文 ‖本刊記者 王海坤/王 彥
一群心性堅韌、極具探索精神的涪陵頁巖氣人,在“無人區”十年求索,只為夯實中國能源“糧倉”。
九州西望,群山無數。
從空中俯瞰,川東一隅,武陵山脈巍峨高聳,郁郁蒼蒼。
長江蜿蜒西來,劈開青山,浩浩湯湯,東去入海……
就在這近千平方公里的青山之間,藏著一座中國頁巖氣的地下“糧倉”,中國石化江漢油田涪陵頁巖氣田的統計數據顯示,這里的頁巖氣探明儲量近9000億立方米,占據中國頁巖氣探明儲量的三分之一!
然而,“它就像一個被摔碎了深埋在大山深處的‘瓷盤’。”中國石化江漢油田首席專家劉堯文說,這里的頁巖氣藏埋藏深度多在2000-4500 米,優質頁巖儲層厚度小而且十分凌亂,地下暗河、溶洞到處都是,生態環境復雜敏感,也因此,這里是業界公認的中國頁巖氣勘探開發的“地下珠峰”!
即便如此,十年前,中國石化江漢油田涪陵頁巖氣人便踏上了進軍這座“地下珠峰”的征途。
十載春秋倏忽而過。
一個全球能源革命的“中國樣本”在這里浮出水面;
一塊中國能源開發史上的新里程碑在這里被樹立起來……
“中國天然氣的對外依存度已經超過40%。”劉堯文告訴本刊記者,“國內頁巖氣的勘探開發和增儲上產對國家能源安全意義非常。十年前,我們就認識到了這一點。”
“經過數年的努力,頁巖氣已成為國內天然氣的重要增量。我們是手中有氣,心中不慌!這也是習近平總書記說的,要把能源的飯碗端在自己的手里,我們涪陵頁巖氣田用行動踐行了這句話。”劉堯文說。
2022年12月底的深冬時節,武陵山脈冷霧彌漫。起伏的山巒間卻寂然一片,林靜無聲。涪陵頁巖氣田布在山間的八百多口氣井,此時正井然有序地工作著。
經過十年的勘探開發,涪陵頁巖氣人在地下數千米的頁巖層中建造出一段段長達幾公里看不見的高速通道,讓頁巖氣能從地下幾千米處順利涌出,在山間蜿蜒的輸氣管道中靜靜地流淌……
每一日,這些靜靜流淌而出的頁巖氣,大約可滿足4500 萬戶居民一日的用氣。
中部重鎮武漢,長江北岸的戶部巷里,那一碗碗讓人流口水的熱干面;六朝古都南京,冬季每個清晨熱氣騰騰的小籠湯包……那些我們見慣了的城市煙火氣,那些小學生的早餐、老年人的養生湯羹,背后都有著武陵山區這種清潔無污染的藍金氣體——頁巖氣的身影。它支撐著城市、鄉鎮的每日生活、人間煙火。
2022年12月28日,中國石化江漢油田涪陵頁巖氣田對外發布了社會責任報告。該《報告》顯示,十年來,中國石化涪陵頁巖氣田累計產氣532 億立方米,為長江經濟帶沿線中下游的6 個省、2 個直轄市,累計70 多個大中型城市、上千家企業、2 億多居民送去了這種綠色清潔能源。
共和國2 億多居民受惠于涪陵頁巖氣,已經載入史冊。
涪陵頁巖氣田的“涪氣”成為了萬千民眾的“福氣”!
不僅如此,涪陵頁巖氣田的年產氣量也從2013年的1.42 億立方米快速提升至2021年的85.13 億立方米!被視為中國頁巖氣商業化開發的發端。
然而,這十年成就的取得,是身在大山深處的涪陵頁巖氣人,為百姓們的幸福生活用氣日復一日、年復一年地難以想象的極致探索……
2012年11月28日,中國石化在重慶市涪陵區焦石壩區塊部署鉆探的焦頁1HF 井試獲日產20.3 萬立方米頁巖氣。自此,頁巖氣田勘探開發的大幕徐徐開啟……
沒有人意識到,就是這樣一個起點,開啟了涪陵頁巖氣田勘探開發的壯闊十年!
