重慶涪陵頁巖氣田勘探開發(fā)紀(jì)實

1、抽出 “棉被 ”里的新能源 重慶涪陵頁巖氣田勘探開發(fā)紀(jì)實本報記者王建新冉永平李堅人民日報（2014年 05月 18日 02版）焦石壩，重慶涪陵區(qū)一個山區(qū)小鎮(zhèn)。在這里，我國第一口實現(xiàn)規(guī)?；⑸虡I(yè)化生產(chǎn)的頁巖氣井誕生，被命名為 “頁巖氣開發(fā)功勛井”。今年 3 月 24 日，中國石化正式宣布，計劃在2017 年把涪陵頁巖氣田建成國內(nèi)首個年產(chǎn)能100 億立方米的頁巖氣田，相當(dāng)于一個1000 萬噸級大型油田。重大突破頁巖氣田進(jìn)入商業(yè)開發(fā)在中國石化勘探南方分公司巖芯庫，保存著一筒采自焦頁1HF井3000多米深處的深灰色頁巖。“在焦石壩地底下，這些頁巖就像一床大棉被，包裹著豐厚的頁巖氣?！狈止镜刭|(zhì)專家夏維

2、書說。撕開這床大棉被的“第一鉆 ”在 2012 年 2 月 14 日晚 8 時開鉆。11 月 28 日，一個振奮人心的消息從焦石壩傳來：焦頁 1HF井當(dāng)天鉆獲20.3萬方高產(chǎn)頁巖 氣，這標(biāo)志著我國第一口實現(xiàn)規(guī)?；?、商業(yè)化生產(chǎn)的頁巖氣井誕生了。頁巖氣是一種重要的非常規(guī)天然氣，被認(rèn)為是繼常規(guī)天然氣之后，又一種可以大規(guī)模開發(fā)的優(yōu)質(zhì)清潔能源。近年來，全球特別是北美地區(qū)，頁巖氣開發(fā)步伐明顯加快。美國由于頁巖氣的大規(guī)模開采，甚至可能從油氣輸入國變?yōu)橛蜌廨敵鰢?。在我國，常?guī)天然氣儲量有限，而頁巖氣儲量相對豐富。頁巖氣如果能得以大規(guī)模開發(fā)，對緩解我國天然氣緊張局面、降低天然氣對外依存度意 義重大。2011 年

3、，我國將頁巖氣列為獨立礦種；2012 年，出臺頁巖氣發(fā)展規(guī)劃（ 20112015年）；2013年，國家能源局正式批準(zhǔn)涪陵頁巖氣田為國家級頁巖氣產(chǎn)能建設(shè)示范區(qū)。繼焦頁1HF井后，環(huán)繞其周邊數(shù)公里區(qū)域內(nèi)，幾口評價井也相繼部署開采。2013年7月2日，焦頁13HF井投產(chǎn)，測試產(chǎn)量20多萬方/日；9月29 日，焦頁62HF井投產(chǎn)，測試產(chǎn)量達(dá)35萬方/日；10月9日，焦頁82HF井 投產(chǎn)，測試產(chǎn)量再創(chuàng)新高，達(dá)55 萬方 /日。“到這時，我們已吃上了定心丸：焦石壩區(qū)塊頁巖氣藏不是一點，而是一片；這里不僅有頁巖氣，而且是高產(chǎn)氣藏?！苯瓭h油田涪陵工區(qū)項目部經(jīng)理習(xí)傳學(xué)說。截至今年5 月 17 日，在涪陵頁巖氣田

4、280 平方公里一期產(chǎn)建區(qū)，已開鉆頁巖氣井82 口，完鉆47 口，投產(chǎn)27 口，平均單井日產(chǎn)氣11 萬方以上。今年內(nèi)，該區(qū)域?qū)⒁?guī)劃投產(chǎn)100 口井左右?！案⒘觏搸r氣田進(jìn)入商業(yè)開發(fā)，是我國頁巖氣開發(fā)的重大突破?！睒I(yè)內(nèi)專家指出，我國頁巖氣資源潛力大、分布面積廣、發(fā)育層系多，一旦形成產(chǎn)能，將對滿足我國不斷增長的能源需求、促進(jìn)節(jié)能減排、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安 全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。技術(shù)創(chuàng)新讓頁巖氣掙脫束縛科學(xué)界有句話叫“上天容易入地難”。油氣開發(fā)，離不開先進(jìn)理論、技術(shù)和設(shè)備的支撐。頁巖致密度高、孔隙小、滲透率低，一般頁巖氣散失比常規(guī)油氣難得多。這是否意味著找到優(yōu)質(zhì)頁巖，就一定富集頁巖

