他們實(shí)現(xiàn)了‘頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)的中國(guó)化，?！眲蛭恼f(shuō)。

　　頁(yè)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(guó)尚未掌握。

　　“國(guó)外擺明了卡著脖子欺負(fù)你，你越是無(wú)法掌握的技術(shù)，他們賣得越貴。有時(shí)不僅僅是貴，美國(guó)的頁(yè)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(guò)不了隧道，要么就是裝備超寬無(wú)法展開。可別人越是覺得我們不行，我們就越得為國(guó)家爭(zhēng)口氣。寧可少活20年，拼命也要拿下這技術(shù)?！苯鬼?yè)59號(hào)平臺(tái)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(shuō)，“那就是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3000型壓裂機(jī)組，有了它，我們用壓裂液制造80兆帕左右的高壓，壓出頁(yè)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(lái)后，頁(yè)巖氣就出來(lái)了。這一段打通了，再壓縫外的另一段?！?/p>

　　“不說(shuō)大型的壓裂機(jī)組，光一個(gè)小小的橋塞，過(guò)去國(guó)外賣20萬(wàn)元一個(gè)，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)的一個(gè)2萬(wàn)元，一口井需要20多個(gè)，這就省下300多萬(wàn)元?！眲蛭恼f(shuō)。

　　“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(jìn)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(jìn)行了有效的創(chuàng)新。地上的“井工廠”平臺(tái)不僅有帶輪軌的單線移動(dòng)的滑軌式，還有可以像“機(jī)器人長(zhǎng)腿”一樣的四面八方都可以行動(dòng)的步進(jìn)式。在地下則形成交叉步井，把原本單向的水平井無(wú)縫連接起來(lái)，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(shí)間比預(yù)期提前了很多;在投入巨大、氣價(jià)不高的情況下實(shí)現(xiàn)效益開發(fā)，簡(jiǎn)單說(shuō)就是可以賺錢了;理論、技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主化，裝備上實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化;培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的頁(yè)巖氣開發(fā)團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)被很多國(guó)家邀請(qǐng)前去交流?！俺掷m(xù)生產(chǎn)、穩(wěn)定高產(chǎn)、由點(diǎn)到面，最初的三大困惑迎刃而解?！?/p>

　　隨著我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)進(jìn)入商業(yè)化階段，最艱難的探索期已經(jīng)過(guò)去。不過(guò)，未來(lái)的路依舊滿是荊棘。

　　“整個(gè)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(jìn)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(jià)格的大幅度下跌。油價(jià)、煤價(jià)下跌，頁(yè)巖氣甚至天然氣的需求受到影響?！眲蛭恼f(shuō)，“但頁(yè)巖氣開發(fā)具有戰(zhàn)略意義，我們肯定會(huì)繼續(xù)下去。未來(lái)，我們必須進(jìn)一步創(chuàng)新技術(shù)，壓縮成本，并繼續(xù)尋找一個(gè)能為頁(yè)巖氣生產(chǎn)者和經(jīng)營(yíng)者帶來(lái)更多效益的商業(yè)模式?！?/p>