中国页岩气勘探开发进展（5-6）
胡经国
二、重庆页岩气勘探开发进展页岩气井工厂压裂模式施工20140801），【ECF国际页岩气论坛专题十六】页岩气井工厂压裂模式施工
7月下旬，涪陵页岩气焦石坝工区焦页3号平台施工现场，14台大型压裂车组成的压裂机组全力运转着。这是继焦页9号平台之后，江汉井下测试公司西南分公司第二次开启井工厂压裂模式施工，同时对焦页3-2HF井和焦页3-3HF井进行压裂，工期比单井分开压裂减少30天。
【ECF国际页岩气论坛编者按】坚决完成国内首次井工厂模式压裂试气施工任务完成的标语在重庆涪陵焦页施工现场内，显得十分庄严。涪陵页岩气田在国内页岩气开发建设中第一次采用井工厂模式压裂试气施工工艺技术，涪陵焦页9号平台于4月14日成功运行。以往压裂施工都是单井作业，一套机组需要8到10天时间随着涪陵页岩气田一期产建规划的实施，江汉油田涪陵页岩气分公司提出了井工厂模式压裂施工的设想，即采用单井施工时1.5倍的压力及配套设备，同时对两口井进行交替压裂这种压裂模式可以在相同的时间内提高一倍工作效率，并减少过去设备搬迁往返产生的费用，实现降本增效。井工厂压裂模式，是指在一个平台以密集的井位，形成一个开发工厂，流水线式集中压裂目的是通过一体化、批量化施工提高效率，降低单井作业成本。采用井工厂模式压裂试气施工技术的目的，一是采用井工厂丛式钻井，集约化用地，减少占地面积；二是便于集中开展浅层水文地质勘查；三是提高勘探开发效益。国页岩气开发采用井工厂模式，使压裂施工面临万方液、千方砂的局面。而国大部分页岩气开发区块地层压力较高，这就要求参与井工厂施工的压裂装备必须具备高压力、大排量、连续作业等特点。美国作为目前页岩资源开发最为成功的国家，其经验确实值得借鉴。但同时也应该认识到，因中国地质条件复杂同时在资源条件、管理体制等方面，中国与美国相比有很大不同美国模式应该借鉴，但绝不可照搬。正如国际能源署副署长理查德·琼斯所说，有意开发页岩气的国家要合理借鉴美国模式，选择适合自己国情的道路，才会取得成功。全国首个数字化页岩气田初具雏形20140806），8月4日，在江汉油田涪陵页岩气分公司生产调控中心8块大型液晶显示屏上不断跳跃变化的数据，实时反映着在线每口气井的生产运行情况。要想查询产量、压力、温度、液位等信息，只需点击鼠标就可轻松实现这标志着全国首个数字化页岩气田已初具雏形。
涪陵页岩气田的主体位于重庆市涪陵区焦石镇各集气站及气井分布于山地与丘陵之间的沟沟坎坎，面积达200多平方公里。随着产能建设的进一步扩大，产建区域将更加广泛。如果采用人工巡查方式，不仅巡查工作量大，与页岩气田低成本开发的思路也不相符。为降低开发成本、强化安全管理、提高管理效率，涪陵页岩气分公司以建立具备高度自动化、可视化、集成化、流程化、模型化为特征的信息化集成系统，实现业务应用的集中集成、业务协作、预警优化为目标，于去年底正式拉开涪陵数字化页岩气田建设帷幕，并在较短时间内完成了气田业务及信息化需求分析、信息化总体设计、信息化实施规划等工作。
目前，涪陵页岩气分公司已建立起勘探开发一体化数据库，并在公司生产调控中心试运行。数据库分为视频监控和集气站数据监控两个子系统。视频监控系统具有实时监控和语音喊话功能集气站数据监控系统具有流程监控、各生产曲线生成、参数报表导入和警示报警等多种功能，为生产监控与管理提供了便利。涪陵页岩气实现25亿立方米产能20140807），8月6日市委常委、常务副市长翁杰明在第三次涪陵页岩气开发利用工作推进会上指出相关部门和区县要继续与中石化公司密切配合着力解决问题确保完成年度各项工作目标。中石化股份公司高级副总裁章建华、王志刚出席会议。
