在国内首个大型页岩气田——涪陵页岩气田，中石化江汉石油工程运用自主研发的3000型压裂车在焦页9号平台进行国内首次“井工厂”模式压裂试气。

3月24日，中石化集团公司董事长傅成玉在中石化2013年业绩发布会上宣布，中石化页岩气勘探取得重大突破，我国首个大型页岩气田——涪陵页岩气田提前进入商业化开发阶段。2015年将建成50亿方产能，2017年将建成百亿方大气田，标志着我国页岩气勘探开发实现重大突破，加速进入商业化大规模开发阶段。

一石激起千层浪。受地质认识和关键技术制约，2009年在国内掀起的页岩气热潮并未取得理想效果，到2012年，页岩气的发展前景甚至开始受到业界的质疑，中石化何以逆势突围？

带着疑问，记者近日来到中国首个页岩气示范区——中石化重庆涪陵页岩气田，深入两江深处，穿行于高山峡谷之间，一探究竟。

探寻页岩气“大粮仓”

中国天然气需求量一直呈上升态势，而天然气资源禀赋却一直先天不足，无法满足日益增长的消费需求，对外依存度连年攀升。但随着技术进步，近年我国关于对页岩气、煤层气等非常规油气资源种类和储量丰富的消息不断被证实，页岩气勘探开发被提上日程。抓住非常规油气资源的“蓝海”对近年倾力弥补上游短板的中石化而言是一个重要契机。

中石化称，其早在2008年就开始涉足页岩气领域研究，将实现成功开发的北美地区与我国南方地区的页岩气地质条件进行对比研究，常规油气地质与页岩油气地质进行对比研究，试图找出保存页岩气的“大粮仓”——有利勘探区。

然而，页岩气藏属于特低孔、特低渗的非常规的气藏，储层具有特殊的微观结构和复杂的机理，而且勘探区块所处区域地质条件复杂，又没有任何成熟经验可供借鉴。为此，中石化在页岩油气勘探开发和研究方面投入数十亿元，几乎所有上游企业都参与到这场“能源革命”中去。

从涪陵出发，汽车在崇山峻岭之间穿行，漫山遍野都是深灰色的岩石，时不时在山头或田间冒出。一个多小时后，我们才到达此行的第一站，位于崇山峻岭之间的焦石坝页岩气首口发现井——焦页1HF井。井场机器轰鸣，不时有石油工人来回穿梭地忙碌着。勘探南方分公司总经理郭旭升指着一块块从地下2000多米深处的深灰色页岩告诉我们：“这就是存储页岩气的‘大粮仓’，整个焦石坝地区的页岩气就像是床丰厚的大棉被，可勘探起来真是没少费劲。”

作为勘探开发中打头阵的先头部队，郭旭升体会颇深。为探准这个‘大粮仓’，几年来，中石化通过学习国外页岩气勘探开发的理念和经验，跳出常规思路，开展页岩气测井模型建立及解释、地震资料综合解释、页岩气富集研究，逐步摸清页岩气的富集和保存规律，发现涪陵地区焦石坝区块整体保存条件较好，海相龙马溪组页岩层稳定性好，是保存完整的“大棉被”。

通过不断的基础研究和实践，经过严密的选区、钻探、产能评价，终于在2011年底，他们完成了第一口海相页岩气参数井焦页1HF井的论证，由此打开了海相页岩气勘探新领域。2012年11月28日，焦石坝地区实施的第一口页岩气井——焦页1HF井钻获高产页岩气，取得了商业页岩气战略性突破。

至此，以焦页1HF井获得商业页岩气为标志，中石化乃至中国页岩气开发取得了历史性突破，从此进入高速发展阶段。2013年，国家能源局正式批准涪陵页岩气田为国家级页岩气产能建设示范区。

涪陵地区页岩气的历史性突破，对中石化而言，既是机遇，更是挑战。而如何实现持续稳产是对中石化的一大考验，也是人们最为关心的问题。

2013年上半年，中石化在焦石坝地区完成了600平方千米的三维地震，部署实施了3口评价井和17口开发试验井，这轮新部署井都已钻遇优质页岩气层或高产页岩气流，基本落实了焦石坝主体优质页岩气藏。勘探南方分公司页岩气专家张汉荣说：“焦石坝页岩气田的发现和丁页2HF井的突破，解禁了整个川东南1000多平方千米的页岩气勘探面积，焦石坝龙马溪组海相页岩气这个大仓库，正在逐步扩容。”

江汉油田副总经理胡德高告诉记者：“截至4月10日，已开钻62口，完钻33口，完成试气投产的23口均获高产气流，完成10亿方/年的集输工程、11座地面集气站的建设，建成10亿万/年的生产能力，日销售200万方/天，为下一步供气做好了准备。”

撬开地下气库大门

页岩气井与普通天然气井不同，技术含量要求更高，而且与北美页岩气田相比，中国南方海相页岩气层多具地表条件复杂、活动性强、埋藏深等地质特点，从国外直接引进的技术在实际应用中常常“水土不服”，技术一度成为中国页岩气发展的掣肘。

