涪陵商業(yè)化之翼—中國頁巖氣發(fā)展系列報道之二

涪陵頁巖氣成功商業(yè)化，不僅需要技術(shù)、裝備的突破，而且需要人的突破。

國內(nèi)頁巖氣開發(fā)一度充斥陰霾，涪陵的成功照亮了頁巖氣的天空。 攝影/胡慶明

嘗鮮商業(yè)化

○ 文/本刊記者 于 洋/李泰豫

一支專業(yè)開發(fā)頁巖氣的隊伍，是涪陵的制勝秘訣之一。 攝影/胡慶明

技術(shù)突破、隊伍培育、裝備國產(chǎn)化，是涪陵頁巖氣成功商業(yè)化的必要條件。

9月6日凌晨3點49分48秒，一個值得紀(jì)念的時刻。這一刻，焦頁6-2HF井累計產(chǎn)氣1億立方米，成為全國首個產(chǎn)量破億立方米的頁巖氣井。

單井產(chǎn)氣過億，對于國內(nèi)頁巖氣行業(yè)來說，不僅僅是一個數(shù)字這么簡單。它突破了人們對于頁巖氣商業(yè)化開發(fā)一個產(chǎn)量上的“心理預(yù)期”。

這個消息讓奮戰(zhàn)在涪陵頁巖氣工區(qū)的中國石化人激動萬分。有人為此大醉一場，有人則興奮得徹夜難眠。

4年了，從2010年中國石化對涪頁HF-1井進行實驗性勘探、以少氣出水告終，到2014年涪陵頁巖氣成功商業(yè)化并出現(xiàn)首個產(chǎn)氣過億的單井，只用了短短4年的時間。

這4年，充滿了太多頁巖氣勘探開發(fā)的歷史轉(zhuǎn)折。

艱難的“聯(lián)姻”

國外公司只提供極高價格的服務(wù)，并不銷售設(shè)備。他們對技術(shù)高度保密，謝絕參觀學(xué)習(xí)。

——中石化江漢石油工程公司井下測試公司副總經(jīng)理袁發(fā)勇

在中石化中原石油工程公司70171鉆井隊王文軍看來，涪陵留給他印象最深的就是彎彎曲曲、不到200米必然轉(zhuǎn)彎的山路。

“那山路，別說抬設(shè)備，走路都困難。記得第一次上來時，開出了一條路，再往前走就是一個瀑布懸崖。我們只好繞路下山重新開路，一共走了五六個小時?！蓖跷能娬f。

涪陵山區(qū)群山環(huán)繞，綠意繚繞。王文軍沒有意識到的是，這條看上去很美、走起來曲折的道路，也是涪陵頁巖氣開發(fā)的某種隱喻。

涪陵頁巖氣開發(fā)之初連連失利。涪頁HF-1井和接下來實驗的幾口井并沒有給人們帶來好消息。

“涪頁HF-1井是我們壓裂的，整個施工過程都不順利。后來摸索著壓裂完了，沒有出氣，反而出水了。”中原石油工程井下特種作業(yè)公司經(jīng)理劉祖林回憶起第一口頁巖氣井時，耿耿于懷。

這并不奇怪。當(dāng)時中國的頁巖氣勘探開發(fā)經(jīng)驗與相關(guān)工程技術(shù)還是一片空白。同時，頁巖氣的發(fā)展還面臨著經(jīng)濟性的考驗——是否適合商業(yè)化大規(guī)模開發(fā)的價值。“頁巖氣的關(guān)鍵是經(jīng)濟可采性。不是沒有氣，我們探井周圍都是氣。但值不值得開采是另一回事，這是卡住頁巖氣發(fā)展的一個重要原因。” 江漢石油工程測錄井公司經(jīng)理廖勇說。

人們一度懷疑，中國的頁巖氣是否適合大規(guī)?？碧介_發(fā)。

承擔(dān)涪陵頁巖氣開發(fā)工程技術(shù)服務(wù)的中石化石油工程公司沒有放棄。在經(jīng)歷了幾次探井的成功與失敗后，規(guī)?；?、商業(yè)化開采的前奏在與國外的技術(shù)“聯(lián)姻”中展開。

2011年，中國石化正式進入頁巖氣的開采階段。“當(dāng)時頁巖氣我們沒干過，不會干，全靠老外來說，我們就在過程中學(xué)習(xí)、建議?！眲⒆媪终f。這一階段仍然處在實戰(zhàn)的摸索階段，主要在鄂西渝東的建南地區(qū)完成了中國石化第一口頁巖氣水平井建頁HF-1井和建頁HF-2井兩口井的施工任務(wù)。

當(dāng)時的頁巖氣開發(fā)，有著濃濃的“洋”味。建頁HF-1井的油基鉆井液、水力泵送橋塞、分級射孔工藝，以及裸眼水平段成像測井和生產(chǎn)套管水平段測井都由國外公司施工。