在重庆市与中石化公司的共同努力下涪陵页岩气开发工作进展顺利。7月经国土资源部油气储量评审办公室评审涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1井焦页3井区五峰组龙马溪组一段探明含气面积106.45平方公里新增探明地质储量1067.5亿标志国首个特大型页岩气田正式诞生。
目前中石化共开钻114口井日产气量333万立方米日销售量320万立方米累计产气量已达6.77亿立方米、销售量6.5亿立方米已建成年产能14.17亿立方米今年将实现25亿立方米产能的既定目标。相关LNG、勘探开发、天然气管道和销售公司均完成工商注册正式投入运营。
翁杰明指出各相关部门和区县要在双方良好合作的基础上继续与中石化各单位密切高效配合共同抓好勘探开发、管道建设、页岩气消纳、环境保护、安全生产以及页岩气装备产业培育等工作全面深入推进页岩气开发利用工作。涪陵页岩气把产能有效转化为产量20140808），8月6日，重庆市委常委、市政府常务副市长翁杰明在涪陵主持召开第三次涪陵页岩气开发利用工作推进会。会议对照检查了3月10日第二次涪陵页岩气开发利用工作推进会议精神的落实推进情况，研究了下一阶段的相关工作。
翁杰明对涪陵页岩气开发利用相关的安全、环评、基础设施建设、管道及LNG项目等各项工作作出部署。他表示，中石化与重庆市的合作，是央企与地方合作的典范；双方要共同努力，实现年初确定的目标，把产能有效地转化为产量；充分考虑好页岩气装备制造的相关事宜，借助涪陵页岩气开发利用工作打造好装备制造基地；全力以赴把相关工作做好，把涪陵页岩气的安全、环保等工作做成示范。
中石化董事、高级副总裁王志刚表示，自上次推进会以来，各项工作的进展较好中石化涪陵页岩气田探明地质储量1067.5亿立方米经国土资源部评审通过，意义特别重大。中石化董事、高级副总裁章建华表示，此次会议务实高效，达到了推进工作的目的。中石化将加强内部协调，全力支持涪陵页岩气外输管线的建设，加快LNG项目的建设，早日把产能变成产量。
会上，涪陵区委副书记、区政府区长李洪义汇报了涪陵区配套服务工作开展情况。
涪陵区领导秦敏、夏艺及市级有关部门单位负责人，其他各有关区县负责人，中石化下属有关单位、涪陵区级有关部门负责人出席会议。重庆黔江第一口页岩气井动工20140814），13日，从黔江区获悉该区第一口页岩气井于8月12日正式动工开钻。这标志着黔江区在页岩气勘探与开发工作迈出了实质性步伐。
这口开钻的页岩气井位于黔江区水市乡勘探及开采由重庆市能源投资集团负责。今年6月钻前工程和基建工程建设全面进场7月31日钻井队开始进场施工。
据市能投集团页岩气投资有限公司工程技术部部长廖金华介绍黔江区块第一口页岩气井濯岩一井按照设计是直导眼2320米在直导眼的基础上再看目的层段的储存品质怎么样在好的情况下再侧钻水平井侧钻水平井在1850米左右水平井段是1500米总共井深是3970米。
廖金华介绍说根据勘探开发进程在压裂过程中如果能见到良好的页岩气还将围绕濯岩一号井场周围再部署井组。同时这口页岩气井最快明年上半年将建成投产这也将对该区工业用气和民用气起到非常重要的作用。涪陵页岩气工区最大规模压裂施工启动20140819），8月14日，在涪陵工区焦页42号平台，38辆压裂设备整齐地摆列在井口一侧，124具酸罐、液罐、砂罐树立在两组井口周围。上午10点，随着现场总指挥一声令下，由江汉石油工程公司承担施工的焦页42号平台井工厂同步压裂施工正式启动。