“焦页1HF井虽然实现了页岩气勘探的重大突破，但要实现商业开发，可没少难为我们。”江汉油田涪陵页岩气分公司副经理刘尧文不无感慨。

水平井钻井技术和压裂技术是决定页岩气开发的关键。钻机要从地面打到页岩气层，再在页岩气层水平穿行1000多米，钻头要在几千米深的地层中找准靶点，犹如鼹鼠在地下找粮洞。

处在崇山峻岭之中的焦石坝地区，地表条件复杂，溶洞多、暗河多、裂缝多，浅层气多、地层出水，易发生井漏、井喷。刘尧文介绍，水平井钻井最难也是最关键的，就是要确保斜井段下靶点、水平段最终点均落在优质页岩气层上。钻探焦页1HF井时，由于没有可靠的地震剖面和二维测线，井眼控制轨迹完全靠“摸石头过河”。

针对地质的复杂性和难以预见性，技术人员经过反复论证试验，形成空气钻、泡沫钻、清水钻PDC+螺旋复合钻等优快钻井技术系列，成功探索出优化设计“三段式”井身结构方案，长水平段定向技术以及油基泥浆体系下的固井技术，顺利完成钻井施工。

长水平段多级压裂技术是非常规页岩气开发的关键技术，地质研究到钻完井、试气集输的整个施工过程，压裂是临门一脚。江汉油田改变以往压裂的思路和做法，摸索出适合焦石坝地质特点的压裂工艺，形成了“主缝加缝网”的压裂工艺和三段式压裂液体系、三组合支撑剂体系，有力提升了压裂质量，撬开了“气库”大门。

为实现高效快速勘探开发，他们还创造性地利用国内首台轮轨式钻机开展“井工厂”模式钻井试验，采用类似工程流水线的作业方式，优化组合施工工序。

离开焦页1HF井，我们立即赶往重庆棊江区的丁山地区，一路上山路崎岖险峻，特别是到井队的几公里路，这是工人们自己开的土路，想平稳坐在车里都是一件困难的事。经过四个多小时的颠簸，终于到达了目的地丁山构造。这里是中石化继焦石坝地区之后的新的页岩气开发阵地，这样的地形条件无疑也增加了开发的技术难度。

丁页2HF井是国内第一口埋藏深度超过4000米的超深页岩气勘探井，地质结构复杂，属典型的“三高”（高温、高破裂压力、高施工压力）深井，存在多套压力系统，主力气藏埋藏深，存在定向困难、井眼轨迹精确控制、水平井压裂难度大等诸多世界级难题。

郭旭升说，为啃下这块“硬骨头”，勘探南方分公司组织最精干的力量进行技术攻关，通过调整钻井参数，使用地质导向、优选钻头工具等方法，顺利完井，开创了国际超深页岩气井的先河，为更深层页岩气勘探开发奠定了基础。

正是依靠边实践边攻关，“摸着石头过河”的理念，中石化通过消化吸收、自主研发，已形成3500米以内的页岩气勘探开发配套技术系列，最长水平段达2130米、最多压裂段数26段，为实现页岩气经济有效开发提供了技术保障。

关键设备实现国产化

如果说技术决定了页岩气勘探开发的基础，那么装备作为技术的实现手段，在很大程度上则决定了页岩气勘探开发的效率和成本。由于我国非常规油气勘探开发起步较晚，设备研制和开发相对滞后，也是制约我国页岩气产业发展的一个障碍。

有业内人士称，涪陵页岩气田的开发建设不仅开启了我国页岩气商业化时代，而且促进了国产压裂设备和完井工具等非常规油气勘探开发装备的国产化进程。

离开焦页1HF井，我们又来到焦页30号平台井组，十几台压裂车正整齐有序地在井场进行压裂施工，这里是国内首次“井工厂”模式现场。

“这是中石化自己研发的压裂车。”江汉石油工程公司西南项目管理部主任张良万自豪地告诉记者。

为打破国外公司在关键设备上的封锁和降低开发成本，中石化石油工程机械公司针对3500米井深的压裂工艺和工具装备等瓶颈，成功研制出具有自主知识产权的3000型压裂车，满足了“连续施工、大负载、长时间”的压裂需求，确保在山区环境条件下能够实施大型压裂作业。设备各项指标达到设计要求，技术水平、安全可靠性和自动化水平大幅提升，特别是高压系统检测设备、气密封检测设备的研发生产，为深层页岩气开发提供了压裂装备保障技术水平，有效实现了安全可靠性和自动化。目前该压裂车已在焦石坝地区批量使用。

采访中，郭旭升给记者讲了这样一个小故事。实施泵送桥塞对气井进行射孔是压裂施工中的重要一道工序，而泵送易钻电缆桥塞是压裂施工中唯一需要进口的装备。在丁页2HF井的一次施工中，桥塞突然发生了故障，严重影响施工安全和进度。当时，请了世界著名公司的专家进行现场诊治，遗憾的是，专家最终也没能解决这个问题。

江汉油田公司由此萌发了自主研发泵送易钻电缆桥塞的念头，目前已取得成功，而且现场试验表明与国外水平相当，具备工业化应用条件。

郭旭升说：“正是这一项项关键设备的研发成功和技术进步，使得中石化页岩气勘探开发的关键设备绝大部分都实现了国产化，让我们有信心把大粮仓里的粮食一担担地挑出来！”