但是，鉆探效果并不是很理想?！霸陔姵上駵y井、生產(chǎn)測井、固井質(zhì)量等方面均未達到預(yù)期效果?！苯瓭h石油工程公司西南項目管理部經(jīng)理張良萬說。

不僅如此，這場“跨國的聯(lián)姻”面臨著高昂的成本。據(jù)張良萬介紹，當(dāng)時，外國公司在建頁HF-1井裸眼水平段成像測井、水平段固井聲幅測井服務(wù)價格分別為141萬元、99萬元；水力泵送橋塞分級射孔技術(shù)服務(wù)費40萬～50萬元/段……這使得打下一口井的頁巖氣成本達到上千萬元。

代價高昂的合作并沒有帶來技術(shù)服務(wù)的突破。“這一時期，我們主要是進行技術(shù)的引進與合作。但是，國外公司只提供極高價格的服務(wù)，并不銷售設(shè)備。他們對技術(shù)高度保密，謝絕參觀學(xué)習(xí)?！苯瓭h石油工程公司井下測試公司副總經(jīng)理袁發(fā)勇說。

高成本、技術(shù)封鎖制約了涪陵頁巖氣規(guī)?；_發(fā)的步伐。中石化石油工程公司逐漸意識到，在這種技術(shù)“聯(lián)姻”合作中很難得到學(xué)習(xí)和提高。

艱辛的攻關(guān)

你們在頁巖氣工程技術(shù)上的系列突破，使中國石化在頁巖氣勘探開發(fā)上走在中國企業(yè)前面成為可能。

——中國石化集團董事長傅成玉

國外的技術(shù)封鎖必須打破。

圍繞頁巖油氣開發(fā)的核心問題，中石化石油工程公司組織各路人馬展開了艱苦的攻關(guān)。

水平井、分段壓裂是頁巖氣開發(fā)中最關(guān)鍵的技術(shù)。

鉆桿進入地下后會向水平方向延伸，之后是分段壓裂施工。在水力壓裂的作用下，地層會被壓出像漁網(wǎng)一樣的裂縫。這些裂縫，就是人們給頁巖氣預(yù)留的“高鐵隧道”。

問題是，這條隧道很容易塌方。與常規(guī)天然氣的棲身之地相比，泥頁巖更喜歡膨脹、垮塌，而且碎屑顆粒少，壓裂后的縫隙很快就堵上了。其實，還不到壓裂環(huán)節(jié)，中國石化就感受到了泥頁巖給的下馬威。

“打涪頁1井可艱難了，下部垮塌非常嚴(yán)重。我們的井深軌跡設(shè)計不一樣，本來是打70多度的水平段，下套管封住后垮塌得非常嚴(yán)重。后來調(diào)整到50多度總算頂住了?！敝性凸こ坦?0117隊平臺經(jīng)理馬永生說。

中石化此前有過水平井和分段壓裂的基礎(chǔ)，但是一直都是在砂巖中，從來沒有對泥頁巖進行過水平井壓裂。

為了造出堅固的“隧道”，要給它加砂，用砂子撐住裂縫，之后下一個橋塞封住。對橋塞射孔后，打開溝通地層，就能成功地造出“隧道”。這樣一個小小的泵送橋塞，最初要價47萬元。

要價高還能咬牙忍受，但外國公司出于各種因素考慮的“撂挑子”就實在不能再忍了。在丁頁2HF井中，原本由一家國外知名工程服務(wù)公司承擔(dān)承擔(dān)橋塞射孔聯(lián)作施工，但隨著易開采油氣儲量的逐漸下降，油氣勘探轉(zhuǎn)向高溫、高壓等復(fù)雜地層，施工難度越來越大，這家外國公司中途放棄。中石化石油工程公司無奈接手，是責(zé)任使然，也是退路已斷。

“當(dāng)時完全是靠我們自主研發(fā)。在看到別人使用效果的基礎(chǔ)上，自己猜測著搞?！必撠?zé)此項技術(shù)的人士回顧說。還好，功夫不負苦心人，他們針對6個施工難點，對射孔儀器串、7英寸套管橋塞、井口防噴裝置等進行了技術(shù)革新。2013年12月9日，我國首次成功采用電纜射孔泵送橋塞分段壓裂聯(lián)作工藝，獨立完成了大型頁巖氣分段壓裂施工。

鉆頭要在幾千米深的地層中找準(zhǔn)靶點，猶如鼴鼠在地下找糧洞。水平井鉆井最難也是最關(guān)鍵的，就是要確保斜井段下靶點、水平段最終點都落在優(yōu)質(zhì)頁巖氣層上。

