“涪氣”中國(guó)創(chuàng)造

○ 文／本刊記者 趙 玥

中國(guó)創(chuàng)造，是涪陵頁(yè)巖氣商業(yè)化開發(fā)成功的關(guān)鍵。

進(jìn)入新時(shí)代，蜀道已不再難通，涪氣開發(fā)卻難于上青天。攝影/胡慶明

想聽一個(gè)典型的中國(guó)故事嗎？涪陵頁(yè)巖氣田給你講一個(gè)。

3月26日，中國(guó)石化在2017年度業(yè)績(jī)發(fā)布會(huì)上宣布，位于重慶市的涪陵頁(yè)巖氣田如期建成100億立方米年產(chǎn)能，相當(dāng)于建成一個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)的大油田。

“這標(biāo)志著中國(guó)頁(yè)巖氣加速邁進(jìn)大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展階段?！敝袊?guó)石化集團(tuán)公司總經(jīng)理戴厚良表示。

重如千鈞。

對(duì)于剛經(jīng)歷過(guò)“氣荒”，正在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，已將環(huán)保明確為未來(lái)戰(zhàn)略，身處復(fù)雜國(guó)際形勢(shì)中的中國(guó)，這個(gè)消息猶如一句“芝麻開門”，為我們展示了璀璨的未來(lái)和無(wú)限的可能。

涪陵頁(yè)巖氣田從一期產(chǎn)建到二期產(chǎn)建，從50億到100億，故事的主角——中國(guó)石化有很多話可說(shuō)。

在能源千變?nèi)f化、亟待變革的新時(shí)期，他們不忘“愛我中華、振興石化”“為美好生活加油”的初心使命，摸石過(guò)河，滾石上山，將中國(guó)制造升級(jí)為中國(guó)創(chuàng)造，向世界講述了一個(gè)充滿自豪的中國(guó)故事。

“毛細(xì)管”中“采血”

先有雞，還是先有蛋？這個(gè)問(wèn)題困擾了生物學(xué)家數(shù)百年。

先有理論，還是先有實(shí)踐？在涪陵頁(yè)巖氣勘探開發(fā)者眼里，這就是“雞”和“蛋”的關(guān)系。

不久前，國(guó)土資源部宣布，中國(guó)成為繼美國(guó)、加拿大之后成功實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)開發(fā)的國(guó)家。

然而，在2010年前，這場(chǎng)具有戰(zhàn)略意義的重大能源變革還位于“零”的起點(diǎn)。

“涪陵頁(yè)巖氣的開發(fā)，是幾無(wú)先例可循的創(chuàng)新歷程?！睒I(yè)內(nèi)人士感嘆道。

美國(guó)的頁(yè)巖氣革命給世界能源業(yè)帶來(lái)眾多啟發(fā)，同時(shí)也帶來(lái)巨大的壓力。中國(guó)可以復(fù)制它的經(jīng)驗(yàn)，輕松地來(lái)一場(chǎng)頁(yè)巖氣革命嗎？現(xiàn)實(shí)不留情地給了否定答案。

“借鑒北美頁(yè)巖氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)談何容易?！敝袊?guó)石化油田事業(yè)部副主任蔡勛育說(shuō)。

最初，我國(guó)嘗試通過(guò)引進(jìn)國(guó)外大公司、運(yùn)用北美理論技術(shù)，打了一批井，但未獲得大型商業(yè)發(fā)現(xiàn)?！拔覀冎鹁治鲢@探失利原因，發(fā)現(xiàn)北美的理論技術(shù)不適應(yīng)我國(guó)復(fù)雜的地質(zhì)條件。”中國(guó)石化勘探分公司總經(jīng)理郭旭升分析道。

面對(duì)中國(guó)埋藏深度更大、地質(zhì)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、保存條件更差的頁(yè)巖氣藏，一些國(guó)際知名油服公司因理論和技術(shù)出現(xiàn)嚴(yán)重的“不適應(yīng)癥”，只能望“氣”興嘆，折戟退出。

開發(fā)頁(yè)巖氣，沒有退路。

溶洞、暗河、淺層氣、井漏……來(lái)自地下的復(fù)雜性和難以預(yù)見性前所未有。作為我國(guó)頁(yè)巖氣大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的“始發(fā)站”——中國(guó)石化涪陵頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的擔(dān)子愈發(fā)沉重。

