(特別喜歡這幾句:以前,美國控制向中國出口那些鋼管,因為中國造不出來。現在,美國人搞反傾銷,不讓中國產的鋼管出口到美國,因為國產的鋼管太便宜了。)
重慶山區玉米地里打出來的大慶(圖)
姚樹潔 2014-09-29
01:12
上世紀60年代,美國人開始研究頁岩氣。中國在2006年,也開始對全國各地的山區進行了地毯式的搜索。兩個石油巨頭,出動了龐大的探測大軍,經歷了無數次失敗以後,於2012年11月28日,在重慶市區東面200多公里遠的涪(Fu)陵地區,成功地打出了中國第一口頁岩氣井,最大出氣量每天20多萬立方米。
第一口井的成功,迅速揭開了中國頁岩氣商業性大開發的序幕。在短短不到兩年的時間裡,涪陵地區近300平方公里的玉米地里,已經打出了100多口頁岩氣井,40口開始正常生產,日產量高達330萬立方米,等於一個江漢油田的年產油量。
按照計劃,涪陵頁岩氣開發區的頁岩氣年產量到2017年,將突破100億立方米大關,等於年產石油1000萬噸,躋身於特大型油田的行列,可以與大慶油田媲美。
九月的重慶天氣,小雨,有點悶熱。路上交通依然擁堵,重慶大學經濟與工商管理學院經濟系的10多位老師,利用周末的時間,不辭勞苦,坐着中巴車,從早上不到8點就開始出發,到了中午時分才靠近目的地。
本地的一位校友是負責頁岩氣開發的區委領導老夏,他到半路迎接我們,一同坐車進入頁岩氣開發區。老夏談起頁岩氣,就情不自禁的跟車上的老師聊了起來。我當時有點暈車,剛開始還沒有注意他是誰,後來,一聽到他大談頁岩氣,我的精神也上來了。
這位領導對頁岩氣的開發已經非常“內行”,他所使用的專業術語,加上重慶的口音,使我很難聽清楚。因而,我不時要求他用能夠聽懂的言語,來表達他所要說的技術問題。在沒有見到頁岩氣井之前,老夏已經讓我們對頁岩氣的開採,有了比較全面的了解。
汽車終於到達頁岩氣開採指揮部,我們肚子餓了。根據八項規定,我們先吃了便餐,與中石化江漢油田屬下的涪陵頁岩氣開發公司的黨委書記老余,以及負責鑽井和機械裝置的兩位副總工程師一起交談。
在初步的交流中,我們把一些基本的技術問題搞清楚了。首先,在涪陵地區,頁岩氣的埋藏深度一般在2400-6000米的地下岩體裡面。而在美國,由於地貌和頁岩氣的形成規律不同,那裡的頁岩氣一般埋在600米深的岩體裡。因而,美國的頁岩氣開採成本大約5毛錢一立方米,而中國涪陵的開採成本可能要2塊錢。中石化定出來的頁岩氣“出產”價格是2.46塊錢。這個價格高於工業用氣價格,相當於目前的民用價格。所以,涪陵的頁岩氣,可以賣給重慶市燃氣公司、涪陵區燃氣公司和重慶市的一個大型化工廠。
那麼,頁岩氣的鑽井原理又是如何呢?當我們參觀中國第一號頁岩氣井的時候,眼見一個足球場那麼大,從原來的玉米地改變而成的,用水泥和磚頭打造出來的平坦地面上,一共出現了4個頁岩氣井的地面出氣裝置,其中一個就是第一號。如果沒有人幫你解釋這是什麼東西,你跟本不可能知道在這些表面非常簡單的“井蓋”地下,有多麼令人驚嘆的奧妙。
原來,在形成這樣一個“井頭”之前,工程技術人員要先打一個縱向2400米深,橫向1900米長的“L”型井。上面的井壁有三層鋼管,裡面的直徑為215毫米,橫向管的直徑為100毫米。所有鋼管的抗壓能力是1000個以上的大氣壓。
在井的底部,是有數十億年前形成的“泥岩”。所謂“泥”,就是顆粒直徑小於0.03微米。這些顆粒,通過這麼長時間的擠壓,所形成的岩體,其剛硬度就像鋼鐵一樣。要是在10年前,中國的鑽井技術,不可能在2400米的深度以後,還可以橫向再鑽1900米。
另外,如何在硬如剛鐵的岩石里,把分布在無數毛細管大小縫隙里的頁岩氣,變成氣流,從地下深處,流出地面?
如果說鑽橫向井是采頁岩氣的第一難關的話,那麼,下面的環節,更是讓我們這些“外行”,感到五臟六腑的震撼。
工程師們,把上面說的水平管道分成90厘米長為一段的若幹個節段,從最後的節段開始,打開許多直徑數厘米的小孔。在地面,10台水壓車同時工作,每台水壓車的發動機3000馬力,發動機的所有功率,用於抽水,然後10台機子同步打向一個直徑只有215毫米的鋼管,直接打入上面說的縱向井的鋼管裡面。這個時候的壓力達到了900個大氣壓,水的力量,完全可以擊穿任何普通的鋼管。大家想像,在215毫米的管道,要每分鐘壓流14噸水,是個什麼樣的概念?
