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CCTV4 第四集《捕获蓝金》,在石头缝中找气?

中国石化 2020-08-29


昨晚22:00,为纪念改革开放40周年、中国石化成立35周年,宣传工作部联合中央电视台摄制的——

走遍中国系列片

《大国基业——加油!中国》

(4)捕获蓝金

开播啦!

该片历经近半年的筹划、拍摄、制作,是中国石化成立以来首部全景展示企业巨大成就的专题片!


不了解的小伙伴可去复习——

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开播后,大家的反响热烈,没有来得及观看的小伙伴不用担心,今天小石头就把第四集精彩内容分享给大家~


第四集

《捕获蓝金》



附上视频原链接:

http://tv.cctv.com/2018/09/20/VIDExkmYaAoLQjsfFo8LC2JO180920.shtml


精彩内容


页岩气的商业化开发使得美国实现了能源独立。页岩气是一种怎样的能源?中国是否也蕴藏着这种能源?又是否能够突破种种技术难关,成为世界上第三个掌握页岩气成套技术的国家?


页岩气的发现


全球能源恐慌愈演愈烈,石化能源日益减少,令全球20亿人得不到日常的能源供应。有机构预测,目前世界上常规能源的储量,部分只能维持半个世纪。


然而页岩气的发现,有望全面缓解人类对能源枯竭的焦虑。


早在上世纪70年代,美国就开始推动页岩气开发技术与产业发展,2009年,凭借页岩气的大量开发,美国天然气产量首次超过俄罗斯,成为当今世界第一大天然气生产国。


2011年底,经国务院批准,页岩气成为中国第172个独立矿种,中国政府鼓励各类企业参与页岩气的勘探开发。一时间,众多企业闻风而动,国际能源巨头公司纷纷展开行动。然而结果却让所有人大跌眼镜,从2006年到2012年,各路大军在中国钻井120余口,花费了数十亿元,却没有发现一个具备商业开采价值的页岩气井。


高难度的开采


页岩气是储存在页岩中的天然气,但不像天然气密封在储藏圈内,它藏匿在页岩的空隙中,因此开采难度极大。郭旭升从事勘探工作30年,对四川盆地一带的地质结构了如指掌,通过对以往数据的仔细分析,他认为自己发现了问题所在。


中国石油化工股份有限公司勘探分公司总经理 郭旭升:

你看一下,这就是灰岩,这就是页岩。在涪陵地区这套页岩埋深有3000米左右,在地壳运动作用下,它抬升到地表了。那我们前人呢,打了100多口井,他们认为可能上边比较好,没有取得成功,我们通过详细的研究,我们认为下面这40多米这套页岩,它有机质含量就比较高,硅质矿物比较好,生的气也大,也脆也好压。


经过测试,焦页1井单日页岩气流量高达20.3万方。中国页岩气田的开采,正式拉开了序幕。


从上世纪70年代开始,美国花费30多年的时间才逐步完善了页岩气的开采技术,大大降低了开采成本,从而实现了商业开发。涪陵页岩气开发要做到商业开采,难度更大,美国页岩气埋藏多在地下2000米以内,矿区地势平坦,而涪陵页岩气埋藏深度多在地下3000米以上,矿区又在丘陵地带,这一切都大大增加了开采成本。


中国石化江汉油田分公司副总地质师 刘尧文:

因为页岩气毕竟是投入高,成本高,这个在当前的这个器械下能不能商业开发,当时很多人是持怀疑(态度)的。


商业开发的前提条件之一便是降低成本,如果每口井的开采成本要一个亿的话,回收成本至少要超过一年,但是每口井能够开采多长时间,都是未知数。江汉油田分公司会同江汉石油工程公司,借鉴国外页岩气开发经验,决定将多口井批量化施工的井工厂模式,引入到涪陵页岩气开发中。


井工厂模式的使用,使得每口井节省三分之一的施工时间,降低上百万的成本,焦石坝地区迅速开采了数十口页岩气井,涪陵页岩气开发加快了商业化脚步。此时人们发现焦石坝地区的页岩气藏不是一点,而是一片,这里不仅有页岩气,而且是高产气藏。


通过井工厂技术和科学的管理,涪陵页岩气开发逐步走向商业化,但是最为重要的开采技术和设备仍未完成国产化,开采价格依然居高不下。


艰难的国产化


在所有页岩气开采技术中,最关键的一项被称为水平井分段压裂技术。页岩气存在于地下数千米的岩层之中,开采时需要先打竖井到含气层,再沿着气层打水平井,因为页岩气存在于岩层之中,所以需要定向爆破,将岩石炸开,再用压裂设备将岩石压裂,页岩气才能开采出来,而在井下进行精准的定向爆破是射孔技术的难点所在。


