中國(guó)頁(yè)巖氣在重慶涪陵獲得的重大突破，對(duì)中國(guó)非常規(guī)油氣的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用?！吨袊?guó)科學(xué)報(bào)》記者走進(jìn)涪陵，近距離感受頁(yè)巖氣開采全過程。
頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)場(chǎng) 賀春祿攝
經(jīng)歷熱捧、質(zhì)疑甚至被判定為“陰謀論”后，中國(guó)的頁(yè)巖氣終在巴蜀大地為自己正名。
在位于長(zhǎng)江、烏江交匯地的重慶市涪陵區(qū)，中國(guó)迄今為止大型頁(yè)巖氣田——涪陵頁(yè)巖氣田（焦頁(yè)1HF井）已提前進(jìn)入商業(yè)化開發(fā)階段。3月底，中石化董事長(zhǎng)傅成玉在香港對(duì)外宣布，2017年將在當(dāng)?shù)亟ǔ赡戤a(chǎn)能100億立方米的頁(yè)巖氣田。
從今以后，風(fēng)景秀美的涪陵除了馳名海外的榨菜外，又擁有了一張耀眼的名片——“頁(yè)巖氣功勛井”。
重大突破并非個(gè)例
正是由于這種與四川盆地其他地區(qū)截然不同的地質(zhì)構(gòu)造，頁(yè)巖氣勘探才能在該地區(qū)獲得重大突破。
從重慶涪陵城區(qū)到位于焦石鎮(zhèn)的焦頁(yè)1HF井，盡管只有40余公里的距離，但是曲折難行的蜀道使得行駛時(shí)間遠(yuǎn)超出《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者所預(yù)想。
此時(shí)正值繁花似錦的春天，沿途的青山綠水讓人心曠神怡，但焦石鎮(zhèn)的地貌卻頗有些與眾不同。
“焦石”望詞生意可知，當(dāng)?shù)氐谋韺拥刭|(zhì)結(jié)構(gòu)多為石頭，漫山遍野都覆蓋著一種深灰色巖石。巖面表面風(fēng)化呈黑色燒焦?fàn)?，因此得名“焦石?zhèn)”。
指著道路兩旁裸露出的大塊深灰色巖石，中石化勘探南方分公司總經(jīng)理郭旭升告訴記者：“這是一種典型的海相構(gòu)造，這些石塊與海邊的巖石地貌非常類似?！?
記者在焦頁(yè)1HF井現(xiàn)場(chǎng)看到，一塊塊來(lái)自地底深處3000多米深處的灰黑色頁(yè)巖巖心上有著大量筆石化石，有的巖心上還能看到清晰可見的貝殼化石。
正是因?yàn)檫@種與四川盆地其他地區(qū)截然不同的地質(zhì)構(gòu)造，頁(yè)巖氣勘探才能在該地區(qū)獲得重大突破。
由于有海相普光氣田勘探成功做鋪墊，勘探南方分公司在海相頁(yè)巖氣的勘探方面有著先天的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。郭旭升與科研團(tuán)隊(duì)在勘探中發(fā)現(xiàn)，涪陵?yáng)|北部的焦石壩區(qū)塊海相龍馬溪組頁(yè)巖層穩(wěn)定性好，是保存相對(duì)完整的“大棉被”。
經(jīng)過縝密論證與勘探開發(fā)，2012年11月28日，焦頁(yè)1HF井鉆獲得20.3萬(wàn)立方米/日的高產(chǎn)頁(yè)巖氣流。同年9月集輸管網(wǎng)建成投產(chǎn)，頁(yè)巖氣實(shí)現(xiàn)外輸銷售，現(xiàn)在主要以串換銷售的方式運(yùn)往江蘇、浙江、湖北等五省。
