石油裝備技術掀革新浪潮

當前，不斷攀升的新能源需求和日益增大的能源壓力，讓非常規(guī)油氣受到前所未有的重視。同時，非常規(guī)油氣的開采對石油裝備技術也提出了更高要求。“現(xiàn)在全球正在進行第三次能源轉換，誰掌握了主動權，誰就可以影響世界，甚至控制世界。”在近日舉行的第六屆國際石油產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨油氣開發(fā)熱點技術交流大會上，中石油政策研究發(fā)展戰(zhàn)略處處長唐廷川如是說。唐廷川所謂的第三次能源轉換，指的是非常規(guī)油氣等新興能源對傳統(tǒng)化石能源的代替。當前，不斷攀升的新能源需求和日益增大的能源壓力，讓非常規(guī)油氣受到前所未有的重視。同時，非常規(guī)油氣的開采對石油裝備技術也提出了更高要求。在與本屆論壇同期舉辦的第十四屆國際石油石化技術裝備展覽會上，記者也了解到，井工廠、連續(xù)油管等新興的石油裝備技術獲得了觀眾的普遍關注。在非常規(guī)油氣需求牽引下，石油裝備技術正在掀起一股革新的浪潮。非常規(guī)油氣地位上升能源的發(fā)展也有著自身的規(guī)律，即從高碳到低碳，從有形到無形。從能源的發(fā)展歷史來看，已經(jīng)歷經(jīng)了兩次轉換，即18世紀中葉的從薪柴到煤炭以及19世紀中葉的從煤炭到石油。前者推動了工業(yè)革命的發(fā)展，后者則成為了汽車工業(yè)發(fā)展的助推器。如今，高碳能源的使用，讓環(huán)境的承載能力迫近極限，全球正處于第三次能源轉換進程中，即非常規(guī)油氣等新興能源對傳統(tǒng)化石能源的代替。據(jù)唐廷川介紹，預計到2035年，全球天然氣消費量占能源消費量的比例將由現(xiàn)在的24%上升到29%，取代煤炭成為第二大能源。“天然氣的時代正在到來，非常規(guī)油氣及循環(huán)可再生能源的地位正日益突出。”唐廷川說。在天然氣的發(fā)展過程中，美國的頁巖氣革命不僅為本國的能源獨立作出了重要貢獻，對世界天然氣市場也產(chǎn)生了重要影響，引起了世界對非常規(guī)油氣的關注。數(shù)據(jù)顯示，2013年，美國頁巖氣產(chǎn)量已占本國天然氣總產(chǎn)量的44%。美國能源信息署的評估顯示，美國將有能力在2022年前成為天然氣凈出口國，并在2035年實現(xiàn)真正的能源獨立。我國也在不斷加快非常規(guī)油氣發(fā)展的腳步。中石化石油工程技術服務有限公司副總經(jīng)理劉汝山在論壇上介紹說，中石化頁巖氣勘探開發(fā)始于2009年，經(jīng)歷了選區(qū)評價、重點區(qū)塊評價、產(chǎn)能評價和產(chǎn)能建設四個階段，2013年已建成5億方產(chǎn)能，預計2015年將建成50億方產(chǎn)能，2020年則計劃建成200億方產(chǎn)能。降本增效的井工廠技術非常規(guī)油氣的快速發(fā)展，也帶動了石油裝備技術的革新和進步。以頁巖氣為例。頁巖氣的勘探開發(fā)投入高、產(chǎn)能低，因此，如何更加有效地鉆井、完井，縮短非作業(yè)時間和建井周期，成為石油公司共同的迫切需求。在上述背景下，井工廠開發(fā)模式被認為是更為經(jīng)濟可行的方案，并獲得了越來越多的認可。所謂井工廠技術，就是在一個平臺上集中進行鉆井、完井、壓裂等作業(yè)，以密集的井位形成一個開發(fā)“工廠”，以流水線的形式集中鉆井和壓裂，從而提高鉆井和壓裂時效，實現(xiàn)開發(fā)的集中管理。有業(yè)內(nèi)專家指出，正是由于井工廠開發(fā)模式大大提高了作業(yè)功效，降低了整體開發(fā)成本，提高了單井產(chǎn)能，才直接推動了北美頁巖氣的開發(fā)，并催生了美國頁巖氣革命的發(fā)生。而對于中國的非常規(guī)油氣開發(fā)而言，井工廠也有著重要的意義。我國很多頁巖氣有利區(qū)存在交通不便、水資源缺乏、井場選擇受限等問題。比如，劉汝山就表示，中石化頁巖氣區(qū)塊均在山區(qū)，地面條件復雜，壓裂施工車組擺放受限。而井工廠開發(fā)模式則將有效解決上述問題。據(jù)劉汝山介紹，中石化已將規(guī)?；搸r氣井工廠開發(fā)作為下一步工作安排的重點之一。“我們將通過加強鉆前和壓前評估，優(yōu)化井位布局及壓裂方案，統(tǒng)一建立區(qū)域性廠、站，并利用最小的從式井，實現(xiàn)鉆井開發(fā)井網(wǎng)覆蓋區(qū)域、設備利用的最大化。”劉汝山說。事實上，在我國的非常規(guī)油氣開發(fā)中，井工廠開發(fā)模式的優(yōu)勢已經(jīng)得到了體現(xiàn)。據(jù)記者了解，大慶鉆井一公司在開展水平井工廠化施工以來，完成致密油水平井13口，節(jié)約了上千萬元的成本。連續(xù)油管技術優(yōu)勢明顯除了井工廠技術，連續(xù)油管在非常規(guī)油氣發(fā)展方面也多有助益。所謂連續(xù)油管技術，就是使用連續(xù)油管、井下馬達以及定向工具來進行鉆井的作業(yè)。近年來，連續(xù)油管技術在低滲透、致密油氣、煤層氣等裸眼完井的油氣藏開發(fā)中得到了廣泛的應用。中石油咨詢中心教授孫寧在論壇上指出，連續(xù)油管技術具有占地面積小、作業(yè)人數(shù)少的優(yōu)勢。根據(jù)國外的經(jīng)驗，與用常規(guī)鉆井或修井設備相比，用連續(xù)油管可節(jié)約費用25%~40%。此外，在氣體鉆井方面，連續(xù)油管技術也具有較為明顯的優(yōu)勢。據(jù)孫寧介紹，在氣體鉆井過程中，如果采用的是非連續(xù)油管，往往需要“接單根”，而接的時候很容易漏氣，從而引發(fā)事故。如果采用連續(xù)油管技術，則可以實現(xiàn)氣體的整體循環(huán)，中間不需要有停頓，事故發(fā)生率也可以大大減少。在市場需求牽引之下，我國在連續(xù)油管技術方面也不斷取得新的進展。在本屆展會上，中國石油鉆井工程技術研究院自主研制的LG360/50型連續(xù)管作業(yè)機獲得了展品創(chuàng)新金獎，目前已經(jīng)在渤海灣等油氣田得到了實際應用。孫寧表示，雖然這還不是連續(xù)油管鉆機，但也是我國連續(xù)油管裝備自主技術能力的一個重大突破，說明我國已經(jīng)具備了生產(chǎn)連續(xù)油管鉆機的能力。“展望未來，圍繞持續(xù)提高單井產(chǎn)量、降低鉆井成本、提高采收率的目標，相信我國鉆井科技將攻克連續(xù)油管鉆井裝備和技術難關，打造一批鉆井利器，讓鉆井工程技術在非常規(guī)油氣勘探生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。”孫寧說。