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走近重庆涪陵 探秘页岩气开发背后的国产化奇迹

央视网报来源:央视网 2017年05月02日 13:53 A-A+ 二维码
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  中国石化江汉油田涪陵页岩气田——乌江之畔双钻机

  中国石化江汉油田涪陵页岩气田——乌江之畔双钻机

  央视网消息(记者 王甲铸)重庆市涪陵区焦石镇,一个原本默默无闻的山间小镇,近年来迅速成为国内外关注的焦点。在这里,中国石化发现了国内首个页岩气田,如今这里已是全球范围内除北美之外最大的页岩气田。

  今年3月21日,中国石化宣布,涪陵页岩气田累计供气突破100亿方——相当于1000万吨原油。目前,涪陵页岩气田日销售页岩气达1600万方,相当于3200万户居民每日的用气需求。

  页岩气开发是一项高技术门槛的战略工程,拥有核心技术的重要性不言而喻。“从零起步,我们用6年时间,走过了美国30多年的技术攻关之路。”中石化相关公司技术创新团队的主要负责人如是说。

  中国版桥塞 不再让外国技术“卡脖子”

页岩气开采地下钻进示意图

页岩气开采地下钻进示意图

  页岩气勘探开采的技术突破,是降低成本、实现商业化的前提。摆脱束缚才能高飞。

  在页岩气开采中,需要一个关键设备“桥塞”,是用于地下水平井分段的“分割器”,而水平井分段压裂技术被视作页岩气开采的“命门”。过去,涪陵页岩气田主要使用美国进口的桥塞,单只价格15万元,每口井需要约15个,购置费用高达220万元,而且还会经常被国外“卡脖子”。

  经过多年多的改进、摸索,中国石化“升级版”国产桥塞2016年在涪陵页岩气田被广泛应用。该桥塞各项指标优于进口桥塞。以钻塞时间为例,通常进口桥塞全部钻完平均需要7至10天,而国产桥塞全部钻完的平均周期是5至7天,而成本仅为国外的十分之一。

  如今,由于中国的桥塞产品价格低、质量过关,现在美国公司反过来购买。中国石化石油机械公司一年出口到美国的桥塞就多达6000只。

  3000型大型压裂车 中国版“巨无霸”

  压裂车龙

  压裂车龙

  页岩气深藏于密不透风的页岩中,开采难度大,最关键的技术是分段压裂,其工作原理是将大体量压裂液压注进井底,使岩壁碎裂,释放页岩气。全球大多数国家受制于高技术门槛,只能望“气”兴叹。

  和美国比起来,重庆涪陵页岩气储藏一般埋藏更深,对压裂设备要求高。为实现页岩气高质高效开发,中国石化曾先后引入海德瑞、贝克休斯、斯伦贝谢、威德福等国际知名企业参与开发,让国内外技术设备打擂竞争。

  在这种背景下,江汉油田四机厂在2013年成功研制出3000型压裂车,拥有完全自主知识产权,设备最大输出功率3000马力,最高工作压力140兆帕,是目前国际上最大型号的车载压裂装备。整体技术达到世界领先水平,比其他压裂车工作效率高出20%以上,易损件寿命提高20%以上。

  国产连续油管作业机后来居上

  连续油管作业机又被称为“万能作业机”,细长的油管可在不用压井的情况下,钻进数千米的地层,灵巧地进行钻磨桥塞、下放桥塞、射孔、打捞工具、酸压、冲刷解堵等井下复杂作业。

  涪陵页岩气田开发之初,运用的是国外知名公司的连续油管技术,施工成本高,被这些技术服务公司“卡脖子”要钱的事时有发生。为打破该技术的垄断,在经过大量前期试验与研发的基础上,中国石化决定采用国产连续油管作业机。

  他们在连续油管车的原有基础上,加装了视频监视系统,使施工过程实现“现场直播”;为注入头加装计数系统,使起下油管的数据更准确;加装操作室报警系统,大幅增加设备操作的安全性……

  “井工厂”模式创造“涪陵速度”

  2014年3月,由中国石化江汉油田涪陵页岩气公司组织,在涪陵国家级页岩气示范区首次试验“井工厂”模式的焦页30号平台,成功完成了钻机的第一次整体平移。

  这次备受注目的平移仅用57分钟,比常规搬安方式节省了约6天时间,并在当天新井完成了开钻,创造了涪陵页岩气工区当天搬迁、当天整改、当天开钻的“三个当天”纪录,展示了“井工厂”开发模式的搬安优势。

  同年8月底,在涪陵页岩气田焦页42号平台,国内页岩气开发最大规模的“井工厂”4口井同步交叉压裂施工取得圆满成功。

  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。一年之后,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”。

  攻克油基岩屑处理难题 创新环保标准

  处理后的固废可以与土壤混合种植榨菜

  处理后的固废可以与土壤混合种植榨菜

  我国页岩气开采因为地质构造等原因,必须用密度较高的油基钻井液撑起岩层,但废弃的油基泥浆和含油的岩屑如何无害化处理,一直是个重大环保难题。

  目前涪陵页岩气田开采使用的油基钻井液,均为中国石化自主研发,其成分、配方与国外产品不同,无法复制国外油基岩屑的处理经验。

  中国石化江汉油田涪陵页岩气公司还联合有关单位,最终攻克了这个世界性难题,成功实现油基岩屑处理收集“不落地”、存储防渗透、处置无害化、排放高标准。该技术还实现了油基岩屑中废油的循环利用,可从岩屑中提取12%左右的柴油,再次配置到油基钻井液中。同时,处理后的岩屑含油量低于国家0.3%的标准,可以制成水泥、砖头等建筑材料。

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