目前，焦頁(yè)1HF井按6萬(wàn)立方米/日定產(chǎn)試采，已持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)近500天，累計(jì)產(chǎn)氣3245萬(wàn)立方米。
但是，如此高產(chǎn)的頁(yè)巖氣井是否只是個(gè)例？
對(duì)此，郭旭升表示，涪陵頁(yè)巖氣田埋深小于4500米的有利區(qū)面積約為4000平方公里，資源量則高達(dá)2.1萬(wàn)億方。目前，涪陵頁(yè)巖氣開發(fā)示范區(qū)共擁有試驗(yàn)井21口，截至2013年已建成頁(yè)巖氣產(chǎn)能6億方/年。
此外，與焦頁(yè)1HF井穩(wěn)定的工業(yè)頁(yè)巖氣流形成對(duì)比的是，我國(guó)部分頁(yè)巖氣井僅獲低產(chǎn)頁(yè)巖氣流，甚至未見頁(yè)巖氣顯示。
郭旭升指出，這種情況的出現(xiàn)源自保存條件變差?！半S著勘探開發(fā)的推進(jìn)，我們對(duì)保存條件的研究已日趨完善，建立了海相頁(yè)巖氣‘二元富集’理論以及以頁(yè)巖氣甜點(diǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)為代表的評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)技術(shù)系列，隨著認(rèn)識(shí)的深化和技術(shù)的發(fā)展，相信今后這種情況會(huì)漸漸減少”。
他表示，今后中國(guó)海相頁(yè)巖氣將走上一條日益寬廣的發(fā)展之路。
降成本是重中之重
在頁(yè)巖氣開采設(shè)備方面，目前除了國(guó)產(chǎn)橋塞尚未在開采中實(shí)際使用外，其余相關(guān)設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。
在勘探確定不菲的儲(chǔ)量后，與美國(guó)成熟的頁(yè)巖氣開采體系相比，中石化目前面臨的問題仍是成本過高。
作為承擔(dān)中國(guó)大型頁(yè)巖氣田——涪陵頁(yè)巖氣建設(shè)的江漢油田分公司，該公司副總經(jīng)理胡德高對(duì)記者指出，中國(guó)頁(yè)巖氣通常需要鉆到3000至3600米左右的深井，而北美地區(qū)卻僅為1000多米，開采成本之高不言而喻。
因此，降低成本不僅僅是中石化亟待解決的問題，更是中國(guó)頁(yè)巖氣整體開采繞不開的坎。解決問題的關(guān)鍵在于，必須擁有自己的核心技術(shù)與國(guó)產(chǎn)化的開采設(shè)備。
記者了解到，目前由中國(guó)石化組建的頁(yè)巖氣科技攻關(guān)小組，已在多項(xiàng)核心技術(shù)取得突破，申請(qǐng)發(fā)明專利50多項(xiàng)，基本形成了具有水平井段長(zhǎng)2000米的鉆完井及20段壓裂能力的頁(yè)巖氣工程配套技術(shù)。
比如自主研發(fā)的彈塑性水泥漿體系、前置液體系以及配套的外加劑，形成了針對(duì)低壓易漏、高溫高壓長(zhǎng)水平段頁(yè)巖氣水平井固井工藝及配套技術(shù)，在彭水、焦石壩等地區(qū)成功應(yīng)用于10多口井，固井質(zhì)量全部為優(yōu)。
胡德高告訴記者：“目前除了國(guó)產(chǎn)橋塞尚未在開采中實(shí)際使用外，其余相關(guān)設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，包括壓裂車等大型設(shè)備，成本已經(jīng)明顯降低?！?
