中国页岩气勘探开发进展（3-5）
胡经国
二、重庆页岩气勘探开发进展胜利油田钻井院油基钻屑处理技术应用成功20140609），日前，胜利油田钻井院应用油基钻屑随钻处理技术成功地完成焦页8-1HF井应用，为非常规领域页岩油气钻探提供了新的技术支撑。
涪陵地区是中石化海相页岩气产能建设的重要基地之一目前已经建成每年10亿立方米的生产能力由于地层特性原因，该区块的油基钻屑环保处理难度非常大。
胜利油田钻井院研制的油基钻井液回收及钻屑随钻处理技术与装备于4月14日开始在涪陵页岩气开发示范区焦页8号平台焦页8-1HF井进行含油钻屑处理，处理效果极好。
油基钻屑随钻处理工艺实现了油基钻井液回收和清洗分步实施，使井底上返的钻屑中油基钻井液回收率大于90%，节约成本，清洁环保采用生物技术研制的清洗剂干粉，清洗能力强、环保、无异味清洗处理后钻屑含油量达到现场直接排放环保要求装备采用多种新型设备系统集成具有搅拌、混合、粉碎、清洗、脱液干燥的功能处理能力达到每小时5立方米，满足钻进过程油基钻屑随钻处理要求。
焦页8-1HF井处理前钻屑含油量大于20%经充分搅拌、混合、粉碎、脱液甩干等预处理之后，钻屑的含油量降到12%再经清洗并甩干之后含油量降为2%含油量为2%钻屑再经清洗并甩干之后含油量降到0.26%以下（二次清洗），达到了0.3%的国家一级排放标准要求。清洗后，钻屑颜色与常规的地面泥土一样，可以现场排放、掩埋中原油田做页岩气探路先锋20140619），5月29日，经过13天奋战，焦页5-1HF井压裂试气工作完成用12毫米油嘴放喷求产，日产气24.5万立方米冲天的火苗映红了人们的笑脸。
自2013年7月焦石坝页岩气项目开工以来，该项目部相继在焦页1HF井、焦页7-2HF井、焦页8-2HF井、焦页10-2HF井、焦页11-2HF井取得突破接连试获高产工业气流，为涪陵工区页岩气日产量大提升作出了突出贡献。投产试气全优率、资料齐全准确率、设备完好率、油气层保护率、HSE目标达标率等各项指标，均保持了最高水准，树立了中原铁军的标杆品牌。
⑴、打破涪陵页岩气开发被动局面
与页岩气开发生产技术相对成熟的美国相比，中国页岩气勘探开发相对较晚。2008年，集团公司在页岩气领域相继实施了宣页1井、河页1井、黄页1井和湘页1井的探测这些井获得的低产气流，无法满足商业化需求。
此后，勘探南方分公司川东南区块部署了焦页1HF井，位于重庆市涪陵区焦石镇。作为国内最具实力的压裂施工队伍之一，井下特种作业公司积极投身到页岩气革命的浪潮当中，并成功中标焦页1HF井压裂、试气施工合同。1000米长的井段再细分成15小段压裂，每段加砂量达280立方米。井下特种作业公司经理刘祖林提前来到施工现场。为了有效地解决焦页1HF井施工压力高、排量大、时间长、施工难度大等难题，该公司派出了世界顶级的2500型压裂机组。而且，该公司副经理银本才、首席专家曾雨辰反复地研讨施工方案。18个现场实施小组坚持设计、措施到位，设施配备到位，人员分工到位，干部、关键岗位钉到位，责任心尽到位。
经过17天奋战，2012年11月24日，焦页1HF井压裂成功。后经该公司805队试气，用14毫米油嘴放喷求产，日产气达20.3万立方米。这标志着国内页岩气勘探获得重大突破，扫除了笼罩在页岩油气开采行业的阴霾。自此，集团公司把推进涪陵页岩气开发示范区项目建设，加快非常规油气发展作为油气发展的重点，将焦石坝地区纳入涪陵页岩气产能建设示范区进行统一规划和产能建设。
去年年底，江汉油田对涪陵工区参战单位先进集体和个人进行了表彰，井下特种作业公司焦石坝项目部获集体一等功。