“涪陵頁巖氣田勘探開發之初,處在‘無經驗、無裝備、無理論、無成熟技術’的四無狀態,但是我們認為要立足自身的研究、實踐來做好這個勘探開發工作。”劉堯文告訴本刊記者。正是在這一指導思想之下,涪陵頁巖氣田走上了一條自主創新之路,十年走來,完成了一系列難以想象的極致探索。
俯瞰歷史的長河,一串閃光的記憶格外耀眼——
那是2018年1月8日,“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發”項目獲國家科技進步獎一等獎;
那是2020年3月13日,焦頁41-8HF 井首次采用全電驅動壓裂工藝;
那是2021年1月2日,焦頁4HF 井開展國內首個頁巖氣重建井筒重復壓裂喜獲成功,開國內頁巖氣開發技術先河;
那是2022年10月17日,焦頁18-S12HF 井刷新我國頁巖氣井水平段最長4286 米、水平段“一趟鉆”進尺最長4225 米兩項紀錄,標志著我國頁巖氣超長水平井鉆探取得重大突破;
…… ……
涪陵頁巖氣田從零起步,十年間探索形成了南方海相頁巖氣“二元富集”理論,創新集成以頁巖氣地質綜合評價、開發設計與優化、水平井組優快鉆井、長水平井高效壓裂、采氣工藝配套、綠色開發為主的六大技術體系。同時,自主研發了一系列裝備工具,大型成套壓裂裝備已跨入國際第一方陣。
代永波,涪陵頁巖氣公司鉆井工程項目部負責人。2022年,他親歷了焦頁18-S12HF 井水平段“一趟鉆”進尺破紀錄的全過程。
“這口井處于氣田的老區,布井時設計鉆井水平段是4000 米,這已經是一個有挑戰性的長度了。”代永波說。
為此,鉆井之初,氣田組織了各類專家詳細研討。在鉆井現場,一個地質工程一體化小組立刻成立,駐井跟蹤鉆井動態。在考慮了所有障礙和要素之后,大家終于“一趟鉆”打完了4000米。但此時一個新問題出現了,那就是是否做進一步的極限探索——繼續往前打?因為,當鉆到4000 米后,哪怕再往前延伸一米,所面對的困難都是從前無法想象的,那是一個未知的區域,稍有差池隨時可能讓前邊的4000 米井報廢。當然,井下動力鉆具是否已經達到極限?繼續鉆進的路上是否會突遇斷層……
風險極大之下,有聲音認為,井打到這里可以止步了;但更多人認為,要做進一步的極限探索!
此時,有著資深鉆井經驗的劉堯文認真分析起了之前所有的鉆井參數,他判斷,可以進行極限作業!就這樣,代永波繼續駐守在現場,帶著鉆井隊小心翼翼地打了一天多,該井水平段延伸到了4286 米圓滿收工。這時,該井已成功打破了兩項紀錄!最終,被中央電視臺連續滾動播報了11 次之多。
十年來,涪陵頁巖氣人就是這樣一次次做著極限探索,塑造出氣田在業界始終領跑的形象。
然而,面對本刊記者,代永波卻說自己只是起到了一點點微不足道的作用。那種謙虛、樸實,給記者留下了深刻的印象。氣田正是有這樣一群謙虛、樸實、嚴謹,心性堅韌、無懼壓力,又極具探索精神的一線工作者,才會完成那些外界看來不可能完成的極致探索。


十年彈指,涪陵頁巖氣田已成為中國頁巖氣勘探開發理論創新、技術創新、管理創新的典范。數據顯示,氣田獲省部級以上科技進步獎21 項,制定了158項頁巖氣勘探開發標準和規范,取得了200 件國家專利授權。
那些人跡罕至的險地、那些深山大澤,往往是氣藏資源驚人的所在。唯有持續的探索、反復的一線實驗和不斷創新,才能將氣藏開采出來。
2020年6月24日,涪陵頁巖氣田針對寒武-奧陶系洗象池群鉆探的平橋1井測試獲得超20 萬立方米/天的高產工業氣流。
