關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展對(duì)非常規(guī)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響

魏 煒，饒海濤，石元會(huì)，龔 然.

(中石化江漢石油工程有限公司測(cè)錄井公司，湖北潛江 433123)

關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展對(duì)非常規(guī)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響

魏 煒，饒海濤，石元會(huì)，龔 然.

(中石化江漢石油工程有限公司測(cè)錄井公司，湖北潛江 433123)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)增速的放緩以及石油產(chǎn)業(yè)新常態(tài)的行業(yè)困境不斷蔓延，科學(xué)的勘探開(kāi)發(fā)投資、精細(xì)化的管理以及低成本的運(yùn)營(yíng)模式已經(jīng)成為各大石油公司積極應(yīng)對(duì)寒冬期的一致選擇。但是眾多公司對(duì)科研的投入并未明顯降低，究其原因正是在以石油、天然氣為主體的礦產(chǎn)能源結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵技術(shù)的突破和發(fā)展不僅能夠大幅降低勘探開(kāi)發(fā)成本，減輕企業(yè)經(jīng)營(yíng)壓力，甚至對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局以及能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本文以近年來(lái)國(guó)內(nèi)非常規(guī)能源發(fā)展的代表作即涪陵頁(yè)巖氣田的大開(kāi)發(fā)為例，從地質(zhì)和工程等領(lǐng)域多種關(guān)鍵理論和技術(shù)的創(chuàng)新突破入手，對(duì)企業(yè)開(kāi)發(fā)經(jīng)營(yíng)和行業(yè)發(fā)展進(jìn)行深入探討，認(rèn)為關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新對(duì)非常規(guī)能源的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。

關(guān)鍵技術(shù)；創(chuàng)新；非常規(guī)能源；頁(yè)巖氣

能源的發(fā)展和利用已經(jīng)成為世界各國(guó)的核心戰(zhàn)略議題之一[1]，如何實(shí)現(xiàn)能源的合理開(kāi)發(fā)、高效利用以及綠色環(huán)保可持續(xù)，成為人類社會(huì)發(fā)展所面臨的客觀問(wèn)題。中國(guó)近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的油氣資源中，低孔、低滲、低豐度油氣藏所占比例越來(lái)越高，油氣資源劣質(zhì)化的現(xiàn)實(shí)已經(jīng)不可改變，各種隱蔽油氣藏、非常規(guī)油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)對(duì)從業(yè)人員的科研技術(shù)水平、工程施工質(zhì)量、規(guī)劃經(jīng)營(yíng)管理以及產(chǎn)業(yè)資金投入，都提出了更高的要求。

中國(guó)石化一直以來(lái)高度重視非常規(guī)能源的發(fā)展，在2009年開(kāi)始進(jìn)行頁(yè)巖氣勘探，先后經(jīng)歷了選區(qū)評(píng)價(jià)、鉆探評(píng)價(jià)和產(chǎn)能評(píng)價(jià)3個(gè)階段[2-3]，到目前為止頁(yè)巖氣已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化開(kāi)采，技術(shù)裝備水平和產(chǎn)能建設(shè)都走到了國(guó)內(nèi)前列。涪陵頁(yè)巖氣的勘探突破和成功開(kāi)發(fā)是技術(shù)理論創(chuàng)新和管理創(chuàng)新共同作用、相互融合的結(jié)果，其中的核心則是關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和突破。

1 技術(shù)創(chuàng)新對(duì)勘探開(kāi)發(fā)方式的變革

在同一盆地的不同核心區(qū)，控制頁(yè)巖氣富集的地質(zhì)因素是不同的，因此針對(duì)不同的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層所采取的鉆探模式和開(kāi)發(fā)方式也會(huì)有所不同[4]。筆者在吸取國(guó)外頁(yè)巖氣成功開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)在多期旋回的構(gòu)造和沉積過(guò)程中廣泛發(fā)育了海相、陸相、過(guò)渡相多套富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖的地質(zhì)特征，在分布模式和富集機(jī)理上做了大量的研究工作，提出了頁(yè)巖氣的富集成藏理論和具有區(qū)域適應(yīng)性的氣藏研究方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步加深了對(duì)頁(yè)巖氣藏的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，打開(kāi)了非常規(guī)能源的勘探開(kāi)發(fā)局面。在工程施工方面，依托設(shè)備的研發(fā)和工藝的進(jìn)步，優(yōu)化了鉆完井、測(cè)錄井和儲(chǔ)層改造等工程技術(shù)，淘汰了高成本、低效率、勞動(dòng)力密集的施工模式，提高了氣田的整體開(kāi)發(fā)水平和物質(zhì)利用率。