该公司对焦页42号平台4口水平井实施井工厂同步压裂预计注入液量10万这是至今为止涪陵工区规模最大、设备使用最多、合计压裂层数最多、注入总液量最大的一次超大型压裂施工。井工厂同步压裂可以提高施工效率，降低成本。井工厂同步压裂工艺是指使用多套压裂机组对同一平台多口井同时进行交叉式压裂施工相对于以往压裂工艺不同，此次施工在井场布置、施工工序等方面更加复杂。
为了确保施工正常运行，该公司召集压裂、试气、桥塞射孔等多个部门专家组建联合专家组，对施工方案和各环节工序进行细化研究，制定了多套应急预案。同时，加大、加密对现场施工安全检查，做到发现问题及时整改，特别对高压区域指派专人负责监察。
截至8月14日晚上10点，焦页42号平台共完成5段压裂施工，各项数据达到施工要求。力保页岩气平稳采输20140820），8月14日，采气厂涪陵采输项目部生产调度梅健接到江汉油田涪陵页岩气公司的生产指令，要求马上为重庆四合燃气公司减少4万立方米的页岩气用量他赶紧打电话通知2号集气站，降低井口产量，确保管网压力平衡，不超压不憋压，为用户提供稳定的用气。
进入2014年，重庆涪陵国家级页岩气示范区进入大规模开发采气厂以确保页岩气采出与外输顺利为己任针对越来越繁重的页岩气采输任务，于5月成立采气厂涪陵采输项目部精心组织生产，认真调整供气量，确保重庆涪陵等周边工业及民用用户供气平稳安全。
在页岩气采出环节，涪陵采输项目部认真实施气井动态管理对每口井实行全方位、全时段、全过程动态跟踪监测每天密切关注套压、流量等生产参数，已熟练掌握一套页岩气井定产生产规律。针对页岩气井生产的一些疑难杂症，涪陵采输项目部积极攻关，确保气井采收率。页岩气井产量高、压力大，流程复杂，易返排出砂。投产初期，部分气井在生产中，高压、高速气流夹着返排的砂粒不断冲刷加热炉油嘴堵头，使设备受到不同程度的冲蚀。涪陵采输项目部从气藏地质、设备材料型号、流程工艺等方面寻找原因在涪陵页岩气公司技术部门的指导和组织协调下，先后完成了焦页82HF井、焦页62HF井等20多井的加热炉油嘴、阀门的更换让它们少生病多产气，完成了11个集气站和1个脱水处理站的工艺流程检测调试，编制了《涪陵页岩气田井站标准化建设方案》，提出300多条合理化建议，为示范区标准化建设提供参考和依据。
在页岩气外输上，涪陵采输项目部严格执行涪陵页岩气公司指令根据用户需求，认真调节供气量，确保平稳供气。重庆市建峰化工集团是涪陵页岩气的第一个用户去年9月15日，白涛集气站开始为该化工集团提供页岩气目前，建峰化工集团日用气量为125160万立方米。涪陵采输项目部根据用户生产负荷需要，随时调整日用气量，保证建峰化工集团供气平稳。建峰化工集团副总经理富伟年开心地说：以前，我们主要生产原料为天然气，用气缺口量大时，还迫不得已烧过煤，对周边的环境污染大。涪陵页岩气真是我们的福气它是很好的清洁能源，甲烷含量98.26%且不含硫化氢，可不经脱硫直接使用，而且供气稳定，管输成本也降低了。在应对页岩气外输突发状况，涪陵采输项目部也总结了经验。7月30日18点，涪陵采输项目部调度员梅健，接到了来自白涛集气站的紧急电话：一湿气用户突发装置故障，管网压力一直上涨，已接近警戒值。管网憋压是天然气采输的禁区，一旦超压，后果将不堪设想。他赶紧打电话向主管部门汇报，按照《用户异常情况专项应急预案》判断，外输气量必须尽快降到130万立方米，才能够确保整个管网系统安全。在采气厂多名领导、调度统一协调下，在各集气站员工的迅速行动下，白涛集气站外输气量在半小时内降到130万立方米，消除了管网憋压危险。自主开发提速20140820），盛夏的重庆涪陵焦石坝，方圆280公里的山区里，页岩气的钻探开发进入提速期这个国内首个宣布商业化的页岩气开采基地，被评为国家级页岩气示范基地。自2012年首口勘探井被攻破以后，目前已经有数十口开发井进入生产阶段。
