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涪陵页岩气田日销售页岩气达1600万方澳门新浦京手机版:,公司页岩气规模开发关键工程技术实现

发布时间:2020-03-14 13:11    浏览次数 :

【机械网】讯  近日,国内页岩气商业化的舆论热度正在急速飙升。4月27日,央视播出《中国首个大型页岩气田进入商业开发》:中石化涪陵页岩气田现已打井63口,投产了23口,日产气量已达270万立方米,标志着我国大型页岩气田提前进入商业开发阶段;5月2日,央视《环球财经连线》推出了长达40分钟的页岩气专题节目,从世界能源格局、国内页岩气开发现状、商业化进程、潜在环保问题等多个层面对页岩气进行了深入的解读。  值得关注的是,以杰瑞集团为代表的高端国产钻完井压裂装备在作业现场广泛应用,充分展示了我国油气装备的最高水平。  装备技术均已全面突破  “过去我们认为中国的页岩气开发可能会至少启动要有十年时间,现在看,我们不需要那么长时间了”,中国石化董事长傅成玉表示,“我们无论是在资源评价体系、技术体系上,还是钻井、完井的系列工艺技术上,还有压裂的装备上,现在中国都已完全突破”。  正如傅成玉所言,中国目前的资源评价体系、技术体系的构建已十分完善,钻完井压裂装备的生产制造水平更已位于世界前列,这些正是推动中国页岩气商业化快速前进的关键因素。  在这一进程中,总部位于山东烟台的民营上市公司杰瑞集团就是一家十分典型的企业。作为全球最大的油田增产完井设备制造商,杰瑞几乎参与、见证了中国页岩气商业化开发的每一步:中国第一口页岩气井的开发、中国首次页岩气“工厂化”作业、中国首次四井同步拉链式压裂作业(全球最顶尖技术)、成为中国首家提供页岩气压裂返排水处理服务的公司等。2014年3月,杰瑞发布了全球单机最大功率、世界首台4500马力涡轮压裂车,让中国成为继美国、俄罗斯之后,第三个拥有涡轮压裂装备的国家。  环保形势日趋严峻  除了商业化进程,页岩气大开发带来的环保问题也正在凸显。由于页岩气水平井在泥页岩中穿行时,井壁很容易垮塌,因此需要采用特殊的油基泥浆钻井液。而废油基泥浆和含油钻屑的处理则是一个很大的技术难题,如果处理不彻底,将会对环境带来很大的破坏。如何实现页岩气的绿色开发、在获取地下资源的同时不破坏环境和水源,这是包括中石油、中石化及各个页岩气开发作业者必须面对和解决的问题。在这一领域,早已布局数年的杰瑞一直走在国内甚至是世界的最前端。从前期的钻井、完井到中后期的压裂、生产采集,杰瑞可提供岩屑回注、含油废弃物处理、土壤修复、油基泥浆废物处理、压裂返排液回收等一体化解决方案,将页岩气开发对于环境的影响降到最低。  美国页岩气革命成功是上千家小企业共同推动的结果,事实证明竞争性的市场更有利于页岩气的开发。中国要学习北美先进的技术和经验,就需要降低市场门槛,打破垄断企业的内部循环机制,让越来越多杰瑞这样的民营企业参与到页岩气的开发中,只有这样中国的页岩气大开发才能真正实现。【打印】 【关闭】

今年3月24日,中石化宣布页岩气勘探开发取得重大突破,将在2017年建成国内首个百亿方页岩气田——涪陵页岩气田。这不仅标志着我国页岩气提前进入大规模商业化开发阶段,对缓解我国中东部地区天然气市场供应压力也具有重要意义。