1.1 地質(zhì)理論重新認(rèn)識(shí)

頁(yè)巖氣作為一種非常規(guī)能源，其地質(zhì)特征與常規(guī)油氣藏相比存在著巨大的差異。通過(guò)開(kāi)展頁(yè)巖氣形成條件研究、富集主控因素分析并結(jié)合勘探實(shí)踐，提出了四川盆地海相頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)的“四元富集成藏”理論：一是深水陸棚相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖具有高有機(jī)碳和高硅質(zhì)的特征，高有機(jī)碳代表著豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)，高硅質(zhì)含量意味著極大地提高了儲(chǔ)層的可改造性；二是伴隨著有機(jī)質(zhì)熱演化的生烴階段發(fā)育了大量的有機(jī)孔，與粒間孔、粒內(nèi)孔以及微裂縫等無(wú)機(jī)孔縫共同形成了有利的儲(chǔ)集空間(圖1)；三是主力氣層段有機(jī)質(zhì)熱演化程度較高，普遍存在著異常高壓(圖2)，較高的地層壓力系數(shù)往往意味著良好的保存條件和豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)，是氣井高產(chǎn)的重要原因之一；四是一定厚度的泥頁(yè)巖儲(chǔ)層和優(yōu)質(zhì)的頂?shù)装寮皞?cè)向封堵條件，構(gòu)成了良好的空間疊置關(guān)系，形成了流體封存箱式儲(chǔ)集模式。

圖1 A井電鏡微觀結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Microstructure diagram of A well electron microscopy

圖2 錄井地壓檢測(cè)圖Fig.2 Log formation pressure test diagram

基于對(duì)“四元富集成藏”理論的認(rèn)識(shí)，明確了頁(yè)巖氣連續(xù)成藏、自生自儲(chǔ)的基本地質(zhì)特征。通過(guò)開(kāi)展區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造研究，精細(xì)化氣藏描述，對(duì)頁(yè)巖氣藏的構(gòu)造類型、地化特征、儲(chǔ)集性能、巖石學(xué)特征、工程敏感性參數(shù)等做了全面的分析和評(píng)價(jià)，獲得了優(yōu)質(zhì)目標(biāo)層段和有利“甜點(diǎn)區(qū)”，并提出了科學(xué)合理的產(chǎn)建方案。頁(yè)巖氣田的大開(kāi)發(fā)直接受益于對(duì)地質(zhì)理論的重新認(rèn)識(shí)，也為以頁(yè)巖氣為代表的非常規(guī)能源的勘探開(kāi)發(fā)及合理利用提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和理論支撐。

1.2 工程依托突破瓶頸

以地質(zhì)為基礎(chǔ)，以工程為依托，是涪陵頁(yè)巖氣田成功開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)外引進(jìn)和自主研發(fā)相結(jié)合，在工程技術(shù)領(lǐng)域形成了一系列優(yōu)質(zhì)的特色技術(shù)。

針對(duì)涪陵頁(yè)巖氣田的地質(zhì)特征開(kāi)展了優(yōu)快鉆井工程技術(shù)的公關(guān)研究，通過(guò)優(yōu)化鉆具組合，使用空氣鉆、泡沫鉆、清水鉆、PDC+螺桿復(fù)合鉆等水平井鉆井技術(shù)，大大縮短了鉆井周期；通過(guò)優(yōu)化井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)鉆遇溶洞、裂縫等復(fù)雜地質(zhì)情況進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)防控；通過(guò)合理選擇鉆井液體系，尤其是三開(kāi)后水平段采用油基鉆井液施工，把對(duì)地層的傷害控制在最小，在平衡地層壓力的同時(shí)保證了井壁穩(wěn)定，大幅度降低了井下復(fù)雜事故的發(fā)生概率。

