中國石化科技創(chuàng)新為能源變革“爭氣”

　　當(dāng)前，由于氣候變化、環(huán)境保護等引發(fā)的一系列全球性問題日益凸顯，天然氣作為清潔能源，在能源結(jié)構(gòu)中的地位被一再提升。大力開發(fā)、利用天然氣是我國能源發(fā)展的緊迫需求，也是國家能源戰(zhàn)略的重要方向。

　　能源轉(zhuǎn)型步伐在不斷加快，中國天然氣供應(yīng)面臨的現(xiàn)實卻難以回避：據(jù)自然資源部發(fā)布的《全國石油天然氣資源勘查開采情況通報(2018年度)》顯示，2018年我國天然氣新增探明地質(zhì)儲量8311.57億立方米，同比增長49.7%。與豐富儲量形成對比，2018年全國天然氣進口量1254億立方米，同比增長31.7%，對外依存度升至45.3%。據(jù)預(yù)測，2019年中國天然氣對外依存度還將繼續(xù)上升，達到46.4%。對外依存度居高不下，使得中國能源安全問題十分凸顯。

　　確立國內(nèi)勘探開發(fā)業(yè)務(wù)“優(yōu)先發(fā)展”戰(zhàn)略定位，加大油氣資源勘探開發(fā)投資力度，加快油氣增儲上產(chǎn)步伐，已經(jīng)成為石油央企轉(zhuǎn)型的重中之重。近年來，中國石油化工集團有限公司(下稱中國石化)依托普光氣田、西南油氣田、大牛地氣田、西北油田、涪陵頁巖氣田等油氣勘探開發(fā)陣地，不斷加碼天然氣發(fā)展。以科技創(chuàng)新為中國能源變革“爭氣”助力，中國石化打造出了多張高產(chǎn)名片。

　　勘探開發(fā)突破超深禁區(qū)

　　2019年9月26日，中國石化西南石油局傳來捷報：元壩氣田累計生產(chǎn)天然氣突破150億立方米，外輸商品氣125億立方米，生產(chǎn)硫磺116萬噸。元壩氣田日產(chǎn)原料氣1100萬立方米，相當(dāng)于每天能滿足2000多萬戶居民用氣需求，持續(xù)為長江經(jīng)濟帶發(fā)展輸送優(yōu)質(zhì)清潔能源，為進一步推動天然氣大發(fā)展，保障能源供應(yīng)做出重要貢獻。

　　元壩氣田位于我國天然氣的主要儲藏地——四川盆地，天然氣海相地層埋藏較深，具有超深、高溫、高含硫、多壓力系統(tǒng)、氣水關(guān)系復(fù)雜等特點，是世界上罕見的超深高含硫生物礁氣田，也是世界上建設(shè)難度大、風(fēng)險高的氣田之一。7000多米的井深，井下溫度達160攝氏度，哪怕一個手指甲蓋大小的地方，也要頂著700公斤的壓力，勘探的難度非常大。

　　為了突破這一超深層勘探開發(fā)禁區(qū)，中國石化以“元壩超深層生物礁大氣田高效勘探及關(guān)鍵技術(shù)”作為一整套完整的超深層天然氣勘探開發(fā)技術(shù)，分別在油氣的生、儲、鉆井開采等方面均取得了突破性成就。

　　首先，在超深層是否有天然氣生成方面，前人認為，埋深超過5500米的超深層儲層致密，物性差，不具備天然氣生成的外部條件。對此，中國石化研究人員往前大膽地邁出了一步，通過大量地采集研究工作，認為這一區(qū)域極具形成優(yōu)質(zhì)儲層的沉積背景，通過建立“早灘晚礁、多期疊置、成排成帶”的發(fā)育模式，突破了“元壩地區(qū)處于深水沉積”的觀點。

　　其次，在超深層天然氣儲藏方面，打破一貫的“水往低出走，氣往高處走”的探測規(guī)律，提出超深層油氣成藏富集機理新認識，從而創(chuàng)建“三微疏導(dǎo)、近源富集、持續(xù)保存”的超深層油氣成藏模式。

　　第三，攻克超深層鉆井事故多、周期長、成本高、效率低等難題，創(chuàng)新形成復(fù)雜地層超深層地震勘探技術(shù)系列。對于高溫、高壓、高含硫和超深的“三高一超”特點，中國石化創(chuàng)新形成特種井身結(jié)構(gòu)、非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)及氣體鉆、復(fù)合鉆等鉆井新技術(shù)和新工藝。

　　作為世界首個近7000余超深高含硫生物礁大氣田，元壩氣田的成功建設(shè)鞏固了中國石化在特大型超深高含硫氣田開發(fā)建設(shè)上的領(lǐng)先地位。自2016年底全面投產(chǎn)以來，建成年產(chǎn)40億立方米原料氣、34億立方米凈化氣、30萬噸硫磺生產(chǎn)能力。

