650億!涪陵氣田新突破
——探訪我國首個商業開發頁巖氣田
涪陵，因榨菜而聞名，卻又不止榨菜。
12年前，中國石化在涪陵焦石壩實現頁巖氣勘探重大突破，拉開了我國頁巖氣商業開發的序幕。我國也由此成為北美以外首個實現頁巖氣商業開發的國家。
近日，涪陵氣田累計產量突破650億立方米，潔凈、高效的頁巖氣從幾千米深的頁巖層中被“榨”出，“搭乘”川氣東送管道，進入沿線千家萬戶。
650億立方米是什么概念?按照一個家庭每天消耗0.5立方米的天然氣計算，可滿足約1.3億個家庭使用一年。
從零起步，帶動我國頁巖氣開發技術加速駛入快車道，涪陵頁巖氣田是如何實現持續穩產上產，成為頁巖氣開發“中國樣本”的?近日，記者走進涪陵，尋找答案。
初探，靠自主研發
盛夏時節，記者來到重慶市涪陵區焦石鎮的焦頁1HF井。井站掩映在綠意蔥蘢中，站前立著一塊黑色頁巖，上面刻印著醒目的紅色字體——中國石化涪陵頁巖氣開發功勛井。現場工作人員說，“功勛”二字意義重大——
2012年11月28日，焦頁1HF井放噴測試獲高產工業氣流，實現我國頁巖氣勘探的重大突破。次年，焦頁1HF井投產外銷，正式拉開我國頁巖氣商業開發的序幕，并生產至今。
▲“頁巖氣開發功勛井”碑石
“截至去年底，該井累產超過1.6億立方米，目前仍然保持每天產氣1萬立方米。”焦頁1HF井管理人員告訴記者。
涪陵頁巖氣田穩產上產氣井遠不止焦頁1HF井。截至目前，氣田已累計部署立體開發調整井超500口，累計探明儲量近9000億立方米。
“如果把開采常規天然氣比作在靜脈中采血，那么開發頁巖氣就如同直接從毛細血管中采血。”中國石化江漢石油工程公司相關負責人形象比喻。
頁巖氣是一種非常規天然氣資源，以游離態或吸附態賦存于泥頁巖之中，開采時需要將頁巖壓碎，氣體才能通過空隙或裂縫逸出，是業界公認的世界級難題，其中水平井鉆井和壓裂技術尤為關鍵。
美國的“頁巖氣革命”就是一場由水平井鉆井和壓裂技術創新驅動的能源產業變革。
據中國石化所供資料顯示，我國頁巖氣可采資源量為31.57萬億立方米，高于美國的24萬億立方米，居世界首位。但由于地質、技術到環保等多方面的挑戰，我國頁巖氣勘探開發的難度遠高于美國。
“勘探開發初期，我們可以說是‘四無’——無經驗、無技術、無設備、無人才，很多員工都是第一次聽說‘頁巖氣’。”涪陵頁巖氣技術人員回憶道。
犯其至難而圖其至遠——
為解決“缺經驗”的難題，曾借鑒北美經驗，實施頁巖氣探井百余口，卻均未獲得實質性發現。在此背景下，中國石化創新提出“二元富集理論”，部署實施了焦頁1HF井，通過精確的目標識別和優化的鉆井壓裂技術，成功實現了頁巖氣的商業開采。
為攻破“無技術”“無設備”的關卡，曾受制于國外設備只租不賣，不但成本高昂，還要面臨供貨周期長、維保困難等一系列問題。為打破這一局面，中國石化集中資源攻克關鍵核心技術，成功實施國內首個“瘦身井”鉆井、頁巖氣井井筒重建重復壓裂等，促進了頁巖氣開發關鍵裝備和配套工具的國產化。
工作人員給記者算了一筆賬：1立方米進口壓裂液約200余元，國產化后只要20余元;1個進口橋塞約20萬元，國產化后僅2萬元，反過來銷往國外。
“在工具、裝備、材料等各方面實現國產化，我們不但掌握了鉆探的主動權，開發成本也得到大幅降低。”中國石化石油工程公司鉆井工程管理部副經理任立偉驕傲地說。
