立足大力開發(fā)利用天然氣，實現(xiàn)能源轉型國家戰(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州市宣漢縣普光鎮(zhèn)等地調研普光氣田、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“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，以科技創(chuàng)新引領我國能源產(chǎn)業(yè)加快轉型。
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)管理標桿”大字標語映入記者眼簾。
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。“普光氣田橫空出世，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。
在中國石化應用海相勘探理論勘探發(fā)現(xiàn)普光氣田之前，一代代地質工作者在陸相生油理論指導下，在四川盆地尋找大氣田一直未果。“勘探理論創(chuàng)新解決了氣層在哪里聚集的問題，這是發(fā)現(xiàn)氣田的關鍵。”中國石化中原油田氣藏綜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，且當時國內在高含硫化氫氣藏開發(fā)方面沒有成功經(jīng)驗可供借鑒。“要端牢能源飯碗，實現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)轉型升級，就必須掌握高含硫氣田的開發(fā)技術。”彭鑫嶺向記者表示。
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入四川，一邊建設氣田，一邊組成研發(fā)團隊進行技術攻關。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)建設創(chuàng)新形成了高含硫氣田安全高效開發(fā)五項核心技術，成功開發(fā)年產(chǎn)1.05×108立方米的特大型超深復雜山地高含硫氣田，自主設計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硫析出、運移滲流規(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)技術及工業(yè)化應用的重大標志性成果，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)，助力我國能源消費結構調整，開發(fā)至今累計減排二氧化碳當量1.6億噸。”中國石化有關負責人表示。
打造普光“樣本”之后，中國石化西南石油局在四川閬中“復制”建成元壩氣田。元壩氣田是“川氣東送”工程重要氣源地之一，有生產(chǎn)井35口，其中累計生產(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生產(chǎn)副產(chǎn)品硫黃15萬噸，供應龍蟒磷化工、宏達化工等化肥企業(yè)，投產(chǎn)至今累計生產(chǎn)硫黃265萬噸。
攻堅“卡脖子”難題
“對中國石化而言，培育發(fā)展新質生產(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。每一輪技術革命都帶來經(jīng)濟社會質的躍升，且與能源息息相關。
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計制造技術，氣田主要涉硫材料、裝備高度依賴進口，價格高昂，采購周期長、維修難度大、費用高。隨著國際局勢變化，還可能存在技術壟斷和‘卡脖子’風險。”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，導致凈化裝置頻繁開開停停，給安全平穩(wěn)生產(chǎn)帶來風險。“若堅持選用歐美等國家的進口設備，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。”
記者了解到，中原油田聯(lián)合寶鋼、天鋼、藍科高新、蘭石裝備等企業(yè)及高校、科研院所，組建“產(chǎn)、學、研”攻關團隊，聚焦克勞斯爐變形、末級硫冷器“趴窩”等難點問題展開研究，攻克了一批“卡脖子”技術。隨著國產(chǎn)化的推進，相關進口設備價格也大幅下降。
如中原油田自研的國產(chǎn)末級硫冷器，在實現(xiàn)國產(chǎn)化前，設備進口周期是18個月，單臺費用1700多萬元;而國產(chǎn)單臺供貨周期僅7個月，費用僅420萬元。中原油田自主研發(fā)的HH級采氣樹應用于氣井井口，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級采氣樹設備實現(xiàn)國產(chǎn)化，進口設備價格從原來200多萬元降至120多萬元。”
張慶生介紹，目前普光氣田涉硫高端裝備國產(chǎn)化率達100%，在中國石化所屬氣田成功應用480臺(套)，在同行業(yè)推廣應用3000余臺(套)，氣田設備進口價格較國產(chǎn)化前整體下降62.4%。“增強了我國在涉硫裝備制造領域的話語權，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。”
“掌握高含硫氣田開發(fā)技術之后，中國石化踐行合作戰(zhàn)略，融入全球能源市場。”中國石化有關負責人說，2016年，普光氣田技術人員遠赴伊拉克米桑油田，為含硫天然氣處理廠投產(chǎn)提供技術服務。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。
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米厚的頁巖當作一套氣層來對待，認為對下部氣層進行壓裂改造，就能一次性‘撕’開巖層，把資源全部‘吃’到。”江漢油田涪陵頁巖氣公司技術人員葛蘭說，深入了解國內外相關技術、部署分層開發(fā)評價井之后，我們有了新的認識，即89米厚的頁巖不同部位應力存在差異，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。”葛蘭說，在新的認識指導下，江漢油田進行立體開發(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。
記者調研了解到，對于頁巖氣田而言，壓裂技術是高效開發(fā)的關鍵。而壓裂施工面臨壓力高、復雜縫網(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)超高壓壓裂設備成為油氣行業(yè)重大技術攻關方向。
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)界公認的世界級難題。隨著油氣勘探開發(fā)進入非常規(guī)時代，中國約85%的油氣資源需要通過壓裂進行開發(fā)。
“公司創(chuàng)新形成以壓裂雙甜點識別與評價、水平段段簇設計為核心的地質工程一體化設計方法及壓裂工藝，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井應用，該設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，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儲量近3萬億立方米，累計生產(chǎn)天然氣超2000億立方米。
“中國石化將深入貫徹落實總體國家安全觀和能源安全新戰(zhàn)略，加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系，堅決把能源飯碗牢牢端在自己手里，奮力書寫能源高質量發(fā)展新篇章。”馬永生表示。
來源：中國證券報 記者 張軍
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