非常規(guī)后援團(tuán)

○ 文/本刊記者 陳 躲

經(jīng)五年發(fā)展，中國石化以頁巖氣、煤層氣地質(zhì)評價(jià)實(shí)驗(yàn)技術(shù)為特色的石油地質(zhì)綜合性實(shí)驗(yàn)室逐漸建成。

10月?lián)P州，正值滿城桂花香。在揚(yáng)州邗江區(qū)一個(gè)四周種滿桂花樹的院子里，就是中國石化華東分公司石油勘探開發(fā)研究院非常規(guī)油氣資源實(shí)驗(yàn)研究中心（以下簡稱實(shí)驗(yàn)中心）的大本營。

實(shí)驗(yàn)中心成立于2009年3月，由原地質(zhì)礦產(chǎn)部華東石油地質(zhì)中心實(shí)驗(yàn)室發(fā)展而成。五年來，實(shí)驗(yàn)中心秉承“唯是創(chuàng)新，加油爭氣”的發(fā)展理念，以發(fā)展頁巖油氣、煤層氣等非常規(guī)實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)為重點(diǎn)，建立了頁巖氣、煤層氣兩大地質(zhì)評價(jià)實(shí)驗(yàn)技術(shù)系列，形成了頁巖含氣性評價(jià)、頁巖GRI物性評價(jià)、微觀孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)、煤巖敏感性評價(jià)、長巖心二氧化碳驅(qū)油物理模擬五項(xiàng)特色實(shí)驗(yàn)技術(shù)，編制國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10余項(xiàng)，申請國家專利10項(xiàng)，為國內(nèi)1/3的頁巖氣市場提供實(shí)驗(yàn)技術(shù)服務(wù)支撐。

臥薪嘗膽專業(yè)規(guī)模初顯

2008年，按照中國石化集團(tuán)公司統(tǒng)一規(guī)劃，華東分公司將東北區(qū)塊移交東北分公司。此時(shí)，正值非常規(guī)油氣資源在國內(nèi)興起，為彌補(bǔ)在區(qū)塊上的短缺，集團(tuán)公司明確華東分公司為從事非常規(guī)油氣資源的專業(yè)公司，也是中國石化從事煤層氣勘探開發(fā)的唯一公司。

●在鉆井現(xiàn)場，工作人員將頁巖巖心樣品裝罐密封，模擬儲層溫度，持續(xù)測定解析氣量，并采用U型管排水法對頁巖的現(xiàn)場含氣量進(jìn)行測量。 攝影/丁安徐

實(shí)驗(yàn)分析測試是油氣勘探開發(fā)必不可少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，特別是對非常規(guī)油氣資源而言，利用實(shí)驗(yàn)分析手段來揭示其成因機(jī)理尤為重要。為此，實(shí)驗(yàn)中心先后引進(jìn)美國麥克HPVA－200高壓等溫吸附儀、德國蔡司SIGMA場發(fā)射掃描電鏡、美國巖心公司PDP200脈沖滲透率測試儀等世界先進(jìn)的儀器設(shè)備21臺套。

當(dāng)時(shí)，非常規(guī)實(shí)驗(yàn)在國內(nèi)剛剛起步，很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目沒有前人經(jīng)驗(yàn)可借鑒。部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目雖然已在其他領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但在非常規(guī)油氣方面卻是剛剛引入。如氬離子拋光掃描電鏡技術(shù)，在上世紀(jì)就已應(yīng)用于半導(dǎo)體等材料的檢測，但將其移植到頁巖樣品的微孔隙結(jié)構(gòu)檢測中就會遇到很多問題。由于材料性質(zhì)發(fā)生變化，在拋光過程中采用多大的束流、拋光多長時(shí)間以及選取多大的角度等都會影響到樣品處理的質(zhì)量，并直接決定實(shí)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為此，該中心開展大量摸索實(shí)驗(yàn)，不斷完善這一技術(shù)的應(yīng)用，使之成為實(shí)驗(yàn)中心五大特色技術(shù)之一，在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