我們的自信來自曾經(jīng)的失敗。前期的失敗和付出，都非常有價值。

鉆探焦頁1HF井時，沒有可靠的地震剖面和二維測線，井眼軌跡控制完全靠“摸著石頭過河”。2012年7月15日，焦頁1HF井進入井斜段下靶點，將鉆出的巖屑與取芯導(dǎo)眼井的相關(guān)資料進行對比分析，發(fā)現(xiàn)地層提前。如果按原井眼軌跡控制方案鉆至水平段，很可能鉆穿優(yōu)質(zhì)頁巖層。技術(shù)人員經(jīng)過分析、計算和研究，決定將靶點垂深上提15米，最終實現(xiàn)了精確控制和準(zhǔn)確中靶，氣層鉆遇率100%，為后期測試獲得高產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)。

就這樣一點一滴地分析，中石化石油工程公司慢慢地積累著頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗。在頁巖氣開發(fā)中，公司形成了以測井綜合解釋和地震綜合解釋為主的勘探評價技術(shù)；形成了頁巖氣開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，包括水平井優(yōu)快鉆井技術(shù)、長水平井段壓裂試氣工程工藝技術(shù)等，并實行以“井工廠”鉆井和交叉壓裂的高速高效施工模式。目前試驗井最大水平段長2100米，最多壓裂段數(shù)24段。

頁巖氣工程系列技術(shù)上的突破，為降低頁巖氣勘探開發(fā)成本做出了積極貢獻。其中，油基鉆井液體系、彈塑性水泥漿體系和高效滑溜水體系，替代了外國同類產(chǎn)品，降低成本30%；多級滑套壓裂等工具價格大大低于國外同類產(chǎn)品。

中國石化集團董事長傅成玉這樣批示：“你們在頁巖氣工程技術(shù)上的系列突破，使得中國石化勘探發(fā)現(xiàn)的頁巖氣儲量得以經(jīng)濟有效開發(fā)，使中國石化大規(guī)模開發(fā)成為可能，使中國石化在頁巖氣勘探開發(fā)上走在中國企業(yè)前面成為可能?！?/p>

提速的關(guān)鍵

人活百年，趕不上地層里一毫米的沉積時間，我們要分秒必爭。

——江漢油田涪陵頁巖氣分公司項目部地質(zhì)副主任李加玉

經(jīng)過了前期涪頁、建頁以及大安寨的平庸戰(zhàn)績后，焦頁HF-1井20億立方米的出氣量，預(yù)示了中國頁巖氣規(guī)?；?、商業(yè)化開發(fā)時機的到來。在這樣的天時地利下，焦石壩會戰(zhàn)打響了。

大規(guī)模的頁巖氣開發(fā)讓焦石壩這個沉寂已久的小鎮(zhèn)變得異常熱鬧。一支由現(xiàn)場管理、鉆井、測井、錄井、壓裂、測試、工器具維修等十多個工種5000余人組成的石油團隊陸續(xù)進駐。

每周一、三、五、六是涪陵工區(qū)項目部碰頭會，周二是全區(qū)大生產(chǎn)會。一間30平方米的小會議室，擠滿了從各單位項目部趕來匯報工作的人，去晚的只能站在門口聽。散會后不到5分鐘，所有的人和車像急流一般迅速涌向焦石壩的各個角落，走得干干凈凈。半個小時后，又一批從各處趕來的基層干部等在門口，準(zhǔn)備參加下一個會議。

“人活百年，趕不上地層里一毫米的沉積時間，我們要分秒必爭。”首批進駐焦石壩的江漢油田涪陵頁巖氣分公司項目部地質(zhì)副主任李加玉說。

頁巖氣開發(fā)代價的“非常規(guī)”，確實令人望而卻步，如何降低頁巖氣開發(fā)的成本、提高頁巖氣的開發(fā)效率成了商業(yè)化開發(fā)的重中之重。于是，在焦石壩會戰(zhàn)中，“提速、提效、安全、環(huán)?！背闪私故瘔蔚貐^(qū)施工隊伍常常掛在嘴邊的一句話。

焦石壩地區(qū)獨特的地質(zhì)特點給施工和工程技術(shù)帶來不少麻煩。

“我們這邊巖石硬得很嘍，都是山，哪能鉆出什么氣來?！苯故?zhèn)壇中村村民王守富記得當(dāng)時鉆井隊駐進焦石壩的情景。

村民的話不無道理。焦石壩地區(qū)屬海相巖層發(fā)育，而海相發(fā)育的地層要比陸相復(fù)雜得多。這就使得這一塊的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，地層硬、易漏失、氣層多。

如何高速高效地在復(fù)雜和堅硬地層下打出頁巖氣呢？

初期，為了提速，中石化石油工程公司選擇了較為成熟的國外設(shè)備技術(shù)。

在上部地層，他們試驗應(yīng)用了空氣（泡沫）鉆等普遍采用的提速技術(shù)，二開大井眼尺寸造斜井段時試驗應(yīng)用了泡沫定向技術(shù)，在多井段時應(yīng)用進口PDC鉆頭和螺桿來提速，但是提速的結(jié)果似乎并不樂觀。

