直击页岩气商业化进程 高端国产装备强力助推

直击页岩气商业化进程 高端国产装备强力助推

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【机械网】讯  近日,国内页岩气商业化的舆论热度正在急速飙升。4月27日,央视播出《中国首个大型页岩气田进入商业开发》:中石化涪陵页岩气田现已打井63口,投产了23口,日产气量已达270万立方米,标志着我国大型页岩气田提前进入商业开发阶段;5月2日,央视《环球财经连线》推出了长达40分钟的页岩气专题节目,从世界能源格局、国内页岩气开发现状、商业化进程、潜在环保问题等多个层面对页岩气进行了深入的解读。  值得关注的是,以杰瑞集团为代表的高端国产钻完井压裂装备在作业现场广泛应用,充分展示了我国油气装备的最高水平。  装备技术均已全面突破  “过去我们认为中国的页岩气开发可能会至少启动要有十年时间,现在看,我们不需要那么长时间了”,中国石化董事长傅成玉表示,“我们无论是在资源评价体系、技术体系上,还是钻井、完井的系列工艺技术上,还有压裂的装备上,现在中国都已完全突破”。  正如傅成玉所言,中国目前的资源评价体系、技术体系的构建已十分完善,钻完井压裂装备的生产制造水平更已位于世界前列,这些正是推动中国页岩气商业化快速前进的关键因素。  在这一进程中,总部位于山东烟台的民营上市公司杰瑞集团就是一家十分典型的企业。作为全球最大的油田增产完井设备制造商,杰瑞几乎参与、见证了中国页岩气商业化开发的每一步:中国第一口页岩气井的开发、中国首次页岩气“工厂化”作业、中国首次四井同步拉链式压裂作业(全球最顶尖技术)、成为中国首家提供页岩气压裂返排水处理服务的公司等。2014年3月,杰瑞发布了全球单机最大功率、世界首台4500马力涡轮压裂车,让中国成为继美国、俄罗斯之后,第三个拥有涡轮压裂装备的国家。  环保形势日趋严峻  除了商业化进程,页岩气大开发带来的环保问题也正在凸显。由于页岩气水平井在泥页岩中穿行时,井壁很容易垮塌,因此需要采用特殊的油基泥浆钻井液。而废油基泥浆和含油钻屑的处理则是一个很大的技术难题,如果处理不彻底,将会对环境带来很大的破坏。如何实现页岩气的绿色开发、在获取地下资源的同时不破坏环境和水源,这是包括中石油、中石化及各个页岩气开发作业者必须面对和解决的问题。在这一领域,早已布局数年的杰瑞一直走在国内甚至是世界的最前端。从前期的钻井、完井到中后期的压裂、生产采集,杰瑞可提供岩屑回注、含油废弃物处理、土壤修复、油基泥浆废物处理、压裂返排液回收等一体化解决方案,将页岩气开发对于环境的影响降到最低。  美国页岩气革命成功是上千家小企业共同推动的结果,事实证明竞争性的市场更有利于页岩气的开发。中国要学习北美先进的技术和经验,就需要降低市场门槛,打破垄断企业的内部循环机制,让越来越多杰瑞这样的民营企业参与到页岩气的开发中,只有这样中国的页岩气大开发才能真正实现。【打印】
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今年3月24日,中石化宣布页岩气勘探开发取得重大突破,将在2017年建成国内首个百亿方页岩气田——涪陵页岩气田。这不仅标志着我国页岩气提前进入大规模商业化开发阶段,对缓解我国中东部地区天然气市场供应压力也具有重要意义。

然而,受开采技术、装备制造水平等因素制约,我国页岩气的开发建设过程并不顺利,一度备受质疑。作为国内首个百亿方页岩气田,重庆涪陵页岩气田在开发建设中遇到了哪些难题?作为涪陵页岩气开发的主体工程服务单位,中石化石油工程公司又是如何攻克技术难关、提升作业水平,达到国家级页岩气示范区要求的?

