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    助力能源產(chǎn)業(yè)轉型 中國石化打造高含硫氣田開(kāi)發(fā)管理標桿

    發(fā)表時(shí)間 :2024-07-10 09:10:35 來(lái)源:中國礦業(yè)網(wǎng)

      立足大力開(kāi)發(fā)利用天然氣,實(shí)現能源轉型國家戰略,中國石化耗時(shí)近五年在四川盆地建成普光氣田,標志著(zhù)我國成為世界上少數幾個(gè)掌握開(kāi)發(fā)特大型超深高含硫氣田核心技術(shù)的國家之一。此后,中國石化又在川渝建成元壩氣田、涪陵頁(yè)巖氣田。
      日前,中國證券報記者前往四川省達州市宣漢縣普光鎮等地調研普光氣田、元壩氣田及涪陵頁(yè)巖氣田了解到,作為“川氣東送”工程三大氣源地,中國石化在該三大氣田創(chuàng )新勘探理論,攻堅“卡脖子”難題,推動(dòng)高端裝備國產(chǎn)化,形成了一系列核心技術(shù),以科技創(chuàng )新引領(lǐng)我國能源產(chǎn)業(yè)加快轉型。
      創(chuàng )新勘探理論
      從宣漢縣普光鎮普光氣田生產(chǎn)管理中心驅車(chē)出發(fā),越野車(chē)在經(jīng)歷山路十八彎后,普光氣田301集氣站一行“打造世界高含硫氣田開(kāi)發(fā)管理標桿”大字標語(yǔ)映入記者眼簾。
      普光氣田是我國已發(fā)現的最大規模海相整裝高含硫氣田,也是中國第一個(gè)年產(chǎn)超百億立方米的高含硫大氣田。“普光氣田橫空出世,仰賴(lài)于勘探理論的顛覆式創(chuàng )新。”中國石化中原油田首席專(zhuān)家彭君說(shuō)。
      在中國石化應用海相勘探理論勘探發(fā)現普光氣田之前,一代代地質(zhì)工作者在陸相生油理論指導下,在四川盆地尋找大氣田一直未果。“勘探理論創(chuàng )新解決了氣層在哪里聚集的問(wèn)題,這是發(fā)現氣田的關(guān)鍵。”中國石化中原油田氣藏綜合研究高級專(zhuān)家彭鑫嶺告訴記者。
      隨之而來(lái)的是普光氣田氣藏埋藏深、高含硫等開(kāi)發(fā)難題,特別是氣田硫化氫摩爾含量平均達到15.2%。硫化氫為劇毒、高腐蝕氣體,因而開(kāi)發(fā)面臨安全、防腐和環(huán)保等問(wèn)題,且當時(shí)國內在高含硫化氫氣藏開(kāi)發(fā)方面沒(méi)有成功經(jīng)驗可供借鑒。“要端牢能源飯碗,實(shí)現能源產(chǎn)業(yè)轉型升級,就必須掌握高含硫氣田的開(kāi)發(fā)技術(shù)。”彭鑫嶺向記者表示。
      相較于石油,天然氣是一種安全、環(huán)保的潔凈能源,大力開(kāi)發(fā)利用天然氣是國家能源戰略的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。同時(shí),世界天然氣資源約60%含硫,其中10%為高含硫,而我國高含硫天然氣資源豐富,已探明儲量近2萬(wàn)億立方米,主要分布在四川盆地。
      2005年,中國石化中原油田進(jìn)入四川,一邊建設氣田,一邊組成研發(fā)團隊進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。中國石化中原石油勘探局有限公司執行董事、黨委書(shū)記,油田分公司代表張慶生介紹,普光氣田的開(kāi)發(fā)建設創(chuàng )新形成了高含硫氣田安全高效開(kāi)發(fā)五項核心技術(shù),成功開(kāi)發(fā)年產(chǎn)1.05×108立方米的特大型超深復雜山地高含硫氣田,自主設計建成超百億立方米級的高含硫天然氣凈化廠(chǎng);創(chuàng )新形成高含硫氣田氣—液—固(硫)三相滲流理論模型,率先揭示了高含硫氣藏單質(zhì)硫析出、運移滲流規律等。
      記者了解到,普光氣田的開(kāi)發(fā)創(chuàng )新發(fā)展了高含硫氣藏安全開(kāi)發(fā)理論體系,為普光氣田十年穩產(chǎn)提供了理論依據,形成了特大型超深高含硫氣田安全高效開(kāi)發(fā)技術(shù)及工業(yè)化應用的重大標志性成果,使我國成為世界上少數幾個(gè)掌握開(kāi)發(fā)特大型超深高含硫氣田核心技術(shù)的國家之一。
      “可以說(shuō)先有了普光氣田,才有了‘川氣東送’工程。該工程涉及長(cháng)江經(jīng)濟帶6省2直轄市共70多個(gè)大中型城市、上千家企業(yè)、2億多居民。普光氣田的開(kāi)發(fā),助力我國能源消費結構調整,開(kāi)發(fā)至今累計減排二氧化碳當量1.6億噸。”中國石化有關(guān)負責人表示。