中石化石油工程公司開始了從井身到壓裂的提速方案的改進。他們先后進行了六輪井身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。為解決淺層氣及環(huán)保的問題，摸索出了上部地層采用清水鉆井的方式。為了更快地瞄準(zhǔn)“靶心”，他們研制出了新型定向PDC鉆頭，用MWD/LWD+螺桿常規(guī)定向技術(shù)完成了國外使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)所能完成的定向工作。在壓裂方面，3000型壓裂機的應(yīng)用，大大提高了壓裂效率；承壓條件下進行壓裂技術(shù)的掌握，填補了世界頁巖氣承壓壓裂的空白。

井工廠的探索

井工廠模式下，打5口井只需要原來不到兩口井的占地面積。

同心協(xié)力，奮戰(zhàn)在涪陵頁巖氣項目。 供圖/中石化石油工程公司

——中石化江漢石油工程公司50143JH鉆井隊隊長曹華

從今年年初，涪陵頁巖氣示范區(qū)首個“井工廠”模式的應(yīng)用井場——焦頁30號平臺就備受關(guān)注。

“這是我們第一次將井工廠模式應(yīng)用到頁巖氣的鉆探?！必撠?zé)焦頁30號平臺平臺施工作業(yè)的江漢石油工程公司50143JH鉆井隊隊長曹華興奮地告訴記者。

在涪陵，曹華是有名的“三不隊長”——不睡覺、不回家、不離井場。關(guān)于曹華，還流傳著這樣的話：“曹隊長從來不睡床。一個沙發(fā)一個對講機，一年四季挨床的機會很少?！?/p>

“主要是心里放不下。一開鉆，24小時不停鉆，下一秒會出現(xiàn)什么我們誰都說不上來。我第一時間在現(xiàn)場的話，可以第一時間進行補救，降低損害?！辈苋A笑著解釋。

“井工廠”開發(fā)模式的實施并不是一個容易的活兒。多口井同時鉆探、同時壓裂這種作業(yè)方式對勘探、開發(fā)、壓裂提出了一系列要求。井的方位是否適合同步壓裂，固控設(shè)備的損耗是多少，各壓裂的壓力是否達到了同步壓裂效果最佳等一系列問題都在考驗著江漢工程50143JH井隊。

盡管如此，“井工廠”仍是深受人們喜愛。

江漢工程西南項目管理部負責(zé)人張良萬告訴記者，“過去鉆機從一口井場轉(zhuǎn)到另一口井，拆卸、搬運、安裝，最快也要五六天，而這臺鉆機采用液力推動，軌道移動，完成一次移動只需要1個小時?！?/p>

在井地面積節(jié)約方面，曹華給我們列了幾個數(shù)據(jù)：“通常一口井需要120米*60米的空間，現(xiàn)在四口井同時作業(yè)的面積是120米*85米。下一個即將鉆井的51號平臺，也是采用井工廠模式，一共5口井，面積只需要120米*100米。也就是說，井工廠模式下，打5口井只需要原來不到兩口井的占地面積?！?/p>

“讓我們每天準(zhǔn)時醒來的，不是鬧鐘，而是夢想”—一位涪陵工區(qū)的員工這樣描述他們的生存狀態(tài)。 供圖/胡慶明 中石化石油工程公司

模塊預(yù)置、位置預(yù)設(shè)和快拆快轉(zhuǎn)裝的拆裝特點，也使得整個井工廠鉆機的投入、使用更為節(jié)省、方便。

“設(shè)備的場內(nèi)搬遷是不產(chǎn)生利潤的。以前搬遷至少要5臺吊車，三輛50噸左右的，兩輛30噸左右的，搬家需要一個星期到十天徹底完成?，F(xiàn)在采用井工廠后，我只需要一輛小型的吊車來配合，大約一天的時間就夠了?！?/p>

“這極大地提高了作業(yè)的效率，降低了施工的成本?！辈苋A介紹說。焦頁30號平臺運用“井工廠”模式施工，使每口井搬遷時間縮短6天，最大化地利用了鉆井液、鉆頭、鉆具組合等，節(jié)約了鉆井成本投入，縮短了平臺建井周期。同時，提高了鉆井速度，僅用118天進尺上萬米，50143JH鉆井隊成為工區(qū)首支進尺上萬米的井隊。

像打仗一樣打井

要建成國家級的頁巖氣示范區(qū)，不僅需要技術(shù)裝備的突破，更需要人的突破。

——中石化江漢石油工程公司50143JH鉆井隊隊長曹華

快在準(zhǔn)備，這是曹華隊長的另一個提速體會。

“鉆井這個工作就是這樣，要當(dāng)做打仗一樣去打。我們還有很多工作去協(xié)調(diào)，我們的設(shè)備不停地在軌道上滑移。一些無謂的時間浪費在前期就得爭取回來?！辈苋A說。

各個鉆井隊一切向“前”看：在搬井作業(yè)前，就把設(shè)備保養(yǎng)、增補工作提前完成；施工作業(yè)前根據(jù)新的作業(yè)流程，組織員工結(jié)合自身崗位加強學(xué)習(xí)；鉆前工程的時候，隊長和技術(shù)員就提前駐進現(xiàn)場，與施工方溝通協(xié)調(diào)，圍繞著如何有利于施工作業(yè)規(guī)劃井場布局。

