又一高端油气技术被攻克！中国石油这家公司的创新欲怎么这么强？

　　事关石油行业未来发展，一个全新的油气时代正在来临。
　　日前，国家能源局组织召开了2022年大力提升油气勘探开发力度工作推进会，动员中国石油、中国石化、中国海油等国内油气生产主体，大力推动油气相关规划落地实施，以更大力度加大勘探开发投资。
　　这其中，非常规资源的加速开发再次被提到了关键位置。
　　巧合的是，刚刚过去的7月，国内＂三桶油＂无一例外，全部在非常规领域取得重大突破。
　　以中国石油为例，在中国石油天然气新增探明储量评审视频会上，长庆油田青石峁气田新增天然气探明储量正式通过自然资源部审查，标志着宁夏首个千亿方致密气大气田的诞生，这也是鄂尔多斯盆地西缘近三十年来最重大的勘探发现。
　　回溯过往，一路走来，千亿方致密气、千亿方页岩气、10亿吨级页岩油……非常规油气资源的频频发现，以及国家顶层设计的重视，正揭示一个飞速发展的非常规油气时代的到来。
　　01
　　中国油气开采加速迈向非常规时代
　　谈起非常规油气开发，中国石油业最初的代名词可能更多的是追赶者。
　　在大洋彼岸，美国得益于大型水力压裂技术的突破，20世纪90年代末开始大规模开采页岩气资源。短短十年间，美国页岩气产量从2000年的110亿立方米提高到2009年的824.6亿立方米。借此，美国天然气产量超过了俄罗斯，一跃成为世界第一大天然气生产国。
　　页岩气的突破仅仅只是一个开始。 2010年，伴随水平井多段压裂技术的突破，美国页岩油顺势崛起，产量突飞猛进。2021年，美国页岩油平均产量已经高达720万桶/日，约占本国原油总产量的64%。
　　实际上，不只是美国页岩革命。21世纪以来，全球非常规油气勘探开发取得了一系列突破性进展，包括加拿大油砂、委内瑞拉重油、澳大利亚煤层气……
　　而相较于国际市场，中国非常规油气研究和开发起步较晚，开发初期困难重重。
　　以页岩气勘探开发为例，当时由于缺乏地质资料和开发实践经验，国内只能与国际石油公司合作探索，直至＂十二五＂期间，国内学者才初步建立起了页岩气勘探开发理论技术，这比北美地区晚了整整一二十年。
　　2010年，中国石油才钻下了第一口页岩气井——威201直井，拉开页岩气自主创新发展的序幕；2012年，中国石化焦页 1HF 水平井试获20.3万立方米/天的高产工业气流，发现了我国首个大型页岩气田——涪陵页岩气田。
　　如今，经过10余年的攻关探索，中国非常规油气开发的＂困境＂隐隐发生了转变，贴在身上的各种标签也渐渐褪去。
　　川南页岩气田井场
　　今年6月，在中国石油和化学工业联合会科技成果鉴定会上，中油测井自主研发的＂先锋＂桥射联作技术被认定达到国际领先水平 ，成为国内非常规油气开发技术取得突破的代表之一。
　　除了技术进步，就实际勘探开发效果而言，中国非常规油气也实现了质的飞跃。
　　当前，我国已成为继美国、加拿大之后第三个完全掌握页岩气开发成套技术和实现页岩气商业开发的国家，页岩气产量从2013年的仅2亿立方米左右，增长到2021年的230亿立方米。
　　对比页岩气，国内致密气的开发步伐更加超前。 2012年，我国致密气产量已超过300亿立方米，占全国天然气产量的1/4以上。截至目前，我国建成了以鄂尔多斯盆地苏里格、四川盆地川中、松辽盆地长岭为代表的致密砂岩大气区，成为我国天然气生产的重要主体。
　　数据显示，2021年中国致密气、页岩气、煤层气的产量占国内天然气总产量的44%。未来一段时间，非常规天然气将成为产量增长的主力军，2030年占比有望超过50%。