一年半的時(shí)間，郭旭升帶領(lǐng)的頁(yè)巖氣勘探團(tuán)隊(duì)足跡遍布四川、重慶、貴州、廣西的山山嶺嶺，獲得了20萬(wàn)米的露頭剖面資料。他們利用新老資料，開展對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)深水陸棚相是優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖發(fā)育的有利相帶，是有利勘探領(lǐng)域。

海相頁(yè)巖氣勘探的大方向就此豁然開朗。

而后，團(tuán)隊(duì)又覺察到，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)論證頁(yè)巖氣井時(shí)，忽視了“保存條件”這個(gè)關(guān)鍵要素，將保存條件研究列為重點(diǎn)。

每一點(diǎn)成績(jī)的背后，都意味著打破傳統(tǒng)，一舉突破。

“涪陵大型海相頁(yè)巖氣田高效勘探開發(fā)”項(xiàng)目榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

業(yè)內(nèi)把我國(guó)常規(guī)天然氣開采比喻為“靜脈采血”，而頁(yè)巖氣開采則是從“毛細(xì)血管”中“采血”。沒有現(xiàn)成理論經(jīng)驗(yàn)可循，中國(guó)石化便一邊干一邊總結(jié)。

“我們結(jié)合實(shí)際，大膽探索，潛心研究，強(qiáng)化攻關(guān)，為我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)、技術(shù)裝備、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面提供了可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)?！敝袊?guó)石化集團(tuán)公司副總經(jīng)理焦方正說(shuō)。

今年1月8日，在北京舉行的國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，“涪陵大型海相頁(yè)巖氣田高效勘探開發(fā)”項(xiàng)目榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。這一項(xiàng)目由中國(guó)石化勘探分公司、江漢油田分公司等19家單位共同完成。

該項(xiàng)目依靠自主創(chuàng)新，建成了我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)。中國(guó)成為繼美國(guó)、加拿大之后第3個(gè)完全掌握頁(yè)巖氣開發(fā)成套技術(shù)的國(guó)家，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)頁(yè)巖氣領(lǐng)域的重大突破，完成了我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)從起步到引領(lǐng)的跨越。

先行者往往是孤獨(dú)的，但也是幸福的。涪陵頁(yè)巖氣為我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)提供了可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)，也許用不了多久就會(huì)迎來(lái)更多的伙伴。

自主逆襲路

頁(yè)巖氣開發(fā)是世界性難題，在已獲得成功經(jīng)驗(yàn)的美國(guó)面前，涪陵是個(gè)謙遜的“小學(xué)生”。

在江漢油田，對(duì)于頁(yè)巖氣開發(fā)，他們把剛開始起步的自己戲稱為“四無(wú)”，即無(wú)技術(shù)、無(wú)經(jīng)驗(yàn)、無(wú)裝備、無(wú)人才。

“碰到難題，我們就虛心當(dāng)學(xué)生，邀請(qǐng)專家講授國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，注意在施工實(shí)踐中不斷探索和積累。”江漢油田分公司總經(jīng)理兼涪陵頁(yè)巖氣公司執(zhí)行董事孫健說(shuō)。

然而，市場(chǎng)并不會(huì)因?yàn)橹t虛而給你好臉色，尤其在能源這種關(guān)系國(guó)家命脈的領(lǐng)域。

在頁(yè)巖氣壓裂施工中，需要一個(gè)關(guān)鍵工具——橋塞。當(dāng)時(shí)，涪陵頁(yè)巖氣田想用就得從美國(guó)進(jìn)口，每個(gè)的購(gòu)置費(fèi)用高達(dá)20萬(wàn)元。

“中國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)要想實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，必須取得勘探開采的技術(shù)和裝備工具的突破”，中國(guó)石化股份公司原高級(jí)副總裁王志剛表示。

為了擺脫受制于人的境況，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究、改進(jìn)、摸索，中國(guó)石化“升級(jí)版”國(guó)產(chǎn)橋塞在涪陵頁(yè)巖氣田被廣泛應(yīng)用。該橋塞各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于進(jìn)口橋塞。以鉆塞時(shí)間為例，通常進(jìn)口橋塞全部鉆完平均需要7至10天。國(guó)產(chǎn)橋塞全部鉆完的平均周期是5至7天，而成本僅為國(guó)外的十分之一。