“要建成國家級的頁巖氣示范區(qū)，不僅需要技術(shù)裝備的突破，更需要人的突破。每天腦袋里要想你明天干什么、今天干什么，你下個小時干什么，要做到技術(shù)提速、管理提速。”曹華說。

曹華的“老對手”唐凱也是個很有想法的人。唐凱帶領(lǐng)的江漢工程50809JH鉆井隊鉆探了中國石化第一口淺層頁巖氣?！澳菚r候打一口井要80-100天左右，現(xiàn)在大約50天左右就可以完井?！碧苿P說。

唐凱不善言辭。1997年他從一名普通的石油鉆井工人干起，一直成長為中國石化集團勞模。這樣的成長速度與他出色的自學(xué)能力分不開。

在他的帶領(lǐng)下，50809JH鉆井隊也形成了善于動腦的風(fēng)氣。施工過程中，經(jīng)常會面臨繁復(fù)的器件更換問題，這就需要占用一定的人力和時間。比如鉆井平臺的濾網(wǎng)更換問題。

在進行觀察和全員集思廣益后，50809JH鉆井隊成功將原來鑲?cè)胧綖V網(wǎng)改為了插入式，極大地節(jié)約了人力物力。“以前，我們需要抽出兩個工人花15分鐘的時間去更換。因為濾網(wǎng)是由八個螺絲固定的，需要一個人在上邊松螺絲，一個人松螺絲下邊的扳手，這樣耗時費力。后來，我們將濾網(wǎng)改進了一下，每次只需要將濾網(wǎng)抽出更換即可?！碧苿P向我們介紹。

在井隊，鉆頭返回來的泥漿也是困擾井隊的一個問題?！斑@個導(dǎo)砂槽，是我們井隊根據(jù)周圍山地落差的特點設(shè)計出來的。這樣在一開清水鉆井時返出的泥砂在重力的作用下就可以直接流到泥漿池中?！苯瓭h石油工程公司50143JH鉆井隊鉆工黃勇說，“要知道，過去都是要專門派出六個人一車一車運砂，現(xiàn)在這樣，可以把節(jié)省出來的6個人投入到井場的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中去?！?/p>

在提速提效的口號下，各井隊既互相競爭又互相學(xué)習(xí)，形成了良好的會戰(zhàn)氛圍。

一系列數(shù)字很好地體現(xiàn)了中石化石油工程公司在頁巖氣開發(fā)上的成果：空氣鉆井技術(shù)、漸增式定向井眼軌跡、常規(guī)水泥漿體系和“三高一低”防塌鉆井液等28項先進鉆井工程特色技術(shù)；井下特種作業(yè)開展的14個科研課題研究；擁有了12項專利；形成了22項頁巖氣試氣工藝；7項國產(chǎn)化測錄井技術(shù)頁巖氣石油工程技術(shù)的全面國產(chǎn)化時機已經(jīng)成熟。

一個一個的驚喜還在焦石壩頁巖氣會戰(zhàn)中被創(chuàng)造著。

“我們現(xiàn)在的成績和自信來自于曾經(jīng)的失敗。前期的失敗和付出，都非常有價值?！?中石化石油工程公司副總經(jīng)理宗鐵說，“我們將再接再厲，不斷推進‘安全示范、綠色示范、技術(shù)示范、管理示范、效益示范’這五個示范，發(fā)展頁巖氣技術(shù)特色化、國產(chǎn)化、系列化，形成頁巖氣石油工程技術(shù)、裝備、管理等系列標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)好頁巖氣開發(fā)的先行者和領(lǐng)軍人?！?/p>

探索裝備國產(chǎn)化

○ 文/本刊記者 于洋

美國用將近30年時間走完的頁巖氣探索之路，在涪陵僅僅用了幾年。

勘探開采與商用頁巖氣不是單一存在的，而是一項系統(tǒng)工程，需要打造一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈來“呵護”頁巖氣實現(xiàn)更大的規(guī)模化、商業(yè)化。其中，頁巖氣裝備國產(chǎn)化是一顆尤為閃亮的新星。

為了打破國外公司的技術(shù)和價格壟斷，2012年，在大安寨會戰(zhàn)和焦石壩會戰(zhàn)中，圍繞核心技術(shù)的一系列攻關(guān)開始了。

“鉆頭不到，油氣不冒?！表搸r氣的開采不同于常規(guī)油氣資源的開采。焦石壩地區(qū)地下溶洞多、暗河多、裂縫多，頁巖氣層易塌陷，鉆頭要在如此復(fù)雜的地層中“命中靶心”，難度可想而知。

