高效開發(fā)推動天然氣快增長

□ 本刊記者 馬 玲

高效開發(fā)推動天然氣快增長

□ 本刊記者 馬 玲

堅持走高效管理、技術(shù)創(chuàng)新、大力降本的開發(fā)之道，是中國石化實現(xiàn)天然氣大發(fā)展的關(guān)鍵。

加快天然氣發(fā)展，是集團公司黨組落實綠色低碳戰(zhàn)略、打造上游新的效益增長點的重要舉措，也是低油價下油田板塊鏖戰(zhàn)寒冬、調(diào)整油氣結(jié)構(gòu)的重大舉措。中國石化重組以來，天然氣實現(xiàn)了大發(fā)展，產(chǎn)量從1998年的35億立方米上升到2016年的216億立方米，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益，同時，滿足了國民經(jīng)濟發(fā)展對清潔高效能源的需求，帶來了良好的社會效益。

普光氣田、元壩氣田、涪陵頁巖氣田……這些享譽國內(nèi)外的大氣田創(chuàng)造了無數(shù)個輝煌。奇跡背后，是中國石化堅持走高效管理、技術(shù)創(chuàng)新、大力降本的開發(fā)之道。“經(jīng)驗告訴我們，要實現(xiàn)天然氣效益規(guī)模化開發(fā)，抓好管理、技術(shù)、成本是關(guān)鍵。”中國石化天然氣處負(fù)責(zé)人語氣堅定地表示。

涪陵頁巖氣田。宋國梁 攝

高效管理保障氣田高效開發(fā)

截至2016年底，中國石化開發(fā)的首個酸性氣田普光氣田創(chuàng)造200多億元效益。這個開發(fā)近十年的氣田至今發(fā)展勢頭強勁。

然而，開發(fā)之初，由于國內(nèi)沒有成功先例，又缺乏相應(yīng)配套技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗，普光氣田不得不“摸著石頭過河”。

作為川氣東送的主供氣源，普光氣田的開發(fā)直接關(guān)系到川氣東送工程的效果和效益。從立項到開發(fā)，中國石化可謂慎之又慎。為了避免管理部門多、相互掣肘導(dǎo)致管理松散、效率低下的問題，專門成立川氣東送建設(shè)指揮部，負(fù)責(zé)氣田勘探開發(fā)、酸性氣田凈化處理、長輸管道工程的組織管理工作，協(xié)調(diào)各參戰(zhàn)單位的力量。

開發(fā)之初，指揮部建立三級審查機制，充分發(fā)揮了組織保障作用，確保了氣田開發(fā)設(shè)計科學(xué)合理、應(yīng)用技術(shù)先進(jìn)實用、安全保障措施切實可行。

高效開發(fā)，安全保障是基礎(chǔ)。普光氣田總投資600多億元，是國內(nèi)已探明規(guī)模最大、世界第二個百億立方米級的特大型高含硫氣田，開發(fā)風(fēng)險大、難度大、挑戰(zhàn)大。為此，中國石化建立完備的安全環(huán)保監(jiān)測、監(jiān)督、處置和三級企地應(yīng)急聯(lián)動機制，形成了安全技術(shù)、設(shè)備材料、安全監(jiān)管三位一體的安全保障體系，在四川宣漢縣土主鄉(xiāng)境內(nèi)組建了川東北地區(qū)應(yīng)急救援指揮中心。目前，該中心是國內(nèi)唯一的油氣田救援示范基地。

8月21日，中原油田普光氣田采氣廠員工對P104集氣站實施點火棒檢修作業(yè)進(jìn)行實地監(jiān)督管控。白國強 攝

在普光氣田凈化廠建設(shè)中，中國石化首次采用“EPC總承包+工程監(jiān)理”的建設(shè)管理模式，建立了“建設(shè)單位—總體監(jiān)理—標(biāo)段監(jiān)理—EPC總承包商”的管理控制體系。嚴(yán)格甲乙方管理、市場化運作，“油公司”的管理雛形應(yīng)運而生。

元壩氣田是中國石化繼普光氣田之后開發(fā)的儲量超千億立方米的大型高酸性生物礁氣田。在借鑒“普光模式”的基礎(chǔ)上，元壩氣田按照四級質(zhì)量控制理念，通過專項檢查、質(zhì)量巡檢、質(zhì)量例會和質(zhì)量專題會等方式，強化項目實施過程中的質(zhì)量控制。截至2016年底，累計生產(chǎn)凈化氣42億立方米，管理效益和運行質(zhì)量大幅提高。