優(yōu)異的性價(jià)比甚至反過(guò)來(lái)吸引了美國(guó)公司。由于中國(guó)的橋塞產(chǎn)品價(jià)格低、質(zhì)量過(guò)關(guān)，現(xiàn)在美國(guó)公司反過(guò)來(lái)找中國(guó)購(gòu)買。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)石化石油機(jī)械公司一年出口到美國(guó)的橋塞就多達(dá)6000只。

這只是涪陵頁(yè)巖氣開發(fā)中國(guó)創(chuàng)造的冰山一角。

為實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣高質(zhì)高效開發(fā)，中國(guó)石化曾先后引入海德瑞、貝克休斯、斯倫貝謝、威德福等國(guó)際知名企業(yè)參與開發(fā)。

打開大門是為了學(xué)習(xí)，直至反超。

最終，石化機(jī)械公司四機(jī)廠研制出完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3000型壓裂車，整體技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，比其他壓裂車工作效率高出20%以上，易損件壽命提高20%以上。

這個(gè)數(shù)據(jù)，意味著我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)將獲得更多主動(dòng)權(quán)，更大的經(jīng)濟(jì)效益。降低費(fèi)用，極大地降低了頁(yè)巖氣開發(fā)成本。

自主研發(fā)，令劣勢(shì)變?yōu)閮?yōu)勢(shì)、被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)。

“目前我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)3500米以淺頁(yè)巖氣綠色、高效開發(fā)，形成了一整套適合我國(guó)地質(zhì)條件的頁(yè)巖氣勘探開發(fā)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系，還在3500米以深的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了突破，單井開發(fā)成本與最初相比已顯著下降?！苯瓭h油田分公司副總經(jīng)理、涪陵頁(yè)巖氣公司總經(jīng)理胡德高說(shuō)。

涪陵頁(yè)巖氣田100億立方米產(chǎn)能如期建成，對(duì)于緩解氣荒、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)意義重大。攝影/宋國(guó)梁

不易復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)

挑戰(zhàn)沒有盡頭。

一期產(chǎn)能建成后，涪陵頁(yè)巖氣發(fā)現(xiàn)，他們不僅不能照搬美國(guó)經(jīng)驗(yàn)，連自己的成功經(jīng)驗(yàn)都無(wú)法照搬復(fù)制。

“要保持清醒頭腦。”孫健這樣告誡大家，“正確認(rèn)識(shí)當(dāng)前面臨的各種困難，二期產(chǎn)建的難度比一期更大，情況更加復(fù)雜，技術(shù)不可能照搬，要繼續(xù)深化探索、試驗(yàn)、研究、攻關(guān)?！薄案y！”江漢油田的參建人員都用了兩個(gè)字總結(jié)了二期開發(fā)的特點(diǎn)。

“與一期產(chǎn)建區(qū)比，二期有著構(gòu)造背景復(fù)雜、斷裂發(fā)育、地層破碎、埋深較大等地質(zhì)特點(diǎn)，開發(fā)技術(shù)的優(yōu)化調(diào)整更加困難?！苯瓭h油田首席地質(zhì)師張柏橋說(shuō)。

邊實(shí)踐邊探索，涪氣人通過(guò)創(chuàng)新創(chuàng)出了奇跡。 攝影/劉 勇

2016年初，二期產(chǎn)建正式啟動(dòng)。胡德高回憶說(shuō)：“二期產(chǎn)建啟動(dòng)初期，感覺就像開發(fā)初期，許多工作是邊實(shí)踐邊摸索，開始都是小心翼翼，并不順利?！?/p>

經(jīng)過(guò)會(huì)戰(zhàn)洗禮的員工并不畏懼，豪氣沖天，“困難面前有我們，我們面前無(wú)困難” 。

長(zhǎng)水平段壓裂技術(shù)是頁(yè)巖氣開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。他們組織相關(guān)單位，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摸索總結(jié)，形成走在世界前列的長(zhǎng)水平段精細(xì)分段技術(shù)、差異化壓裂技術(shù)、連續(xù)油管鉆塞等新技術(shù)，扎實(shí)開展裂縫布縫優(yōu)化，使“羊腸小道”與“高速公路”合理分布在井眼四周，打通了頁(yè)巖氣“地下通道”,助推頁(yè)巖氣的高效開發(fā)。