　　可以说，从定位上，我国油气勘探开发已经实现从常规油气向非常规油气的跨越式发展。
　　02
　　因技术而加速
　　世间从来没有轻而易举的成功，有的只是厚积薄发的沉淀。
　　美国页岩革命的成功，离不开水平井钻井技术、水力压裂技术的突破，中国油气开采短短10余年间加速迈向非常规时代，同样离不开经年的技术累积和核心科技的自立。
　　以在油气开采过程中较为常见的射孔技术为例，对于常规油气田的开发，只要将射孔枪下至预定深度，通过一次点火，射孔弹射穿油气井的套管和水泥环，就可以建立储层和井筒之间的油气流通通道。
　　可是，这种常规射孔技术却不适用页岩油气等非常规油气的开发。
　　通常，非常规油气的储层像磨刀石一样致密，储层内油气流动性差，只有通过大规模多级压裂改造才能获得较好的采收率。为了配合多级压裂，需要先对地层进行桥塞分段，紧接着进行射孔分簇，以便每一次压裂的能量都能集中在一＂段＂地层上，达到逐个击破的效果，这种将分簇射孔及桥塞分段两项工序整合在一起的工艺被称为桥射联作技术。
　　直到今天，桥射联作技术依然是页岩油气、致密油气等非常规油气规模效益开发的关键手段。
　　可是，时间回到2009年之前，当时这种技术被少数西方巨头所垄断，国内属于空白，非常规油气井的射孔作业只能花费高价交给国外来做。
　　桥射联作施工工艺
　　一直到2009年，中油测井开始自主研发桥射联作技术，科研团队在完全没有任何借鉴的情况下，从实验室设计到现场应用，一点点摸索，尝试在水平井内由一级点火变成两级点火，逐渐增加至多级点火，并逐一融入桥塞坐封等工艺，打造出了国内首套桥射联作技术——＂先锋＂桥射联作技术 。
　　2010年7月，中油测井桥射联作技术在中国第一口页岩气井威201井完成首秀，日产气达2000立方米。至此，中油测井桥射联作技术算是真正打破国际垄断，更是将国内市场原先高昂的桥射联作作业成本＂打＂了下来。
　　颠覆平庸，在技术上持续精进。2012年2月，中油测井在富顺—金秋反承包区块与壳牌中国公司迎来第一次合作，研发团队结合区域地层特性，运用＂先锋＂桥射联作技术，不仅圆满完成4个层位的射孔作业，获得优质产气效果，更是将作业方要求的下井次数减半。
　　一战成名天下知，中油测井的＂先锋＂桥射联作技术获得了越来越多的市场认可，雪佛龙、中国石化等公司纷纷抛来橄榄枝。自此开始，国内掀起了非常规气藏开发的热潮，蹚出了一条非常规气藏勘探开发的新路。
　　03
　　今非昔比的中国石油业
　　从常规油气到非常规油气，从中国陆相贫油到全球前5大原油生产国，中国石油业早已今非昔比，不再只是追求＂能做＂，而是趋向于＂做好＂。
　　过去几年，伴随非常规油气勘探开发的深入以及国际油价的起起伏伏，中国石油、中国石化、中国海油等国内油气生产主体，开始全面推动资源勘探开发的提质增效。
　　挑战之下，已率先掌握＂桥射联作＂技术的中油测井，没有躺在历史的功劳簿上，而是选择继续对＂先锋＂桥射联作技术进行升级换代。
　　2018年年底开始，中油测井研发团队潜心攻坚，本着提升射孔作业能力、时效、效果的原则，对桥射联作技术系列进行大规模改造。
　　终究功夫不负有心人！2021年底，中油测井研发团队打造出了以＂地面模块化装配、井口快速换装、全井筒高效输送、等孔径多簇射孔＂为特色的桥射联作技术2.0，将国内桥射联作技术提升至国际领先水平。
　　国内首套模块化分簇射孔器
　　这其中，中油测井创新研发的模块化分簇射孔器、插拔式射孔快速连接井口装置、速装桥塞坐封工具、电动液压坐封工具，以及全井筒高效输送等技术，使得作业更安全、操作更简单，桥射联作实现全工序提速提效。
