打造壓裂“綠鑰匙”

本刊記者 郭 望 通訊員 王立英 馮愛民

這里是天府之國的核心區，川西平原人口稠密、經濟發達，一年四季，滿眼綠色蔥蘢。這里也是西南油氣田天然氣主產區，川西氣田的一個個井架、一座座井站、一條條管道，常年掩映在綠色中。

四川盆地增儲上產會戰2011年11月打響以來，西南油氣田在川西地區實施的100多口開發井使用水平井分段壓裂技術，取得一系列重大進展和突破，已獲近10項實用新型專利授權，申報國家發明專利兩項，成為四川會戰的主體工程技術。

“不環保的事情一件不干。”西南石油局局長、西南油氣分公司總經理甘振維告訴記者。在這片常年綠色的天府之國核心區，面對壓裂次數越來越多、壓裂液量越來越大、壓裂級數越來越多的挑戰，西南油氣田始終將安全環保放首位，在壓裂技術和管理上雙管齊下，實現綠色壓裂和低成本壓裂，成為建設綠色氣田、美麗氣田的典范。

壓裂這把增儲上產的“金鑰匙”，正逐漸成為一把“綠鑰匙”。

西南石油局井下作業公司酸化壓裂大隊成功實施回龍1井的大型酸壓施工。唐文強 攝

技術創新促進綠色壓裂

要進行壓裂施工，自然離不開壓裂液。壓裂液稠化劑原材料胍膠片國際市場價格由2011年的每噸不到2000美元，升至2012年的2萬美元以上。常規壓裂液不僅胍膠用量高，而且壓裂液含殘渣較多，對地層有一定傷害。西南油氣田工程技術研究院通過新工藝革新，不斷研發對環境更友好的新型壓裂液，同時大幅降低了壓裂液的成本，實現了一箭雙雕。

他們從降低壓裂液稠化劑加量濃度入手，根據川西低品位難動用儲量儲層特征，研發“液氮＋纖維”低傷害壓裂工藝，有效降低壓裂液對攜砂性能的依賴度，壓裂液稠化劑濃度降低10%～35%。按壓裂用液200立方米計算，單井節約壓裂原材料成本5萬～10萬元，儲層傷害降低率在20%左右，實現了更環保的壓裂、更經濟的壓裂。

他們還探索研發對環境更友好、價格更低廉的新型壓裂液，用新型香豆膠作為替代稠化劑，在減輕壓裂液環保壓力的同時，預計每噸可節約成本3萬元左右。目前，該新型壓裂液正處于室內評價階段。

在川西氣田，水平井大規模壓裂平均單井用液量在2500立方米以上，壓裂返排廢液給污水處理帶來了環保和經濟的雙重壓力。壓裂返排廢液如果能重復利用，不僅大大減輕環保壓力，又能使壓裂返排廢液變廢為寶，降低壓裂液購置費用。西南油氣田工程技術研究院的科技人員抓住這一核心課題，經過多年深入研究，形成了壓裂返排廢液循環重復利用技術，使壓裂返排廢液再獲新生。

這一技術的關鍵是研發了新型高分子二次重構交聯劑。壓裂返排廢液是高分子聚合物材料在破膠劑作用下分子化學鍵斷裂后形成的低黏度液體。研發新型的具有“黏合”功能的交聯劑，讓斷開的“鏈條”重新連接上，從而實現了壓裂返排廢液循環利用。

西南石油局井下作業公司酸化壓裂大隊正在進行元壩11井大型酸化施工。唐文強 攝

這一技術的亮點是低成本。它的核心優勢在于首創性地采用補充添加劑法，回收重復利用壓裂液，既能大幅度降低同類添加劑的用量，節約壓裂液配制費用和污水處理費用，同時不改變現有施工工藝。如今，這一技術配套處理工藝已十分完善。根據壓裂返排過程及配液水質要求，西南油氣田研究配套了返排液回收、凈化處理設備及流程，并在川西氣田作為低碳環保開發新工藝和降本增效新手段推廣應用。按每口井回收重復利用500立方米壓裂液計算，單井可節約廢液處理費用和添加劑成本費用約30萬元，具有極好的經濟和社會效益。

優化管理實施環保壓裂

施工管理是實施環保壓裂的重要保障，西南石油工程公司井下作業公司通過健全管理機制、嚴格現場監管、優化壓裂工藝等措施，實現了清潔生產零污染。

井下作業公司成立清潔生產領導小組，形成了公司-壓裂大隊-基層隊-班組-崗位五級責任體系，將責任層層落實到人，明確各層級的職責，理清了管理思路和管理體系。同時，實行“誰污染，誰負責”的問責制管理，強化清潔生產執行力，將清潔生產納入日常和年終考核，嚴格落實獎懲。他們還結合酸化壓裂工作需求，制定了包含3大類32條的《清潔生產管理規定》，將清潔生產進一步規范化系統化。

壓裂現場涉及含硫、含酸、油料等易污染品，為了確保清潔生產，該公司實行了“三步走”施工措施。在施工前，對施工材料準備階段實施安全員全程參與跟蹤，從液體材料的運送到液體材料現場配置，都全程參與并記錄，確保在配液過程中不出現隨意灑落的情況。在施工中，現場工業垃圾和生活垃圾分開回收，避免造成二次污染。在所有的施工設備下鋪設條布，為現場生產穿上了一件“保護罩”，預防油料和液體滴落地面造成生態污染。同時，現場實行施工前“現場工程師巡檢-安全員巡檢-操作者巡檢”，施工中專人負責監督的“三巡一監”制度，確保施工途中不出現安全環保事件。施工結束后，利用專業車輛，對剩余的液體進行回收，運往指定地點進行處理，確保不讓一滴廢液落到地面。

為優化施工工藝，進一步提高壓裂實效，他們研制了自動配酸機，將以往人工攪拌、循環施工液體的環節，轉化為全機械化運作，并將原來的多道工藝，整合成一套流水作業線，不僅規范了流程，提高了施工效率，而且實現了清潔生產。同時，他們以研制新型配酸機為契機，開展了“大型酸壓配套技術應用研究”等研究，形成了一套成熟的配酸新工藝，創新使用了“氣吹走泵”清潔工藝，在施工結束后不停泵，通過氣吹的方式，將管線內殘余液體排放至排污池或回收罐。清空之后，再進行拆卸管線，避免在拆除過程中化學液體滴漏產生污染，實現現場施工液體準備自動化、規范化和環保化。

2012年，西南油氣田在川西氣田完成1000多層次壓裂施工，配置液量19萬立方米，使用工業酸近1萬立方米，液氮4600多立方米，未發生一起環保事故，使壓裂這把“綠鑰匙”熠熠生輝。