立足大力開發(fā)利用天然氣,實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型國家戰(zhàn)略,中國石化耗時近五年在四川盆地建成普光氣田,標(biāo)志著我國成為世界上少數(shù)幾個掌握開發(fā)特大型超深高含硫氣田核心技術(shù)的國家之一。此后,中國石化又在川渝建成元壩氣田、涪陵頁巖氣田。
日前,中國證券報記者前往四川省達(dá)州市宣漢縣普光鎮(zhèn)等地調(diào)研普光氣田、元壩氣田及涪陵頁巖氣田了解到,作為“川氣東送”工程三大氣源地,中國石化在該三大氣田創(chuàng)新勘探理論,攻堅(jiān)“卡脖子”難題,推動高端裝備國產(chǎn)化,形成了一系列核心技術(shù),以科技創(chuàng)新引領(lǐng)我國能源產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型。
● 本報記者 張軍
創(chuàng)新勘探理論
從宣漢縣普光鎮(zhèn)普光氣田生產(chǎn)管理中心驅(qū)車出發(fā),越野車在經(jīng)歷山路十八彎后,普光氣田301集氣站一行“打造世界高含硫氣田開發(fā)管理標(biāo)桿”大字標(biāo)語映入記者眼簾。
普光氣田是我國已發(fā)現(xiàn)的最大規(guī)模海相整裝高含硫氣田,也是中國第一個年產(chǎn)超百億立方米的高含硫大氣田?!捌展鈿馓餀M空出世,仰賴于勘探理論的顛覆式創(chuàng)新。”中國石化中原油田首席專家彭君說。
在中國石化應(yīng)用海相勘探理論勘探發(fā)現(xiàn)普光氣田之前,一代代地質(zhì)工作者在陸相生油理論指導(dǎo)下,在四川盆地尋找大氣田一直未果?!翱碧嚼碚搫?chuàng)新解決了氣層在哪里聚集的問題,這是發(fā)現(xiàn)氣田的關(guān)鍵?!敝袊性吞餁獠鼐C合研究高級專家彭鑫嶺告訴記者。
隨之而來的是普光氣田氣藏埋藏深、高含硫等開發(fā)難題,特別是氣田硫化氫摩爾含量平均達(dá)到15.2%。硫化氫為劇毒、高腐蝕氣體,因而開發(fā)面臨安全、防腐和環(huán)保等問題,且當(dāng)時國內(nèi)在高含硫化氫氣藏開發(fā)方面沒有成功經(jīng)驗(yàn)可供借鑒?!耙死文茉达埻?#xff0c;實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,就必須掌握高含硫氣田的開發(fā)技術(shù)?!迸眦螏X向記者表示。
相較于石油,天然氣是一種安全、環(huán)保的潔凈能源,大力開發(fā)利用天然氣是國家能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。同時,世界天然氣資源約60%含硫,其中10%為高含硫,而我國高含硫天然氣資源豐富,已探明儲量近2萬億立方米,主要分布在四川盆地。
2005年,中國石化中原油田進(jìn)入四川,一邊建設(shè)氣田,一邊組成研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。中國石化中原石油勘探局有限公司執(zhí)行董事、黨委書記,油田分公司代表張慶生介紹,普光氣田的開發(fā)建設(shè)創(chuàng)新形成了高含硫氣田安全高效開發(fā)五項(xiàng)核心技術(shù),成功開發(fā)年產(chǎn)1.05×108立方米的特大型超深復(fù)雜山地高含硫氣田,自主設(shè)計(jì)建成超百億立方米級的高含硫天然氣凈化廠;創(chuàng)新形成高含硫氣田氣—液—固(硫)三相滲流理論模型,率先揭示了高含硫氣藏單質(zhì)硫析出、運(yùn)移滲流規(guī)律等。
記者了解到,普光氣田的開發(fā)創(chuàng)新發(fā)展了高含硫氣藏安全開發(fā)理論體系,為普光氣田十年穩(wěn)產(chǎn)提供了理論依據(jù),形成了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)用的重大標(biāo)志性成果,使我國成為世界上少數(shù)幾個掌握開發(fā)特大型超深高含硫氣田核心技術(shù)的國家之一。
“可以說先有了普光氣田,才有了‘川氣東送’工程。該工程涉及長江經(jīng)濟(jì)帶6省2直轄市共70多個大中型城市、上千家企業(yè)、2億多居民。普光氣田的開發(fā),助力我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整,開發(fā)至今累計(jì)減排二氧化碳當(dāng)量1.6億噸。”中國石化有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