      打造普光“樣本”之后,中國石化西南石油局在四川閬中“復制”建成元壩氣田。元壩氣田是“川氣東送”工程重要氣源地之一,有生產(chǎn)井35口,其中累計生產(chǎn)天然氣超10億立方米的氣井有18口。西南石油局7月1日披露的數據顯示,元壩氣田建成至今已累計生產(chǎn)天然氣超337億立方米。
      與此同時(shí),普光氣田、元壩氣田將天然氣中的劇毒硫化氫氣體加工成化工、農業(yè)等行業(yè)廣泛使用的硫黃。中國石化7月1日披露的數據顯示,元壩氣田今年以來(lái)累計生產(chǎn)副產(chǎn)品硫黃15萬(wàn)噸,供應龍蟒磷化工、宏達化工等化肥企業(yè),投產(chǎn)至今累計生產(chǎn)硫黃265萬(wàn)噸。
      攻堅“卡脖子”難題
      “對中國石化而言,培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是一個(gè)重大考題,要全力做好答卷。”中國石化董事長(cháng)馬永生說(shuō),科技創(chuàng )新是新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素,也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生命線(xiàn)。每一輪技術(shù)革命都帶來(lái)經(jīng)濟社會(huì )質(zhì)的躍升,且與能源息息相關(guān)。
      中國石化在川渝地區開(kāi)發(fā)利用天然氣正是其不斷科技創(chuàng )新,加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力的寫(xiě)照。
      “在普光氣田投產(chǎn)初期,我國缺少高抗硫裝備設計制造技術(shù),氣田主要涉硫材料、裝備高度依賴(lài)進(jìn)口,價(jià)格高昂,采購周期長(cháng)、維修難度大、費用高。隨著(zhù)國際局勢變化,還可能存在技術(shù)壟斷和‘卡脖子’風(fēng)險。”張慶生說(shuō),普光氣田凈化裝置全面投產(chǎn)后,多臺末級硫冷凝器相繼出現故障,導致凈化裝置頻繁開(kāi)開(kāi)停停,給安全平穩生產(chǎn)帶來(lái)風(fēng)險。“若堅持選用歐美等國家的進(jìn)口設備,一是時(shí)間上等不起,二是成本上舍不得,因此開(kāi)展涉硫高端裝備國產(chǎn)化迫在眉睫。”
      記者了解到,中原油田聯(lián)合寶鋼、天鋼、藍科高新、蘭石裝備等企業(yè)及高校、科研院所,組建“產(chǎn)、學(xué)、研”攻關(guān)團隊,聚焦克勞斯爐變形、末級硫冷器“趴窩”等難點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)研究,攻克了一批“卡脖子”技術(shù)。隨著(zhù)國產(chǎn)化的推進(jìn),相關(guān)進(jìn)口設備價(jià)格也大幅下降。
      如中原油田自研的國產(chǎn)末級硫冷器,在實(shí)現國產(chǎn)化前,設備進(jìn)口周期是18個(gè)月,單臺費用1700多萬(wàn)元;而國產(chǎn)單臺供貨周期僅7個(gè)月,費用僅420萬(wàn)元。中原油田自主研發(fā)的HH級采氣樹(shù)應用于氣井井口,是高含硫天然氣從地下來(lái)到地面的第一道關(guān)口,防止劇毒硫化氫泄漏。這是普光氣田不可或缺的“安全大壩”。彭鑫嶺告訴記者,“隨著(zhù)HH級采氣樹(shù)設備實(shí)現國產(chǎn)化,進(jìn)口設備價(jià)格從原來(lái)200多萬(wàn)元降至120多萬(wàn)元。”
      張慶生介紹,目前普光氣田涉硫高端裝備國產(chǎn)化率達100%,在中國石化所屬氣田成功應用480臺(套),在同行業(yè)推廣應用3000余臺(套),氣田設備進(jìn)口價(jià)格較國產(chǎn)化前整體下降62.4%。“增強了我國在涉硫裝備制造領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權,并使我國成為世界上具備高含硫氣田開(kāi)發(fā)裝備全產(chǎn)業(yè)鏈的國家。”
      “掌握高含硫氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)之后,中國石化踐行合作戰略,融入全球能源市場(chǎng)。”中國石化有關(guān)負責人說(shuō),2016年,普光氣田技術(shù)人員遠赴伊拉克米桑油田,為含硫天然氣處理廠(chǎng)投產(chǎn)提供技術(shù)服務(wù)。2017年以來(lái),土耳其Genel公司、美國阿拉斯加天然氣開(kāi)發(fā)公司等紛紛到普光氣田參觀(guān)考察、洽談業(yè)務(wù)。
      科技助力能源保供
      天然氣作為不可再生能源,自然難逃開(kāi)采一方便少一方的規律。