3月下旬,我国首个大型页岩气田中石化涪陵页岩气田累计供气突破100亿方。

近日,涪陵国家级页岩气产能建设示范区再次传来喜讯,由中石化江汉石油工程公司承钻的焦页90-4HF井,完钻井深6303米,刷新世界最深页岩气水平井施工纪录。 截至2018年6月,该公司在涪陵国家级页岩气示范区钻井220多口,单井钻完井周期、钻井综合成本大幅下降,钻井液及压裂返排液重复利用率100%,实现了页岩气清洁安全高效开发,为建成涪陵国家级页岩气示范区100亿方产能做出了突出贡献,为国内其他页岩气区块开发提供了成熟技术和示范。 摸索:走自主创新之路成为必然 江汉石油工程公司2010年就开始页岩气工程技术的探索。从中国石化第一口页岩气水平井——建页HF-1井,到涪陵大安寨区块涪页HF-1井,开发效果都不理想。“上天容易入地难”,页岩气的开发难度本来就极大而且风险极高,其钻井深度远远高于常规油气井,普遍在4000米以上,包括2000米左右的水平井,同时需要大规模的分段压裂;伴随着页岩气开发的风险主要包括井塌、井漏、井喷、浅层气含有硫化氢等,其中任何失误都可能导致严重事故的发生。 与美国相比,我国页岩气多在崇山峻岭间,埋藏深,构造复杂,优质页岩储层厚度小,开采难度远超美国。更为困难的是,国内在页岩气开发工程技术和设备方面几乎是一片空白。在建页HF-1井施工中,提供油基钻井液、水平段测井、桥塞和分级射孔技术服务的均为国际知名油服公司。 “当时页岩气我们没干过,不会干,全靠老外来说,我们就在过程中学习、摸索。”江汉石油工程公司总经理杨国圣回忆说。由于地质特征和开发环境的差距,国外页岩气工程技术在中国页岩气勘探开发中还存在“水土不服”现象,难以照搬应用。除了钻探效果不理想,这场“跨国的联姻”还面临着高昂的成本。 核心技术绝对保密,关键装备只租不卖,就连每次设备售后维护都要付出昂贵的服务费。要想长远开发页岩气,关键技术成了‘卡脖子’的障碍,江汉石油工程公司以加快国产化步伐为已任,开始了真正意义上的自主创新实践。 攻关:破解页岩气开发工程关键技术之困 2012年,中石化江汉油田承担建设涪陵国家级页岩气示范区的任务,江汉石油工程公司作为页岩气开发主力军开赴重庆涪陵的崇山峻岭。一个大大的问号摆在他们面前:面对非常规资源勘探开发施工周期长、工程成本高等难题,如何实现气田经济有效开发? “页岩气开发的关键是经济可采性,降低开发成本,最终惠及于民。”杨国圣介绍说,美国的页岩气革命出现,体现在两项关键技术的突破:水平钻井和分段压裂,而这也是公司攻关重点。 在钻井工艺上,他们主要突破了“三大瓶颈”。一是建立了适合涪陵焦石坝构造页岩气水平井优快钻井的井身结构方案。在上部易漏井段采用清水钻进方式,成功解决了空气钻风险大、泡沫钻有环境污染等难题,一开井段机械钻速提高4-5倍。二是创新实现了大井距平行丛式水平井和鱼钩型井眼轨道控制。针对地质条件复杂情况下山地“井工厂”模式的应用,为保证优质储层的最大动用,通过优选钻具组合,研制出定向PDC钻头和配套螺杆等工具,实现了替代进口的旋转导向工具,满足了二开大井眼井段定向问题,解决了水平段牙轮钻头费用高、速度慢的难题,在水平段实现一只钻头一根螺杆一趟钻钻完。三是开发了高效油基钻井液清洗液、弹韧性胶乳防气窜水泥浆体系、低密度防气窜水泥浆体系,满足了页岩气开发大规模压裂对井筒高强度的要求,完井时间大幅缩短,固井质量明显提高。 在长水平段分段压裂技术研究中,他们同样付出了诸多心血。桥塞的研发长时间阻碍着页岩气工程技术国产化的全面形成,他们通过研制组成桥塞零部件的材料,经历成百上千的材料试验,最终设计出了科学有效的部件结构。如今的桥塞已升级迭代数次,成为具有世界领先水平的关键设备。 目前,公司页岩气规模开发关键工程技术实现“七大突破”,整体构建和创新了钻井、测录井、压裂试气、环保等页岩气开发成套工程技术。“我们有了自己的设备和技术,国外公司的价格马上下跌一半,甚至更多。”杨国圣说。 推广:为气田商业开发插上翅膀 2014年,焦页30号平台作为涪陵工区首个采用“井工厂”模式的钻井平台,成为万众瞩目的焦点。然而,仅过了一年,涪陵页岩气田“井工厂”施工平台达80%以上,施工纪录不断被改写,创造了令人惊叹的“涪陵速度”。 从逐口井作业模式,转为平台批量化流水线模块作业模式,带来的是流程再造的挑战。该公司对传统施工流程进行分解,创新性地按时间、空间、设备进行重新组合,并建立了一套完善的行业规范,为标准化钻井、压裂施工提供了规范保障。 除了实现全程国产化,创新团队还成功解决了页岩气开采的“环保”顽疾。“页岩气备受争议的原因之一就是环境污染。而我们涪陵气田,因为其喀斯特地貌,岩层多而且复杂,环保更是难上加难,”杨国圣介绍说。自2013年开始,经过两年多时间,他们破解了喀斯特地貌开采页岩气的环保技术难题。 经过近7年的学习、吸收、攻关和探索实践,江汉石油工程公司形成了包括选区评价、“井工厂”设计、定向长水平井钻井、油基泥浆应用、高强度固井、泵送桥塞射孔联作、分段压裂、排采技术等在内的一套适合中国国情的、完整的、高质量、高性价比的页岩气开发技术系列;有国家专利54件,软件著作权13项,出版著作3部,发表论文181篇,制定标准规范25项。 从零起步,江汉石油工程公司用6年时间,走完了美国30多年的技术攻关之路。他们从“跟跑”到“领跑”,成熟技术的不断推广应用,为中国页岩气田商业开发插上了翅膀。