打造普光“樣本”之后,中國石化西南石油局在四川閬中“復(fù)制”建成元壩氣田。元壩氣田是“川氣東送”工程重要?dú)庠吹刂?#xff0c;有生產(chǎn)井35口,其中累計(jì)生產(chǎn)天然氣超10億立方米的氣井有18口。西南石油局7月1日披露的數(shù)據(jù)顯示,元壩氣田建成至今已累計(jì)生產(chǎn)天然氣超337億立方米。
與此同時,普光氣田、元壩氣田將天然氣中的劇毒硫化氫氣體加工成化工、農(nóng)業(yè)等行業(yè)廣泛使用的硫黃。中國石化7月1日披露的數(shù)據(jù)顯示,元壩氣田今年以來累計(jì)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫黃15萬噸,供應(yīng)龍蟒磷化工、宏達(dá)化工等化肥企業(yè),投產(chǎn)至今累計(jì)生產(chǎn)硫黃265萬噸。
攻堅(jiān)“卡脖子”難題
“對中國石化而言,培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是一個重大考題,要全力做好答卷。”中國石化董事長馬永生說,科技創(chuàng)新是新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素,也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生命線。每一輪技術(shù)革命都帶來經(jīng)濟(jì)社會質(zhì)的躍升,且與能源息息相關(guān)。
中國石化在川渝地區(qū)開發(fā)利用天然氣正是其不斷科技創(chuàng)新,加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力的寫照。
“在普光氣田投產(chǎn)初期,我國缺少高抗硫裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù),氣田主要涉硫材料、裝備高度依賴進(jìn)口,價格高昂,采購周期長、維修難度大、費(fèi)用高。隨著國際局勢變化,還可能存在技術(shù)壟斷和‘卡脖子’風(fēng)險。”張慶生說,普光氣田凈化裝置全面投產(chǎn)后,多臺末級硫冷凝器相繼出現(xiàn)故障,導(dǎo)致凈化裝置頻繁開開停停,給安全平穩(wěn)生產(chǎn)帶來風(fēng)險?!叭魣?jiān)持選用歐美等國家的進(jìn)口設(shè)備,一是時間上等不起,二是成本上舍不得,因此開展涉硫高端裝備國產(chǎn)化迫在眉睫?!?/p>
記者了解到,中原油田聯(lián)合寶鋼、天鋼、藍(lán)科高新、蘭石裝備等企業(yè)及高校、科研院所,組建“產(chǎn)、學(xué)、研”攻關(guān)團(tuán)隊(duì),聚焦克勞斯?fàn)t變形、末級硫冷器“趴窩”等難點(diǎn)問題展開研究,攻克了一批“卡脖子”技術(shù)。隨著國產(chǎn)化的推進(jìn),相關(guān)進(jìn)口設(shè)備價格也大幅下降。
如中原油田自研的國產(chǎn)末級硫冷器,在實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化前,設(shè)備進(jìn)口周期是18個月,單臺費(fèi)用1700多萬元;而國產(chǎn)單臺供貨周期僅7個月,費(fèi)用僅420萬元。中原油田自主研發(fā)的HH級采氣樹應(yīng)用于氣井井口,是高含硫天然氣從地下來到地面的第一道關(guān)口,防止劇毒硫化氫泄漏。這是普光氣田不可或缺的“安全大壩”。彭鑫嶺告訴記者,“隨著HH級采氣樹設(shè)備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,進(jìn)口設(shè)備價格從原來200多萬元降至120多萬元?!?/p>
張慶生介紹,目前普光氣田涉硫高端裝備國產(chǎn)化率達(dá)100%,在中國石化所屬氣田成功應(yīng)用480臺(套),在同行業(yè)推廣應(yīng)用3000余臺(套),氣田設(shè)備進(jìn)口價格較國產(chǎn)化前整體下降62.4%?!霸鰪?qiáng)了我國在涉硫裝備制造領(lǐng)域的話語權(quán),并使我國成為世界上具備高含硫氣田開發(fā)裝備全產(chǎn)業(yè)鏈的國家?!?/p>
