页岩气开发呼唤技术装备革命

　　[中国石化新闻网2012-03-26]3月19-21日，第十二届中国国际石油石化技术装备展览会举办，页岩气成为石油石化界人士关注的焦点。2005年以前，页岩气在美国能源构成中比例相对较小，10年以前更是微乎其微。2005年，美国页岩气革命使其能源构成发生巨大变化，也使美国逐渐摆脱对国外油气资源的依赖。

　　美国页岩气的成功开发，主要源自技术的发展。非常规油气资源与常规油气资源的生成条件和特性不同，这就决定了非常规油气资源不能够通过常规手段进行勘探开发，而需要新的突破性技术做支撑。

　　非常规资源需要非常规技术

　　"页岩气的开发有两个关键，一是必须应用水平井，二是必须进行压裂，人工形成一个新的空间。"贝克休斯北亚区销售总经理胡泊总结道，美国页岩气勘探开发进行了30年，经验就是这么两条。

　　对于页岩油气勘探开发，常规的评价方法已经难以担负使命。页岩气要想真正实现商业开采，还需要一定的指标，而数据的确定，有赖于新型的测井装置。

　　页岩油气开采要钻出高难度的水平井，这对新型钻机的要求大大提高。常规油气资源的水平井钻井可以通过定向马达或螺杆实现，如果要开发页岩油气藏，这些常规装置虽然能够起到一定作用，但效率太低，而页岩油气藏要实现商业开发，必须达到两个标准：低成本与大规模。

　　为了提高定向钻井的速度，需要有新的或者革命性的工具。目前，页岩气开发用得最多或者用得最好的是旋转导向工具。旋转导向工具能够连续不停旋转并且钻出来的井平滑、完整。

　　除了对测井装置和钻井工具很挑剔外，页岩气开发对完井技术的要求也很苛刻。压裂改造是页岩气开发的核心。页岩油气田在没有进行压裂改造之前，没有任何商业开采价值。

　　2003年，在美国油田服务市场中，压裂作业的市场份额很小，大概只有200亿美元左右。到了2010年的时候，这个数字增加到400亿美元，2011年达520亿美元左右。

　　压裂技术特别是大型压裂技术是页岩油气田开发或者商业开采关键中的关键。页岩油气压裂对设备的要求非常苛刻。设备首先必须要能够承受大排量高泵压带来的压力，其次要能够精确评价压裂效果，这就需要更精准的压裂检测技术。

　　压裂检测有两种：第一种是常用的微地震检测，通过压裂检测过程中间岩石错列；第二种是光线一体化温度压裂检测技术。采用后一种新技术，除了可以获知压裂发生的空间位置外，还能判断压裂液到了什么地方、出气还是出油。

　　规模决定经济性

　　页岩气要进行经济性开发，规模也是关键因素之一。页岩气开发初期的产量比较高，但递减速度非常快。想要进行有规模的开采，就需要大量阶梯井对整个油田进行经济开发。

　　另外，由于页岩油气藏需要人工进行改造，不成规模的开发难以最大限度地把油气开发出来，这时候就需要一种和传统丛式井不同的新型开发方式，通过成规模的井来对地下油气藏进行有规模、有体积的改造。

　　"规模是美国页岩气能够成功进行商业开发的关键因素，通过升级装备来提高技术效率尤为关键。"胡泊介绍说，按照规模化的要求，中国的页岩气开发对成套钻井装备需求急迫且数量巨大，这些装备包括高端电测和水钻钻井工具、电测过程中间核磁和矿物测井工具、高造斜率旋转导向钻井装置、套管井及裸眼井分段压裂完井工具以及大型的压裂设备。

　　美国页岩气的技术创新和商业化主要由中小公司推动，大公司在相对成熟阶段则推动页岩气向规模化方向发展。美国主要页岩气开采技术都源自中小型能源、技术公司，一项技术从研发到商业化应用甚至会经历数个公司间的更替。中小公司实现技术突破和商业化应用后，大公司在长期性和投资能力上更有优势，其后期介入能够将页岩气市场迅速规模化。

　　目前，我国页岩气开采的技术装备已有一定基础，在钻机、压裂车组、井下设备等装备制造方面已有较强的技术实力和生产能力，国内公司的钻井设备已批量出口到美国用于页岩气开发。国产大马力压裂泵机组也有效解决了效率低和成本高的难题。同美国的差距主要表现在系统成套技术和一些单项配套技术设备方面。

　　对外合作与自主创新两条腿发力

　　页岩气作为新的能源领域，研究和开发并非易事。受勘探开发理论和技术等瓶颈的制约，目前，国际上除了美国对页岩气大量商业化开发利用外，其他国家仍处于研究开发阶段。

　　美国已掌握了从气藏分析、数据收集和地层评价、钻井、压裂到完井和生产的系统集成技术，围绕页岩气开采形成了一个技术创新特征明显的新兴产业，并已开始向全球进行技术和装备输出，也催生了一批国际领先的专业服务公司，如哈里伯顿、斯伦贝谢、贝克休斯等。

　　在我国，国家已将页岩气摆到能源勘查开发的重要位置，国民经济和社会发展"十二五"规划明确要求"推进页岩气等非常规油气资源开发利用"。我国页岩气资源丰富、分布范围广，适合于规模化勘探开发，但地质条件复杂、类型多样，在勘探开发技术上与先进国家还有很大差距，需要加快攻关和创新。目前勘查开发刚刚起步，进入快速发展阶段还需要时间。

　　专家建议，眼下应当抓紧做的事情是，加强页岩气领域的国际交流，加强与国外有实力公司的合作开发，引进先进理念与开发技术，加强基础理论和关键技术的研发，建立适合中国特点的页岩气基础地质理论体系，研发适合中国页岩气地质特征的水平井、多段压裂技术等。