关键页岩气开发技术100%国产化

不久前，焦页29-S2HF井三开井段钻井用时6天，在造斜段、水平段均实现一趟钻，是涪陵页岩气田唯一一口仅两趟就完成三开施工任务的井，创气田三开国产技术钻井周期最短纪录。这是江汉石油工程公司在涪陵气田创造的100多项施工纪录之一。

作为涪陵页岩气开发主力军，江汉石油工程公司自2012年起，就举全公司之力，加快科技创新和攻关。5年来，公司创新形成钻井、测录井、压裂试气、环保等7项页岩气开发国产成套技术。“涪陵大型海相页岩气田高效勘探开发”项目打破国外技术垄断，为我国页岩气勘探开发提供了能复制、可推广的经验，项目获国家科技进步一等奖。

江汉石油工程公司早在2010年就开始页岩气工程技术的探索。从中国石化第一口页岩气水平井——建页HF-1井到涪陵大安寨区块涪页HF-1井，开发效果都不理想。

上天容易入地难，页岩气开发属世界级难题，不但难度极大且风险极高。页岩气开发存在井塌、井漏、井喷、浅层气含有硫化氢等风险，任何失误都可能导致严重事故发生。

我国页岩气多在崇山峻岭间，埋藏深、构造复杂、优质页岩储层厚度小，开采难度远超美国。公司当时在页岩气开发上可以说是“四大皆空”——无经验、无技术、无设备、无人才，很多员工都是第一次听说页岩气。

在建页HF-1井施工中，提供油基钻井液、水平段测井、桥塞分段和分级射孔技术服务的均为国际知名油服公司。由于国内外地质特征和开发环境的差距，国外页岩气技术在中国页岩气勘探开发中常“水土不服”，应用存在很多困难，钻探效果也不理想。这场“跨国联姻”还面临着高昂的成本——关键装备只租不卖，每次设备售后维护都要付出昂贵的服务费。

何以解忧？唯有创新。要想实现页岩气高效率、低成本、规模化商业开发，必须加快页岩气开发技术国产化研究，突破技术瓶颈才能不被国外公司“卡脖子”要钱。公司下定决心，确立“长水平段钻完井技术”“非常规水平井分级射孔工艺”等20多项科研先导项目，规划科技攻关路线图，踏上了艰辛又漫长的自主创新之路。

页岩气开发需要两项关键技术：长水平段钻井和长水平段分段压裂技术。围绕这两项技术，江汉石油工程公司重点进行科研攻关。

在钻井工艺上，公司加大长水平段优快钻井技术研发，科研团队每天“宅”在井场，与钻井技术死磕到底，最终实现多项技术瓶颈的重大突破。

他们建立适合涪陵页岩气田水平井优快钻井的井身结构方案，在一开井段上部易漏井段采用清水钻进方式，成功解决了空气钻风险大、泡沫钻有环境污染等难题，一开井段机械钻速提高4~5倍。他们利用三维地质导向技术，研制定向PDC钻头和配套螺杆等工具，替代进口的旋转导向工具，解决三开长水平段定向钻进困难，在多口井实现水平段一只钻头一根螺杆一趟钻钻完。他们研发国产油基钻井液，价格仅为进口的40%，研发的水泥浆体系，满足了页岩气开发对井筒高强度的要求，完井时间大幅缩短，固井质量明显提高。他们大力开展“井工厂”批量化钻井，提高施工效率50%以上……涪陵页岩气田优快钻井技术成果经重庆市科委鉴定，整体达到国际先进水平。

在长水平段分段压裂技术研究中，创新团队加大国产化桥塞研发与运用，加快精细分段压裂技术攻关。他们与制造厂家一起，不断改进桥塞零部件材料，经历上千次材料试验，顺利完成国产化桥塞研发，单支桥塞价格仅为进口桥塞的十分之一。如今，国产化桥塞已升级换代数次，成为具有世界领先水平的关键设备。

目前，公司所有关键页岩气开发技术均100%实现国产化。国产桥塞与多级射孔、油基钻井液、牵引器测井、地质导向等4项国产化技术的应用，降低施工成本70%，按100口井测算，与国外油服公司相比，降低工程造价6.09亿元。

随着钻井大规模进行，随钻产生的大量油基钻屑急需进行无害化处理。

公司勇挑环保重担，在涪陵页岩气田建立油基泥浆处理中心。技术人员针对油基岩屑易粘连链板、出渣粉尘大、处理后的钻屑含油率高、自动化程度不高等技术难题，开展了加药剂降粘、加装喷淋系统降低粉尘、不凝气燃烧装置改造等一系列技术改造，最终研发出先进的热解析法处理油基钻屑技术。

他们采用先进的变频器控制系统，突破特殊环境下物料分布、传输、加热、分离等多项核心技术，实现油基岩屑智能化处理目标，年处理油基岩屑达1.5万立方米。治理后废渣含油量在0.081%~0.143%之间，远优于“国家农用污泥中含油率低于0.3%”的标准，处理技术国际领先，并已申报国家专利。