二期產(chǎn)建的過(guò)程，猶如“骨頭越啃越硬”。他們又加大對(duì)3500米以深頁(yè)巖氣鉆井、壓裂試氣配套技術(shù)的攻關(guān)，努力為3500米以深頁(yè)巖氣開發(fā)積累經(jīng)驗(yàn)。焦頁(yè)184-2HF井、焦頁(yè)69-1HF井、焦頁(yè)81-5HF井等多口井試氣獲得高產(chǎn)，氣田二期產(chǎn)建區(qū)平橋、江東區(qū)塊新井產(chǎn)能均高于方案值。

針對(duì)涪陵地區(qū)鉆井面臨復(fù)雜情況多、周期長(zhǎng)、成本高等難題，他們組織科研團(tuán)隊(duì)，全力攻關(guān)，經(jīng)過(guò)不懈努力，創(chuàng)新形成“串糖葫蘆式”和“貪吃蛇”式的長(zhǎng)水平段設(shè)計(jì)技術(shù)、優(yōu)快鉆井技術(shù)、長(zhǎng)水平固井等5大鉆井關(guān)鍵技術(shù)，形成鉆井提速集成技術(shù)系列，確保鉆井“橫豎都精彩”，機(jī)械鉆速較開發(fā)初期提高2-3倍。

氣田開發(fā)的幾年中，一大批創(chuàng)新成果脫穎而出，2項(xiàng)成果分別榮獲中國(guó)石化、重慶市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，獲批或申報(bào)國(guó)家專利100多項(xiàng)，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范116項(xiàng)，創(chuàng)造了100多項(xiàng)施工紀(jì)錄。

創(chuàng)新總會(huì)創(chuàng)造出奇跡。

曾經(jīng)還在門外摸索頁(yè)巖氣開發(fā)大門的中國(guó)，最終得到業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。有國(guó)外頁(yè)巖氣勘探評(píng)價(jià)專家毫不吝嗇地稱贊：“涪陵頁(yè)巖氣勘探開發(fā)技術(shù)是一流的，無(wú)論是頁(yè)巖氣綜合評(píng)價(jià)技術(shù)，還是水平井鉆井技術(shù)，以及分段壓裂試氣工藝技術(shù)，都已經(jīng)走在了世界前列?！?/p>

和時(shí)間賽跑

從零起步，自力更生，涪陵頁(yè)巖氣用5年時(shí)間，走過(guò)了美國(guó)30多年的技術(shù)攻關(guān)之路。

商業(yè)開發(fā)，講求效益，必須好也必須快，更何況頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)于我國(guó)具有重大戰(zhàn)略意義。

2012年11月，焦頁(yè)1HF井取得重大發(fā)現(xiàn)后，進(jìn)入試驗(yàn)評(píng)價(jià)階段，江漢油田分公司承擔(dān)重任。無(wú)窮的寶藏就在面前，但他們不敢盲目樂觀:非常規(guī)資源勘探開發(fā)施工周期長(zhǎng)、工程成本高，如何實(shí)現(xiàn)氣田經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)？

“井工廠”，這一源于北美的高效開發(fā)模式躍入中國(guó)開發(fā)者的視線。

2013年初，中國(guó)石化派出專家組歷時(shí)33天，對(duì)加拿大Daylight公司非常規(guī)開發(fā)相關(guān)工程技術(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)交流，最終集結(jié)成一本《加拿大Daylight能源公司（SDEL) 非常規(guī)油氣工程技術(shù)調(diào)研匯報(bào)》。

這是一個(gè)全新的模式。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)許多參與氣田建設(shè)的人們對(duì)“井工廠”的認(rèn)識(shí)，還停留在“聽說(shuō)”的階段。

在全面對(duì)比涪陵與國(guó)外地上地下情況后，有關(guān)專家得出結(jié)論：與北美相比，涪陵頁(yè)巖氣地表特征、儲(chǔ)層埋深和儲(chǔ)層復(fù)雜程度有很大的區(qū)別，勘探開發(fā)難度更大，北美頁(yè)巖氣工程技術(shù)不能復(fù)制，急需形成適合我國(guó)頁(yè)巖氣特點(diǎn)的“井工廠”技術(shù)體系。

