能源跨越之路（十二、頁巖氣開發(fā)的“涪陵樣板”）

　　時間是標(biāo)注前進步伐的刻度。

　　2017年，是中國石化涪陵頁巖氣田建成年產(chǎn)能100億立方米大氣田的決勝之年，相當(dāng)于建成一個千萬噸級的大油田。

　　自2013年9月，涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)得到國家能源局正式批準(zhǔn)以來，我國已成為繼美國、加拿大后，世界上第三個實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)的國家?？碧介_發(fā)技術(shù)躍居世界前列，一些理論和技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。不僅對加快我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，緩解我國中東部地區(qū)天然氣市場供應(yīng)壓力，加快節(jié)能減排和大氣污染治理具有重要意義，還為未來我國頁巖氣開發(fā)提供了“涪陵樣板”。

　　撬開地下“寶庫”，資源底氣足

　　有資源方能有底氣。7月4日，國土資源部油氣儲量評審辦公室審查通過，中國石化涪陵頁巖氣田新增探明地質(zhì)儲量2202.16億立方米，累計探明地質(zhì)儲量超過6000億立方米！預(yù)計年底將建成產(chǎn)能100億方，相當(dāng)于建成一個千萬噸級大油田。

　　近年美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展改變了其能源消費結(jié)構(gòu)，降低了其對能源的外部依賴，實現(xiàn)了能源自給。同樣，頁巖氣勘探開發(fā)對我國能源變革也具有重要意義。我國天然氣在一次能源消費占比僅為6%左右，遠(yuǎn)低于世界24%的平均水平，對外依存度也已超過30%，大規(guī)模頁巖氣田的發(fā)現(xiàn)無疑將大幅提升我國天然氣自給能力。

　　其實，2008年中國石化就開始涉足頁巖氣領(lǐng)域研究，試圖找出保存頁巖氣的“大糧倉”——有利勘探區(qū)，但囿于地質(zhì)認(rèn)識和技術(shù)裝備等條件，一直未有實質(zhì)性進展。直到2012年11月，中國石化部署在涪陵焦石壩地區(qū)的焦頁1HF井試產(chǎn)高產(chǎn)氣流，實現(xiàn)中國頁巖氣勘探重大突破，至此，以焦頁1HF井獲得商業(yè)頁巖氣為標(biāo)志，中石化乃至中國頁巖氣取得了歷史性突破，從此資源儲量不斷有新發(fā)現(xiàn)，深埋地下“寶庫”中的頁巖氣被一點點開掘出來。

　　這些可以從數(shù)據(jù)和事實窺探一二：

　　2013年9月，國家能源局批準(zhǔn)設(shè)立“重慶涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)”。

　　2014年4月，國土資源部宣布設(shè)立“重慶涪陵頁巖氣勘查開發(fā)示范基地”。

　　2014年3月，中國石化在香港宣布，我國首個大型頁巖氣田提前建成進入商業(yè)開發(fā)階段，并計劃2017年建成年產(chǎn)能100億立方米的頁巖氣田。

　　2015年底涪陵頁巖氣田順利完成一期50億方年產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)。

　　2016年，涪陵頁巖氣田累計建成產(chǎn)能70億方。

　　業(yè)內(nèi)專家指出，涪陵頁巖氣田三年勘探、三年開發(fā)，順利建成50億方產(chǎn)能，成為世界第二大頁巖氣田。以“中國速度”創(chuàng)造了頁巖氣開發(fā)的“涪陵樣板”，展示出我國頁巖氣勘探開發(fā)的良好前景。

　　如今，涪陵頁巖氣田已成為中國石化“氣化長江經(jīng)濟帶”行動的重要基礎(chǔ)。通過川氣東送管道，源源不斷地為長江經(jīng)濟帶提供清潔能源。目前涪陵頁巖氣已惠及6省70多個大中型城市。累計供氣118億立方米，日銷售頁巖氣1640萬立方米，可滿足3280萬戶居民每日用氣需求。

　　破解世界級難題，勘探開發(fā)技術(shù)開創(chuàng)先河

　　頁巖氣賦存于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附或游離狀態(tài)存在，是一種非常規(guī)油氣資源，勘探開發(fā)技術(shù)堪稱世界級難題。而且與北美頁巖氣田相比，中國南方海相頁巖氣層多具地表條件復(fù)雜、活動性強、埋藏深等地質(zhì)特點，從國外直接引進的技術(shù)在實際應(yīng)用中常常“水土不服”，技術(shù)問題一度成為中國頁巖氣發(fā)展的掣肘。

　　涪陵頁巖氣田的開發(fā)，在理論和技術(shù)上均開創(chuàng)國了頁巖氣勘探開發(fā)的先河。創(chuàng)新形成海相頁巖氣“二元富集”理論認(rèn)識、頁巖氣勘探開發(fā)評價技術(shù)、長水平井分段壓裂試氣、綠色勘探開發(fā)配套等技術(shù)體系，建立100多項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為我國頁巖氣大規(guī)模有效開發(fā)提供了經(jīng)驗。

　　水平井鉆井技術(shù)和壓裂技術(shù)是決定頁巖氣開發(fā)的關(guān)鍵。鉆機要從地面打到頁巖氣層，再在頁巖氣層水平穿行1000多米，鉆頭要在幾千米深的地層中找準(zhǔn)靶點，猶如鼴鼠在地下找糧洞。