為了提高鉆井的效率，中石化江漢石油工程公司50809JH鉆井隊和錄井隊密切配合，認真對照、觀察地層巖性變化，結(jié)合臨井地層資料對比分析地層，為優(yōu)選使用鉆頭提供準(zhǔn)確的地質(zhì)參考，并積極配合鉆頭廠家共同分析研究，進行個性化鉆頭設(shè)計和使用。

江漢石油工程鉆井一公司50809JH隊長唐凱介紹說：“之前我們在龍?zhí)督M的時候采用牙輪+螺桿定向鉆的模式。采用了PDC鉆頭進行定向施工后，平均機械鉆速高達17.09米/小時，為全井提速打下了堅實的基礎(chǔ)?！?/p>

中石化石油工程機械公司逐步形成了一整套鉆頭鉆具的提速方案。在導(dǎo)眼時，針對加不上壓、鉆速低等技術(shù)，開發(fā)26″強化鋼齒牙輪鉆頭；開發(fā)16″鋼體金剛石鉆頭和244等壁厚螺桿的組合，使得一開時的鉆井周期上縮至1.5天，創(chuàng)同井段機械鉆速最高紀(jì)錄……他們形成了較為成熟的各井段專用鉆頭鉆具方案，使得牙輪鉆頭逐步占領(lǐng)焦石壩市場，金剛石鉆頭逐步替代其它公司產(chǎn)品。

在談到第一臺國產(chǎn)化2500型壓力機組的使用時，劉祖林自豪地說，“江漢石油工程機械公司生產(chǎn)的第一臺2500型壓裂機組就是我們中原井下參與試驗的”。在試驗第一代的混配車時，四機廠與中原井下給做了大量實驗和改進。

“當(dāng)時試驗時，現(xiàn)場遇到混配車動力不足，根據(jù)我們的經(jīng)驗和四機廠的討論后，直接調(diào)集一個大的發(fā)動機，增加了95匹馬力，多次試驗后發(fā)現(xiàn)效果很好。就這樣固定下來，他們現(xiàn)在造的第二代混配車非常好?！眲⒆媪峙d奮地回憶。

中原井下與四機廠的“互動”后來又延續(xù)到了3000型壓裂車的實際測試上?！霸囃旰?，就直接在井場召開了現(xiàn)場研討會，不包括口頭的，書面的問題就提出了38個。”劉祖林說。

類似的合作，還有像輸砂系統(tǒng)的改進，混配系統(tǒng)的提升等，都是四機廠與井場實際作業(yè)隊伍進行試驗，不斷改進。在總結(jié)與江漢石油裝備機械制造廠的合作時，劉祖林說，“這些年，中原井下做了很多研究工作，四機廠做了很多實質(zhì)性的工作”。

機械制造廠與井隊的良性互動，帶動了在頁巖氣壓裂方面一系列的革新。

2013年6月，4臺3000型壓裂車作為主力設(shè)備，全程參與了焦頁1-3HF井15段的壓裂施工，創(chuàng)造了國內(nèi)頁巖氣壓裂施工同等規(guī)模作業(yè)用時最短紀(jì)錄。

2014年4月，在焦頁8-1HF井，首次成功開展了鉆頭、螺桿鉆具全井風(fēng)險承包業(yè)務(wù)，江鉆股份承包完成井段的平均鉆速達8.0米/小時，提速效果創(chuàng)造工區(qū)最快施工記錄。

最新研制的三桶可分離輸砂器，動力達到1200馬力，滿足長時間連續(xù)作業(yè)的要求，解決了原100桶混砂車排量不足、壓力低、共用兩臺車操作復(fù)雜等問題，成為頁巖氣施工中必備機型……

無論從鉆井還是到壓裂，焦石壩工區(qū)基本上實現(xiàn)了裝備和配套工具的國產(chǎn)化。

責(zé)任編輯：劉淑菊

打造“一站式”開發(fā)模式—訪中國石化石油工程公司副總經(jīng)理宗鐵

○ 文/本刊記者 于 洋

我國頁巖氣開發(fā)會有一個新的飛躍。這取決于自有技術(shù)帶來的低成本、高性價比。

攝影/李泰豫

沒有哪一個礦種，曾經(jīng)像頁巖氣這樣身負“奇跡”之名。也沒有哪一個礦種，遭遇過和頁巖氣樣的熱捧與冷遇。中石化石油工程公司副總經(jīng)理宗鐵親眼見證了中國石化頁巖氣從無到有的過程。他認為，頁巖氣的“大起大落”并不利于行業(yè)發(fā)展。它應(yīng)該是個穩(wěn)步推進的過程，當(dāng)積累到一點階段后會有較大的跨越。

近日，本刊記者專訪了宗鐵，聽他講述涪陵頁巖氣開發(fā)的經(jīng)驗。

五年培育

中國石油石化：目前，涪陵頁巖氣開發(fā)已經(jīng)可以實現(xiàn)完全的國產(chǎn)化開發(fā)。中石化石油工程公司是何時開始對頁巖氣技術(shù)的儲備呢？

