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中國頁巖氣:從“空白”到“亮彩”

西南油氣田蜀南氣礦瀘州採氣作業區管道工程師 嚴芩

時間:2019-06-10來源 : 中國網作者 : 嚴芩

摘要:嚴芩是西南油氣田分公司蜀南氣礦的一名現場工程師,來自中國第一口頁巖氣井誕生的地方。到目前為止,川南頁巖氣累計産氣超過140億立方米,日産量突破2000萬立方米大關,可保證4000萬個家庭的日用氣需求。

以下為演講節選:

我們的大自然是這樣鬼斧神工,奇妙無窮。浩瀚星空可以仰望,寬廣大地可以俯瞰,唯獨地下寶藏難以直接探訪。

在我國川南地區地下幾千米的地方,儲存著豐富的天然氣資源,分為常規氣和非常規氣兩種。頁巖氣就是非常規氣中的老大哥。頁巖是生成大部分油氣的母岩,經過複雜的地質運動,其中30%-50%的油氣“搬家”到其他岩層中形成常規氣藏,它們往往集聚程度較高,就像儲存在糧倉中的糧食;剩下的50%-70%的油氣則被困在了呈條帶狀的“老家”頁巖層中,分佈範圍廣,就像散落在田間的谷粒兒。目前,我國頁巖氣資源量位列世界第一,川南佔到了我國的三分之一。

頁巖氣資源雖然豐厚,但開採難度極大。有多大呢?打個比方,好比一本書,頁巖氣儲存在頁巖中,頁巖的形狀就像每頁紙一樣,有一層一層的紋理,同時它又極其緻密,像一塊嚴絲合縫的鋼板,它的儲存空間僅僅只有頭髮絲的六百分之一。而且,頁巖氣在頁巖中的流動能力非常差,就像凝固在水泥中的水一樣幾乎很難流動,可想而知它的開採難度有多麼的大。

那麼問題來了,既然這樣,為什麼我們還要大費周章地去開發頁巖氣呢?

這裡有一組數據:近年來,我國常規氣新增優質規模儲量佔比從“十五”期間78%下降到“十二五”期間41%,天然氣對外依存度不斷攀升,2018年達到45%,超過日本成為世界上最大的天然氣進口國。為保障國家能源安全,頁巖氣作為油氣勘探領域的處女地,卻是天然氣增儲上産最現實的資源、中國未來天然氣增量的主要來源,即使開採難度再大,我們還得把這塊兒硬骨頭啃下來。

我們知道,美國花了30年時間實現了頁巖氣大規模的工業開採,擁有成熟的技術經驗,引領著全球頁巖氣革命的浪潮,也因此成為世界重要的天然氣出口國。但和北美相比,四川盆地地質構造更加複雜,加之我國地面山高坡陡,人口稠密,施工難度大,美國經驗我們不能照搬照用,必須結合實際,積極探尋川南頁巖氣勘探開發的“中國良方”。

2006年,我們在國內率先開展頁巖氣地質綜合評價,歷經三年的摸索,建立了本土化的評價方法。2010年,我們在四川威遠打成了中國第一口頁巖氣直井評價井,發現了兩套最有利的頁巖氣勘探開發層係,獲得了工業氣流,實現了從無到有的突破。

如果説直井幫我們發現了頁巖氣藏身的這個點,實現了零的突破;那麼水準井技術的運用則實現了量的跨越。水準井就是直井段打到一定深度後,定向拐個彎兒,順著頁巖層水準鑽進,鑽出一個成人胳膊一般粗,長1500米左右的通道,再通過水力壓裂使頁巖産生微小的裂縫,形成了一條條寬敞的“高速公路”,讓頁巖氣沿“高速公路”跑到水準井段,一路到達地面。實踐證明,水準井産量約為直井産量的10倍以上。

為此我們開展了水準井鑽井和水力壓裂先導試驗,2011年打成了我國第一口頁巖氣水準井,突破了工藝技術關;2012年在長寧地區打成了我國第一口具有商業開發價值的頁巖氣水準井,突破了商業開發關;2019年初,在四川瀘縣鑽獲了中國第一口超百萬立方米頁巖氣井,深層頁巖氣攻關取得重大突破。

從一片空白到商業開發,用了7年時間;建設國家級頁巖氣示範區,只用了3年時間。短短十余載,我們創造了頁巖氣勘探開發二十余項全國第一,創新形成了“水準井組工廠化作業”等六大關鍵技術,形成了“地質工程一體化提高産量方法”等一批自主智慧財産權,實現了頁巖氣開採關鍵工藝和工具的國産化,發明瞭15項國家專利。

到目前為止,川南頁巖氣累計産氣超過140億立方米,日産量突破2000萬立方米大關,可保證4000萬個家庭的日用氣需求。每天,上百台鑽機、上萬名石油人在這裡大集結大會戰,川南已成為國內最大的頁巖氣生産基地。

未來,在頁巖氣開發的新長征路上,我們將按照國家能源戰略發展規劃,一如既往在頁巖氣資源發現、提速提效、規模上産等方面持續攻關,為國家提供更多的頁巖氣資源,讓綠色能源匯入美麗中國的磅薄樂章。(大慶油田新媒體中心供圖)

(責任編輯:君君)
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