在部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目沒有成熟商業(yè)設(shè)備的情況下，實(shí)驗(yàn)中心只能靠自主研發(fā)。如現(xiàn)場含氣量測試是進(jìn)行含氣性評價(jià)不可或缺的重要參數(shù)。尤其是頁巖氣儲層，由于含氣量相對較低，在測試過程中對精度的要求更高?，F(xiàn)行所用的人工U型管排水法，方法簡便，但具有一定缺點(diǎn)，如測定過程憋壓對頁巖氣的解析有抑制作用，無法連續(xù)分析解析氣的氣體組分等問題。經(jīng)工作人員調(diào)研，國內(nèi)外的相關(guān)儀器基本采用類似方法，不能從根本上解決上述難題。為此，該中心成立攻關(guān)小組，開展自主研制工作，歷經(jīng)一年半時(shí)間的努力，終于完成第一代“NCM型頁巖含氣量全自動測試儀”。在此成果基礎(chǔ)上，該中心還在申請兩個(gè)發(fā)明專利和兩個(gè)實(shí)用新型專利。

通過近年來的努力，實(shí)驗(yàn)中心目前具有實(shí)驗(yàn)分析項(xiàng)目161項(xiàng)。2012年，通過國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可復(fù)評審+擴(kuò)項(xiàng)評審，將煤層氣、頁巖氣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目納入到認(rèn)可范圍，由2009年的5類57項(xiàng)認(rèn)可項(xiàng)目增加到10類140項(xiàng)。至此，該中心在中國石化的非常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面處于領(lǐng)先位置，并初具專業(yè)規(guī)模。

開放管理提升技術(shù)能力

在非常規(guī)實(shí)驗(yàn)的管理方面，實(shí)驗(yàn)中心延用60年經(jīng)驗(yàn)，從項(xiàng)目建立之初就按國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的要求實(shí)行統(tǒng)一管理，關(guān)注影響分析結(jié)果的每一個(gè)細(xì)節(jié)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

在頁巖脈沖滲透率測試過程中，測試人員發(fā)現(xiàn)由于曲線波動較大，測試一個(gè)樣品一般需要1～2天，情況較為異常。設(shè)備廠家對此解釋是頁巖樣品特殊性質(zhì)所致，但經(jīng)實(shí)驗(yàn)人員分析，這是由于溫度波動造成測試氣體壓力的微小變化引起的。為此，實(shí)驗(yàn)人員創(chuàng)新性地定做恒溫箱，將溫度波動控制在0.5℃以內(nèi)，測試曲線很快處于穩(wěn)定，測試時(shí)間大幅縮減。這一技術(shù)后被納入到中國石化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，用以規(guī)范業(yè)內(nèi)的操作。

為培養(yǎng)人才，提升技術(shù)能力，該中心還提出開放管理的發(fā)展理念，歡迎全國各地高校、企業(yè)來實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行開放式交流。此舉吸引了國內(nèi)外大量油氣公司、科研院所前來參觀學(xué)習(xí)。中心先后與道達(dá)爾、雪佛龍、中石油、中聯(lián)煤、中科院、中國地質(zhì)大學(xué)等國內(nèi)外11家科研院校、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開展技術(shù)合作，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善非常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系，逐漸形成煤層氣實(shí)驗(yàn)評價(jià)技術(shù)和頁巖實(shí)驗(yàn)評價(jià)技術(shù)兩大系列，形成頁巖含氣性評價(jià)、頁巖GRI物性評價(jià)、微觀孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)、煤巖敏感性評價(jià)、長巖心二氧化碳驅(qū)油物理模擬五大核心技術(shù)，并引領(lǐng)上述實(shí)驗(yàn)技術(shù)不斷向前推進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)中心還推行實(shí)驗(yàn)研究一體化，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)成果的總結(jié)提升。迄今為止，在非常規(guī)頁巖氣、煤層氣領(lǐng)域，主持（參與）編制《頁巖含氣量測定方法》等石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)、《頁巖巖心孔隙度、滲透率分析方法》等中國石化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7個(gè)。申請專利10項(xiàng)，獲得授權(quán)5項(xiàng)。與此同時(shí)，承擔(dān)中石化先導(dǎo)項(xiàng)目《頁巖氣含氣量測試技術(shù)方法研究》等實(shí)驗(yàn)科研項(xiàng)目，在核心刊物發(fā)表論文20余篇。

