中国石油化工集团公司2015年12月29日公开宣布,截至2015年年底,位于重庆涪陵山区的国家级页岩气示范区成功实现了50亿立方米年产能的建设目标,这意味着我国商业化页岩气开发步入世界第二,仅次于美国。

长江上游的重庆涪陵山区是目前我国最大的页岩气田。从高空俯视,一座座钻井平台犹如红星点缀在涪陵江畔的碧山峡谷中。2012年11月,中国的油气工人在这里开采的第一口页岩气井成功出气,喷涌而出的熊熊烈火点燃了中国对页岩气开采的信心,这口井也成为“页岩气功勋井”。

如今,220多平方公里的涪陵山区开采了253口页岩气井,目前已有174口井通过川气东输管道为中国中部、东部地区源源不断地提供清洁能源。

产能突破的背后是页岩气开采技术基本实现了全程国产化。据中石化江汉石油工程公司介绍,在页岩气开发的技术、工艺、装备等方面累计获得24项国家专利发明,所有关键技术和核心设备全部打破外国技术垄断。

页岩气是一种非常规天然气,最早发现于1821年,1921年美国首次发现页岩气田。中国页岩气储量世界第一,可采资源量约为26万亿立方米,资源潜力与美国相仿。

页岩气与常规天然气最大的区别是在地下存储的方式和状态不同,页岩气附着于页岩之中,因此用开采常规天然气的方法去开采根本无法采到气。业内有言:页岩气革命实际上是开采技术革命。

“如果把开采常规天然气比作在静脉中采血,那么开发页岩气就如同直接从毛细血管中采血。”中石化江汉石油工程公司西南项目管理部主任、页岩气技术专家张良万说。

据了解,页岩气因储藏方式不同,开采技术要求也不相同,水平井和分段压裂是页岩气开发中最关键的技术,也是最难的技术。水平井,就相当于在地底下给页岩气开凿出水平方向的“隧道”。常规油气开发多是竖井,而页岩气因为主要吸附于地下泥页岩层中,需要开一条水平的“横井”。“先竖然后横,拐弯很难,方向角度位置还不能出错。”张良万说。

经过多次钻井工艺优化,江汉油田石油工程公司的攻坚团队还发明了“井工厂”钻井作业方式,建井时间平均减少20天。过去油气开采是打一个井然后拆开钻井架,换一个地方组装后再打井。“井工厂”通过地面配套设备和三维技术应用,实现了不拆井架移动钻井,效率提高了30%。

打好出气井如何使散存于“毛细血管”中的天然气汇集到井中涌出,这就要用到开采中的一个关键技术“压裂”,即将水平井四周地层约三百米范围内压得粉碎,好使气体汇集到井中。在长达几千米的地下,既要保持井孔完好以便顺利出气,又要使周围岩层粉碎出气,是高难度的技术工作。压裂设备和方法是页岩气开采的核心技术。

中石化江汉石油工程公司和四机厂等单位协作攻关,开发了自主创新大型压裂设备,打破国外技术封锁,部分关键设备还成功“逆袭”成为出口明星,比如关键技术分段压裂中的“桥塞”。

“过去我们需要用美国的桥塞,现在我们自主研发的桥塞有了创新,去年向北美出口6000套。”中石化江汉石油工程公司党委书记何开平说。

目前,我国可开采页岩气总量与美国相仿,但美国页岩气已经占其天然气总产量的35%,中国当前页岩气产量还不到天然气产量的1%,发展空间巨大。

2015年9月24日,国土资源部公布,涪陵页岩气田新增探明储量2738.48亿立方米。根据测算,到2017年涪陵页岩气田产能将达到100亿立方米,在环境保护方面,每年可减排二氧化碳1200万吨,相当于800万辆经济型轿车停开一年。