石油装备技术掀革新浪潮

当前，不断攀升的新能源需求和日益增大的能源压力，让非常规油气受到前所未有的重视。同时，非常规油气的开采对石油装备技术也提出了更高要求。“现在全球正在进行第三次能源转换，谁掌握了主动权，谁就可以影响世界，甚至控制世界。”在近日举行的第六届国际石油产业高峰论坛暨油气开发热点技术交流大会上，中石油政策研究发展战略处处长唐廷川如是说。唐廷川所谓的第三次能源转换，指的是非常规油气等新兴能源对传统化石能源的代替。当前，不断攀升的新能源需求和日益增大的能源压力，让非常规油气受到前所未有的重视。同时，非常规油气的开采对石油装备技术也提出了更高要求。在与本届论坛同期举办的第十四届国际石油石化技术装备展览会上，记者也了解到，井工厂、连续油管等新兴的石油装备技术获得了观众的普遍关注。在非常规油气需求牵引下，石油装备技术正在掀起一股革新的浪潮。非常规油气地位上升能源的发展也有着自身的规律，即从高碳到低碳，从有形到无形。从能源的发展历史来看，已经历经了两次转换，即18世纪中叶的从薪柴到煤炭以及19世纪中叶的从煤炭到石油。前者推动了工业革命的发展，后者则成为了汽车工业发展的助推器。如今，高碳能源的使用，让环境的承载能力迫近极限，全球正处于第三次能源转换进程中，即非常规油气等新兴能源对传统化石能源的代替。据唐廷川介绍，预计到2035年，全球天然气消费量占能源消费量的比例将由现在的24%上升到29%，取代煤炭成为第二大能源。“天然气的时代正在到来，非常规油气及循环可再生能源的地位正日益突出。”唐廷川说。在天然气的发展过程中，美国的页岩气革命不仅为本国的能源独立作出了重要贡献，对世界天然气市场也产生了重要影响，引起了世界对非常规油气的关注。数据显示，2013年，美国页岩气产量已占本国天然气总产量的44%。美国能源信息署的评估显示，美国将有能力在2022年前成为天然气净出口国，并在2035年实现真正的能源独立。我国也在不断加快非常规油气发展的脚步。中石化石油工程技术服务有限公司副总经理刘汝山在论坛上介绍说，中石化页岩气勘探开发始于2009年，经历了选区评价、重点区块评价、产能评价和产能建设四个阶段，2013年已建成5亿方产能，预计2015年将建成50亿方产能，2020年则计划建成200亿方产能。降本增效的井工厂技术非常规油气的快速发展，也带动了石油装备技术的革新和进步。以页岩气为例。页岩气的勘探开发投入高、产能低，因此，如何更加有效地钻井、完井，缩短非作业时间和建井周期，成为石油公司共同的迫切需求。在上述背景下，井工厂开发模式被认为是更为经济可行的方案，并获得了越来越多的认可。所谓井工厂技术，就是在一个平台上集中进行钻井、完井、压裂等作业，以密集的井位形成一个开发“工厂”，以流水线的形式集中钻井和压裂，从而提高钻井和压裂时效，实现开发的集中管理。有业内专家指出，正是由于井工厂开发模式大大提高了作业功效，降低了整体开发成本，提高了单井产能，才直接推动了北美页岩气的开发，并催生了美国页岩气革命的发生。而对于中国的非常规油气开发而言，井工厂也有着重要的意义。我国很多页岩气有利区存在交通不便、水资源缺乏、井场选择受限等问题。比如，刘汝山就表示，中石化页岩气区块均在山区，地面条件复杂，压裂施工车组摆放受限。而井工厂开发模式则将有效解决上述问题。据刘汝山介绍，中石化已将规模化页岩气井工厂开发作为下一步工作安排的重点之一。“我们将通过加强钻前和压前评估，优化井位布局及压裂方案，统一建立区域性厂、站，并利用最小的从式井，实现钻井开发井网覆盖区域、设备利用的最大化。”刘汝山说。事实上，在我国的非常规油气开发中，井工厂开发模式的优势已经得到了体现。据记者了解，大庆钻井一公司在开展水平井工厂化施工以来，完成致密油水平井13口，节约了上千万元的成本。连续油管技术优势明显除了井工厂技术，连续油管在非常规油气发展方面也多有助益。所谓连续油管技术，就是使用连续油管、井下马达以及定向工具来进行钻井的作业。近年来，连续油管技术在低渗透、致密油气、煤层气等裸眼完井的油气藏开发中得到了广泛的应用。中石油咨询中心教授孙宁在论坛上指出，连续油管技术具有占地面积小、作业人数少的优势。根据国外的经验，与用常规钻井或修井设备相比，用连续油管可节约费用25%~40%。此外，在气体钻井方面，连续油管技术也具有较为明显的优势。据孙宁介绍，在气体钻井过程中，如果采用的是非连续油管，往往需要“接单根”，而接的时候很容易漏气，从而引发事故。如果采用连续油管技术，则可以实现气体的整体循环，中间不需要有停顿，事故发生率也可以大大减少。在市场需求牵引之下，我国在连续油管技术方面也不断取得新的进展。在本届展会上，中国石油钻井工程技术研究院自主研制的LG360/50型连续管作业机获得了展品创新金奖，目前已经在渤海湾等油气田得到了实际应用。孙宁表示，虽然这还不是连续油管钻机，但也是我国连续油管装备自主技术能力的一个重大突破，说明我国已经具备了生产连续油管钻机的能力。“展望未来，围绕持续提高单井产量、降低钻井成本、提高采收率的目标，相信我国钻井科技将攻克连续油管钻井装备和技术难关，打造一批钻井利器，让钻井工程技术在非常规油气勘探生产中发挥更大的作用。”孙宁说。