　　以模块化分簇射孔器为例，该射孔器采用国内首创的无导线触点式设计，将每簇射孔器21个部件优化为6个模块单元，缩短选发模块长度90%以上，电缆一次下井射孔能力由20簇提升至100簇，实现分簇射孔器＂搭积木式＂快速装配，节省装配耗时60%以上 ，从根本上解决了常规分簇射孔器连接导线多、装配易出错、下井管串长等技术难题。
　　目前，中油测井攻关设计了73型、80型、89型等五种型号的模块化分簇射孔器，最高承压指标及种类均达到国际领先水平，可满足川南、长庆、新疆等非常规油气区块不同工况下多簇压裂改造的高效实施。
　　不仅仅是射孔器材和工艺的升级，中油测井研发团队还不断创新完善技术体系。
　　射孔地质工程一体化应用平台界面
　　经过5年多的探索，中油测井研发团队成功开发出全球首套具备射孔全工序优化设计能力的射孔地质工程一体化应用平台 ，平台根据油气井的地质条件、油藏特征、井筒环境和压裂需求，智能模拟优化射孔方案和射孔参数，为每一口井＂量身定制＂射孔器材和施工工艺，保障油气田增储上产。
　　正是攻克一系列技术难题，中油测井打破瓶颈走在了行业前沿。
　　04
　　创新打开油气新天地
　　坚持技术创新，让中国非常规油气勘探开发之路越走越宽！
　　美国能源信息署（EIA）2015年发布的评估报告显示，我国非常规油气资源丰富，页岩气技术可采资源量31.6万亿立方米，位居全球第一；页岩油技术可采资源量43.52亿吨，位居全球第三。
　　川南地区不同埋深资源量饼状图
　　这其中，可动用开发的高成熟度页岩油以及绝大多数页岩气资源均位于盆地深处。以川南地区为例，该地区埋深小于3500米的页岩气资源量约为1.3万亿立方米，仅占总资源量的13.5%，而埋深3500米以深的页岩气资源量约为8.3万亿立方米，占地区总资源量的86.5%。
　　以往，这些深层非常规资源难以开发动用，如今，在技术的加持下有望逐步被撬动。
　　秉承＂为甲方创造价值＂的理念，中油测井针对川渝页岩气、新疆页岩油开发逐渐转向深层的现实，研发推出了深层桥射联作技术，可有效保障井深8500米、井底温度175摄氏度、作业压力175兆帕的深层水平井的安全施工。
　　目前，中油测井升级的深层桥射联作技术，已成为川南地区泸州、渝西区块深层页岩气开发的技术利器 。以埋深超过3800米、井温超过140摄氏度的X203Y6A平台井为例，中油测井深层分簇射孔平均单段作业时效2.7小时，支撑了日均施工3.24段、单日最高施工5段的高效压裂施工，创造了川南深层页岩气井桥射联作的新纪录。
　　与此同时，为了提升压裂改造效果、提高资源动用率，中油测井还研制出了等孔径射孔技术，将孔径标准偏差由31%降低至6%，提高了射孔孔眼的一致性，能够保障各射孔孔眼压裂时均衡进液，提高储层改造效果。
　　源于专业，中油测井等孔径射孔技术自推出以来备受客户认可，成为川南页岩气、致密气开发的标配技术。 在1000余井次的应用实践中，等孔径射孔技术平均降低射孔孔眼摩阻8%以上，降低施工压力和破裂压力5%以上，提高注液量和加砂强度6%以上，为非常规油气藏的高效动用创造了孔道条件。
　　技术创新赋予行业底气，多年来的技术发展让非常规油气藏的勘探开发被寄予厚望。
　　各大油气田规划显示，到2025年，大庆油田页岩油年产量将达到100万吨以上；长庆油田页岩油年产量将超过300万吨；西南油气田页岩气产量将超过220亿立方米；青海油田将力争建成百万吨页岩油开发示范区；胜利油田将建成页岩油年产能100万吨，在45美元/桶的油价下实现效益开发……
　　创新不停，发展不止！中国非常规油气开发攻克了一道道难关，俨然闯出了一片新天地。