涪陵页岩气开发商业化的步伐日趋平稳,然而此时中国的射孔技术还是零经验。廖勇,中国石化测录井公司负责人,主要负责多级射孔技术。涪陵开发初期,他只能和老外签下不平等的天价合约,眼睁睁地看着别人分走将近一半的打井费用。


中国石化江汉石油工程公司测录井公司经理 廖勇:

我们十几个项目测起来也就100万。他就测一个单项我要100万。后来说太贵了。我们跟他谈说太贵了,能不能降一点价?我们的一个领导说太欺负人了,不能超过100万。好,我们就说你要是超过100万如何如何怎么。别人很轻松地说,可以啊,我们尊重你的要求,99万。


除了昂贵的价格,在设备、技术以及人员方面廖勇团队也完全受制于人,所有关键技术环节,外国公司都进行严密的技术封锁。


发展国产化技术和装备刻不容缓,研发过程一路走来,廖勇走得磕磕绊绊,异常艰辛。但功夫不负有心人,涪陵页岩气钻井平台上的中国射孔队茁壮起来,从第一年的1个到8个,国外射孔队从最多时候的7个,到2016年全部撤出涪陵。


难题接踵而至


但此时,难题并未全部解决。页岩气开采时,焦石镇崎岖的山路上,经常会出现类似重型卡车的红色车队,它们就是另一项需要攻克的技术难关,大功率压裂车。


页岩气开发,需要利用水的压力将水和泥沙的混合物,以超高压输送到3000米以下的井下,把地层撑开有如毛细血管一样的裂缝,形成页岩气的气体管道。这些工程都要靠成套的压裂车和控制系统完成,平台面积小,埋藏深度大,就要求压裂设备功率足够大。


中国石化机械首席压裂专家 吴汉川:

而我们单台的压裂车,就像我们的小水管道一样,它的能量远远不够,那么需要20多台,这样的装备把它集中起来。然后形成一个高压的水龙枪提供更大的能量,然后通过这样的管道把地层撑开,然后形成一个气管道。


2013年,两台当时世界上最大功率的3000型压裂车样机开赴页岩气开采平台,但是刚启动不久,压裂车就发生了剧烈震动!情况紧急,如果发生意外,将会危及压裂平台上100多名工作人员的生命安全,就这样,两台样机灰溜溜地驶离涪陵。


中国石化机械首席压裂专家 吴汉川:

出现这样的问题以后,其他的厂家选择了放弃。那么国际上的一些同行也认为这种高度集成化的装备,不太适合这种页岩气的开发。那么我要做前人没有做过的事,或者说它技术难度达到一定的高度,我们是放弃吗? 


这可是国家“十二五”重点项目,难道国家和中国石化投入的十几亿元研发费用,就这样打水漂了?


业界全面否定了技术方案的可行性,重金请来丹麦公司进行震动测试也没有提出任何解决方案。在吴汉川看来,共振的原理并不难,但是如何解决在如此重型设备上的共振问题才是关键。


中国石化机械首席压裂专家 吴汉川:

军队在通过大桥的时候,往往不允许你齐步走。为什么呢?如果齐步走就会产生共振。如果大家齐步走那么会造成桥的塌方。

那么我们这压裂车也是这样的,我们这里面就包括底盘是一个士兵,动力是一个士兵,泵是一个士兵。让大家在不同的频率上来进行工作。


经过严密的数据分析和计算,吴汉川和团队制定出改变频率的具体措施。3个月之后,两台压裂车样机重新回到涪陵。经过1个月的严密监控,共振现象没有再次出现,问题彻底解决。


2013年底,国产压裂车正式投产,随后以“井工厂”钻机、3000型压裂成套装备、复合桥塞等产品和服务形成的页岩气勘探开发装备一体化解决方案,全部成熟应用在涪陵页岩气商业开发中,商业开发问题被一一解决。中国成为继美国和加拿大之后,世界上第三个完全掌握页岩气成套技术的国家。


中国工程院院士 马永生:

那么到目前为止呢,我们国家的页岩气的这个探明储量,已经达到了超过了1万(亿)方,成为继北美以美国为主的这个之外的全球最大的一个页岩气的这个生产国。


2018年3月26日,中国石化宣布,涪陵页岩气田如期建成100亿立方米年产能,相当于建成一个千万吨级的大油田。


如今,涪陵页岩气已经搭乘“川气东送”国道专列,穿越11个省、70多个城市,惠及长江沿线6省2市70多个大中型城市的上千家企业、两亿多居民,在能源界发出了中国声音。


页岩气从无到有

技术从依靠国外到完全自主

打心底里感到自豪!

也为不懈努力、追求极致的

研究人员、地质专家们

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来源:央视中文国际 CCTV4


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