⑵、在页岩气压裂市场独占鳌头
距离焦石坝150公里的丁山地区，是集团公司确定的第二个海相页岩气勘探突破区。位于该区域的丁页2HF井是集团公司去年部署的世界最深的页岩气重点预探井，设计井深5655米高温、高压、超深使得该井施工成为页岩气开发的世界级难题。
某世界知名石油工程服务公司在丁页2HF井前两段施工未成功后，单方面退出了合作。面对挑战，井下特种作业公司抽调精干力量和精良设备，从2013年10月16日开始施工到12月9日压裂成功共注入地层液量29521立方米，动用大型车辆100多辆次，优质高效地完成了施工。
丁页2HF井、焦页1HF井等一批高难度的非常规水平井压裂成功彰显了中原压裂的实力。刘祖林说：施工质量是我们立足的根本。中原石油工程队伍的铁军风范不仅仅体现在攻坚克难上，更体现在对施工质量的精益求精。
为了编写好每一口井的施工设计，项目部技术人员对每一项重点工序、每一项措施都要进行共同讨论，进行细致的研究分析。5月11日，焦页4-2HF井压裂后获得日产54.72万立方米的高产页岩气流刷新了国内页岩气日产量纪录，使涪陵页岩气田日外输气量达到303.7万立方米。为此，甲方连连发来表扬信，称赞中原井下为加快涪陵页岩气产能建设作出了突出贡献。
在焦页7-2HF井压裂施工中，参战人员13天完成了13段的压裂施工。在搬迁至焦页8-2HF井过程中，会战将士们只用4天时间就完成了3口井的物资转场工作，彰显了中原井下速度。
⑶、蓄势未来页岩气开发大场面
垂深超过4400米的丁页2HF井，电缆射孔泵送桥塞分段压裂联作工艺是世界级的难题，国外公司多次放弃对该井的施工。井下特种作业公司与参建单位通力合作，不断攻关新技术，对电缆射孔分段压裂方案严格把关，顺利完成了该井的施工。该井压裂成功创造了集团公司射孔井底压力最高纪录和国内深井页岩气层电缆射孔分段压裂新纪录，打破了国外公司在高温高压深井页岩气层施工上的独家垄断，填补了国内深井页岩气层分段施工的空白。
围绕非常规能源勘探开发，井下特种作业公司着力开展科研攻关，强化施工组织，努力打造精品工程，为未来页岩气开发大场面的到来蓄势。
针对非常规能源页岩气井的超深、高温、高压等特点，该公司汇集科研力量，加大技术攻关力度，形成了技术系列。在多级分段压裂工艺方面，研制了高温超高压桥塞工具，能够耐温150摄氏度，耐压140兆帕；多级滑套封隔器分段技术，耐温175摄氏度，耐压70兆帕破解了页岩气井压裂改造中遇到的高温、高压难题。
在大排量连续配液技术方面，该公司破解了单井压裂液量大的难题配液排量可达每段20立方米，配液能力每井达50000立方米。此外，该公司还开展了支撑剂组合加入技术研究，研制了大型加砂装置，解决了大砂量连续加砂难题。
目前，井下特种作业公司页岩气单井最多压裂段数22段，施工总液量达47000立方米先后创了集团公司压裂施工泵压最高、井段最深、排量最大、加砂量最多6项纪录。页岩气井分段压裂技术的攻克，加快了非常规能源勘探开发的步伐。
项目部经理刘永宏说：手中有粮，心里不慌中原压裂在人才、技术、设备方面都是一流的，时刻准备着迎接页岩气开发大场面的到来。焦石坝工区今年预计投产120口井刘永宏认为大的工作量还在后面。荆州造压裂车力压国际巨头20140620），近日中石化宣布，重庆涪陵页岩气田提前投入商业生产2017年将建成国内首个年产100亿立方米页岩气田，相当于千万吨级大型油田。目前国大型页岩气钻采主要集中在重庆涪陵地区工地上开采装备九成都是荆州造其中自主研制的3000型压裂车技术世界领先。