“高效為目標(biāo)，安全是保障”， 按照氣田開發(fā)的這個總體思路，中國石化突出產(chǎn)能建設(shè)和氣田開發(fā)管理等核心業(yè)務(wù)，組建企地合資公司、實行油公司模式、推行市場化運作、實施項目化管理，從始至終都緊緊抓住管理這個牛鼻子不放手，形成了一套可復(fù)制、可推廣的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)體系。

在涪陵頁巖氣開發(fā)中形成的“技術(shù)型+管理型”油公司模式，成為引領(lǐng)帶動國內(nèi)頁巖氣產(chǎn)業(yè)整體提升的“涪陵模式”。

涪陵頁巖氣田是繼北美之后第一個投入商業(yè)開發(fā)的大型氣田，它的管理機構(gòu)涪陵頁巖氣公司僅有員工209人，卻管理著年產(chǎn)能70億立方米的頁巖氣田和來自全國各地270多家參建單位、近萬人的施工隊伍。

中國石化在這個國家級的頁巖氣產(chǎn)能建設(shè)示范區(qū)，不斷探索完善“井工廠”鉆井、壓裂施工組織模式，建立“學(xué)習(xí)曲線”模型，創(chuàng)造了一系列工程施工的“涪陵速度”：鉆井、壓裂施工周期較初期縮短40%左右，平均單井鉆井周期由120天提速至60天左右。“井工廠”鉆井模式被國土資源部列入《礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)推廣目錄》。

結(jié)合氣田特點，涪陵頁巖氣田還創(chuàng)立了“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化采購、模塊化建設(shè)、信息化提升”的地面建設(shè)模式，實現(xiàn)了地面集輸系統(tǒng)的工廠化預(yù)制、模塊化成撬、撬裝化安裝；采取“電子巡井+定期巡檢+周期維護(hù)”無人值守采氣管理方式，打造了數(shù)據(jù)自動采集、報表自動生成、信息遠(yuǎn)程傳輸、井口自動關(guān)斷的數(shù)字氣田、智能氣田。目前，37座集氣站滿足無人值守條件，其中17座已實現(xiàn)無人值守。

截至2017年6月底，涪陵頁巖氣田累計探明儲量6008億立方米，累計產(chǎn)氣123.3億立方米。依靠高效管理，涪陵頁巖氣田實現(xiàn)了大發(fā)展、快發(fā)展、優(yōu)發(fā)展。

技術(shù)創(chuàng)新支撐氣田有效建產(chǎn)

面對致密砂巖氣藏、高含硫化氫、高地層壓力等世界級的開發(fā)難題，中國石化堅持不懈地學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和實踐，組織國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域知名專家和公司進(jìn)行技術(shù)咨詢和技術(shù)幫扶，依靠中國石化廣大技術(shù)工作者持之以恒的攻關(guān)研究，深入開展了礁灘沉積相、儲層、含氣性等專題研究和工程技術(shù)的創(chuàng)新突破，為氣田高效建產(chǎn)提供了強有力的技術(shù)支撐。

大牛地氣田是典型的致密砂巖氣藏。針對未動用儲量品位差、直井產(chǎn)量低的特點，中國石化運用以致密低滲氣田水平井整體開發(fā)氣藏工程優(yōu)化、煤系地層薄儲層含氣性定量預(yù)測等5項開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，打破了致密砂巖氣藏不能規(guī)模經(jīng)濟有效開發(fā)的魔咒，帶動鄂爾多斯盆地千億立方米致密氣儲量開發(fā)動用

普光氣田氣藏埋藏深、儲層變化大，氣水關(guān)系、滲流規(guī)律復(fù)雜，加之高含硫化氫、高地層壓力的特點，讓這個超深海相酸性氣田一問世，就面臨世界級的開發(fā)難題。中國石化充分發(fā)揮上游科研院所的核心作用，構(gòu)建了普光氣田高效開發(fā)的科技支撐體系；搭建了地下地面一體化、地質(zhì)工程一體化、生產(chǎn)科研一體化研究攻關(guān)平臺；形成了相關(guān)研究單位平行研究、項目部—分公司—總部三級審查、跟蹤優(yōu)化調(diào)整的技術(shù)保障體系。

