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中國石油

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新華社北京4月6日新媒體專電(記者董時珊 安娜 陳文仙)美國頁岩氣革命改變了美國的能源格局,使其一躍成為世界第一大天然氣生産國。我國正處于能源轉型的關鍵階段,近年來發展天然氣等清潔能源呼聲漸高,這為我國頁岩氣規模化開發提供了難得的機遇。記者近日在我國西南頁岩氣主産區了解到,經過多年探索,目前中石油等企業的頁岩氣開采成本已大幅降低,3500米以淺頁岩氣資源初步實現規模效益開發。

随着環保壓力的持續增加,加上自2014年下半年以來國際油價持續低迷,我國油氣企業加快了天然氣勘探開發的步伐。根據最新公布的财務數據,2016年,中石油國内天然氣産量占其國内油氣産量總當量的比例達到39.6%,占全國天然氣總産量的比例達到73.2%。這其中,頁岩氣的突破性進展可圈可點。截至2016年底,中石油長甯—威遠、昭通兩個國家級頁岩氣示範區已建成配套産能30億立方米,2016年産量超過28億立方米,較2015年翻了一倍多。

美國經過30多年的發展,實現了頁岩氣的規模效益開發,因此大幅降低了對中東的依賴程度。我國頁岩氣資源豐富,其中四川盆地及周邊地區是目前較為理想的勘探開發區域。不過,我國頁岩氣資源地質環境相對複雜,一度被認為開發成本過高,距離實現商業化開采十分遙遠。然而,通過我國油氣企業10年的持續攻關,目前我國已成為繼美國、加拿大之後第三個實現頁岩氣商業化開發的國家。

中石油西南油氣田公司總經理馬新華認為,我國的天然氣市場潛力很大,頁岩氣将在我國天然氣生産中占據越來越重要的地位,他對我國頁岩氣發展的前景非常有信心。據了解,到2020年,中石油将力争在四川盆地及周邊實現年産120億立方米頁岩氣的目标,其中,中石油西南油氣田公司頁岩氣産量目标為100億立方米,中石油浙江油田公司(昭通示範區)年産量目标為20億立方米。

據中石油西南油氣田公司頁岩氣勘探開發首席專家陳更生介紹,我國四川盆地和北美的頁岩氣在地質條件方面存在顯著差異,這些差異加大了我國頁岩氣開采的難度。一方面,北美頁岩氣層埋深較淺,主要作業深度集中在3000米以淺;我國川渝地區頁岩氣層埋深較深,有大量的頁岩氣資源埋深超過4000米,這意味着我國頁岩氣開發需要打更深的井,成本也更高;另一方面,北美地表條件平緩,頁岩氣産區地廣人稀,開采難度較小,而西南地區地表以山地和丘陵為主,周圍人口稠密,作業難度較大。

為了攻克難題,實現頁岩氣商業開發,中石油勘探開發以及研究團隊付出了大量降低成本和提高效率的努力。

中石油的頁岩氣開發采用“叢式井”設計,一個典型的平台由2排共6口井構成,相比地下鑽井區域,地面占地面積很小,頁岩氣“叢式井”設計較常規天然氣單井部署可減少土地占用70%以上;在頁岩氣開發的鑽井和壓裂階段,均采用“工廠化”施工,即對一個平台的6口井,實現流水線作業,優化了資源配置,減少了工序切換的環節,節約了時間。

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圖片1:中石油西南油氣田公司長甯頁岩氣區塊H2平台叢式井組采氣樹正在生産

在采氣階段,中石油對分離器、水套爐等地面裝置進行“模塊化”設計和“撬裝化”安裝。這是根據頁岩氣産氣的特點設計的,頁岩氣産氣衰減很快,但穩産時間長,所以後期配套的地面設施就沒有必要和初期一樣多。“模塊化”設計和“撬裝化”安裝,就好比生産出一塊一塊的“樂高”積木,需要的時候進行安裝,不再需要時還可以移到其他平台重複利用,這減少了建設周期和用地,降低了投資成本。

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圖片2:中石油西南油氣田公司長甯頁岩氣區塊H10平台,圖中的水套爐采用“模塊化”設計和“撬裝化”安裝

此外,中石油通過科技創新和裝置國産化,也節約了大量成本。例如,在頁岩氣開發的水平井分段壓裂過程中,需要使用大量橋塞,一口井平均需要使用20個以上,以前一個進口橋塞要花費15萬元,而研制出國産橋塞後,單個橋塞的成本大幅降至2萬元,以此推算,一口井就節約成本超過260萬元。

在巨大的“降本”壓力下,中石油在淺層鑽井中仍堅持采用成本更高但更為清潔的空氣鑽、清水鑽等技術,防止對地表水、地下水的污染;對于頁岩氣開發過程中的壓裂用水,中石油修建了大量的專用輸水管道,并通過技術攻關,對85%以上的返排壓裂液進行回收再利用,減少了用水量。

據中石油西南油氣田公司副總經理謝軍介紹,通過不斷的技術突破和工藝優化,在長甯—威遠示範區,長甯區塊的鑽井周期已從150天降至70天,威遠區塊的鑽井周期從196天降至90天,平台壓裂周期從100天降至60天,單井鑽井成本從初期最高的1.3億元降至5000萬元。謝軍表示,考慮到我國頁岩氣層埋深更深,地質條件更為複雜,以及頁岩氣開采較高的環保要求,将單井成本降至這一水平非常不易。

随着開采技術的日趨成熟和開采成本的不斷降低,中石油對于3500米以淺頁岩氣資源已基本實現了效益開發。在中石油與四川能源投資集團等成立的國内首家企地合資的頁岩氣勘探開發公司——四川長甯天然氣開發有限責任公司(以下簡稱長甯公司),記者了解到,該公司2016年實現稅後淨利潤近3.5億元,全部投産井的内部收益率達到13.86%。

不過,長甯公司副總經理程之曼也坦言,目前,長甯地區頁岩氣的效益開發是在國家給予補貼支持的背景下實現的。為支持頁岩氣開發,中央财政對頁岩氣開采企業給予補貼,2012-2015年每立方米補貼0.4元,2016-2018年每立方米補貼0.3元,2019-2020年每立方米補貼0.2元。程之曼表示,補貼的逐步減少對于國内頁岩氣開發是一個很大的挑戰,公司下一步的目标是繼續降本增效,争取未來在國家取消補貼之時能延續頁岩氣效益開發的良好态勢。