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征服页岩气田开发领域的星辰大海
最近几年，有这样一句励志的话反复出现在人们耳中：“我们的理想是征服星辰大海”。而在页岩气田的开发建设中，中国石化眼中的星辰大海，便是位于重庆的涪陵页岩气田。涪陵页岩气田位于重庆市涪陵区，自年12月开发建设以来，年如期建成百亿方年产能生产基地，现为我国第六大天然气田，是我国川气东送管道重要气源之一，也是中国石化“气化长江经济带”行动的重要资源基础。该气田的成功开发树立了我国能源开发史上新的里程碑，开启了我国能源革命的新征程。气田入选新中国成立70周年“百项经典工程”，气田一期工程荣获“国家优质投资项目特别奖”，被授予“国家优质工程金奖”。自进入商业化发展阶段以来，涪陵页岩气田节节高升，不断突破，如今已达到累计生产页岩气亿立方米，创造中国页岩气田累产新纪录。目前，气田日产气量近万立方米，可满足0万户家庭日常用气需求。事实上，这样的成功源于无数人勤劳的汗水与向困难宣战的决心。自年涪陵页岩气田全面投入开发以来，油田科研工作者面对构造背景复杂、断裂发育、地层破碎、目的层埋深大等地质难题，在无任何经验可借鉴的情况下，向世界性页岩气开发难题发起了挑战。从汉水之滨到乌江之畔，从江汉平原到武陵山脉，他们的脚步走到了千里之外。走进页岩气田的他们，个个肩上担负着“为中华民族争气、为中国石化争先、为江汉油田争效”的神圣使命。使命之使然，忠孝难两全。女技术员葛兰就是千千万万油田科研工作者当中的一个真实写照。葛兰今年32岁，是江汉油田涪陵页岩气公司技术中心气藏工程所高级主管，她所在的部门忙是出了名的，涪陵页岩气田多口气井“宝宝”，打一“出生“起，葛兰都要精心护理。这些年，葛兰别亲离乡，在川渝大地上辛勤耕耘，为涪陵页岩气田高效开发奉献着青春和智慧，在她大学同学眼中，这个“鸟不拉屎”的深山沟，哪能待得住，可葛兰却觉得绿色气田魅力无穷，气田也见证了她一天天的成长，她先后获得湖北省“向上向善好青年”、湖北省“最美青工”等荣誉，她带领气藏工程所荣获全国巾帼立业标兵岗。今年“五一”前后，葛兰又被授予“湖北省五一劳动奖章”“湖北青年五四奖章”光荣称号。涪陵页岩气田是全国首个实现商业开发的页岩气田，葛兰是为数不多的先谴女技术员之一。开发初期，气田开发规律不清，很多技术“拦路虎”摆在技术人员面前。葛兰沉下心，铆足劲，白天跑现场，查状态，摸情况，掌握第一手资料；晚上搞研究，分析状态，制订措施，每天忙到转钟，气田的黑夜，是葛兰最好的伙伴。就连碎片化时间她也充分利用起来，出差在动车上，她捧着技术资料研究，在食堂排队吃饭时，她和同事讨论技术难题……在大家的共同努力下，气田开发效果一年一个台阶。年，是气田50亿方产建任务的冲刺之年，也是开展气井合理配产研究最艰难的一年。那时，气田投产井为数众多，每口井数据有十几万个，数据量高达多万，要从中筛选有用数据并寻找气井开发规律，无疑是海底捞针。葛兰每天10多个小时，盯着电脑上的图表、数据，进行比对分析，试验不同的推断。眼睛看累了，揉一揉；身体疲惫了，走两步继续干。一个月、两个月……一直坚持了大半年。身体上的累可以克服，遇到难关无法突破的焦虑和无助是真的苦。那段时间，她试验了9种推断，可没有一种成功。气井合理配产规律的建立迫在眉睫，葛兰心急如焚，却走投无路。有一天，她加班到半夜，工作仍无进展，她到了崩溃的边缘，加上初孕的紧张和不适，她突然放声大哭起来，和她一起加班的男同事手足无措，不知该怎么安慰，只能静静等她哭完，擦干眼泪，再接着干。终于，年底，中国首个页岩气井全生命周期动态合理配产技术研究取得成功，填补国内页岩气配产制度空白，这项制度让每个气井“宝宝”都能合理挑起保供的“担子”，为页岩气井的科学开发提供了借鉴。像葛兰这样背井离乡打拼、与黄土深山作伴的油田科研人员还有很多，他们心中，仍是那句话，“我们的目标是征服星辰大海”，而需要付出多少努力与汗水，只有他们自己能够体会。甩掉“洋拐杖”的自主创新之路