針對制約氣田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，技術(shù)人員應(yīng)用多專業(yè)技術(shù)手段，開展氣藏-氣井-集輸系統(tǒng)一體化技術(shù)攻關(guān)研究，創(chuàng)新形成了“多打高產(chǎn)井、少打低產(chǎn)井、避免無效井”的優(yōu)化布井技術(shù)，攻關(guān)推廣了超深井水平井鉆井技術(shù)，創(chuàng)新應(yīng)用了長井段射孔酸壓提高單井產(chǎn)量完井技術(shù)，引進(jìn)吸收推廣了酸性氣田濕氣輸送技術(shù)，探索應(yīng)用了穩(wěn)氣控水、調(diào)整治理的氣田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)了開發(fā)鉆井成功率100%，氣井產(chǎn)能達(dá)標(biāo)率100%。因為在技術(shù)創(chuàng)新上的卓越表現(xiàn)，2012年“特大型超深高含硫氣田安全高效開發(fā)技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”榮獲國家科技進(jìn)步特等獎。

截至今年8月底，普光氣田累計生產(chǎn)凈化氣469億立方米、硫黃1200多萬噸。在技術(shù)創(chuàng)新的支撐下，氣田整體開發(fā)效益突出。

元壩氣田儲層埋藏深、單礁體規(guī)模小、非均質(zhì)性強、氣水關(guān)系復(fù)雜。中國石化發(fā)揮集團優(yōu)勢，組織聯(lián)合攻關(guān)，開展復(fù)雜條帶狀生物礁氣藏井網(wǎng)、井型、井距研究，建立了以水平井為主、大斜度井為輔的超深復(fù)雜條帶狀生物礁氣藏開發(fā)井網(wǎng)模式，發(fā)展完善了超深復(fù)雜礁灘相儲層預(yù)測、超深水平井優(yōu)快鉆完井技術(shù)系列。

歷經(jīng)5年，元壩氣田建成為國內(nèi)第一個深度7000米的高酸性海相大氣田，建成了國內(nèi)第一座具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型天然氣凈化廠，年產(chǎn)凈化氣能力34億立方米，年產(chǎn)硫黃能力30萬噸，成為“十三五”上游的一個重要效益增長點。

“十五”以來相繼在普光、元壩等海相大中型氣田實現(xiàn)了成功開發(fā)，標(biāo)志著中國石化已攻克超深氣藏、高溫高壓、高含硫化氫等世界級難題，基本形成了深層氣藏開發(fā)工程的配套技術(shù)。“十二五”以來又取得頁巖氣開發(fā)的大突破，這依然得益于以關(guān)鍵地質(zhì)問題為導(dǎo)向的技術(shù)創(chuàng)新。

中國石化在涪陵頁巖氣田通過開展先導(dǎo)試驗、微地震監(jiān)測、干擾試井與數(shù)值模擬等現(xiàn)場試驗與室內(nèi)綜合研究，形成了以海相頁巖氣目標(biāo)選區(qū)評價技術(shù)、頁巖氣地球物理技術(shù)、開發(fā)設(shè)計與優(yōu)化技術(shù)、水平井鉆完井及壓裂工程技術(shù)為主的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)體系，為頁巖氣開發(fā)奠定了理論和實踐基礎(chǔ)。

盡管中國石化通過自主創(chuàng)新、項目合作、產(chǎn)學(xué)研合作等方式大力推動集成創(chuàng)新，在深層復(fù)雜儲層識別、描述與綜合預(yù)測技術(shù)方面取得了新成果，在鉆、完、測、試等關(guān)鍵工程技術(shù)方面取得了系列成果，形成了相配套的技術(shù)體系，實現(xiàn)了常規(guī)天然氣，以及非常規(guī)天然氣3500米以淺頁巖氣的成功開發(fā)，但隨著開發(fā)對象進(jìn)一步轉(zhuǎn)向超深層、超高壓、裂縫性、海域等復(fù)雜氣藏，技術(shù)創(chuàng)新之路仍然任重道遠(yuǎn)。

“十三五”期間，中國石化天然氣產(chǎn)能目標(biāo)為400億立方米。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，技術(shù)人員正加快技術(shù)創(chuàng)新的步伐，因地制宜地研發(fā)符合中國復(fù)雜氣藏特點的核心工程技術(shù)和配套裝備，確保氣田實現(xiàn)規(guī)模化有效開發(fā)。