在測(cè)錄井施工服務(wù)和解釋評(píng)價(jià)方面為適應(yīng)頁(yè)巖氣藏自身的特點(diǎn)使用了區(qū)域錄井技術(shù)，能同時(shí)對(duì)多口井的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取，并且進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸和一定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)同步共享；成功研發(fā)了大驅(qū)動(dòng)力的牽引器(圖3a)，克服了井眼彎曲使測(cè)井儀器難以下放的困難，極大地提高了測(cè)井質(zhì)量和測(cè)井可靠性；通過(guò)地質(zhì)錄井、氣測(cè)錄井、地化錄井與測(cè)井解釋相結(jié)合，彌補(bǔ)了單一技術(shù)本身的局限性，完善了儲(chǔ)層評(píng)價(jià)認(rèn)識(shí)手段，尤其針對(duì)低孔、低滲、游離氣吸附氣并存以及高有機(jī)碳的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征提出了一系列的解釋方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)，為確保水平段在優(yōu)質(zhì)目的層段穿行，在大的地質(zhì)構(gòu)造背景下以測(cè)錄井信息為基礎(chǔ)開(kāi)展地質(zhì)導(dǎo)向(圖3c)，對(duì)層位進(jìn)行確認(rèn)和追蹤，明顯地提高了“甜點(diǎn)區(qū)”鉆遇率，改善了開(kāi)發(fā)效果。

為滿足工程需求，提高施工效率，在頁(yè)巖氣藏成功實(shí)現(xiàn)了泵送橋塞及多級(jí)射孔聯(lián)作技術(shù)的突破(圖3b)，解決了以往橋塞不易鉆磨，耐腐蝕性差以及電纜傳輸一次作業(yè)不能實(shí)現(xiàn)橋塞坐封與多簇射孔槍分級(jí)射孔施工的問(wèn)題，在簡(jiǎn)化了施工流程的基礎(chǔ)上提高了施工質(zhì)量，同時(shí)根據(jù)頁(yè)巖儲(chǔ)層的脆性、可壓性、各向異性進(jìn)行非均勻分段和非均勻布簇，優(yōu)化了簇間距、段間距，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層改造體積的最大化。由于受頁(yè)巖氣藏本身的低孔滲性影響，完鉆后試氣自然產(chǎn)能較低，需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂改造制造出“人工裂縫”從而形成有效的滲濾空間，通過(guò)優(yōu)化壓裂工藝參數(shù)，篩選、評(píng)價(jià)適用的壓裂體系和支撐劑組合，達(dá)到了良好的施工效果，形成了復(fù)雜縫網(wǎng)，擴(kuò)大了泄氣面積，最大限度地動(dòng)用了水平段周邊地層頁(yè)巖氣儲(chǔ)量。

石油工程技術(shù)在頁(yè)巖氣田開(kāi)發(fā)中取得了巨大的進(jìn)步，積累了豐富的施工和技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)催生出了一大批優(yōu)良的特種設(shè)備及其制造產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)鍵技術(shù)的突破帶來(lái)了效率的提升、成本的降低和資源的高效利用，實(shí)現(xiàn)了勘探開(kāi)發(fā)一體化、地質(zhì)工程一體化的產(chǎn)業(yè)模式，對(duì)我國(guó)非常規(guī)能源的發(fā)展具有很好的借鑒意義。

2 技術(shù)創(chuàng)新對(duì)企業(yè)效益和行業(yè)發(fā)展的影響

2.1 技術(shù)進(jìn)步提高企業(yè)效益，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展

頁(yè)巖氣作為一種新興的非常規(guī)能源，經(jīng)歷了相對(duì)漫長(zhǎng)的從無(wú)到有的萌芽期，目前正處在從興起到飛速發(fā)展的快速上升期。對(duì)于任何一個(gè)能源企業(yè)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，尤其是目前面對(duì)非常規(guī)油氣資源認(rèn)識(shí)還不充分，技術(shù)水平還不夠成熟，產(chǎn)業(yè)鏈并不完整等客觀存在的問(wèn)題，無(wú)異于進(jìn)一步加大了從事該領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)，因此尋找經(jīng)濟(jì)效益的“甜點(diǎn)區(qū)”成為能源企業(yè)一致的選擇。而經(jīng)濟(jì)效益“甜點(diǎn)區(qū)”，筆者認(rèn)為主要包括三個(gè)方面(圖4)：一是工區(qū)資源本身的豐度和品質(zhì)決定的，二是經(jīng)濟(jì)環(huán)境和大行業(yè)周期決定的，三是企業(yè)自身的技術(shù)水平和管理水平?jīng)Q定的。其中第二點(diǎn)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和大行業(yè)周期不會(huì)因個(gè)別人或企業(yè)而改變，本文不予討論。第一點(diǎn)工區(qū)本身資源的豐度和品質(zhì)是自然界客觀存在的現(xiàn)實(shí)，也不因人的意志而轉(zhuǎn)移，因此從企業(yè)自身“甜點(diǎn)區(qū)”中深入挖掘才是提高經(jīng)濟(jì)效益的最佳辦法。對(duì)于能源企業(yè)，管理水平的提高能促進(jìn)企業(yè)的高效運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)人力資源優(yōu)勢(shì)最大限度的發(fā)揮、資產(chǎn)裝備優(yōu)勢(shì)最大限度的利用；技術(shù)水平的提高則有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)自然界客觀存在的規(guī)律，在地質(zhì)“甜點(diǎn)區(qū)”或工程“甜點(diǎn)區(qū)”中找到潛在價(jià)值洼地，利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)在降低風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)發(fā)，擴(kuò)大市場(chǎng)份額，占領(lǐng)行業(yè)技術(shù)制高點(diǎn)。在良性的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制下，通過(guò)企業(yè)科技創(chuàng)新、技術(shù)突破形成一批優(yōu)質(zhì)企業(yè)，造成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，從而以更科學(xué)、更合理的方式完善技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)布局以及產(chǎn)能接替的優(yōu)化設(shè)計(jì)，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)均衡、快速、正確地發(fā)展。