從規(guī)劃“藍(lán)圖”入手，涪陵頁(yè)巖氣公司與相關(guān)單位一道，對(duì)氣田地質(zhì)、工程實(shí)行一體化設(shè)計(jì)。他們基于最大程度動(dòng)用頁(yè)巖氣儲(chǔ)量資源的原則，根據(jù)目前水平井鉆井能力，提出全覆蓋交叉式布井方案，制定形成反向?qū)ΨQ式井眼軌道設(shè)計(jì)方法。工程設(shè)計(jì)按照“流水線作業(yè)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接”的思路，對(duì)鉆機(jī)運(yùn)移方式、作業(yè)流程、鉆井液的重復(fù)利用等進(jìn)行研究。

“當(dāng)時(shí)我們預(yù)測(cè)‘井工廠’鉆井平均單井周期81天，許多人都覺得這是不可能的任務(wù)。”涪陵頁(yè)巖氣公司鉆井工程項(xiàng)目部主任艾軍回憶說(shuō)。

2014年3月，由涪陵頁(yè)巖氣公司組織，在涪陵國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)首次試驗(yàn)“井工廠”模式的焦頁(yè)30號(hào)平臺(tái)，成功完成了導(dǎo)軌式鉆機(jī)的第一次整體平移。

這次備受注目的平移僅用57分鐘，比常規(guī)搬安方式節(jié)省了約6天時(shí)間，并在當(dāng)天新井完成了開鉆，創(chuàng)造了涪陵頁(yè)巖氣工區(qū)當(dāng)天搬遷、當(dāng)天整改、當(dāng)天開鉆的“三個(gè)當(dāng)天”紀(jì)錄，展示了“井工廠”開發(fā)模式的搬安優(yōu)勢(shì)。

最終，焦頁(yè)30號(hào)平臺(tái)平均單井完井周期51天，比同期平均完井周期縮短22天，油基鉆井液使用量同比減少41.46%。此外，在焦頁(yè)9號(hào)平臺(tái)開展的首次“井工廠”交叉壓裂試驗(yàn)，又提高施工效率40%以上，比以往少動(dòng)用35%的壓裂車輛。

從逐口井作業(yè)模式，轉(zhuǎn)為平臺(tái)批量化流水線模塊作業(yè)模式，還帶來(lái)流程再造的挑戰(zhàn)。

在規(guī)范化施工的保證下，涪陵“井工廠”模式創(chuàng)造了令人驚嘆的“涪陵速度”。施工紀(jì)錄不斷被改寫，“井工廠”模式日趨走向成熟。

“國(guó)內(nèi)最高水平！形式上可與北美相媲美?！敝袊?guó)石化工程技術(shù)研究院的專家張金成從水平段方位、水平段長(zhǎng)、移動(dòng)方式等6個(gè)方面，全面對(duì)比了國(guó)內(nèi)外“井工廠”模式，做出這一結(jié)論。

一個(gè)“井工廠”，折射出涪陵頁(yè)巖氣高效開發(fā)的產(chǎn)業(yè)化模式。它的推行，不僅輻射到技術(shù)突破，而且涵蓋了具有先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)方式。

涪陵頁(yè)巖氣公司建立以“市場(chǎng)化運(yùn)作、項(xiàng)目化管理”為核心的油公司模式，實(shí)現(xiàn)了在全球范圍內(nèi)的資源優(yōu)化配置，開發(fā)成本不斷下降，鉆井、壓裂施工周期較初期減少40%左右。

另外，該公司還創(chuàng)立了“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化采購(gòu)、模塊化建設(shè)、信息化提升”的地面建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣地面集輸系統(tǒng)的工廠化預(yù)制、模塊化成橇、橇裝化安裝、數(shù)字化管理，樹立了頁(yè)巖氣田高效開發(fā)建設(shè)的典范。

涪陵“井工廠”模式創(chuàng)造了令人驚嘆的“涪陵速度”。施工紀(jì)錄不斷被改寫，“井工廠”模式日趨走向成熟。

如今，涪陵已建成北美之外最大頁(yè)巖氣田，日產(chǎn)量穩(wěn)定在1600萬(wàn)立方米以上，相當(dāng)于3200多萬(wàn)家庭的日常生活用氣量。

呈現(xiàn)出從快速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)為提高發(fā)展質(zhì)量的階段性特征,進(jìn)入了速度變檔期、質(zhì)量轉(zhuǎn)型期、動(dòng)力變換期，這是孫健總結(jié)的涪陵頁(yè)巖氣田開發(fā)建設(shè)中必須做到“三個(gè)轉(zhuǎn)變”。

可以預(yù)見，在涪陵，還有多少令人心潮澎湃的故事可講。