文章來源：《國資報告》雜志 發布時間：2020-03-11
當前，由于氣候變化、環境保護等引發的一系列全球性問題日益凸顯，天然氣作為清潔能源，在能源結構中的地位被一再提升。大力開發、利用天然氣是我國能源發展的緊迫需求，也是國家能源戰略的重要方向。
能源轉型步伐在不斷加快，中國天然氣供應面臨的現實卻難以回避：據自然資源部發布的《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%。據預測，2019年中國天然氣對外依存度還將繼續上升，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。
確立國內勘探開發業務“優先發展”戰略定位，加大油氣資源勘探開發投資力度，加快油氣增儲上產步伐，已經成為石油央企轉型的重中之重。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陣地，不斷加碼天然氣發展。以科技創新為中國能源變革“爭氣”助力，中國石化打造出了多張高產名片。
勘探開發突破超深禁區
2019年9月26日，中國石化西南石油局傳來捷報：元壩氣田累計生產天然氣突破150億立方米，外輸商品氣125億立方米，生產硫磺116萬噸。元壩氣田日產原料氣1100萬立方米，相當于每天能滿足2000多萬戶居民用氣需求，持續為長江經濟帶發展輸送優質清潔能源，為進一步推動天然氣大發展，保障能源供應做出重要貢獻。
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、氣水關系復雜等特點，是世界上罕見的超深高含硫生物礁氣田，也是世界上建設難度大、風險高的氣田之一。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禁區，中國石化以“元壩超深層生物礁大氣田高效勘探及關鍵技術”作為一整套完整的超深層天然氣勘探開發技術，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，認為這一區域極具形成優質儲層的沉積背景，通過建立 “早灘晚礁、多期疊置、成排成帶”的發育模式，突破了“元壩地區處于深水沉積”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”的探測規律，提出超深層油氣成藏富集機理新認識，從而創建“三微疏導、近源富集、持續保存”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，創新形成復雜地層超深層地震勘探技術系列。對于高溫、高壓、高含硫和超深的“三高一超”特點，中國石化創新形成特種井身結構、非常規井身結構及氣體鉆、復合鉆等鉆井新技術和新工藝。
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鞏固了中國石化在特大型超深高含硫氣田開發建設上的領先地位。自2016年底全面投產以來，建成年產40億立方米原料氣、34億立方米凈化氣、30萬噸硫磺生產能力。
按元壩氣田年產凈化天然氣34億立方米計算，可每年減排二氧化碳408萬噸，相當于植樹3740萬棵、270萬輛經濟型轎車停開一年，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”持續發展的又一重要生產地，對促進中西部產業結構調整和沿江區域經濟發展意義重大，被評為國家優質工程。
高效開發促氣田增產
鉆井工藝、適用的鉆井技術和完井方法是提高油氣田產量、提高采收率，推動并實現油氣田勘探開發經濟目標的重要保證。這一技術的創新和成熟度，對于中石化順北油田增產來說尤為重要。
位于盆地內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現并推進建設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。超深井鉆井技術如何突破，成為了西北油田勘探開發順北油氣田的最大難題。
“順北油氣埋藏超深，鉆井成本較高，該區塊要實現規模效益開發，必須來一次革命性的攻關研究，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管理部主任何偉國說。
科研攻關始終堅持以問題為導向，目標是將作業各環節的薄弱點打造成為降本增效的支撐點。
通過技術分析發現，順北桑塔木組火成巖侵入體覆蓋區面積達117平方公里，因侵入體坍塌應力高，導致順北1井井身結構復雜、周期長。因此，技術人員針對順北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工程必封點的研究，火成巖侵入體覆蓋區井身結構由六級優化為四級，單井減少兩個中完共縮短36天，節約套管、固井費用679.7萬元，節約鉆頭費用260萬元。
井身結構從一個“胖子”變成了“瘦子”后，技術團隊還必須解決二疊系漏失問題、長裸眼井壁失穩問題、長裸眼固井質量差和超深小井眼定向鉆井困難等世界級難題，才能確保新結構順利實施和鉆井安全。為此，技術人員開展了鉆井配套技術研究，通過攻關研究形成了超深井鉆井五項配套技術。
新技術的綜合應用有力推動了順北油氣田建設提速。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，相當于珠穆朗瑪峰的高度，創當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，為我國探索超深層油氣提供了重要的技術儲備。
以順北速度引領油田增產創效，如今的順北特深油田已經成為中國石化在大漠深處的100萬噸產能陣地。
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，國內第一個年產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的天然氣正沿著川氣東送管道穿山越嶺、順江而下，為國內經濟最為活躍的長江經濟帶的綠色發展提供綠色動能。至今已經向沿線的六省二市逾80座城市、數千家企業、近2億居民供應了560億立方米天然氣。
普光氣田高效開發的秘訣，除了有高含硫氣田開采技術為支撐外，精細化管理不可或缺。
不同于以往的油氣田形成模式，普光氣田從生產建設到投產運營，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，除了核心業務上的管理和操作崗1400多名人員外，與主營業務相關的工程技術及后勤保障服務，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，爭創一流”的經營管理理念，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，逐步創建高含硫氣田管理制度和標準體系。
近年來，普光氣田按照制度標準化、標準信息化的原則，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，使得職責劃分由“以部門為中心”向“以業務為中心”的轉變，業務流程由“按習慣辦完事”向“按程序辦好事”的轉變。
普光氣田從制度入手，結合實際生產經營狀況，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”二字貫穿于生產經營全過程。氣田建設初期，打一口井的費用是常規氣藏開發的幾倍甚至十幾倍。為減少投資，普光氣田堅持走“少打井、打高產井”的路子，將方案中的開發井數由最初的52口優化為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，普光氣田投資回收僅用了5.3年，比方案設計提前了兩年，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，科技促發展。除了將精益管理的理念引入氣田開發，現代化、智能化的科技手段也成為了中石化氣田高產的關鍵。
“只需輕點鼠標，現場施工人員的數量、移動位置等動態信息就能一目了然。如果有人闖入危險場所，電腦監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。
針對普光氣田安全環保和生產經營難題，普光分公司將信息化、數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，推動實現氣田安全高效經營。
早在氣田建設之初，普光分公司就以“數字化氣田”為目標，建立了全覆蓋的光傳輸網絡和先進的自動化控制系統，實現了數據的實時采集與自動化控制。2013年7月，普光智能氣田建設正式啟動。普光智能氣田建設以一體化應用為平臺，建設數據資源共享服務和智能決策支持兩個中心，打造標準規范體系和信息安全體系，全面提升實時監測、自動操控、全面感知、一體協作、優化預警、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，只要在有網絡的地方，普光分公司生產管理者、技術人員都可以通過手機登錄“普光移動應用”APP實時掌握生產信息、查看現場視頻監控、審批處理待辦事務。
如今，以普光氣田開發管理運營為依托逐漸形成的“中原普光”，已經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。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，中國油氣勘探開發技術正走出國門走向海外。（《國資報告》記者 王倩倩）