　　按元壩氣田年產(chǎn)凈化天然氣34億立方米計算，可每年減排二氧化碳408萬噸，相當(dāng)于植樹3740萬棵、270萬輛經(jīng)濟型轎車停開一年，同時減排二氧化硫10萬噸、氮氧化物近4萬噸。元壩氣田成為“川氣東送”持續(xù)發(fā)展的又一重要生產(chǎn)地，對促進中西部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和沿江區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展意義重大，被評為國家優(yōu)質(zhì)工程。

　　高效開發(fā)促氣田增產(chǎn)

　　鉆井工藝、適用的鉆井技術(shù)和完井方法是提高油氣田產(chǎn)量、提高采收率，推動并實現(xiàn)油氣田勘探開發(fā)經(jīng)濟目標(biāo)的重要保證。這一技術(shù)的創(chuàng)新和成熟度，對于中石化順北油田增產(chǎn)來說尤為重要。

　　位于盆地內(nèi)塔克拉瑪干沙漠的北緣的順北油氣田，是中石化西北油田發(fā)現(xiàn)并推進建設(shè)的又一個億噸級碳酸鹽巖大油氣田。順北油氣田面積達1.99萬平方公里，相當(dāng)于1.2個北京市，儲層平均深度超過7500米，最深達9000米，是世界上最深的油氣藏之一。

　　面對七八千米埋深的油氣藏，既要有“找得到”的本事，也要有“拿到手”的本事。超深井鉆井技術(shù)如何突破，成為了西北油田勘探開發(fā)順北油氣田的最大難題。

　　“順北油氣埋藏超深，鉆井成本較高，該區(qū)塊要實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)，必須來一次革命性的攻關(guān)研究，縮短鉆井周期，大幅度降低鉆井成本。”西北油田分公司副總工程師兼工程技術(shù)管理部主任何偉國說。

　　科研攻關(guān)始終堅持以問題為導(dǎo)向，目標(biāo)是將作業(yè)各環(huán)節(jié)的薄弱點打造成為降本增效的支撐點。

　　通過技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，順北桑塔木組火成巖侵入體覆蓋區(qū)面積達117平方公里，因侵入體坍塌應(yīng)力高，導(dǎo)致順北1井井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、周期長。因此，技術(shù)人員針對順北1井開展提出了“減肥”研究。通過多輪次論證，基于地層壓力和地質(zhì)工程必封點的研究，火成巖侵入體覆蓋區(qū)井身結(jié)構(gòu)由六級優(yōu)化為四級，單井減少兩個中完共縮短36天，節(jié)約套管、固井費用679.7萬元，節(jié)約鉆頭費用260萬元。

　　井身結(jié)構(gòu)從一個“胖子”變成了“瘦子”后，技術(shù)團隊還必須解決二疊系漏失問題、長裸眼井壁失穩(wěn)問題、長裸眼固井質(zhì)量差和超深小井眼定向鉆井困難等世界級難題，才能確保新結(jié)構(gòu)順利實施和鉆井安全。為此，技術(shù)人員開展了鉆井配套技術(shù)研究，通過攻關(guān)研究形成了超深井鉆井五項配套技術(shù)。

　　新技術(shù)的綜合應(yīng)用有力推動了順北油氣田建設(shè)提速。順北的鉆井周期由三年打兩口井縮短至一年打兩口井，含火成巖等侵入體的井鉆井周期由順北1井的461天降至173天，無侵入體井的鉆井周期也縮短至162天。

　　2019年2月19日，中國石化西北油田所屬的順北油氣田順北鷹1井完鉆井深8588米，相當(dāng)于珠穆朗瑪峰的高度，創(chuàng)當(dāng)時亞洲陸上鉆井最深紀錄，這是順北油氣田第六次刷新亞洲陸上第一深井紀錄。同時，這標(biāo)志著中國石化西北油田已掌握世界先進的超深井鉆井技術(shù)，為我國探索超深層油氣提供了重要的技術(shù)儲備。

　　以順北速度引領(lǐng)油田增產(chǎn)創(chuàng)效，如今的順北特深油田已經(jīng)成為中國石化在大漠深處的100萬噸產(chǎn)能陣地。

　　精益求精管出效益

　　在川東北的崇山峻嶺中，有一個響亮的名字——普光，國內(nèi)第一個年產(chǎn)能超百億立方米的高含硫大氣田普光氣田就誕生于此。從這里開始，普光氣田源源不斷生產(chǎn)的天然氣正沿著川氣東送管道穿山越嶺、順江而下，為國內(nèi)經(jīng)濟最為活躍的長江經(jīng)濟帶的綠色發(fā)展提供綠色動能。至今已經(jīng)向沿線的六省二市逾80座城市、數(shù)千家企業(yè)、近2億居民供應(yīng)了560億立方米天然氣。