5、氣？南方分公司勘探團(tuán)隊通過無數(shù)次試驗和實踐發(fā)現(xiàn)，與北美相比，我國南方地區(qū)頁巖氣形成、富集、保存有一定差異性。分公司總經(jīng)理郭旭升形象地說，北美地質(zhì)條件穩(wěn)定，地表平整，就如一個光滑大盤子；而我國南方地質(zhì)條件復(fù)雜，則如這個盤子摔碎在地上，還被踹一腳，碎片更凌亂。在這種地質(zhì)條件下，即使存在優(yōu)質(zhì)頁巖，如果保存條件不好，頁巖氣也會慢慢流失。保存條件如何判定？他們提出：良好的地質(zhì)儲藏條件、適中的埋深、遠(yuǎn)離 開啟斷裂等是保存關(guān)鍵。近年來，南方分公司又摸索出一整套“甜點 ”預(yù)測技術(shù)，建立了一系列核心參數(shù)判別標(biāo)準(zhǔn)，可準(zhǔn)確識別頁巖層分布、厚度、埋深、含氣性等特性?！袄眠@套技術(shù)，已成功捕捉到焦石壩區(qū)塊89 米厚頁巖

6、體，并確定了其中38 米厚優(yōu)質(zhì)頁巖層位置。”找氣難，開采也難?！俺Ｒ?guī)油氣儲存在砂巖或灰?guī)r中，孔隙大，滲透率高，一口井打下去，油氣就往外冒。頁巖氣隱藏于致密的頁巖層，孔隙微細(xì)到以納米計量。 ”江漢涪陵頁巖氣分公司副經(jīng)理劉堯文感慨， “如果將常規(guī)油氣開采比作靜脈采血，那頁巖氣開采就是毛細(xì)血管采血，一個字，難！”頁巖革命出現(xiàn)，得益于兩項關(guān)鍵技術(shù)，一是水平鉆井，二是分段壓裂。記者在焦石壩現(xiàn)場了解到，鉆頭先從地表垂直向下鉆，找到頁巖層后，折個彎，再沿頁巖層水平穿行，可長達(dá)一兩千米，大大擴(kuò)展采氣面。更關(guān)鍵的技術(shù)是分段壓裂。在幾乎“密不透風(fēng) ”的頁巖中，頁巖氣極難流通，必須通過外力將大體量壓裂液壓注進(jìn)鉆井，

7、擠壓井壁四周巖體使其碎裂，夾帶在壓裂液中的細(xì)砂進(jìn)入裂縫，支撐起一條條四通八達(dá)的通道，讓油氣釋出。為實現(xiàn)最佳壓裂，一方面需加大外力強(qiáng)度，我國自主研發(fā)的3000型壓裂車已在焦石壩正式投用，每分鐘能將14 方左右壓裂液注入鉆井，達(dá)到了世界壓裂裝備領(lǐng)先水準(zhǔn)。另一方面則是縮小每一次的壓裂面，需將數(shù)千米長的水平井分段隔離進(jìn)行壓裂。“我們已完全掌握最核心的長水平井分段壓裂技術(shù)，可以建成暢通的氣流，高速路？。”劉堯文說，焦頁124HF井成功完成了長2130米水平井、 26 段超大型壓裂，創(chuàng)造了國內(nèi)井段最長、分段數(shù)最多、單井液量最大等新施工紀(jì)錄。時代精神激發(fā)巨大能量自進(jìn)入井場以來，江漢鉆井一公司西南分公司707