然而,受开采技术、装备制造水平等因素制约,我国页岩气的开发建设过程并不顺利,一度备受质疑。作为国内首个百亿方页岩气田,重庆涪陵页岩气田在开发建设中遇到了哪些难题?作为涪陵页岩气开发的主体工程服务单位,中石化石油工程公司又是如何攻克技术难关、提升作业水平,达到国家级页岩气示范区要求的?

涪陵页岩气田单井产量也很高,而且实现了稳产。截至目前,气田累计投产253口井,其中128口井累计产量大于4000万方,占总井数50.6%;焦页1HF井实现稳产1303天,累计产气9200多万方,是国内稳产时间最长的页岩气井;焦页62HF井累计产量超过2.37亿方,是国内产气量最多的页岩气井。目前,涪陵页岩气田日销售页岩气达1600万方,相当于3200万户居民每日用气需求。

8月6日上午,一行沿着崎岖山路,一路颠簸着越过重重山峦,终于抵达位于重庆涪陵焦石镇的中原石油工程公司70117ZY钻井队正在施工作业的焦页16HF井平台。

我国其他页岩气田正在加紧开发,但距离大规模商业化开发仍有一段距离。作为国家级页岩气示范区,涪陵气田的开发建设经验有着重要的示范性。中国石化江汉油田分公司副总经理兼涪陵页岩气公司总经理胡德高总结这几年的开发实践认为,中国页岩气的开发,必须闯过创新、国产化和环境保护这三关,才会有广阔的前景。

“正在作业的是第三口井焦页16-3HF,目前已经完成钻井,正在下套管,估计再过两天就可以完钻了。”刚刚从钻井平台巡视回来的平台经理马永生介绍说,焦页16HF井平台共有3口井,都属于焦石坝区块的边缘井,而且每一口井的地下情况都不一样,“虽然这已经是钻井队在焦石坝区块打的第8口井了,但这3口井打得真是步步惊心”。

理论创新是前提

马永生回忆说,在打焦页16-1HF井时,井斜打到40度时发现靶点A比设计轨迹图提前了79米,这就意味着接下来的整个钻井轨迹都得调整,而且随时会有井漏的可能,“如果不能准确地钻到页岩气层,井漏堵不住的话,这口井就很可能会报废,那损失就惨了”。凭着多年来积累的钻井经验,就这样,边钻边看“摸着石头过河”,不仅顺利完钻,还创下了钻井周期46天、全井段平均机械钻速每小时7.44米的焦石坝区块最高指标。

页岩气开发最早的是美国。上个世纪中后叶,美国开始页岩气开发,经过几十年的努力,美国页岩气产业已经成规模,甚至改变了世界能源的格局,一举使美国从石油进口国变为输出国。

据了解,页岩气开采比普通天然气开采的难度大很多,而处在崇山峻岭之中的涪陵焦石坝区块,地表条件更为复杂。因此,与70117ZY钻井队一样“摸着石头过河”的钻井队并不在少数。

我国页岩气资源极其丰富,可开采储量达25万亿方,开发页岩气对我国能源结构调整意义重大。为此,十二五期间,我国加大了页岩气的开发力度,中国石化、中国石油等石油企业也投巨资进行页岩气田的勘探开发。

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