超高壓下的水,自然被打到了橫向管的最末端。因為前面的那90厘米的鋼管已經被提前打了許多小孔,高壓水流從無數的小孔被擠出,由於壓力巨大,水強行“擠”入了岩體!在水裡面,加上三種不同直徑的石英細沙,還有一些潤滑劑以減少石英沙深入岩體的阻力。在很短的時間內,2000多噸水,60多噸沙,就被10台壓水機給打到了岩體裡,形成了左右300多米,上下60多米的“粉碎性”岩體,這個岩體,是被水給震裂,然後被塞進了細砂,使岩體裡面的頁岩氣,能夠沿着細砂所支撐的微細管而流入管道。
打完了第一個90厘米的橫向鋼管,就必須把這個節段的管道堵住,否則,頁岩氣就開始外冒了。堵住第一節段鋼管的東西,就像一個陶瓷的“火花塞”。工程師才可以如法泡製,對第二個節段進行打洞、壓水、壓沙,從而“擊碎”第二節段的岩體。不斷重複,直到橫向管1900米周圍的岩體都被“擊碎”、“滲水滲砂”,再把裡面的所有“陶瓷火花塞”全部擊碎,因此,所有的頁岩氣就大量的湧入原來的橫向-縱向管道而流出了地面。
頁岩氣的流量可以通過閥門調節。由於目前的管道系統還沒有建設完備,涪陵地區的頁岩氣出氣量,不僅每個井要受到控制,而且,所有的井加起來,總流量也要受到控制。一般一口井的日流量是10萬立方米,大的多達30萬立方米,小的6萬立方米。第一口井每天都控制在6萬立方米,到目前為止,該井的總產量已經超過4千萬立方米。
最後一道工序就是頁岩氣的“過濾”。從井裡流出來的氣體,有1%左右的水份。為了把水脫掉,讓最後賣給產家的氣體是乾淨的,所有的氣體都要集中在淨化工場進行淨化。我們參觀的一個淨化工場,淨化能力是每年10億立方米,剛好是目前的頁岩氣產量。隨着頁岩氣產量的迅速提高,旁邊正在建設一個年處理能力30億立方米的淨化場。
我們看到的所有設備,包括鑽井機、抗1000個大氣壓的鋼管、壓水車、輸氣管、淨化器、頁岩氣出氣閥門,等等,我們都要問,“這是國產的嗎?”
那些老總們總是笑嘻嘻的,說“這不僅是國產的。以前,美國控制向中國出口那些鋼管,因為中國造不出來。現在,美國人搞反傾銷,不讓中國產的鋼管出口到美國,因為國產的鋼管太便宜了。”
參觀快結束了。我問余書記,“你在江漢油田戰鬥了30多年,你認為我國這30年來在勘探、採掘方面,最讓你難忘的技術進步的前三個重要領域是什麼?”
余書記說,“10年前我國的一口井,如果是一年才能鑽下來的話,現在2個月,就輕鬆的拿下。10年前,橫向鑽井,最多就是300米,現在可以超過2000米。那些壓水車,以前也有,可是馬力只有300匹,現在3000匹出來了。這裡的許多技術,是因為開採頁岩氣的需要,我們才發展出來的。工藝過程是美國人發明的,可是,我們很快就學會,而且,所有的設備,我們都能製造,所有的工序,我們都能自己完成。”
中國的工業化革命,需要大量的能源。我到了敦煌,那裡大力發展光伏和風能,到了重慶,這裡大力發展頁岩氣。這些都是為了尋找彌補石油的短缺,為了降低對煤炭的過度依賴。
然而,在短期內,中國的石油進口依賴度超過60%,每年近3億噸的進口。全國5萬多億度的發電量,依然有80%還要靠煤炭。
化石能源不但會枯竭,而且還造成巨大的污染。光伏、風能、水電、核電的數量都是非常有限的。頁岩氣到目前為止,只有涪陵是開始規模化的生產,可是就算到了2017年,年產達到100億立方米,相對於中國巨大的能源市場來說,依然是滄海一粟。
也就是說,沒有一種可替代的能源可以解決中國中短期內的能源饑渴。然而,我看到頁岩氣和太陽能的技術進步,卻為中國未來的發展充滿了一種希望和想象力。希望未來數十年的社會經濟發展,在技術不斷進步的推動下,能源問題不再是一個糾結的問題。
當然,在未來沒有確定之前,我們不僅要開發生產,更重要的是,要改變消費理念,提高生產能耗效率。
從地方的角度考慮問題,涪陵的頁岩氣生產,可以給重慶市帶來巨大的經濟效益,也為解決局部的能源需求,做出巨大的貢獻。
最後,讓下面的打油詩來結束這個博文。
渝州玉米地,遍布涪陵丘;鑽機縱橫入,井工創奇蹟;沙水穿岩體,頁氣淨歸流。
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