圖3 工程示意圖Fig.3 Schematic diagram of petroleum engineering

圖4 經(jīng)濟(jì)效益“甜點(diǎn)區(qū)”分類Fig.4 Economic benefit “dessert area” classification

2.2 技術(shù)創(chuàng)新對(duì)涪陵頁(yè)巖氣田經(jīng)濟(jì)效益的影響

我國(guó)的石油勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)過(guò)幾十年的積累已經(jīng)形成了較為成熟的技術(shù)力量和裝備水平，在此次涪陵頁(yè)巖氣田的大開(kāi)發(fā)中，通過(guò)引進(jìn)和消化國(guó)外技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合頁(yè)巖氣藏自身的特點(diǎn)采取多步走戰(zhàn)略，通過(guò)優(yōu)選少量井進(jìn)行先導(dǎo)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不足總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，科技攻關(guān)解決難點(diǎn)，再分區(qū)域小規(guī)模嘗試應(yīng)用，進(jìn)一步優(yōu)化提高技術(shù)穩(wěn)定性，最終大面積推廣進(jìn)行商業(yè)化開(kāi)發(fā)。事實(shí)證明，這種做法保證了產(chǎn)能建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，同時(shí)也把不確定性風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

以三維地震資料、區(qū)域鉆井地質(zhì)資料和壓裂模擬成果等相關(guān)資料為基礎(chǔ)對(duì)平臺(tái)數(shù)量、布井方式和井眼軌跡進(jìn)行整體優(yōu)化，廣泛采取山地平臺(tái)式“工廠化”生產(chǎn)作業(yè)模式[5]，實(shí)現(xiàn)了同一平臺(tái)4～8口水平井“工廠化”鉆井和同步拉鏈?zhǔn)綁毫焉a(chǎn)方式，單井平均作業(yè)周期從2012年的98天降到2015年的76天，平均減少22%，單井綜合成本降低15%～25%。在頁(yè)巖氣層長(zhǎng)水平段鉆井中，開(kāi)展綜合地質(zhì)導(dǎo)向?qū)壽E進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和修正，基本實(shí)現(xiàn)了井軌跡在1～3小層“甜點(diǎn)區(qū)”的有效穿行，穿行率達(dá)到87%以上，大幅度提高了井筒與優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層段的接觸面積。通過(guò)采用泵送橋塞與多級(jí)射孔聯(lián)作，連續(xù)油管鉆塞等技術(shù)，單井壓裂試氣周期由2012年的39天下降到2015年的30天，時(shí)效提升23%，成本大幅降低。面對(duì)項(xiàng)目快速推進(jìn)所帶來(lái)的環(huán)保壓力，對(duì)工業(yè)廢液、廢料進(jìn)行系統(tǒng)化流水線式處理，建成了年處理量6000 m3的含油巖屑處理中心，累計(jì)處理鉆完井廢液和壓裂返排液30000 m3，所處理的廢液、廢料可直接用作工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖的原料，真正實(shí)現(xiàn)了非常規(guī)油氣能源的綠色低碳發(fā)展。