進擊，靠立體開發
與常規天然氣相比，頁巖氣滲透率低，開采難度大，產量遞減速度快。如何實現頁巖氣長期穩產高效開發，是一個世界級難題。
▲在涪陵頁巖氣田焦頁1HF功勛井平臺拍攝的頁巖標本
2017年，涪陵頁巖氣田焦石壩區塊在穩產3年后，產量開始下降。
“這是油氣資源最富集的老區，還有沒有進一步挖潛的空間?”科研人員在開發新區的同時，把目光再次投向焦石壩區塊——
“過去，我們把焦石壩區塊89米厚的頁巖當作一套氣層來對待，認為對下部氣層進行壓裂改造，就能一次性‘撕’開巖層，把資源全部‘吃’到。”江漢油田涪陵頁巖氣公司技術中心工程師葛蘭說，隨著深入了解國內外相關技術、部署分層開發評價井后，科研人員改變了原有認識——89米厚的頁巖不同部位應力存在差異，以往壓裂沒有改造到的地方仍有剩余資源。
“假設油氣資源在一棟樓房里，過去只把一樓房間的開采了，但一樓的過道和二樓、三樓還有很多資源尚未開采。”葛蘭形象地比喻道。在新認識指導下，江漢油田把過去開發“一層樓”，變成立體開發“三層樓”。
得益于立體開發模式，截至目前，涪陵氣田焦石壩區塊整體采收率提高到23.3%，相比2013年開發初期翻了一番。
除了焦石壩區塊，白馬等新區也實現了立體開發模式初步應用。目前，涪陵頁巖氣田已累計部署立體開發調整井超500口，日貢獻氣量占氣田總產量的60%以上，焦石壩區塊儲量動用率達到100%，三層立體開發區采收率提高至44.6%。
示范，為穩產上產
在涪陵區白濤街道油坊村，有一座涪陵頁巖氣公司的頁巖氣產出水處理站。它是我國首個頁巖氣產出水處理工程，每天能處理頁巖氣開采過程中的產出水2400立方米。為此，配套建有15座收集泵站和50千米長的產出水收集管網。
記者在現場看到，井底積液通過分離過濾，處理為合格的產出水，排入烏江;產出水中的氯化物等物質被蒸汽蒸發，濃縮加工成工業鹽，作為副產品外銷。
▲由產出水濃縮加工成的工業鹽被打包好
“四周都是農田、魚塘，不能讓一滴未處理過的產出水溢出。”現場工作人員告訴記者，氣田產出水回收利用率可達100%······
▲工作人員展示處理合格的產出水
產量從0到100億立方米，涪陵頁巖氣田用了4年;從100億立方米到650億立方米，用了近6年，這意味著氣田發展駛入快車道，走出了一條體制先進、技術自主、裝備國產、環境友好的特色之路。
創新集成頁巖氣高效開發六大核心技術體系，首創我國頁巖氣立體開發技術，制定158項頁巖氣勘探開發標準和規范，取得200件國家專利授權······
先行者必然先遭遇挑戰，也正是這些挑戰造就了經驗。
今年4月11日，經國家能源局批準，由中國石化江漢油田牽頭制定的《頁巖氣開發調整方案編制技術要求》行業標準已正式實施。
作為我國首個針對頁巖氣立體開發的行業標準，主要參考涪陵頁巖氣田立體開發經驗編撰而成，將有效助力我國實現頁巖氣的持續高效開發。
面對持續突破的成績，勘探開發人員仍然能夠想起——12年前，我國頁巖氣商業開發的第一串火苗躥出焦石地面，騰空而起，以一只展翅高飛的“火鳳凰”舞動在巴渝上空，百年榨菜之鄉的“榨”字與頁巖氣相勾連。此后，我國頁巖氣開發在探索中突圍，在砥礪中奮起，正向著更加廣闊的未來大步流星。