“掌握高含硫氣田開發(fā)技術(shù)之后,中國石化踐行合作戰(zhàn)略,融入全球能源市場?!敝袊嘘P(guān)負(fù)責(zé)人說,2016年,普光氣田技術(shù)人員遠(yuǎn)赴伊拉克米桑油田,為含硫天然氣處理廠投產(chǎn)提供技術(shù)服務(wù)。2017年以來,土耳其Genel公司、美國阿拉斯加天然氣開發(fā)公司等紛紛到普光氣田參觀考察、洽談業(yè)務(wù)。
科技助力能源保供
天然氣作為不可再生能源,自然難逃開采一方便少一方的規(guī)律。
涪陵頁巖氣田工作人員告訴記者,2017年涪陵頁巖氣田焦石壩區(qū)塊在穩(wěn)產(chǎn)3年后,產(chǎn)量開始下降。是否有進(jìn)一步挖潛空間?這成為科研人員面臨的難題。
“過去,我們把焦石壩區(qū)塊89米厚的頁巖當(dāng)作一套氣層來對待,認(rèn)為對下部氣層進(jìn)行壓裂改造,就能一次性‘撕’開巖層,把資源全部‘吃’到?!苯瓭h油田涪陵頁巖氣公司技術(shù)人員葛蘭說,深入了解國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)、部署分層開發(fā)評價井之后,我們有了新的認(rèn)識,即89米厚的頁巖不同部位應(yīng)力存在差異,以往壓裂沒有改造到的地方仍有剩余資源。
“假設(shè)油氣資源在一棟樓房里,過去只開采了一樓房間的資源,而一樓過道以及二樓、三樓還有很多資源尚未開采?!备鹛m說,在新的認(rèn)識指導(dǎo)下,江漢油田進(jìn)行立體開發(fā),即在同一井位分別打不同深度的井,將各深度巖層天然氣分別開采出來。
記者調(diào)研了解到,對于頁巖氣田而言,壓裂技術(shù)是高效開發(fā)的關(guān)鍵。而壓裂施工面臨壓力高、復(fù)雜縫網(wǎng)形成難度大等難題,是制約超深層頁巖油氣增儲上產(chǎn)的“攔路虎”。因此,研制開發(fā)超高壓壓裂設(shè)備成為油氣行業(yè)重大技術(shù)攻關(guān)方向。
葛蘭說,頁巖氣作為一種非常規(guī)氣藏,以游離態(tài)或吸附態(tài)賦存于頁巖裂縫與孔隙中,被稱為“人工氣藏”,開采時需要把頁巖壓碎才能讓氣體出來,是業(yè)界公認(rèn)的世界級難題。隨著油氣勘探開發(fā)進(jìn)入非常規(guī)時代,中國約85%的油氣資源需要通過壓裂進(jìn)行開發(fā)。
“公司創(chuàng)新形成以壓裂雙甜點(diǎn)識別與評價、水平段段簇設(shè)計(jì)為核心的地質(zhì)工程一體化設(shè)計(jì)方法及壓裂工藝,在涪陵頁巖氣田焦頁9號平臺、焦頁42號平臺完成國內(nèi)頁巖氣首次井工廠、同步壓裂施工。”中國石化石油工程公司井下作業(yè)首席專家盧云霄表示,今年公司175兆帕壓裂裝備在重慶綦頁深1井應(yīng)用,該設(shè)備施工壓力比前期裝備提高25%,能有效壓碎頁巖石,形成立體縫網(wǎng),讓超深層頁巖氣順著縫網(wǎng)出井,讓老井實(shí)現(xiàn)增儲上產(chǎn)。
記者從江漢油田了解到,得益于立體開發(fā)模式,涪陵氣田焦石壩區(qū)塊采收率提高到23.3%,較2013年開發(fā)初期翻了一番。涪陵頁巖氣田的開發(fā)建設(shè),每年可減排二氧化碳1200萬噸。
作為“川氣東送”工程另一氣源地,西南石油局加強(qiáng)元壩氣田管理。在老區(qū)穩(wěn)產(chǎn)方面,新建天然氣產(chǎn)能2.5億立方米/年,建成投產(chǎn)川西氣田,日產(chǎn)天然氣近500萬立方米。在新區(qū)上產(chǎn)方面,西南石油局川南寒武系筇竹寺組勘探實(shí)現(xiàn)突破,資陽2井、金頁3井分別試獲日產(chǎn)125.7萬立方米、82.6萬立方米高產(chǎn)工業(yè)氣流。西南石油局7月1日披露的數(shù)據(jù)顯示,公司上半年生產(chǎn)天然氣50.49億立方米,同比增長12.8%;銷售天然氣46.70億立方米,同比增長12.4%,均創(chuàng)歷史新高。公司2024年天然氣生產(chǎn)目標(biāo)超100億立方米。
中國石化3月12日披露的數(shù)據(jù)顯示,公司在四川盆地探明天然氣地質(zhì)儲量近3萬億立方米,累計(jì)生產(chǎn)天然氣超2000億立方米。
“中國石化將深入貫徹落實(shí)總體國家安全觀和能源安全新戰(zhàn)略,加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,堅(jiān)決把能源飯碗牢牢端在自己手里,奮力書寫能源高質(zhì)量發(fā)展新篇章?!瘪R永生表示。
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