大力降本推動氣田經(jīng)濟開發(fā)

復(fù)雜的地貌和地下地質(zhì)條件，為天然氣鉆采、壓裂、地面工程帶來系列挑戰(zhàn)，也導(dǎo)致天然氣勘探開發(fā)成本居高不下、開發(fā)效益差。

“高投入、低產(chǎn)出”讓開發(fā)者頭疼，為了提高氣田開發(fā)效益，必須想盡辦法做到“低投入、高產(chǎn)出”。

在四川盆地、鄂爾多斯等天然氣勘探開發(fā)重點地區(qū)，中國石化堅持勘探與開發(fā)結(jié)合，加強項目效益評價，實現(xiàn)“評價研究、井位部署、資料錄取、儲量落實、產(chǎn)能建設(shè)”五個一體化結(jié)合，最大限度提高整體效益。

比如對于類似大牛地氣田的成熟開發(fā)區(qū)，在以“效益最優(yōu)、增加動用、提高產(chǎn)量、降低投資”的氣藏工程研究為核心的水平井開發(fā)理念的指導(dǎo)下，技術(shù)人員通過勘探開發(fā)一體化進(jìn)行精細(xì)挖潛，增加可動用儲量，確保儲量替代率，實現(xiàn)了穩(wěn)產(chǎn)保效益。

面對普光氣田開發(fā)的成本“大頭”，技術(shù)人員通過地震儲層預(yù)測、含氣性研究等高科技手段，不斷尋找面積大且高產(chǎn)的“甜點”，實行勘探開發(fā)一體化。

勘探開發(fā)一體化帶來的不僅僅是開發(fā)更加精細(xì)高效，還有工作方式的轉(zhuǎn)變。氣田勘探評價完，開發(fā)人員針對已審查通過的勘探儲量，不是像過去那樣馬上投入開發(fā)，而是對氣藏做進(jìn)一步的精細(xì)描述。從部署的井網(wǎng)中，篩選出幾口骨干井去打，結(jié)果確實與原來的勘探認(rèn)識、開發(fā)方案相一致才去開發(fā)。如果有差異，就會優(yōu)化井網(wǎng)，重新部署井位。

普光氣田每口井的投入平均2億元。開發(fā)之初，技術(shù)人員通過井型優(yōu)選、井身軌跡和井位部署方案優(yōu)化，將原計劃打的52口開發(fā)井減少了14口，一下子減少投資28億元，大幅降低了開發(fā)成本。

一位開發(fā)技術(shù)人員說：“打評價井的目的就是加深對氣藏的精細(xì)認(rèn)識，為后面的開發(fā)方案實施提供科研支撐。現(xiàn)在雖然開發(fā)井?dāng)?shù)減少了，儲量動用并沒有減少，這就是最大的降本。我們所做的一切，就是要讓后面打的井‘不白打’。”

勘探井打出來要測試、要提前試采，這也是新的變化。普光氣田在開發(fā)中，為解決試采試氣問題，專門從加拿大引進(jìn)了6套焚燒爐。

普光氣田在開發(fā)中還大力實施低成本戰(zhàn)略，每個項目都要經(jīng)過多次論證。他們把預(yù)算和全員成本管控作為抓手，全力壓縮非生產(chǎn)性費用，壓減低無效措施，通過有效降低剛性成本，深化全員成本目標(biāo)管理，落實調(diào)整挖潛優(yōu)化措施，加大經(jīng)營活動分析和過程管控力度。

他們還強化物資采購管理，嚴(yán)格庫存規(guī)模控制，實現(xiàn)物資管理增效2000多萬元；積極推進(jìn)設(shè)備和部件修舊利廢工作，集輸、凈化系統(tǒng)共增效2000多萬元。為提升組織運行效率和效益，普光氣田還創(chuàng)建了高含硫氣田成本消耗定額體系項目，成為國內(nèi)首個高酸氣田成本定額管理標(biāo)準(zhǔn)。

針對川西中淺層氣井自然產(chǎn)能低、施工周期長、建井成本高、經(jīng)濟有效開發(fā)難度大的問題，中國石化通過“簡化工序、優(yōu)化物資、銷庫利庫”三項措施降本增效。