      涪陵頁(yè)巖氣田工作人員告訴記者,2017年涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區塊在穩產(chǎn)3年后,產(chǎn)量開(kāi)始下降。是否有進(jìn)一步挖潛空間?這成為科研人員面臨的難題。
      “過(guò)去,我們把焦石壩區塊89米厚的頁(yè)巖當作一套氣層來(lái)對待,認為對下部氣層進(jìn)行壓裂改造,就能一次性‘撕’開(kāi)巖層,把資源全部‘吃’到。”江漢油田涪陵頁(yè)巖氣公司技術(shù)人員葛蘭說(shuō),深入了解國內外相關(guān)技術(shù)、部署分層開(kāi)發(fā)評價(jià)井之后,我們有了新的認識,即89米厚的頁(yè)巖不同部位應力存在差異,以往壓裂沒(méi)有改造到的地方仍有剩余資源。
      “假設油氣資源在一棟樓房里,過(guò)去只開(kāi)采了一樓房間的資源,而一樓過(guò)道以及二樓、三樓還有很多資源尚未開(kāi)采。”葛蘭說(shuō),在新的認識指導下,江漢油田進(jìn)行立體開(kāi)發(fā),即在同一井位分別打不同深度的井,將各深度巖層天然氣分別開(kāi)采出來(lái)。
      記者調研了解到,對于頁(yè)巖氣田而言,壓裂技術(shù)是高效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。而壓裂施工面臨壓力高、復雜縫網(wǎng)形成難度大等難題,是制約超深層頁(yè)巖油氣增儲上產(chǎn)的“攔路虎”。因此,研制開(kāi)發(fā)超高壓壓裂設備成為油氣行業(yè)重大技術(shù)攻關(guān)方向。
      葛蘭說(shuō),頁(yè)巖氣作為一種非常規氣藏,以游離態(tài)或吸附態(tài)賦存于頁(yè)巖裂縫與孔隙中,被稱(chēng)為“人工氣藏”,開(kāi)采時(shí)需要把頁(yè)巖壓碎才能讓氣體出來(lái),是業(yè)界公認的世界級難題。隨著(zhù)油氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)入非常規時(shí)代,中國約85%的油氣資源需要通過(guò)壓裂進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
      “公司創(chuàng )新形成以壓裂雙甜點(diǎn)識別與評價(jià)、水平段段簇設計為核心的地質(zhì)工程一體化設計方法及壓裂工藝,在涪陵頁(yè)巖氣田焦頁(yè)9號平臺、焦頁(yè)42號平臺完成國內頁(yè)巖氣首次井工廠(chǎng)、同步壓裂施工。”中國石化石油工程公司井下作業(yè)首席專(zhuān)家盧云霄表示,今年公司175兆帕壓裂裝備在重慶綦頁(yè)深1井應用,該設備施工壓力比前期裝備提高25%,能有效壓碎頁(yè)巖石,形成立體縫網(wǎng),讓超深層頁(yè)巖氣順著(zhù)縫網(wǎng)出井,讓老井實(shí)現增儲上產(chǎn)。
      記者從江漢油田了解到,得益于立體開(kāi)發(fā)模式,涪陵氣田焦石壩區塊采收率提高到23.3%,較2013年開(kāi)發(fā)初期翻了一番。涪陵頁(yè)巖氣田的開(kāi)發(fā)建設,每年可減排二氧化碳1200萬(wàn)噸。
      作為“川氣東送”工程另一氣源地,西南石油局加強元壩氣田管理。在老區穩產(chǎn)方面,新建天然氣產(chǎn)能2.5億立方米/年,建成投產(chǎn)川西氣田,日產(chǎn)天然氣近500萬(wàn)立方米。在新區上產(chǎn)方面,西南石油局川南寒武系筇竹寺組勘探實(shí)現突破,資陽(yáng)2井、金頁(yè)3井分別試獲日產(chǎn)125.7萬(wàn)立方米、82.6萬(wàn)立方米高產(chǎn)工業(yè)氣流。西南石油局7月1日披露的數據顯示,公司上半年生產(chǎn)天然氣50.49億立方米,同比增長(cháng)12.8%;銷(xiāo)售天然氣46.70億立方米,同比增長(cháng)12.4%,均創(chuàng )歷史新高。公司2024年天然氣生產(chǎn)目標超100億立方米。
      中國石化3月12日披露的數據顯示,公司在四川盆地探明天然氣地質(zhì)儲量近3萬(wàn)億立方米,累計生產(chǎn)天然氣超2000億立方米。
      “中國石化將深入貫徹落實(shí)總體國家安全觀(guān)和能源安全新戰略,加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系,堅決把能源飯碗牢牢端在自己手里,奮力書(shū)寫(xiě)能源高質(zhì)量發(fā)展新篇章。”馬永生表示。(中國證券報)

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