“這是因為我們探索了‘新生古儲、側向供烴、晚期成藏’這一成藏新模式。”涪陵頁巖氣公司副總經理、總地質師萬云強說。在此之前,氣田多年沒能在這一層系取得突破。2019年,公司開展了多輪次論證會戰。
“當時我發現對于洗象池群新層系這個成藏的模式認識可能思路不對,于是馬上改變思路。”萬云強說,大家把著眼點放在了斷層上,通過把兩個儲層溝通這種理念,大膽設想、積極探索,才有了后來平橋區塊的成果。
也因此,氣田拓寬了整個勘探思路,在川東南地區,用這一成藏新模式去認識儲層,所鉆氣井每天穩產在10 萬立方米左右,遠遠大于常規頁巖氣井日產6萬立方米的產量。
洗象池群新層系開發取得突破,對涪陵頁巖氣田的資源戰略接替具有重要意義,同時,給業界成藏模式的認識帶來了不可多得的新啟發。
2021年12月,涪陵頁巖氣田針對白馬區塊成功提交探明儲量1048.83 億立方米,是近兩年來氣田提交儲量最大的一個區塊。
“這是我們涪陵頁巖氣人精雕細刻干工作取得的成績。”萬云強說,過去數年來,涪陵頁巖氣田條件較好的區塊基本上都已開發殆盡,剩下的區塊都是越來越“難啃”的硬骨頭,即便這樣,涪陵頁巖氣人也一塊一塊地“啃”了下來。
“白馬區塊地面平臺選址太難了!”萬云強說,因為那里地表高差特別大,極容易導致山體滑坡。“當時我們花了好幾個月的時間,這個井怎么都布不下去了,吃盡了苦頭。”萬云強說那個時候真覺得人有點快崩潰了。
與地面平臺選址相比,鉆井難度更大。“白馬區塊地下蜿蜒起伏,有數不清的小斷層,怎樣繞開這些斷層,我們比勘探開發其他區塊投入了三倍以上的力量。”萬云強告訴本刊記者。白馬區塊的前期工作做得異常細致。氣田的“高精制導”鉆井技術也起了關鍵作用。
近年來,氣田自主研發的這一技術,像是給鉆頭裝上了“眼睛”,利用存儲的海量數據,可以隨時調整鉆頭行駛軌跡,讓鉆頭在優質儲層中高速穿行,指哪兒打哪兒。
“就是在這個技術的加持下,白馬區塊鉆井過程中的軌跡控制難度也前所未有,往往在鉆進中追某一個層很難追,所以我們就經常停下來討論,地層錯亂復雜,前面全是一片茫然……如果不小心打穿了,井就廢了,那種壓力前所未有!”萬云強說,即使是過年的時候,也要把領導、專家請來不斷地討論。為了實現突破,所有人都24 小時在線,隨時解決新出現的問題。就這樣,在這一群人的“精雕細刻”之下,白馬區塊如期完成儲量提交任務,并榮獲了中國石化2021年規模儲量商業發現特等獎。
“精雕細刻”中的每個細節都蘊含著創新的力量,唯有創新,才能一次次地獲得突破。
2021年3月,泰頁1 井試獲日產氣7.35 萬立方米、日產油58.9 噸,實現了四川盆地侏羅系涼高山組陸相頁巖油氣勘探重大突破。
“陸相頁巖油氣藏開發起來更加復雜,但我們還是突破了。”萬云強說,“涪陵頁巖氣人骨子里有股不服輸的勁,坦然應對著各種困難挑戰,精雕細刻著每一塊油氣藏。”
頁巖氣是個新領域,很多氣藏的認識、開采都是“無人區”,沒有前人探索的足跡。
曾在涪陵頁巖氣田技術中心氣藏工程所工作的楊宗桂,主要負責氣井的動態分析和動態管理,通過查看氣井的產量、壓力等一系列數據來判斷他們的生產情況和儲量,摸清氣井的能力,為下一步實施穩產增產工藝指明方向。
常規天然氣井的增壓開采,已經有很多先例可循,但頁巖氣井的增壓開采卻是一片空白。
“頁巖氣井和常規天然氣井的產量遞減規律完全不同。”楊宗桂說。就是在這樣的背景下,楊宗桂受命編制《涪陵頁巖氣田焦石壩區塊增壓開采地質方案》。
“編這個技術方案沒有經驗可借鑒,也沒人可以指導,只能自己長期一點一點地摸索。”楊宗桂告訴本刊記者。因為這個工程關系到氣田日后的持續穩產,作為先行者唯有全力以赴!
