“涪氣”中國創造

○ 文／本刊記者 趙 玥

中國創造，是涪陵頁巖氣商業化開發成功的關鍵。

進入新時代，蜀道已不再難通，涪氣開發卻難于上青天。攝影/胡慶明

想聽一個典型的中國故事嗎？涪陵頁巖氣田給你講一個。

3月26日，中國石化在2017年度業績發布會上宣布，位于重慶市的涪陵頁巖氣田如期建成100億立方米年產能，相當于建成一個千萬噸級的大油田。

“這標志著中國頁巖氣加速邁進大規模商業化發展階段。”中國石化集團公司總經理戴厚良表示。

重如千鈞。

對于剛經歷過“氣荒”，正在調整能源結構，已將環保明確為未來戰略，身處復雜國際形勢中的中國，這個消息猶如一句“芝麻開門”，為我們展示了璀璨的未來和無限的可能。

涪陵頁巖氣田從一期產建到二期產建，從50億到100億，故事的主角——中國石化有很多話可說。

在能源千變萬化、亟待變革的新時期，他們不忘“愛我中華、振興石化”“為美好生活加油”的初心使命，摸石過河，滾石上山，將中國制造升級為中國創造，向世界講述了一個充滿自豪的中國故事。

“毛細管”中“采血”

先有雞，還是先有蛋？這個問題困擾了生物學家數百年。

先有理論，還是先有實踐？在涪陵頁巖氣勘探開發者眼里，這就是“雞”和“蛋”的關系。

不久前，國土資源部宣布，中國成為繼美國、加拿大之后成功實現頁巖氣商業開發的國家。

然而，在2010年前，這場具有戰略意義的重大能源變革還位于“零”的起點。

“涪陵頁巖氣的開發，是幾無先例可循的創新歷程?！睒I內人士感嘆道。

美國的頁巖氣革命給世界能源業帶來眾多啟發，同時也帶來巨大的壓力。中國可以復制它的經驗，輕松地來一場頁巖氣革命嗎？現實不留情地給了否定答案。

“借鑒北美頁巖氣開發經驗和技術談何容易。”中國石化油田事業部副主任蔡勛育說。

最初，我國嘗試通過引進國外大公司、運用北美理論技術，打了一批井，但未獲得大型商業發現?！拔覀冎鹁治鲢@探失利原因，發現北美的理論技術不適應我國復雜的地質條件?！敝袊碧椒止究偨浝砉裆治龅馈?/p>

面對中國埋藏深度更大、地質結構更復雜、保存條件更差的頁巖氣藏，一些國際知名油服公司因理論和技術出現嚴重的“不適應癥”，只能望“氣”興嘆，折戟退出。

開發頁巖氣，沒有退路。

溶洞、暗河、淺層氣、井漏……來自地下的復雜性和難以預見性前所未有。作為我國頁巖氣大規模商業開發的“始發站”——中國石化涪陵頁巖氣勘探開發的擔子愈發沉重。

一年半的時間，郭旭升帶領的頁巖氣勘探團隊足跡遍布四川、重慶、貴州、廣西的山山嶺嶺，獲得了20萬米的露頭剖面資料。他們利用新老資料，開展對比研究，發現深水陸棚相是優質頁巖發育的有利相帶，是有利勘探領域。

海相頁巖氣勘探的大方向就此豁然開朗。

而后，團隊又覺察到，當時國內論證頁巖氣井時，忽視了“保存條件”這個關鍵要素，將保存條件研究列為重點。

每一點成績的背后，都意味著打破傳統，一舉突破。

“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發”項目榮獲國家科學技術進步一等獎。

業內把我國常規天然氣開采比喻為“靜脈采血”，而頁巖氣開采則是從“毛細血管”中“采血”。沒有現成理論經驗可循，中國石化便一邊干一邊總結。

“我們結合實際，大膽探索，潛心研究，強化攻關，為我國頁巖氣勘探開發、技術裝備、標準規范等方面提供了可復制、可推廣的經驗?！敝袊瘓F公司副總經理焦方正說。

今年1月8日，在北京舉行的國家科學技術獎勵大會上，“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發”項目榮獲國家科學技術進步獎一等獎。這一項目由中國石化勘探分公司、江漢油田分公司等19家單位共同完成。

該項目依靠自主創新，建成了我國首個國家級頁巖氣示范區。中國成為繼美國、加拿大之后第3個完全掌握頁巖氣開發成套技術的國家，打破了國外技術壟斷，實現了中國頁巖氣領域的重大突破，完成了我國頁巖氣勘探開發從起步到引領的跨越。