●成立5年來，華東分公司石油勘探開發(fā)研究院非常規(guī)油氣資源實(shí)驗(yàn)研究中心為國內(nèi)1/3的頁巖氣市場提供實(shí)驗(yàn)技術(shù)服務(wù)支撐。 攝影/沈志軍

優(yōu)質(zhì)高效贏多方贊譽(yù)

由于實(shí)驗(yàn)技術(shù)全面、專業(yè)突出，實(shí)驗(yàn)中心優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)贏得了各方贊譽(yù)。2013年11月，頁巖氣探井N1井直井鉆探完畢，為盡快拿出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，中心工作人員用五天六夜的時(shí)間高效完成1000余項(xiàng)分析測試，為及時(shí)進(jìn)行水平井鉆探設(shè)計(jì)提供了重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。

2014年上半年，在中國神華集團(tuán)招標(biāo)中，雖然實(shí)驗(yàn)中心的商務(wù)報(bào)價(jià)高出其他實(shí)驗(yàn)室近18%，但憑借雄厚的技術(shù)能力、良好的業(yè)內(nèi)口碑等優(yōu)勢最終中標(biāo)。截至目前，中心已為西南油氣分公司、江漢油田等多家系統(tǒng)內(nèi)單位提供技術(shù)支持，并參與國土資源部頁巖氣招標(biāo)三分之一的區(qū)塊，包括重慶南川、湖南保靖、湖北鶴峰、江西修武盆地等7個(gè)區(qū)塊，涉及寒武系、志留系、石炭系、二疊系、三疊系五套層系頁巖。已完成35口頁巖氣井、98口煤層氣井的現(xiàn)場含氣量和地質(zhì)評價(jià)系列實(shí)驗(yàn)分析工作。

近年來，實(shí)驗(yàn)中心的分析工作量始終處于超飽和狀態(tài)。2011年突破2萬項(xiàng)，2013年3.2萬余項(xiàng)，2014年預(yù)計(jì)可達(dá)近4萬項(xiàng)，其中外部市場占到近50%。

華東分公司石油勘探開發(fā)研究院副院長何希鵬表示，研究院將繼續(xù)遵循“唯是創(chuàng)新，加油爭氣”的發(fā)展理念，創(chuàng)新科研思路，開拓非常規(guī)油氣資源市場，打造非常規(guī)特色技術(shù)研究院。實(shí)驗(yàn)方面將引進(jìn)FIB-SEM、納米CT、三軸力學(xué)3項(xiàng)技術(shù)，提升5項(xiàng)核心技術(shù)，培育頁巖敏感性評價(jià)、頁巖儲層保護(hù)及入井液傷害評價(jià)、頁巖滲流特征物理模擬實(shí)驗(yàn)3項(xiàng)頁巖氣開發(fā)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。建立信息化實(shí)驗(yàn)平臺、開放合作實(shí)驗(yàn)平臺、實(shí)驗(yàn)研究一體化平臺3個(gè)平臺，形成實(shí)驗(yàn)測試、綜合評價(jià)、基礎(chǔ)研究一體化的非常規(guī)綜合評價(jià)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，努力建成一流的非常規(guī)實(shí)驗(yàn)室，為中國石化和中國的煤層氣、頁巖氣勘探開發(fā)事業(yè)服務(wù)。