8月6日上午,一行沿着崎岖山路,一路颠簸着越过重重山峦,终于抵达位于重庆涪陵焦石镇的中原石油工程公司70117ZY钻井队正在施工作业的焦页16HF井平台。

“正在作业的是第三口井焦页16-3HF,目前已经完成钻井,正在下套管,估计再过两天就可以完钻了。”刚刚从钻井平台巡视回来的平台经理马永生介绍说,焦页16HF井平台共有3口井,都属于焦石坝区块的边缘井,而且每一口井的地下情况都不一样,“虽然这已经是钻井队在焦石坝区块打的第8口井了,但这3口井打得真是步步惊心”。

马永生回忆说,在打焦页16-1HF井时,井斜打到40度时发现靶点A比设计轨迹图提前了79米,这就意味着接下来的整个钻井轨迹都得调整,而且随时会有井漏的可能,“如果不能准确地钻到页岩气层,井漏堵不住的话,这口井就很可能会报废,那损失就惨了”。凭着多年来积累的钻井经验,就这样,边钻边看“摸着石头过河”,不仅顺利完钻,还创下了钻井周期46天、全井段平均机械钻速每小时7.44米的焦石坝区块最高指标。

据了解,页岩气开采比普通天然气开采的难度大很多,而处在崇山峻岭之中的涪陵焦石坝区块,地表条件更为复杂。因此,与70117ZY钻井队一样“摸着石头过河”的钻井队并不在少数。

到江汉石油工程公司钻井一公司50143JH钻井队采访时发现,他们正在施工作业的焦页30号平台看上去比一般的钻井平台显得“高大上”。“这是涪陵工区首个采用‘井工厂’模式施工的钻井平台。”50143JH钻井队平台经理曹华介绍说,过去钻机从一口井转场到另一口井,拆卸、搬迁、安装,最快也要五六天,而这台轨道移动式钻机采用液力推动,完成一次转场只需1个小时。

曹华坦言,尽管钻机设备的升级给井队带来了很多便利,但页岩气钻井中遇到的棘手问题并不少见。曹华指着钻机不远处的泥浆罐说:“在水平井钻井过程中,油基泥浆是必不可少的一项技术,但对大部分井队来说,油基泥浆却是第一次接触,密度大了容易憋漏,小了又压不住井。”对此,50809JH钻井队队长唐凯也表示,油基泥浆是页岩气钻井的专用“血液”,性能好坏直接影响提速提效,这也是井队荣获“提速提效优秀钻井队”称号的关键。

如果说水平井钻井技术是决定页岩气开发的关键,那么,长水平段多级压裂就是页岩气开发整个施工过程的“临门一脚”。

“泵送桥塞射孔联作分段压裂技术就是压裂施工中的一道重要工序,过去因为国内没有这项技术,都是请国外公司提供技术服务。”江汉石油工程公司西南项目管理部经理张良万说,当时他们收取很高的压裂费,而现在使用国产压裂设备,每段的压裂费还不到原来的一半,这不仅大幅度降低了国内页岩气开发的成本,还避免了国外设备“水土不服”带来的误工。

如今,中石化石油工程机械公司针对3500米井深的压裂工艺和工具装备等瓶颈,不仅自主研制出了3000型压裂车,满足了山区环境下“连续施工、大负载、长时间”的压裂需求,还攻克了全复合材料桥塞制造、分级射孔与桥塞联作、水力泵送桥塞、连续油管钻塞等4大压裂关键技术中的装备制造难关,形成了具有中国特色的页岩气压裂装备配置技术体系。

我国页岩气勘探开发的时间并不长,但是,钻井、压裂等技术及设备却经历了从无到有的突破性发展。张良万表示,涪陵页岩气田的开发建设不仅给国内页岩气发展提供了宝贵经验,也促进了页岩气工程技术、工具设备国产化的进程。目前,中石化石油工程公司所形成的页岩气开发系列技术已经达到国际先进、国内领先的水平,为国内乃至全球的页岩气的开发提供了许多难得的参考经验。

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