先行者往往是孤獨的，但也是幸福的。涪陵頁巖氣為我國頁巖氣勘探開發提供了可復制、可推廣的經驗，也許用不了多久就會迎來更多的伙伴。

自主逆襲路

頁巖氣開發是世界性難題，在已獲得成功經驗的美國面前，涪陵是個謙遜的“小學生”。

在江漢油田，對于頁巖氣開發，他們把剛開始起步的自己戲稱為“四無”，即無技術、無經驗、無裝備、無人才。

“碰到難題，我們就虛心當學生，邀請專家講授國外先進經驗。同時，注意在施工實踐中不斷探索和積累。”江漢油田分公司總經理兼涪陵頁巖氣公司執行董事孫健說。

然而，市場并不會因為謙虛而給你好臉色，尤其在能源這種關系國家命脈的領域。

在頁巖氣壓裂施工中，需要一個關鍵工具——橋塞。當時，涪陵頁巖氣田想用就得從美國進口，每個的購置費用高達20萬元。

“中國頁巖氣開發要想實現商業化，必須取得勘探開采的技術和裝備工具的突破”，中國石化股份公司原高級副總裁王志剛表示。

為了擺脫受制于人的境況，經過反復研究、改進、摸索，中國石化“升級版”國產橋塞在涪陵頁巖氣田被廣泛應用。該橋塞各項指標優于進口橋塞。以鉆塞時間為例，通常進口橋塞全部鉆完平均需要7至10天。國產橋塞全部鉆完的平均周期是5至7天，而成本僅為國外的十分之一。

優異的性價比甚至反過來吸引了美國公司。由于中國的橋塞產品價格低、質量過關，現在美國公司反過來找中國購買。據統計，中國石化石油機械公司一年出口到美國的橋塞就多達6000只。

這只是涪陵頁巖氣開發中國創造的冰山一角。

為實現頁巖氣高質高效開發，中國石化曾先后引入海德瑞、貝克休斯、斯倫貝謝、威德福等國際知名企業參與開發。

打開大門是為了學習，直至反超。

最終，石化機械公司四機廠研制出完全自主知識產權的3000型壓裂車，整體技術達到世界領先水平，比其他壓裂車工作效率高出20%以上，易損件壽命提高20%以上。

這個數據，意味著我國頁巖氣開發將獲得更多主動權，更大的經濟效益。降低費用，極大地降低了頁巖氣開發成本。

自主研發，令劣勢變為優勢、被動轉為主動。

“目前我們已經實現3500米以淺頁巖氣綠色、高效開發，形成了一整套適合我國地質條件的頁巖氣勘探開發技術和標準體系，還在3500米以深的區域實現了突破，單井開發成本與最初相比已顯著下降?！苯瓭h油田分公司副總經理、涪陵頁巖氣公司總經理胡德高說。

涪陵頁巖氣田100億立方米產能如期建成，對于緩解氣荒、調整能源結構意義重大。攝影/宋國梁

不易復制的經驗

挑戰沒有盡頭。

一期產能建成后，涪陵頁巖氣發現，他們不僅不能照搬美國經驗，連自己的成功經驗都無法照搬復制。

“要保持清醒頭腦。”孫健這樣告誡大家，“正確認識當前面臨的各種困難，二期產建的難度比一期更大，情況更加復雜，技術不可能照搬，要繼續深化探索、試驗、研究、攻關。”“更難！”江漢油田的參建人員都用了兩個字總結了二期開發的特點。

“與一期產建區比，二期有著構造背景復雜、斷裂發育、地層破碎、埋深較大等地質特點，開發技術的優化調整更加困難?！苯瓭h油田首席地質師張柏橋說。

邊實踐邊探索，涪氣人通過創新創出了奇跡。 攝影/劉 勇

2016年初，二期產建正式啟動。胡德高回憶說：“二期產建啟動初期，感覺就像開發初期，許多工作是邊實踐邊摸索，開始都是小心翼翼，并不順利。”

經過會戰洗禮的員工并不畏懼，豪氣沖天，“困難面前有我們，我們面前無困難” 。

長水平段壓裂技術是頁巖氣開發的關鍵技術之一。他們組織相關單位，經過長期摸索總結，形成走在世界前列的長水平段精細分段技術、差異化壓裂技術、連續油管鉆塞等新技術，扎實開展裂縫布縫優化，使“羊腸小道”與“高速公路”合理分布在井眼四周，打通了頁巖氣“地下通道”,助推頁巖氣的高效開發。

二期產建的過程，猶如“骨頭越啃越硬”。他們又加大對3500米以深頁巖氣鉆井、壓裂試氣配套技術的攻關，努力為3500米以深頁巖氣開發積累經驗。焦頁184-2HF井、焦頁69-1HF井、焦頁81-5HF井等多口井試氣獲得高產，氣田二期產建區平橋、江東區塊新井產能均高于方案值。

針對涪陵地區鉆井面臨復雜情況多、周期長、成本高等難題，他們組織科研團隊，全力攻關，經過不懈努力，創新形成“串糖葫蘆式”和“貪吃蛇”式的長水平段設計技術、優快鉆井技術、長水平固井等5大鉆井關鍵技術，形成鉆井提速集成技術系列，確保鉆井“橫豎都精彩”，機械鉆速較開發初期提高2-3倍。

氣田開發的幾年中，一大批創新成果脫穎而出，2項成果分別榮獲中國石化、重慶市科技進步一等獎，獲批或申報國家專利100多項，制定技術標準和規范116項，創造了100多項施工紀錄。