相比國(guó)內(nèi)以往油氣田開(kāi)發(fā)模式，涪陵頁(yè)巖氣田的勘探開(kāi)發(fā)更好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化、集成化、流程化、批量化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和效益最大化，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了全方位突破，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比也并無(wú)劣勢(shì)，在成本上甚至還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn)品(表1)。從最初的井位部署到最終的投產(chǎn)運(yùn)行，完全做到了自主規(guī)劃、自主研發(fā)、自主施工、自主評(píng)價(jià)，打破了國(guó)外對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的壟斷，形成了獨(dú)立且具有特色的運(yùn)作模式和經(jīng)營(yíng)體系，真正實(shí)現(xiàn)了技術(shù)最優(yōu)化、效益最大化。

表1 國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的對(duì)比Table 1 Comparison of domestic and foreign products

3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景和技術(shù)創(chuàng)新挑戰(zhàn)

涪陵、威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧-昭通3個(gè)頁(yè)巖氣工業(yè)化生產(chǎn)示范區(qū)的基本建成，標(biāo)志著海相頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)取得了重大突破。除四川盆地及其周緣以外，中下?lián)P子區(qū)、塔里木盆地的中西部地區(qū)也廣泛發(fā)育了大量海相頁(yè)巖；在鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地等中西部沉積盆地的石炭系—二疊系及南方地區(qū)的二疊系則有大面積的海陸過(guò)渡相頁(yè)巖展布；陸相頁(yè)巖在松遼盆地、渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地、四川盆地的青山口組、沙河街組、延長(zhǎng)組和三疊系—侏羅系等地層也形成了一定的規(guī)模。根據(jù)前人的調(diào)查研究結(jié)果顯示[6]，中國(guó)頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量為(80.45～144.5)×1012m3，可采資源量為(11.5～36.1)×1012m3，而且頁(yè)巖油、油砂、煤層氣、天然氣水合物等非常規(guī)油氣資源也極為豐富。因此，只要技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)突破，可利用的資源量就依然十分巨大，非常規(guī)油氣能源發(fā)展的前景依然非常廣闊。但是受制于沉積環(huán)境、構(gòu)造影響、地面和地下條件，工程施工區(qū)域適應(yīng)性和難易程度以及各種技術(shù)手段的局限性等多重因素的共同作用，導(dǎo)致了涪陵頁(yè)巖氣田勘探開(kāi)發(fā)的成功經(jīng)驗(yàn)只能借鑒而不能照搬，技術(shù)積累只能繼承和發(fā)展而不能直接移植和使用。

就目前國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言，雖然涪陵頁(yè)巖氣田的勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很多成功的經(jīng)驗(yàn)，但要進(jìn)一步打開(kāi)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)局面仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)，需要在眾多環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)突破。筆者認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面：

(1)海陸過(guò)渡相和陸相頁(yè)巖氣研究進(jìn)展相對(duì)緩慢，它們的構(gòu)造控制、富集機(jī)理、成藏規(guī)模、資源品位尚不明確，有必要在潛在的有利區(qū)帶鉆探一批評(píng)價(jià)井，開(kāi)展更為細(xì)致的評(píng)價(jià)工作，落實(shí)“甜點(diǎn)區(qū)”和“甜點(diǎn)”層段，并且找出其與海相頁(yè)巖的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，為進(jìn)一步推動(dòng)非海相頁(yè)巖氣產(chǎn)能建設(shè)提供參考依據(jù)。

(2)通過(guò)工程工序以及工藝上的優(yōu)化和革新，進(jìn)一步降低成本提高時(shí)效是形成以頁(yè)巖氣為代表的非常規(guī)能源規(guī)?；a(chǎn)開(kāi)發(fā)的決定性因素。比如涪陵頁(yè)巖氣田的井工廠鉆井模式，不僅減少了占地面積，還減少了鉆完井施工車輛數(shù)量，減少了設(shè)備拆裝和鉆具接甩次數(shù)，節(jié)約了搬家時(shí)間，多口井依次一開(kāi)、固井，二開(kāi)、再依次固完井，相同開(kāi)次使用相同鉆井液，減少了鉆井液倒換次數(shù)，提高了泥漿的利用效率。整個(gè)井場(chǎng)的鉆井、固井、測(cè)井、壓裂工程連續(xù)作業(yè)無(wú)停待，極大地提高了設(shè)備使用率，降低了作業(yè)成本。一個(gè)新的工作模式或全新的技術(shù)平臺(tái)搭建起來(lái)通常會(huì)影響整個(gè)體系從而帶動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)步和提高，因此通過(guò)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)來(lái)革新施工模式或進(jìn)行工藝上的改進(jìn)和優(yōu)化都將對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起至關(guān)重要的作用。