3000型压裂车由中石化石油工程机械有限公司第四机械厂研制。该厂建在荆州市荆州区，20年前开始研发压裂设备。
第四机械厂科技科科长应杰介绍说，页岩气深藏于密不透风的（泥）页岩中，开采难度大，最关键的技术是分段压裂其工作原理是将大体量压裂液压注进井底，使岩壁碎裂，释放油气。全球大多数国家受制于高技术门槛，只能望气兴叹美国是目前唯一实现页岩气商业开采的国家。中石化涪陵项目成功实施，标志着国也进入页岩气商业开发时代。
重庆涪陵页岩气储藏量大，一般深埋在2000米至5000米处，对压裂设备要求高。为实现页岩气高质高效开发，中石化引入海德瑞、贝克休斯、斯伦贝谢、威德福等国际知名企业参与开发，国内外技术设备打擂竞争。目前在涪陵使用的压裂车，主要是2300型、2500型、3000型等型号。
第四机械厂2010年自主研制出2500型压裂车2013年又研制出3000型压裂车这是目前世界单机功率最大的车载压裂装备，整体技术达到世界领先水平。荆州造压裂车已完成28口大型页岩气水平井压裂施工比其他压裂车工作效率高出20%以上，易损件寿命提高20%以上。
除3000型压裂车外，第四机械厂还研制出步进式井间移运装置、轮轨式钻机等80多台（套）开发装备数量占涪陵工区在用设备90%以上，使国在页岩气新能源开发竞争中占据有利地位。中石化涪陵页岩气产区调研纪要20140624），6月19日，前往涪陵页岩气产区进行实地调研对中石化页岩气整体勘探情况、涪陵及周边页岩气区块开发进度和未来发展规划进行了详细了解并对涪陵地区目前组织模式、开发技术能力和开发成本进行深入沟通。
⑴、勘探及资源量
中石化在四川盆地及周缘拥有探矿权区块22个，合计面积102040平方千米，页岩气探矿权总面积3.3万平方千米。自2009年开始，中石化组织四川盆地及周缘页岩气勘探研究与实践，页岩气勘探取得重大突破。涪陵页岩气田位于四川盆地东南部焦页1井测试获得20.3万日的页岩气流，发现了涪陵页岩气大气田。焦页1HF取得突破后迅速展开勘探焦石坝主体部署探井三口三维地震595平方千米焦页2、3、4井压裂测试分别获日产35、15、25万高产页岩气流，实现涪陵页岩气田焦石坝区块主体控制。目前，中石化正在向国家储委提交焦石坝页岩气储量内部审核新增探明、控制、预测合计面积283平方千米，三级储量2402亿。
四川盆地及周缘海相页岩气地质资源量12.75万亿按照构造区跨分，川东南占51%，川西南占31%，川东北占18%。中石化下一步探勘工作主要包含三方面：
战略展开川东南龙马溪组页岩气，继续落实扩大有利含气面积目前正在焦石坝南部和北部部署焦页5、6、7、8、9井；
战略突破川东北和川西南，开辟新阵地，位于涪陵页岩气天西南部的丁山地区丁页2HF井测试获日产气10.5万，实现了丁山地区深层页岩气勘探突破；
战略准备外围页岩气，选择有利勘探区。
⑵、开发进程
截至6月17日，涪陵页岩气区开钻96口，完钻62口，完成试气投产28口，正在试气5口完成10亿年的集输工程、15亿年的脱水工程、8000天的供水系统、11座地面集气站的建设建成12亿年的生产能力目前销售能力320万天累计产气5.7亿，销售气量5.4亿。已完成压裂试气的28口井均获高产工业气流平均单井测试产量33万天，最高54.7万天，日产气总量达320万天单井日产气量523万天，平均11.4万天。
⑶、一期规划
2013年11月28日中石化总部批复了一期开发方案部署计划到2015年新建平台数63个，总井数253口，新建产能50亿立方米天其中2013年完钻23口井，投产13口井，新建产能6亿；2014年开钻145口，完钻118口，新建产能20亿，产气10亿；2015年新建产能25亿，产气32亿2017年产能达100亿。