創新總會創造出奇跡。

曾經還在門外摸索頁巖氣開發大門的中國，最終得到業內的認可。有國外頁巖氣勘探評價專家毫不吝嗇地稱贊：“涪陵頁巖氣勘探開發技術是一流的，無論是頁巖氣綜合評價技術，還是水平井鉆井技術，以及分段壓裂試氣工藝技術，都已經走在了世界前列?！?/p>

和時間賽跑

從零起步，自力更生，涪陵頁巖氣用5年時間，走過了美國30多年的技術攻關之路。

商業開發，講求效益，必須好也必須快，更何況頁巖氣開發對于我國具有重大戰略意義。

2012年11月，焦頁1HF井取得重大發現后，進入試驗評價階段，江漢油田分公司承擔重任。無窮的寶藏就在面前，但他們不敢盲目樂觀:非常規資源勘探開發施工周期長、工程成本高，如何實現氣田經濟有效開發？

“井工廠”，這一源于北美的高效開發模式躍入中國開發者的視線。

2013年初，中國石化派出專家組歷時33天，對加拿大Daylight公司非常規開發相關工程技術進行了現場調研和技術交流，最終集結成一本《加拿大Daylight能源公司（SDEL) 非常規油氣工程技術調研匯報》。

這是一個全新的模式。當時，國內許多參與氣田建設的人們對“井工廠”的認識，還停留在“聽說”的階段。

在全面對比涪陵與國外地上地下情況后，有關專家得出結論：與北美相比，涪陵頁巖氣地表特征、儲層埋深和儲層復雜程度有很大的區別，勘探開發難度更大，北美頁巖氣工程技術不能復制，急需形成適合我國頁巖氣特點的“井工廠”技術體系。

從規劃“藍圖”入手，涪陵頁巖氣公司與相關單位一道，對氣田地質、工程實行一體化設計。他們基于最大程度動用頁巖氣儲量資源的原則，根據目前水平井鉆井能力，提出全覆蓋交叉式布井方案，制定形成反向對稱式井眼軌道設計方法。工程設計按照“流水線作業，實現無縫銜接”的思路，對鉆機運移方式、作業流程、鉆井液的重復利用等進行研究。

“當時我們預測‘井工廠’鉆井平均單井周期81天，許多人都覺得這是不可能的任務?！备⒘觏搸r氣公司鉆井工程項目部主任艾軍回憶說。

2014年3月，由涪陵頁巖氣公司組織，在涪陵國家級頁巖氣示范區首次試驗“井工廠”模式的焦頁30號平臺，成功完成了導軌式鉆機的第一次整體平移。

這次備受注目的平移僅用57分鐘，比常規搬安方式節省了約6天時間，并在當天新井完成了開鉆，創造了涪陵頁巖氣工區當天搬遷、當天整改、當天開鉆的“三個當天”紀錄，展示了“井工廠”開發模式的搬安優勢。

最終，焦頁30號平臺平均單井完井周期51天，比同期平均完井周期縮短22天，油基鉆井液使用量同比減少41.46%。此外，在焦頁9號平臺開展的首次“井工廠”交叉壓裂試驗，又提高施工效率40%以上，比以往少動用35%的壓裂車輛。

從逐口井作業模式，轉為平臺批量化流水線模塊作業模式，還帶來流程再造的挑戰。

在規范化施工的保證下，涪陵“井工廠”模式創造了令人驚嘆的“涪陵速度”。施工紀錄不斷被改寫，“井工廠”模式日趨走向成熟。

“國內最高水平！形式上可與北美相媲美。”中國石化工程技術研究院的專家張金成從水平段方位、水平段長、移動方式等6個方面，全面對比了國內外“井工廠”模式，做出這一結論。

一個“井工廠”，折射出涪陵頁巖氣高效開發的產業化模式。它的推行，不僅輻射到技術突破，而且涵蓋了具有先進管理經驗的生產方式。

涪陵頁巖氣公司建立以“市場化運作、項目化管理”為核心的油公司模式，實現了在全球范圍內的資源優化配置，開發成本不斷下降，鉆井、壓裂施工周期較初期減少40%左右。

另外，該公司還創立了“標準化設計、標準化采購、模塊化建設、信息化提升”的地面建設模式，實現了頁巖氣地面集輸系統的工廠化預制、模塊化成橇、橇裝化安裝、數字化管理，樹立了頁巖氣田高效開發建設的典范。

涪陵“井工廠”模式創造了令人驚嘆的“涪陵速度”。施工紀錄不斷被改寫，“井工廠”模式日趨走向成熟。

如今，涪陵已建成北美之外最大頁巖氣田，日產量穩定在1600萬立方米以上，相當于3200多萬家庭的日常生活用氣量。

呈現出從快速增長轉為提高發展質量的階段性特征,進入了速度變檔期、質量轉型期、動力變換期，這是孫健總結的涪陵頁巖氣田開發建設中必須做到“三個轉變”。

可以預見，在涪陵，還有多少令人心潮澎湃的故事可講。