　　地處崇山峻嶺中的焦石壩地區(qū)，地表條件復(fù)雜，溶洞多、暗河多、裂縫多，淺層氣多、地層出水，易發(fā)生井漏、井噴。水平井鉆井最難也是最關(guān)鍵的，就是要確保斜井段下靶點、水平段最終點均落在優(yōu)質(zhì)頁巖氣層上。鉆探焦頁1HF井時，由于沒有可靠的地震剖面和二維測線，井眼控制軌跡完全是“摸石頭過河”。

　　針對地質(zhì)的復(fù)雜性和難以預(yù)見性，技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)論證試驗，形成空氣鉆、泡沫鉆、清水鉆PDC+螺旋復(fù)合鉆等優(yōu)快鉆井技術(shù)系列，成功探索出優(yōu)化設(shè)計“三段式”井身結(jié)構(gòu)方案，長水平段定向技術(shù)以及油基泥漿體系下的固井技術(shù)，順利完成鉆井施工。

　　長水平段多級壓裂技術(shù)是非常規(guī)頁巖氣開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，從地質(zhì)研究到鉆完井、試氣集輸?shù)恼麄€施工過程中，壓裂是“臨門一腳”。江漢油田改變以往壓裂的思路和做法，摸索出適合焦石壩地質(zhì)特點的壓裂工藝，有力提升了壓裂質(zhì)量，撬開了“氣庫”大門。

　　為實現(xiàn)高效快速勘探開發(fā)，中國石化還創(chuàng)造性地利用國內(nèi)首臺輪軌式鉆機開展“井工廠”模式鉆井試驗，采用類似工程流水線的作業(yè)方式，優(yōu)化組合施工工序。

　　正是依靠邊實踐邊攻關(guān)，“摸著石頭過河”的理念，中國石化通過消化吸收、自主研發(fā)，已形成3500米以內(nèi)的頁巖氣勘探開發(fā)配套技術(shù)系列，為我國頁巖氣大規(guī)模商業(yè)開發(fā)提供技術(shù)借鑒。

　　自主研發(fā)，關(guān)鍵裝備均實現(xiàn)國產(chǎn)化

　　一個大氣田的發(fā)現(xiàn)，孕育、壯大的不只是一個企業(yè)，還是一個地區(qū)，一個產(chǎn)業(yè)，一條產(chǎn)業(yè)鏈。

　　由于我國非常規(guī)油氣勘探開發(fā)起步較晚，設(shè)備研制和開發(fā)相對滯后，一度也是制約我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙。為此，中國石化開始自主研發(fā)之路。涪陵頁巖氣田的成功勘探開發(fā)，從鉆井、測試到輸采，一系列關(guān)鍵裝備均已陸續(xù)實現(xiàn)國產(chǎn)化，不僅帶動了中國制造業(yè)的發(fā)展，更為頁巖氣低成本和規(guī)?；_發(fā)創(chuàng)造了新動力。

　　幾年來，國內(nèi)首臺步進式、輪軌式和導(dǎo)軌式鉆機、大功率3000型壓裂機組、連續(xù)油管作業(yè)車、帶壓作業(yè)車等大型裝備，以及螺桿、PDC鉆頭等鉆具組合和可鉆式橋塞等配套井下工具，實現(xiàn)了關(guān)鍵裝備和配套工具的國產(chǎn)化，打破國外壟斷，大批量投入現(xiàn)場應(yīng)用，為我國頁巖氣跨越式發(fā)展提供了有力支撐。

　　比如，中國石化自主研制成功的3000型壓裂車，滿足了“連續(xù)施工、大負(fù)載、長時間”的壓裂需求，確保在山區(qū)環(huán)境條件下能夠?qū)嵤┐笮蛪毫炎鳂I(yè)。設(shè)備各項指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求，技術(shù)水平、安全可靠性和自動化水平大幅提升，特別是高壓系統(tǒng)檢測設(shè)備、氣密封檢測設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)，為深層頁巖氣提供了壓裂裝備保障技術(shù)水平，有效實現(xiàn)了安全可靠性和自動化，代表了壓裂裝備技術(shù)世界先進水平，目前已在現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。

　　目前，中國石化頁巖氣商業(yè)開發(fā)已形成完善的上中下游產(chǎn)業(yè)鏈。作為涪陵頁巖氣下游應(yīng)用的企業(yè)，四川維尼綸廠是中國石化旗下唯一以天然氣為主要原料的生產(chǎn)化纖產(chǎn)品的企業(yè)。2016年，川維廠以頁巖氣為原料生產(chǎn)聚乙烯醇產(chǎn)品出口占國內(nèi)出口份額的50%以上，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷北美、歐盟、南美和亞洲等地的數(shù)十個國家和地區(qū)，深得國際國內(nèi)市場認(rèn)可和信賴。據(jù)當(dāng)?shù)卣y(tǒng)計，“涪氣”已拉動涪陵區(qū)GDP增長1.5個百分點。每開發(fā)一口頁巖氣井，就會給焦石鎮(zhèn)帶來20萬-50萬元收入。

　　值得一提的是，涪陵頁巖氣田形成了可復(fù)制、可推廣的頁巖氣開發(fā)模式。探索形成了油公司體制、市場化運作、自主化創(chuàng)新、項目化管理的開發(fā)建設(shè)模式，創(chuàng)新形成的理論、技術(shù)、管理體系，以及互利共贏的企地合作模式，初步實現(xiàn)了國內(nèi)首個頁巖氣示范區(qū)、示范基地的引領(lǐng)帶頭作用，為國內(nèi)頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有益借鑒。（文丨 吳莉）