宗鐵： 2009年，美國的頁巖氣開發(fā)取得實質(zhì)性突破，這對我們的觸動非常大。中國是世界上頁巖氣儲量最豐富的國家之一，如果我們在頁巖氣開采技術(shù)上取得突破，那么在中國也會掀起一場能源革命，將極大緩解天然氣供應(yīng)緊張的局面。

按照中國石化的部署，中石化石油工程公司組織進行多專業(yè)、多工種的聯(lián)合攻關(guān)。2009年下半年，我們組織高管技術(shù)人員到北美去學(xué)習(xí)，現(xiàn)場調(diào)研，進行技術(shù)交流，這是第一步。第二步，從2010年開始和國外大的技術(shù)服務(wù)公司在國內(nèi)進行合作，這個階段同時啟動了我們自己的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)。這一時期啟動的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)的專業(yè)達到了八、九個專業(yè)。

中國石油石化：這種聯(lián)合攻關(guān)是何時見到成效的？

宗鐵：2011年已經(jīng)初見成效，主要體現(xiàn)在：第一，對頁巖氣進行“井工廠”模式的設(shè)計，包括技術(shù)設(shè)計、生產(chǎn)運行的設(shè)計，基本成型；第二，在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)方面取得進展。

2011年，我們自己設(shè)計，布置了七、八口頁巖氣、頁巖油井。這實際上是一個初步的應(yīng)用，國產(chǎn)化率達到80%左右。通過七、八口井的探索實踐，加上關(guān)鍵技術(shù)的進一步攻關(guān)，到2012年，基本上形成了一套頁巖氣開發(fā)的配套技術(shù)體系和設(shè)計思路。

2012年，這套設(shè)計思路和集成技術(shù)基本上在中國石化的各個頁巖區(qū)塊進行一個面上的推廣。最后一項關(guān)鍵技術(shù)——泵送橋塞經(jīng)過持續(xù)攻關(guān)，近期也達到了預(yù)期目標(biāo)。這樣，到目前，這套技術(shù)就完全成熟了。

從2012年下半年到現(xiàn)在，涪陵頁巖氣的勘探開發(fā)的技術(shù)，就是我們系統(tǒng)技術(shù)的成果。焦石壩的開發(fā)，基本上用的是國產(chǎn)技術(shù)，這種大規(guī)模的開發(fā)，在我們國內(nèi)是第一次。當(dāng)然它是在不斷改進和完善的。

涪陵優(yōu)勢

中國石油石化：在實現(xiàn)頁巖氣技術(shù)國產(chǎn)化、系列化上，您覺得中石化石油工程公司有哪些自己的優(yōu)勢？

宗鐵：技術(shù)問題是關(guān)鍵。頁巖氣開發(fā)有一個成本問題，但歸根結(jié)底，還是落到技術(shù)上。要結(jié)合中國頁巖氣的特點，開發(fā)出配套技術(shù)?，F(xiàn)在好多專家說中國的頁巖氣冷下來了，我不這樣看。我反而認為，在國產(chǎn)技術(shù)成熟的情況下，我國的頁巖氣開發(fā)會有一個新的飛躍。這一定取決于自有技術(shù)帶來的低成本、高性價比。這種配套技術(shù)一定是集團式的運作模式，不是哪一個專家能夠解決的，因為這個配套技術(shù)包含的內(nèi)容太多。

中石化石油工程公司前期進行了5年的學(xué)習(xí)、摸索，我們總結(jié)出來，一定要有適合中國頁巖氣儲層特點的自有的配套技術(shù)。

中國石油石化：中石化石油工程公司的技術(shù)優(yōu)勢，為什么能在短短5年內(nèi)就形成？

宗鐵：其中的秘密就是聯(lián)合攻關(guān)。聯(lián)合攻關(guān)，就是在全國各個地區(qū)，根據(jù)各個公司的特點、優(yōu)勢，讓他們參與到大兵團式的多工種的聯(lián)合攻關(guān)來，發(fā)揮各自所長。我們的探索實踐，是有分工的。有的是勝利石油工程公司在做，有的是江漢石油工程公司在做，有的是中原石油工程公司在做。這樣的平行運作，不僅技術(shù)攻關(guān)質(zhì)量好，而且速度也非常快。

中國石油石化：除了技術(shù)優(yōu)勢外，涪陵的成功還有沒有其他因素？

宗鐵：我們還有一批有經(jīng)驗的技術(shù)服務(wù)和施工隊伍，這是降低成本、高效開發(fā)的保障。光有技術(shù)也不行，一定要將技術(shù)的完整性和施工隊伍的經(jīng)驗、作業(yè)效率、技術(shù)服務(wù)的適應(yīng)性結(jié)合起來。

不可否認，在頁巖氣開發(fā)上，我們和很多企業(yè)相比都有優(yōu)勢。我們有意識地培育了一支專門從事頁巖氣技術(shù)服務(wù)和施工的隊伍。我們拿出專項資金、選出人才送到國外進行培育，從設(shè)計階段就讓這批技術(shù)骨干介入，在裝備上給予配套扶持。