中国石化集团公司此前宣布，到2017年将在这里建成年产百亿立方米的大气田，相当于一个年产量千万吨的大油田。为了完成这个产能，中国石化微博石油工程技术服务公司不断集结精兵强将，也不断有钻井队加入进来。
⑴、涪陵页岩气加快开发
为缓解国内缺气的局面，在加大进口的同时，页岩气的开发成为重要的补充。国的页岩气储量丰富，但受制于开采技术、设备、成本，一直很难取得大的突破。
中石化涪陵页岩气的勘探开发将为中国页岩气的开发提供技术、经验、体系的积累。为了加快页岩气产能示范区建设，中石化石油工程技术服务公司的两支精英队伍：江汉石油工程钻井队和中原石油工程钻井队数千名将士正在这里彻夜奋战。
在页岩气开采过程中，石油工程队伍起到了至关重要的作用气体能否开采出来，能开采出多少，决定于他们的技术水平、经验和敬业精神。
8月6日，在焦页30号钻井平台，江汉石油工程的50143JH队40岁的钻井队长曹华正顶着烈日巡视钻井情况。作为此次焦石坝会战主力部队江汉石油工程公司的尖刀钻井队，50143JH队创造了多个第一。是焦石坝截至7月底万米进尺最短时间纪录创造者，工区首例井工厂模式钻井的施工者。
该平台自今年2月20日开钻以来，曹华已经率队连续奋战至今4口井本来设计12月底完井，但是曹华有信心提前到10月底完工，甚至更早。在页岩气开采中，时间就是效益，早一天完井，就能早一天投入生产。
⑵、效率提高源于科技进步
整个涪陵页岩气会战中，有来自江汉、中原两家工程公司的几十支队伍奋战在一线。他们从3年前每口井需要耗费近半年时间，到现在普遍控制在60天左右，大大缩短了施工周期，提高了生产效率。
在焦页16号平台，8月初第3口井就已经完成钻井，还有些许后续的工作要做。该平台年轻的经理钻井队长马永生显得意气风发：1984年出生，大学毕业后就开始从事钻井工作，去年担任中原石油工程公司70117ZY钻井队平台经理，是焦石坝会战中最年轻的平台经理。他所在的这支钻井队开发了焦石坝会战首个勘探井也就是所谓功勋井，经验丰富，战斗力强不久前，在打焦页16-1HF井时，他们创下了46天的最短钻井周期。而在此前颇费周折的页岩气钻井经历中，他需要耗费近半年的时间，即便在焦页1井中，队伍也耗费了近3个月才完井。
钻井周期的缩短得益于钻井工艺的改进和科技的进步。据中石化石油工程技术服务公司副总经理宗铁介绍，按照中石化的部署，中石化石油工程公司组织进行多专业、多工种的联合攻关。经过近5年的学习、吸收、攻关和探索实践，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。这套技术已经达到了国际先进、国内领先的水平。
⑶、打破国外垄断形成自主体系上天容易入地难，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，包括近2000米的水平井同时需要大规模的分段压裂再加上涪陵焦石坝地区复杂的喀斯特地质条件，多溶洞暗河，更是增加了整个勘探开发的难度。
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。其中任何一处失误都可能导致严重事故的发生。