“對(duì)于起步時(shí)間并不長(zhǎng)的中國(guó)頁(yè)巖氣開采行業(yè)而言，這是非常不容易的。”郭旭升說(shuō)。
除了技術(shù)與設(shè)備制造進(jìn)展迅速外，在美國(guó)開發(fā)模式的基礎(chǔ)上尋找適合中國(guó)的方法，成為中石化加快開采速度、降低成本的重要利器，“井工廠”模式便是其中之一。
傳統(tǒng)方式的頁(yè)巖氣壓裂施工均為單井作業(yè)，而在涪陵頁(yè)巖氣田一期產(chǎn)建規(guī)劃的實(shí)施中，江漢油田涪陵頁(yè)巖氣分公司提出了“井工廠”模式壓裂施工的設(shè)想——即采用單井施工時(shí)1.5倍的壓力及配套設(shè)備，同時(shí)對(duì)兩口井進(jìn)行交替壓裂，可以在相同時(shí)間內(nèi)提高一倍的工作效率。
記者在涪陵頁(yè)巖氣田焦頁(yè)9-1HF、9-3HF兩口井現(xiàn)場(chǎng)看到，十幾臺(tái)形似消防車的紅色壓裂車正集體發(fā)出地動(dòng)山搖的駭人“吼聲”，大量沙子正源源不斷地被巨大的壓力瞬間壓入幾千米深的地底。
4月14日，采用的“井工廠”交叉式壓裂施工技術(shù)正是在此處獲得成功。
目前在鉆井環(huán)節(jié)也采用了“井工廠”模式，利用國(guó)內(nèi)首臺(tái)輪軌式鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)了流水化工程作業(yè)，使鉆井周期從過去的100天縮短到70天左右。
環(huán)保問題仍應(yīng)警惕
頁(yè)巖氣的水力壓裂技術(shù)是否會(huì)成為地震的隱患應(yīng)當(dāng)引起重視。
一直以來(lái)，環(huán)保問題與頁(yè)巖氣開采始終如影隨形。如此大規(guī)模的壓裂開發(fā)是否會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成惡劣影響？
距離涪陵大部分頁(yè)巖氣井僅僅幾十米的地方便是農(nóng)村居民生活區(qū)，有些頁(yè)巖氣井干脆就建立在田地中間。而且，焦石鎮(zhèn)由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的原因，水資源一直較為匱乏。
如何做到不與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶爭(zhēng)搶水資源，成為擺在面前的道難題。
郭旭升告訴記者，在確定井位前，勘測(cè)隊(duì)對(duì)地下100米內(nèi)暗河、溶洞的分布情況進(jìn)行水文勘探，同時(shí)在淺層環(huán)境水體所處地層鉆進(jìn)過程中，一律采用清水鉆進(jìn)，以“慢”和“穩(wěn)”的心態(tài)對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源進(jìn)行保護(hù)。
而針對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)壓裂用水量較大的特點(diǎn)，胡德高說(shuō)：“我們利用當(dāng)?shù)毓I(yè)園現(xiàn)有供水設(shè)施從烏江提水保障壓裂施工，避免影響當(dāng)?shù)氐纳钆c生產(chǎn)?！?
在焦頁(yè)9號(hào)平臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)，記者看到了數(shù)條中石化從烏江架設(shè)至此的輸水管道，其長(zhǎng)度約為20余千米。
那么，這種大規(guī)模的采水是否會(huì)對(duì)烏江水量造成影響？
在9號(hào)平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)指揮壓裂的江漢油田油氣工藝處副處長(zhǎng)黃仲堯告訴記者，該施工工地所需水量約為7000立方米。由于采取了“井工廠”的模式壓裂，所需的時(shí)間約為一個(gè)月，所需的水量相對(duì)于烏江水而言只是極小的一部分。
同時(shí)，工程隊(duì)還對(duì)泥基泥漿鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的含油鉛屑進(jìn)行了無(wú)害化采集和存放，修建了專用水泥通道和存放池，防止落地造成污染，并聘請(qǐng)專業(yè)資質(zhì)的單位對(duì)鉆屑進(jìn)行無(wú)害化處理。
不過，一位行業(yè)內(nèi)的匿名人士私下對(duì)記者表示，頁(yè)巖氣的水力壓裂技術(shù)是否會(huì)成為地震的隱患應(yīng)當(dāng)引起重視。
目前在水力壓裂技術(shù)起源地美國(guó)，關(guān)于頁(yè)巖氣開采帶來(lái)地震的擔(dān)憂正漸漸浮出水面。2013年哥倫比亞大學(xué)就曾在一份聲明中指出：“隨著曾經(jīng)被石油填滿的空間再次被廢水填滿，維持流體下降所需的壓力就必須增加。隨著壓力增加，地質(zhì)學(xué)家們所謂的Wilzetta斷層就會(huì)發(fā)生?！?
盡管該研究結(jié)果目前并沒有在業(yè)內(nèi)獲得共識(shí)，但我國(guó)對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)與地震間的聯(lián)系仍應(yīng)當(dāng)抱有足夠的警惕。