材質(zhì)材料的國產(chǎn)化，也是中國石化氣田開發(fā)實現(xiàn)降本增效的“秘密武器”。

大牛地氣田是中國石化自行開發(fā)的第一個低滲致密氣田，也是國內(nèi)首個致密砂巖氣區(qū)塊率先實現(xiàn)效益開發(fā)的氣田。該氣田每千立方米天然氣的操作成本仍保持在集團公司最低，讓人嘆服！

大牛地氣田將井場作為降本增效的主戰(zhàn)場之一，在全國率先應(yīng)用“鉆井液不落地裝置”，利用撬裝設(shè)備省去了現(xiàn)場需要開挖的鉆井泥漿池，有效降低了污染風(fēng)險，節(jié)約了生產(chǎn)成本。同時，采用電化學(xué)處理技術(shù)對鉆井液進(jìn)行處理，實現(xiàn)了重復(fù)再利用。他們還完善以“PDC+螺桿+MWD、多靶點軌道設(shè)計”為核心的水平井優(yōu)快鉆完井技術(shù)，提高了機械鉆速，縮短了鉆井周期，降低了鉆井成本，單井鉆采投資由2700萬元降至1900萬元。

元壩氣田具有分布零散、復(fù)雜、工期緊、投資控制風(fēng)險高的高含硫邊際氣田特點。關(guān)鍵涉酸設(shè)備、材料產(chǎn)品國內(nèi)不能生產(chǎn)，國外公司長期壟斷、技術(shù)封鎖，進(jìn)口價格昂貴、供貨周期長，這些都嚴(yán)重制約氣田建設(shè)目標(biāo)、經(jīng)濟效益目標(biāo)的實現(xiàn)。對此，技術(shù)人員摸索形成了針對復(fù)雜高含硫邊際氣田提速增效目標(biāo)的國產(chǎn)化方針。以前，元壩氣田生產(chǎn)中采用的是進(jìn)口高級別合金抗硫完井材質(zhì)，導(dǎo)致投入產(chǎn)出比無法達(dá)到產(chǎn)能建設(shè)方案的經(jīng)濟要求。他們通過技術(shù)攻關(guān)，成功研發(fā)出國產(chǎn)高鎳合金油管組合、鍍鎢襯管等防腐新材料，單井節(jié)約投資成本數(shù)百萬元。元壩氣田自開發(fā)以來，緊盯降本目標(biāo)，成功研發(fā)了一系列涉酸關(guān)鍵設(shè)備、物資的國產(chǎn)化技術(shù)；完井物資、凈化廠和集輸工程設(shè)備國產(chǎn)化率分別達(dá)到85%、85.9%、85%。直接節(jié)約投資約4億元，裝置設(shè)備采購周期平均縮短6個月，保證了氣田投資受控。

“新藥方”助力西北油田天然氣產(chǎn)量穩(wěn)步提升。圖為AT集氣站崗位員工巡檢高壓氣井生產(chǎn)情況。侯小鵬 攝

關(guān)鍵設(shè)備和工具的國產(chǎn)化，也讓涪陵頁巖氣田“把不該花的錢省了下來”。針對涪陵地質(zhì)特點和頁巖氣開發(fā)需要，技術(shù)人員充分利用產(chǎn)業(yè)鏈完整的優(yōu)勢，自主研發(fā)了千噸級自走式、滑軌式和輪軌式鉆機系列，井控壓力70兆帕高壓大負(fù)載帶壓作業(yè)，6200米大容量連續(xù)油管等成套裝備，一體式超短PDC鉆頭和等壁厚耐油螺桿鉆具、8000牛大功率測井牽引器等系列井下工具，形成了關(guān)鍵裝備和配套工具的國產(chǎn)化，提高了生產(chǎn)效率，大幅降低了生產(chǎn)成本。

目前，降本理念已深入每一位氣田開發(fā)者的心中。面對較高的鉆井、壓裂成本，一位設(shè)計人員說：“我們設(shè)計前，會先了解完井、測試、修井設(shè)計的工程造價，攻關(guān)低成本鉆完井技術(shù)，有針對性地優(yōu)化工藝，加快設(shè)備國產(chǎn)化的進(jìn)度。”

大力實施降本戰(zhàn)略，推動氣田經(jīng)濟有效開發(fā)，“低投入、高產(chǎn)出”的夢想正在中國石化天然氣開發(fā)中一步步變?yōu)楝F(xiàn)實。