更为困难的是，一开始中国国内在页岩气开发技术和设备方面几乎是一片空白，远远落后于美国等页岩气开采发达国家。美国的页岩气研发开采已经超过20年的时间其页岩气革命出现，体现在两项关键技术的突破：水平钻井和分段压裂。
国内自2010年才开始研究页岩气的勘探开发由于国外的几家大公司垄断了页岩气开采的技术和设备，他们只提供昂贵的服务，不出售技术和设备。江汉石油工程公司西南项目管理部经理张良万告诉记者，一些机械设备和技术服务，在国内没有的时候，国外公司完全垄断，导致钻井成本极高。这迫使中国石化高层一开始就非常重视关键设备和技术的国产化研发在整个涪陵页岩气的开发过程中，页岩气开发的核心设备也在国产化。一旦我们有了自己的设备和技术，这些国外公司的价格马上下跌一半，有的甚至只是原来的几分之一。在涪陵页岩气开发过程中，由于这里独特的地质条件，国外的许多设备和技术并不适应，无法顺利完成钻探任务。中国石化石油工程技术服务公司便依靠自己的江汉机械公司自主研发设备。比如自主研发的3000型压裂车已在焦石坝正式投用，每分钟能将十几方压裂液注入钻井，性能稳定，达到了世界压裂装备领先水准。
据张良万介绍，从2010年开始正式介入页岩气勘探开发，到2011年和2012年陷入徘徊状态，再到如今涪陵页岩气的巨大成功，伴随着涪陵页岩气的开发，江汉石油工程公司已初步形成了适合于焦石坝工区页岩气勘探开发的全套技术工艺和技术系列页岩气石油工程技术的全面国产化时机已经成熟。页岩气井进入压裂试气阶段20140822），近日，南川区南页1HF井进入压裂试气阶段标志着该区页岩气开采进入了一个新阶段。页岩气的成功开发将有效破解制约该区发展的能源瓶颈，为精细化工、机械加工等产业发展和居民生活提供强有力的能源支撑。
目前，该区已探明页岩气资源686亿方南页1HF井完钻深度为5820米，是世界第一口深度超过5800米的页岩气水平井。下一阶段，中石化华东公司还将在该区部署3口探井，建设CNG集气站，并搭建输气管网联合销售，将产气运至南川、武隆、重庆等地区。
CNG（CompressedNaturalGas，压缩天然气），是指天然气加压并以气态储存在容器中。提速页岩气板块的发展20140828），《北京商报》报道显示，记者从中石化公布的半年报中看到，该公司在非常规资源开发方面，涪陵页岩气6月底已实现日产气量320万立方米。
近年来，中石化在页岩气开发上颇具野心。今年3月，该公司宣布，页岩气勘探开发取得重大突破并豪言，将在2017年建成国内首个百亿页岩气田涪陵页岩气田。
中石化预计2014年底，涪陵页岩气田将实现产能18亿立方米年，2015年底将实现产能50亿立方米年，为原计划的10倍。
中石化在半年报中介绍，经过前期的开发试验和产能评价，该公司制订了涪陵页岩气田百亿产能建设总体目标及一期工程50亿立方米年规划方案2014年计划实施一期工程第一个项目北区产能建设项目。该项目将新钻井91口，配套建设页岩气集输等设施。
在页岩气开发上，中石化还有意推进其整个产业链的混合所有制经济的发展，包括开发、运输、销售以及其他可能增值的领域。
不过，这一颇被中石化看好的页岩气，曾在6月遭到质疑，被指涪陵项目属于非典型页岩气，该区块并非全是页岩气，且还存在骗取国家财政补帖之嫌。中石化方面的回应则一再强调，涪陵区块是真正的页岩气并表示，其是国家级页岩气示范区，不存在骗补。
2014年8月2日编写于重庆
2019年7月7日修改于重庆
2019年7月7日修改于重庆
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