⑷、开发生产组织模式
按照精干高效原则，成立涪陵页岩气分公司重点管理安全环保质量，管地下资源动用开发以钻井、试气、地面、开采四个项目为中心，全面负责工区生产组织运行管理。同时，涪陵页岩气采取市场化运作、项目化管理方式，公开招标对钻井实行单井承包模式，对试气实行单井总承包，对具备条件的工程实行EPC总承包，对采气实行业务外包，提高生产力。
目前，工区共计201支施工队伍其中中石化138支中石化改制企业13支中石油6支其他国企2支，民企35支外企6支。目前由于中石化的队伍大部分做的是钻井、压裂，价值量高外部队伍大部分做的是服务如连续油管、桥塞等，价值总量相对低外部队伍占工作量的比例大约15～20%。中石化正在对包括旋转导向、连续油管、桥塞等进行国产化以进一步控制成本后期民营油服进入情况还有待观察是否能在一期建设中分到更多份额还不确定。页岩气压裂设备井工厂模式20140624），“我们自主研制的3000型车载压裂设备，2013年6月在涪陵国家级页岩气示范区批量投入运用截至目前累计作业时间已超过500小时满足了连续施工、大负载、长时间的页岩气压裂施工要求。6月10日，当采访装备使用情况时，石油机械公司第四石油机械厂高级专家、压裂设备首席工程师吴汉川这样介绍。
大型压裂装备是页岩气开发的核心技术装备。中石化石油机械公司第四石油机械厂（以下简称四机厂）自主研制的3000型压裂装备，为深层页岩气开发提供了压裂装备保障，降低了页岩气开发成本。
⑴、单井作业成本下降井工厂压裂模式，是指在一个平台以密集的井位，形成一个开发工厂，流水线式集中压裂目的是通过一体化、批量化施工提高效率，降低单井作业成本。国页岩气开发采用井工厂模式，使压裂施工面临万方液、千方砂的局面。而国大部分页岩气开发区块地层压力较高，这就要求参与井工厂施工的压裂装备必须具备高压力、大排量、连续作业等特点。
为加快研发速度，有着20多年压裂装备技术积淀的四机厂，联合国内多家高校、科研院所及企业，建立理论研究与试验平台。他们以大型压裂装备为目标，从理论、材料、结构、试验验证到应用，形成了自主研发体系运用独有的压裂泵、高压管汇、控制系统和系统集成设计及制造技术，成功研制出世界首台3000型压裂车。
该设备将应用于石油生产领域和环节的先进技术集合在一个专用车底盘上采用STP3300长冲程压裂泵和新一代控制系统可以在井深大于3500米的井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开把支撑剂（如石英砂等）填充进裂缝，增强油气层的渗透能力，从而增加页岩气产量。
该厂研制的6台3000型压裂车，自2013年6月在涪陵国家级页岩气示范区进行工业性应用以来，已成功完成7口大型页岩气水平井的压裂施工自动化水平大幅提升，并使单井压裂作业成本不断下降。
⑵、大型压裂施工效率提高一倍
今年3月26日，涪陵焦石坝工区焦页9-1HF井、焦页9-3HF井，启动井工厂拉链式压裂施工。3月26-31日，共完成了两口井37段加砂压裂作业平均每天压裂4段与传统技术每天压裂两段相比，压裂效率有了很大提高。
连续一周时间，两台四机造混砂车交替进行混砂施工6台3000型压裂车与10台2500型压裂车不间断进行交叉作业最终在最高泵压70兆帕、最大排量14立方米分钟的情况下，向地层注入液量6.8万立方米，总砂量2300吨创造了页岩气井压裂施工单套机组连续运转时间最长、加砂量最大、加液量最多等8项施工纪录。这是涪陵页岩气田开发建设中首次采用井工厂交叉式压裂模式工作效率比传统的单井压裂方式提高一倍降低了相应的设备搬迁重复组装等成本，缩短了单井试气周期。甲方这样介绍的时候，掩饰不住内心的喜悦。