(3)材料和設(shè)備質(zhì)量水平的提高將是成功開(kāi)發(fā)以超深層油氣為代表的一大批非常規(guī)能源的前提保證。在深層油氣藏以及相對(duì)更為復(fù)雜的地質(zhì)條件下，對(duì)井下工具和設(shè)備的耐高溫、耐高壓，以及安全性和穩(wěn)定性都提出了更高的要求。任何設(shè)備的故障都會(huì)造成一定量的經(jīng)濟(jì)損失或重復(fù)性勞動(dòng)以至于施工失敗，尤其在復(fù)雜井況下甚至有發(fā)生重大事故的風(fēng)險(xiǎn)，因此提高材料和設(shè)備的可靠性是保證所有產(chǎn)能建設(shè)的前提。

(4)加入信息化元素，全面實(shí)行信息化轉(zhuǎn)型。未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向一定是機(jī)械化和信息化的高度融合，以人為核心、設(shè)備為工具，大數(shù)據(jù)庫(kù)信息作為資料基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)連接三者形成聯(lián)動(dòng)整體，這將進(jìn)一步提高決策效率，簡(jiǎn)化工作流程，壓縮運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)集約化、信息化、智能化的蛻變。

4 結(jié)論

(1)中國(guó)的頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，從有到精，在以我為主的基本原則上借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)穩(wěn)步推進(jìn)國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣的發(fā)展，僅用數(shù)年的時(shí)間就走完了國(guó)外十余年的發(fā)展歷程。涪陵頁(yè)巖氣的成功打開(kāi)了非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)的良好局面，形成了較大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)非常規(guī)能源的發(fā)展正式進(jìn)入快車道。

(2)從涪陵頁(yè)巖氣田的生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看，非常規(guī)油氣資源的地質(zhì)理論打破了傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的局限性，工程領(lǐng)域更加注重高技術(shù)含量下的提質(zhì)增效。在產(chǎn)能建設(shè)過(guò)程中，大量的技術(shù)積累已經(jīng)形成了獨(dú)特的頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)和上中下完整的頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)鏈，并且促成了更加科學(xué)合理的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制和企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。

(3)一系列關(guān)鍵技術(shù)的成功突破和應(yīng)用是此次中石化涪陵海相頁(yè)巖氣獲得巨大成功的最直接原因，它直接解決了頁(yè)巖氣的發(fā)現(xiàn)識(shí)別、綜合評(píng)價(jià)、規(guī)?；_(kāi)采等關(guān)鍵問(wèn)題，間接增加了資源利用效率的提高和經(jīng)營(yíng)成本的降低所產(chǎn)生的潛在經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)優(yōu)勢(shì)所帶來(lái)的價(jià)值優(yōu)勢(shì)將會(huì)在未來(lái)的發(fā)展中體現(xiàn)得更加明顯，非常規(guī)能源產(chǎn)業(yè)必將伴隨著技術(shù)的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)更高效的開(kāi)發(fā)、更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)作、更綠色和環(huán)保。

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ImpactofKeyTechnologyBreakthroughsandInnovationontheDevelopmentofUnconventionalEnergyIndustry

Wei Wei, Rao Haitao, Shi Yuanhui, Gong Ran

(LoggingCompany,SinopecJianghanOilfieldServiceCorporation,Qianjiang,Hubei433123,China)

With China’s economic growth slowing and new normal of the petroleum industry spreading, in order to actively cope with the cold winter period, scientific exploration and development investment, meticulous management and low-cost business model has become all the major oil companies’ choice. But many companies’ investment in scientific research is not significantly reduced,the reason is that in the oil and natural gas as the main body of mineral resources, key technical breakthroughs and development not only significantly decrease the cost of exploration and development to reduce the operating pressure, even to related industry layout and energy structure adjustment will have a profound impact. In the paper, shale gas development in Fuling as an example which on behalf of the domestic development of unconventional energy sources, from several key areas such as geology and engineering theory and technology innovations to discuss enterprise business and industry development. The result is that key technology and innovation have a far-reaching impact on the development of unconventional energy.

key technology; innovation; unconventional energy; shale gas

TE19

A

大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)國(guó)家重大科技專項(xiàng)“深層頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)關(guān)鍵裝備與工具應(yīng)用”(2016ZX05038-006)資助。

魏煒(1989—)，男，工程師，碩士，主要從事測(cè)錄井地質(zhì)研究工作。郵箱：weiweiiew@163.com.