從裝備、技術(shù)、人員這三個方面，我們是花了大力氣的。整整五年的培育，沒有戰(zhàn)略眼光的企業(yè)是做不到這一點的。這是我們的優(yōu)勢，現(xiàn)在看來我們的這個優(yōu)勢越來越明顯。

一站式服務(wù)

中國石油石化：經(jīng)過5年的探索實踐，中石化石油工程公司形成了一套怎樣的頁巖氣開發(fā)模式呢？

涪陵頁巖氣開發(fā)，走過了種種艱難險阻。 攝影/胡慶明

宗鐵：公司在2012年整合重組后，目前包括鉆井事業(yè)部、測錄井事業(yè)部、井下特種作業(yè)事業(yè)部、海洋石油工程事業(yè)部和國際事業(yè)部5個專業(yè)事業(yè)部，地球物理公司、工程建設(shè)公司、石油機械公司3家專業(yè)公司和8家石油工程地區(qū)公司、兩家專業(yè)研究機構(gòu)，這就為我們打造“一站式石油工程服務(wù)”提供了條件。

在頁巖氣的勘探開發(fā)上，經(jīng)過近五年的學(xué)習(xí)、吸收、攻關(guān)和探索實踐，我們形成了包括選區(qū)評價、“井工廠”設(shè)計、定向長水平井鉆井、油基泥漿應(yīng)用、高強度固井、泵送橋塞射孔聯(lián)作、分段壓裂、排采技術(shù)等在內(nèi)的一套頁巖氣開發(fā)技術(shù)系列。這套技術(shù)已經(jīng)達到了國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先的水平。

搞頁巖氣不是請一兩個專家去說說思路和方法，頁巖氣的區(qū)域特點非常強，一定要有針對性地做工作。針對各地特點，給出不同的解決方案。

像選區(qū)的評價，也就是我們通常所說的尋找“甜點”，要在上百平方公里找到“甜點”，需要很多專業(yè)細致的工作，應(yīng)用到非常多的技術(shù)方法。選好區(qū)塊，接下來就是配套技術(shù)問題。針對一個區(qū)域，我們可以有多種技術(shù)方案，如何進行鉆井，怎么固井，用什么泥漿體系，水平段打多長，如何實現(xiàn)最優(yōu)效益，如何完井，怎么去分段，用什么方法去壓，最后用連續(xù)油管鉆塞還是油管鉆塞，怎么排采，怎樣固井……都能提供完整的配套服務(wù)。

涪陵頁巖氣區(qū)塊的優(yōu)質(zhì)、高效開發(fā)也充分說明了中石化石油工程公司可以為頁巖氣開發(fā)提供從選區(qū)評價到交鑰匙的低成本一攬子解決方案，具備系統(tǒng)性、先進性、適用性、經(jīng)濟性等明顯優(yōu)勢。

中國石油石化：現(xiàn)在很多企業(yè)非常羨慕涪陵的成功，尤其是民企。涪陵頁巖氣作為示范項目，是否有些心得可以和大家分享？

宗鐵：頁巖氣的勘探開發(fā)不是一蹴而就的。現(xiàn)在民營企業(yè)準(zhǔn)備進軍頁巖氣區(qū)塊，其實還有一些問題要引起注意。大多數(shù)民營企業(yè)并沒有對頁巖氣實際探索的經(jīng)驗，而頁巖氣的開發(fā)又是一項非常復(fù)雜的過程。如果小企業(yè)沒有任何技術(shù)基礎(chǔ)，依靠國外公司提供技術(shù)，也做不到合理的配套技術(shù)研發(fā)，那么開發(fā)效果會大打折扣。

中國石油石化：中石化石油工程公司不僅在中國頁巖氣區(qū)塊開發(fā)上積累了成熟的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗，并且還走出國門，參與到了北美與加拿大頁巖氣區(qū)塊的開發(fā)上。在未來，中石化石油工程公司在技術(shù)上有哪些發(fā)展的方向呢？

宗鐵：一是深層頁巖氣的勘探開發(fā)。現(xiàn)在中國開采的頁巖氣大部分都集中在2500米以內(nèi)的區(qū)塊，而在4000～4500米深度，我們也發(fā)現(xiàn)了大量優(yōu)質(zhì)的頁巖氣儲層。下一步攻關(guān)方向就是要從配套技術(shù)上解決深層頁巖氣的勘探開發(fā)。

再一個就是對相對貧氣的區(qū)域進行有效開發(fā)的問題。我們前期的區(qū)塊評價是為了找出頁巖氣的“甜點”，目標(biāo)是針對儲層中頁巖氣豐富的區(qū)域，而大量的面積是頁巖氣的貧氣區(qū)。這是我們下一步要進行技術(shù)攻關(guān)的重要方向，從國家層面上來說，也需要有方向性地解決這個問題。

頁巖氣的區(qū)域特點非常強，一定要有針對性地做工作。