3000型压裂机组选择在更高挡位下工作，负荷较2500型提高30%，泵头体的寿命较其他压裂泵延长20%为涪陵页岩气田日外输气量突破300万立方米提供了精良的工程装备支撑。
⑶、提供压裂装备一体化解决方案
吴汉川说：3000型压裂装备的示范应用，使我们有信心以高效、低成本为目标，为工程服务商提供压裂装备一体化解决方案。
一体化解决方案包含设备研制、井场布置、主力装备、辅助装备的集成配套，以及操作使用规范、检测维修服务和培训等。
在井工厂拉链式压裂施工中，四机厂按照高效、低成本的一体化解决思路，在装备研制的基础上，大力开展适应多井口分阶段作业的井场布置方案、管汇连接与检测技术、装备自动化和智能化安全施工技术、专家在线诊断技术等系列研究研究成果在涪陵页岩气田开发中得到应用。
下一步，该厂为涪陵页岩气田量身打造的大型压裂工程集群控制、压裂施工作业数据云存储等技术，都将逐步投入现场应用使页岩气的开发更加安全、高效、经济、环保。中石化：我们为何钻了页岩气20140625），《中石化涪陵页岩气真与假：我们为何钻了页岩气记得当页岩气刚刚从美国东海岸越洋舶来中国的时候，关于页岩气定义的争议声鹊起：页岩气打出来难道不是和天然气一模一样吗？是以地质学方向定义页岩气还是用工程学方向定义？美国的页岩气定义宽泛，中国是否真的需要一个严格意义上的页岩气定义？
起初这样的争议硝烟弥漫因为做了几十年常规油气的中国专家对这个有违常规的事物一无所知而恪尽职守的他们似乎只能在搞清楚定义之后才能安心开展以后的工作。但随后随着国家对页岩气的重视，页岩气的政治、经济、能源意义压倒了学术争议大家都暂且先搁置了争议，为了实现十二五目标一股劲地干了起来。
但是最近发生的一场论战将棘手的页岩气定义问题再次摆上台面一篇以质疑中石化涪陵页岩气项目骗补文章，最终惹怒了这位油气大佬它用一句笑话！回应，霸气十足。
分析双方的立场，媒体被誉为第四权力监督企业行为，在有争议的问题上展示异见，为公众提供另一种观点，无可厚非。
但作为为中国首创页岩气奇迹的中石化来说，在此事中着实有些劳苦功高如此，未有封侯之赏，却欲诛有功之人的味道。
在质疑中石化涪陵页岩气的文章中，骗补无疑是全文最高调的定性词——按照现有定义涪陵区块却为页岩气无误但实际上可能只有一半是页岩气，另一半是天然气
很明显这是一场关乎页岩气定义论战！页岩气的定义就像一个哲学命题一般，模棱两可、难有定论这个问题就连中国页岩气研究的鼻祖级专家们都坦诚承认，现有的这些界定与页岩气的真正含义都有一定偏差。
那么我等平庸之辈岂敢在此对涪陵页岩气是否真实这样的问题进行妄加猜测？笔者大体也只能说说，国为何钻进了页岩气定义这个牛角尖的原因罢了。
页岩气的定义存在以下几个难点：
首先页岩气打出来后与常规天然气没有任何差别我们很难从气体物理性质角度来区分两者。
再则，页岩气之名来源于其主要储层的岩石类型，即页岩来命名但页岩气又绝不局限于页岩这一单一储层中所以用储层来定义也不尽合理。
最后，地球演化万年，地层分布复杂，页岩气层段中必然含少量砂岩、碳酸盐岩或硅质岩等夹层但夹层到底多薄才属于页岩气，多厚又不属于页岩气呢？
以实用主义著称的美国人走了一条不纠结的路他们以操作优先代替了学术优先。所以，虽然美国学者对页岩气定义也存在多个版本，但万变不离其宗的是美国对页岩气的定义宽泛其开采作业不受定义限制，定义也不对美国政府监管造成实质上影响。