　　普光氣田高效開發(fā)的秘訣，除了有高含硫氣田開采技術(shù)為支撐外，精細化管理不可或缺。

　　不同于以往的油氣田形成模式，普光氣田從生產(chǎn)建設(shè)到投產(chǎn)運營，一直是靠吃“百家飯”長大的。按照“油公司”模式建立起來的普光氣田，除了核心業(yè)務(wù)上的管理和操作崗1400多名人員外，與主營業(yè)務(wù)相關(guān)的工程技術(shù)及后勤保障服務(wù)，都是通過市場化運作從分公司外獲得。

　　為提升公司管理水平，普光氣田不斷強化“嚴細準確，爭創(chuàng)一流”的經(jīng)營管理理念，有計劃地制訂和實施管理提升計劃，建立健全管理體制機制，逐步創(chuàng)建高含硫氣田管理制度和標(biāo)準體系。

　　近年來，普光氣田按照制度標(biāo)準化、標(biāo)準信息化的原則，將所有管理事項劃分為13個專項，形成了55項管理標(biāo)準，覆蓋了普光氣田管理部門主要的管理事項和活動，明確劃分了“能否做”“誰來做”“怎么做”等范圍界限，使得職責(zé)劃分由“以部門為中心”向“以業(yè)務(wù)為中心”的轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)流程由“按習(xí)慣辦完事”向“按程序辦好事”的轉(zhuǎn)變。

　　普光氣田從制度入手，結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)營狀況，建立了一系列成本管理制度，將氣田全部成本項目分成400余項，橫向分解到各機關(guān)部室，縱向分解到各單位，將成本考核具體到單位和個人，提高了全員成本目標(biāo)管理的積極性。

　　制度之外，普光氣田更是將“高效”二字貫穿于生產(chǎn)經(jīng)營全過程。氣田建設(shè)初期，打一口井的費用是常規(guī)氣藏開發(fā)的幾倍甚至十幾倍。為減少投資，普光氣田堅持走“少打井、打高產(chǎn)井”的路子，將方案中的開發(fā)井?dāng)?shù)由最初的52口優(yōu)化為40口，僅此一項就減少各項投資34.1億元。

　　高效管理帶動高效開發(fā)，普光氣田投資回收僅用了5.3年，比方案設(shè)計提前了兩年，是國家“十一五”投資項目中較早收回投資的項目之一。

　　管理出效益，科技促發(fā)展。除了將精益管理的理念引入氣田開發(fā)，現(xiàn)代化、智能化的科技手段也成為了中石化氣田高產(chǎn)的關(guān)鍵。

　　“只需輕點鼠標(biāo)，現(xiàn)場施工人員的數(shù)量、移動位置等動態(tài)信息就能一目了然。如果有人闖入危險場所，電腦監(jiān)控屏幕上紅色警示燈就會亮起，我們會第一時間進行處理。”一大早，中原油田普光分公司天然氣凈化廠HSE管理辦公室主任胡文明就打開電腦，登錄智能化門禁管理系統(tǒng)。

　　針對普光氣田安全環(huán)保和生產(chǎn)經(jīng)營難題，普光分公司將信息化、數(shù)字化作為提高管理效能、降低成本的重要手段，積極推進智能化氣田建設(shè)，推動實現(xiàn)氣田安全高效經(jīng)營。

　　早在氣田建設(shè)之初，普光分公司就以“數(shù)字化氣田”為目標(biāo)，建立了全覆蓋的光傳輸網(wǎng)絡(luò)和先進的自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時采集與自動化控制。2013年7月，普光智能氣田建設(shè)正式啟動。普光智能氣田建設(shè)以一體化應(yīng)用為平臺，建設(shè)數(shù)據(jù)資源共享服務(wù)和智能決策支持兩個中心，打造標(biāo)準規(guī)范體系和信息安全體系，全面提升實時監(jiān)測、自動操控、全面感知、一體協(xié)作、優(yōu)化預(yù)警、決策指揮等能力。

　　得益于普光分公司智能決策指揮中心的建設(shè)，只要在有網(wǎng)絡(luò)的地方，普光分公司生產(chǎn)管理者、技術(shù)人員都可以通過手機登錄“普光移動應(yīng)用”APP實時掌握生產(chǎn)信息、查看現(xiàn)場視頻監(jiān)控、審批處理待辦事務(wù)。

　　如今，以普光氣田開發(fā)管理運營為依托逐漸形成的“中原普光”，已經(jīng)成為中國石化放眼國際市場的一塊金字招牌。近些年，隨著國家“一帶一路”倡議的落地，我國與“一帶一路”沿線各國能源合作的巨大潛力正在顯現(xiàn)。伊拉克、土耳其、阿根廷、美國等國的能源公司已相繼到普光氣田參觀考察，中國油氣勘探開發(fā)技術(shù)正走出國門走向海外。

　　轉(zhuǎn)自：《國資報告》雜志

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