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国内页岩气技术发展基础和面临的问题-【新闻】

发布时间:2021-05-28 18:48:49 阅读: 来源:钉扣机厂家

国内页岩气技术发展基础和面临的问题

中国页岩气网讯:页岩气勘探开发的技术流程与常规天然气类似,我国在常规天然气领域已经形成了比较完善的技术装备体系,为页岩气的科技攻关和装备研制奠定了基础。同时,我国高度重视页岩气开发,编制发布了《页岩气发展规划》,科技创新工作正在全面展开。但总体上,我国页岩气勘探开发处于起步阶段,地质基础工作非常薄弱,核心技术有待突破,关键设备亟待研制,实现页岩气技术装备自主化的任务十分艰巨。

1.发展基础

首先,我国石油天然气工业已经发展成熟,在常规天然气及低渗透气藏勘探开发上积累了丰富经验。

地质理论创新开创了我国的石油工业,近十多年来,我国在油气地质理论创新和勘探方面不断取得重大进展。随着前陆盆地理论认识不断深化,发现了克拉两大气田;随着岩性油气藏的深入研究,相继发现了苏里格、松辽盆地深层等一批大油气田;特别是近几年,随着海相油气地质理论不断深入发展,发现了塔河和普光大油气田。可以预计,地质理论的不断创新,还会带来新的更大的发现。

在水平井及分段压裂技术方面,我国已经取得突破,形成了低渗透油气田水平井双封单卡分段压裂、封隔器滑套分段压裂、水力喷砂分段压裂等3大主体技术,完善了化学暂堵胶塞分段压裂、碳酸盐岩储层自转向高效酸化/酸压、水力裂缝监测与评价和水平井修井作业等4项配套工艺,建立了一套压裂裂缝与井网优化设计方法。我国已经在长庆实现了7段水平井分段压裂技术,并正在四川蜀南地区引进吸收10段及以上的长井段水平井分段压裂技术。在致密砂岩气开发上,形成了水平井水力喷砂分段压裂和直井机械封隔分层压裂两大技术系列,实现了低渗透砂岩油气藏、低渗透碳酸盐岩气藏分层分段压裂,并在实践中普遍推广应用。

同时,我国正在加快组织开展页岩气科技攻关工作。2010年成立了国家能源页岩气研发(实验)中心,2011年在大型油气田及煤层气开发国家科技重大专项中设立了页岩气勘探开发关键技术项目。页岩气勘探也取得初步进展,初步掌握了页岩气直井压裂技术,获得了一批页岩气井的基本参数,建立了有利目标区优选标准,优选出一批富集有利区,资源评价、水平井钻井和储层改造科技攻关取得明显进展。此外,对外技术交流和合作积极开展,我国石油企业纷纷与世界知名石油公司在联合研究、区块收购等方面开展合作,2009年与美国签署了《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》,就联合开展资源评估、技术合作和政策交流制定了工作计划。

第二,我国常规油气装备制造业产品种类齐全,产业体系完整,拥有较高的技术水平和制造能力,为加快研制页岩气勘探开发装备创造了条件。

目前,我国油气装备制造企业超过4000家,钻机设计水平和制造能力跻身世界前列,以12000米陆地特深井钻机及顶部驱动装置为代表的产品达到了世界先进水平,标准化和系列化的钻机可基本满足高压喷射、定向、丛式和水平等先进钻井工艺的需要。国内87%的大中型钻机、90%的修井机实现自主制造,部分钻井设备批量出口到世界各地,并应用于美国页岩气开发。

近年来,我国成功研制了具有自主知识产权的随钻自然伽马测量仪、随钻感应电阻率测量仪以及配套应用软件,形成了地质导向双参数随钻测井仪器设计制造技术和地质导向钻井工艺配套技术,并在现场应用中取得了良好效果,突破了国外对地质导向钻井技术的垄断。井下作业设备如水泥车和固井压裂车等均已实现系列化生产。封隔器、滑套、水力喷射压裂喷嘴等井下工具以及连续油管作业设备已初步实现国产化。

2.面临的问题

页岩气勘探开发对我国是一个全新的领域,在技术装备方面面临4个方面的问题和挑战:

第一,核心技术尚不能满足产业化需求。我国页岩气的科技攻关刚刚起步,尚未建立完善的资源评价和目标区优选技术,资源家底尚未落实,储层识别及预测技术还不成熟,在大范围目标内确定有利钻井位置存在困难。页岩气水平井及分段压裂技术也有待突破,在钻完井方面,储层保护、钻井液设计、随钻测井和地质导向技术缺乏,导致钻井周期长、成本高;分段压裂方面,储层评估方法、分段压裂设计、裂缝诊断监测技术及主要工具等受制于国外公司,增产改造成本居高不下。

此外,虽然美国已经形成了成熟的页岩气勘探开发技术,但我国页岩气盆地具有独特的地质特征和开发条件,国外先进技术在我国的适用性有待进一步验证。美国页岩气以海相地层为主,而我国陆相和海陆交互相地层占很大比例;与北美相比,我国海相页岩热演化程度较高,储层埋藏深度普遍较深,非均质性较强,经历了多期构造演化,陆相页岩热演化程度较低,海陆过渡相页岩埋深普遍较浅,具有与煤层气合采的特点,没有成熟开发经验可供借鉴;同时,我国地表条件复杂,还面临水资源与环保等问题,不能简单照搬美国的开发模式。

第二,核心装备有待进一步研制。在页岩气勘探开发过程中,技术是基础,装备作为技术的实现手段,在很大程度上决定了页岩气开采的效率和成本。我国的常规油气装备虽然具有一定的基础,但远不能满足页岩气勘探开发的需要,亟需新研制一批页岩气勘探开发专用设备,并进一步提升现有油气装备的性能和自主化水平。

勘探、测井设备的可靠性、时效性及测量精度和国外先进水平差距较大,随钻测斜仪、快速录井仪、钻井参数仪等虽已研制成功,但应用较少。页岩气专用的全液压钻机、连续油管钻机、斜直井钻机、丛式井钻机、套管钻机和集装箱式钻机等以及钻井配套自动化设备,均处于研制或小范围应用阶段。连续油管作业设备已经起步,但性能有待提高,配套设备不全。

第三,工艺技术和装备分离。页岩气勘探开发工艺技术和装备融为一体,密不可分。由于历史原因,我国装备制造企业与油气勘探开发企业及科研设计院所的结合不够紧密,且油气勘探开发技术服务产业发展还不成熟,导致工艺技术研究和装备制造分离,装备制造企业不能很好地掌握工艺技术的发展和要求,这是加快页岩气勘探开发技术突破和装备研制的主要障碍之一。

第四,油气装备制造业有待转型升级。总体上我国的油气勘探开发装备制造业缺乏核心竞争力,有待转型升级。一是企业规模普遍较小,且缺乏特色,产品结构集中在中低端,不少产品产能过剩,导致行业市场集中度较低,无序竞争现象普遍;二是研发投入有限,技术资源分散,自主创新能力薄弱,技术水平不高,核心技术、关键材料、基础部件、高端产品等方面差距很大,缺乏持续发展能力;三是商业模式发展滞后,以装备产品制造为主营业务,缺乏提供技术解决方案和全面技术服务的能力。(本刊根据相关资料整理)

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