8、65JH鉆井隊隊長瞿強(qiáng)梁就沒睡過一個安穩(wěn)覺?！敖衲赀^年沒空回家，老婆就帶著孩子來井隊陪我，可那一段我整天呆在井場，根本顧不上他們，走的時候也沒送。去年老婆動手術(shù)，我也沒能陪在她身邊?！闭f話間，這位石油漢子揉了揉眼睛。奮斗、忘我、奉獻(xiàn)、拼搏這些代代傳承的崇高品質(zhì)和精神風(fēng)貌，依然閃耀在地質(zhì)和石油工作者群體中。新的時代，又為這些寶貴精神注入新的內(nèi)涵。比如科學(xué)精神。我國頁巖氣開發(fā)在2010年前后形成第一個熱潮，但實際效果并不理想，2012年開始進(jìn)入低谷，一度出現(xiàn)不少懷疑和悲觀的論調(diào)?？碧侥戏椒止卷搸r氣項目部主任魏志紅說，早在上世紀(jì)70 年代，這里就曾開展過天然氣勘查，2000年又進(jìn)行過二維地震勘測，

9、2006年開展了構(gòu)造評價研究。 “對所有這些，包括挫折與失敗，我們都一遍遍拿來咬爛嚼碎，消化吸收。 ”為徹底摸清家底，專家和技術(shù)人員在野外和井場一呆就幾個月，開展實時跟蹤研究，終于找到了南方地區(qū)頁巖氣形成的條件和分布規(guī)律。再比如生態(tài)理念。焦石壩區(qū)塊屬喀斯特地貌，地下多溶洞暗河。為最大限度降低污染，勘探開采隊伍對近地表暗河、溶洞分布情況進(jìn)行精確勘測，按照既滿足地質(zhì)條件又避開暗河溶洞要求確定井位；鉆進(jìn)過程中，中淺層鉆井采用清水鉆進(jìn)；鉆過地下水層后，用套管將水層嚴(yán)密封固與空氣鉆、泡沫鉆相比，清水鉆要慢一點。但寧可慢一點、穩(wěn)一點，也不能污染環(huán)境。”江漢鉆井公司西南分公司副經(jīng)理熊禮方說。展望未來510

10、年形成價值4000 億元的產(chǎn)業(yè)鏈焦石壩的突破如何變成中國頁巖氣開發(fā)的突破？明確資源量并向儲量轉(zhuǎn)化，以及核心技術(shù)自主化，是決定因素。郭旭升告訴記者，下一步他們將按照三個層次繼續(xù)擴(kuò)大頁巖氣儲量規(guī)模：“戰(zhàn)略展開 ”焦石壩所在的川東南，持續(xù)落實有利含氣面積；“戰(zhàn)略突破 ”川東北和川西南，開辟新陣地；“戰(zhàn)略準(zhǔn)備 ”外圍區(qū)域，優(yōu)選有利勘探區(qū)。焦石壩實戰(zhàn)，也推動我國頁巖氣資源評價、工藝技術(shù)體系實現(xiàn)突破，并在裝備研發(fā)制造特別是國產(chǎn)化上取得重大進(jìn)展。以此為基礎(chǔ)，探索和建立一套適合我國頁巖氣開發(fā)的自主核心技術(shù)，將有力支撐和加快推動我國頁巖氣戰(zhàn)略實施。記者在焦石壩看到，世界最前沿的“井工廠 ”技術(shù)模式已投入運用，工

11、作人員正有條不紊實施“同平臺交叉壓裂 ”作業(yè)，以往都是單口井一段一段實施壓裂，現(xiàn)在兩口井同時交叉作業(yè)，不僅時間節(jié)約一半，還可使裂縫網(wǎng)絡(luò)生成更復(fù)雜，效果更好。3 月 1 日，中國石化與重慶市簽署關(guān)于涪陵頁巖氣開發(fā)利用戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方建立合作協(xié)調(diào)工作機(jī)制，共同努力將重慶開辟成全國頁巖氣主戰(zhàn) 場。距焦石鎮(zhèn)20 公里的重慶建峰工業(yè)集團(tuán)最早嘗到甜頭。2013 年 9 月，頁巖氣通到建峰，兩個月后，建峰第二套裝置全部用上頁巖氣，每天使用量達(dá)150 萬方。 “現(xiàn)在供氣充足，生產(chǎn)線可滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，每噸產(chǎn)品成本降低約10%。 ”集團(tuán)副總經(jīng)理周召貴說。依托頁巖氣開發(fā)，重慶已出臺頁巖氣裝備制造相關(guān)政策，全力引進(jìn)壓裂、鉆采