兩個多月過去了,第一份方案出爐!得到的審查批復是繼續優化。
又兩個月過去了,第二份方案出爐!審查批復是繼續修改。
就這樣,在不斷的修改、反復的摸索中,《涪陵頁巖氣田焦石壩區塊增壓開采地質方案》終于出爐并獲得通過,成為了氣田的“招牌工程”和穩產的“關鍵一招”!同時,為中國頁巖氣開發探出了一條可供復制的新路。
2021年,針對焦頁4HF 井開展國內首個頁巖氣重建井筒重復壓裂的成功,也是涪陵頁巖氣田在“無人區”探路的典型實踐。這口老井經過重建井筒重復壓裂的實踐,測試獲得了18.38 萬立方米/天的高產工業氣流,開國內頁巖氣開發技術先河。
“重建井筒技術的應用,將至少會讓氣田上百口老井重獲新生,氣田相當于重獲上百口新井的產量,卻不用投入打新井的費用。”涪陵頁巖氣公司總工程師李遠照說。
重建井筒技術就是在老氣井的井筒內再建一個小井筒并實施壓裂的技術,在國內相關領域一直處于零的狀態,涪陵頁巖氣田取得成功后,被業內廣泛熟知,一批兄弟單位主動來涪陵頁巖氣公司取經。“有一段時間,光我參與接待的就有好幾波。”涪陵頁巖氣公司試氣工程項目部的吳魏說,“我們抱持著開放的態度,希望自身的探索和實踐能對國內整個行業的進步有所幫助。”
然而,在重建井筒實驗時,卻突發了一個險情。當時固井選用的外方橋塞出了狀況,卻只有短短五分鐘決策時間。險情發生后,固井現場的專家組緊急磋商,一番波折后,固井工作還是達標了。
這次險情讓涪陵頁巖氣人明白了一件事,外方的技術和工具都不是神話!還是要自主創新、自主研發。這之后,氣田將重建井筒技術與工具全面國產化并取得了非常好的效果。
“我們中國人搞技術絕不遜于國外的技術人員,特別是在現場應用方面,我們的思維更系統全面。”參與井筒重建工作的李遠照說。
經歷了自主創新的涪陵頁巖氣人,發現世界之巔的技術前沿離自己并非想象得那樣遙遠。用自己這群人的集智、實干一樣可以觸摸那些技術前沿,甚至比外方走的還會更加高遠。
涪陵頁巖氣田在大山深處,層巒疊嶂的武陵山遮住了大城市的繁華如夢,90 后的朱凱是怎樣選擇頁巖氣的呢?
原來,當年正在就讀長江大學研究生一年級的朱凱曾經參加過一個關于頁巖氣的研討會。會上,他了解到頁巖氣革命讓美國在能源領域獲得了新優勢。中國的頁巖氣儲量雖豐,卻因為成藏復雜而難以開采……正是那個會堅定了朱凱選擇頁巖氣研究方向的決心。畢業后更一往無前地奔赴涪陵大山深處。他知道自己正向著心中理想的圣殿一步步邁進……
“我剛到氣田的時候就聽說,中國頁巖氣的開采在對俄進口能源談判中,讓我們有了更多話語權。我覺得好振奮啊!這就是我們這些技術人員努力創新的意義……”年輕的朱凱說出了涪陵頁巖氣田青年一代技術人員的心聲。
“實際上,如果未來兩年國際地緣政治繼續緊張,天然氣價格依然不樂觀。”涪陵頁巖氣公司黨委書記宋軍備說。
而涪陵頁巖氣田今后的勘探開發大多是針對3500-4500 米以下的深層頁巖氣藏以及一些常壓氣層的開發,將面臨技術難度和成本雙高的局面。
“作為一個公司,很重要的一點,就是要始終保持創新的思維。涪陵頁巖氣田是有創新基因的企業!氣田開發初期是這樣,今后依然要這樣。”宋軍備說,公司黨委在“把方向”上也要明確在企業內部形成一種崇尚技術、尊重技術、為技術創新取得的成果“鼓而呼”的氛圍。
“目前,有一個趨勢非常明顯,氣田勘探開發技術的創新突破,正在從海相頁巖氣向陸相頁巖油進軍。”宋軍備說,針對陸相頁巖油區塊,未來要進行大量的勘探開發工作,盡快形成一系列具有新優勢的技術成果。公司可以將過去的集成技術移植、復制到陸相頁巖油區塊,這一領域勘探開發將如虎添翼。
更為可喜的是,由于若干年來海相頁巖氣開發技術的進步和集成,業界已將其運用到頁巖油開發領域,近兩年來,國內頁巖油勘探開發在該技術體系地加持之下,呈現出多點開花的局面,取得了重大突破和全面進步。2022年,中國原油產量又回到了2 億噸以上也與此直接相關。“可以預計,今后兩三年,中國頁巖油勘探開發還將上一個大的臺階。”宋軍備說。
顯然,涪陵頁巖氣人新的征途已經開啟。
他們,在嶄新的起點上正踔力奮發,勇毅前行。