都说科技创新难，要做到不借助“外力”完全自主创新，更是难上加难。但是，在过去十年的时间里，在中国石化的不懈努力下，这样一块“硬骨头”一点点被“啃”了下来，为我国的能源产业增添了底气。页岩气工程技术，就是其中的典型体现。江汉石油工程公司早在年就开始页岩气工程技术的探索。从中国石化第一口页岩气水平井——建页HF-1井，到涪陵大安寨区块涪页HF-1井，开发效果都不理想。上天容易入地难，页岩气开发属世界级难题，不但难度极大且风险极高，伴随着页岩气开发，还存在着井塌、井漏、井喷、浅层气含有硫化氢等，任何失误都可能导致严重事故发生。而与美国相比，我国页岩气多在崇山峻岭间，埋藏深，构造复杂，优质页岩储层厚度小，开采难度远超美国。更为困难的是，公司当时在页岩气开发上可以说是“四大皆空”——无经验、无技术、无设备、无人才，很多员工都都是第一次听说“页岩气”。在建页HF-1井施工中，提供油基钻井液、水平段测井、桥塞分段和分级射孔技术服务的均为国际知名油服公司。在这场“跨国联姻”中，由于国内外地质特征和开发环境的差距，国外页岩气技术在中国页岩气勘探开发中常“水土不服”，照搬应用中存在很多困难，钻探效果并不理想，此外，这场“跨国联姻”还面临着高昂的成本——关键装备只租不卖，就连每次设备售后维护都要付出昂贵的服务费。何以解忧？唯有创新。要想实现页岩气高效率、低成本、规模化商业开发，必须加快页岩气开发技术国产化研究，突破技术瓶颈，不被国外公司“卡脖子”要钱。公司下定决心，确立了《长水平段钻完井技术》、《非常规水平井分级射孔工艺》等20多项科研先导项目，划好科技攻关“路线图”，开始了艰辛而漫长的自主创新实践。其中，最为关键的就是长水平段钻井和长水平段分段压裂两项技术，这是美国的页岩气革命的成功的秘诀，也是公司创新团队攻关重点。一方面，在钻井工艺上，公司加大长水平段优快钻井技术研发，科研团队每天“宅”在井场，与钻井技术“死磕”到底，最终实现多项技术瓶颈的重大突破。他们建立适合涪陵页岩气田水平井优快钻井的井身结构方案，在一开井段上部易漏井段采用清水钻进方式，成功解决了空气钻风险大、泡沫钻有环境污染等难题，一开井段机械钻速提高4—5倍。他们利用三维地质导向技术，研制定向PDC钻头和配套螺杆等工具，替代进口的旋转导向工具，解决三开长水平段定向钻进困难，在多口井实现水平段一只钻头一根螺杆一趟钻钻完。他们研发国产油基钻井液，价格仅为进口的40%，研发的水泥浆体系，满足页岩气开发对井筒高强度的要求，完井时间大幅缩短，固井质量明显提高。他们大力开展“井工厂”批量化钻井，提高施工效率50%以上……涪陵页岩气田优快钻井技术成果经重庆市科委鉴定，整体达到国际先进水平。另一方面，在长水平段分段压裂技术研究中，创新团队加大国产化桥塞研发与运用以及精细分段压裂技术攻关，他们与制造厂家一起，不断改进桥塞零部件材料，经历上千次的材料试验，顺利完成国产化桥塞研发，单支桥塞价格仅为进口桥塞的十分之一，如今，国产化桥塞已升级迭代数次，成为具有世界领先水平的关键设备。目前，公司所有关键页岩气开发技术均%实现国产化，仅国产桥塞与多级射孔、油基钻井液、牵引器测井、地质导向等4项国产化技术的应用，降低施工成本70%，按口井测算，与国外油服公司相比，降低工程造价6.09亿元。随着钻井大规模的进行，随钻产生的大量油基钻屑急需进行无害化处理，油基钻屑的处理难度在于：一无成熟工艺，二无处理设备，三是各钻井队油基钻屑配方独特，要“一揽子”处理困难重重。公司勇挑环保重担，在涪陵页岩气田建立油基泥浆处理中心，他们针对油基岩屑易粘连链板、出渣粉尘大、处理后的钻屑含油率高、自动化程度不高等技术瓶颈，开展了加药剂降粘、加装喷淋系统降低粉尘、不凝气燃烧装置改造等一系列技术改造，最终研发出先进的热解析法处理油基钻屑技术。他们采用先进的变频器控制系统，突破特殊环境下物料分布、传输、加热、分离等多项核心技术，确保装置安全运行，实现油基岩屑智能化处理目标，年处理油基岩屑达1.5万立方米，治理后废渣含油量在0.%-0.%之间，远低于“国家农用污泥中含油率低于0.3%”的标准，处理技术国际领先，并申报国家专利。敢于挑战、敢于担当、敢于创新，用这三点形容页岩气工程的建设过程丝毫不为过，这也体现在中国石化近年来的历程中。涪陵页岩气田的成功只是中国石化科技自主创新的一个案例写照。近年来，中国石油化工集团有限公司（下称中国石化）依托普光气田、西南油气田、大牛地气田、西北油田、等油气勘探开发阵地，不断加码天然气发展。以科技创新为中国能源变革“争气”助力，中国石化打造出了多张高产名片。老牌央企的科技使命
作为中国最大央企之一，中国石化肩负着巨大的科技发展重任，在能源结构转型事业上持续发力。在其