美国对页岩气定义绝不是无缘由的宽容中国对页岩气定义也不是无缘由的苛刻。两国之所以会出现这样大区别，究其根源
其一在于，美国油气上游市场化运作，中国三桶半油独享常规油气上游绝大多数区块；
其二在于，美国不补贴页岩气开发企业，中国以补贴鼓励企业开发页岩气。
大家是否还记得2011年年关将至的那天，国土部在其官网上挂出公告，正式承认页岩气为国第172个独立矿种。出于立场的不同，一部分人看到这则消息可能会欢欣鼓舞但作为国传统油公司的三桶半油在那一天心中也许是五味杂陈因为独立矿种即意味着页岩气将不受传统油气的管理体制约束，三桶半油将无法像常规区块那样顺理成章将其纳入麾下而是要面对一场场犹如页岩气第二轮招标那样的公开竞争，与所有国企、民企一同坐在台下，等待招标结果公示那紧张忐忑的一刻。而页岩气产品又与常规天然气无异，其伴生产品页岩油也是一种与常规石油无异的高品质轻质原油，两者日后的竞争可想而知。
加之，页岩气因其成藏机理特殊，如不严加界定其定义，很容易将其与致密气低孔低渗的概念混为一谈（页岩气是致密气中的一种）。如果是这样，那么国今日的陆域页岩气地质资源区块面积可能就远不止国土部之前所定的25.08万亿m3（可采资源量，不含青藏区）了这个数字很可能会翻上几翻。
由此一来，传统油公司希望以制定出严格的页岩气定义，最大程度地缩小页岩气区块面积，以达到对公司自身既得利益最大程度的维护。
第二点补贴一项，在当时还引发了一场闹剧。2012年11月，财政部在页岩气十二五规划制定出台后，希望以补贴政策来激励企业开发页岩气，以实现国家制定的2015年65亿产量的目标。
那时的舆论普遍认为，美国对页岩气施行了补贴，中国可借鉴之。但经中国能源网研究中心2012年亲赴美国考察页岩气求证得出，美国历史上并未对页岩气作出过任何补贴这也构成了美国不拘泥于页岩气定义的另一原因没有针对页岩气的补贴，也就没了严格界定什么是页岩气的必要。
但页岩气的环境在国截然不同它作为油气领域的新生力量，其发展必须依靠全行业的努力。出于当时的市场环境，国决定对页岩气进行补贴。但随补贴之后到来的难题是，财政部必要严格认定何为页岩气才能对其有针对性的进行补贴。
当时，国土部对页岩气已经给了一份定义财政部在补贴文件中大体沿用这份定义但出于补贴政策实施需要，财政部在夹层厚度限定上有别于国土部版本。
国土部文件中写道夹层中的致密砂岩气或常规天然气，按照天然气储量计算规范进行估算，若达不到单独开采价值的，作为页岩气的共伴生矿产进行综合勘查开采。
财政部补贴通知中原文写道：夹层及厚度，夹层粒度为粉砂岩以下（包括粉砂岩）或碳酸盐岩，单层厚度不超过1米。
一个是达不到单独开采价值，限定范围比较宽泛一个是不超过1米，限定范围较为严格。
两份标准谈不上谁对谁错因为财政部的补贴政策也是与相关专家协商之后的决定之所以严格将储层限定在1米以内，全然出自政策操作性的要求。至于这一严格的限定是否会对开采企业申请补贴构成障碍，自会有政策纠错机制在日后的实施中慢慢调整。
归结起来，这两项导致国走向页岩气定义牛角尖的原因，均出自于国页岩气发展初级阶段的特殊历史环境。随着国油气改革的进一步推进，油气市场机制的进一步完善，犹如企业壁垒这样的原因势必将慢慢削弱，而补贴政策也很可能随着行业的发展壮大而渐渐淡出市场。毕竟，页岩气本质上与天然气无异，我们又何苦作茧自缚？
2014年6月4日编写于重庆
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