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山东地矿三院非常规油气地质勘查侧记

2017-08-10 14:29:03    来源: 中国国土资源报    作者:耿仁东 侯召溪

从新疆哈密鄯善县一路向西向北,先后在巴州焉耆县、伊犁州尼勒克县、阿克苏柯坪县和温宿县,有隶属“新疆塔里木、准噶尔外围油气战略选区调查”项目的5口油气地质调查井正陆续进场开钻。

作为传统的固体矿产勘查强队,山东省地矿局所属的第三地质矿产勘查院在今年上半年短短3个月时间里,接连中标位于新疆的5口油气地质调查井钻探工程。这不仅让许多固体矿产地质勘查单位为之一惊,也令一些油气资源勘查单位竖起大拇指。

此次中标中国非常规能源勘探领域领军者——中国地质调查局油气资源调查中心的新温地1井项目,标志着该院地质勘探成功跨向非常规能源领域,跻身国家页岩气资源普查、能源开发行列,在新能源开发的广袤天地间书写下山东地矿力量。

开创新天地——

从固体矿产到非常规油气勘查

山东地矿三院建队以来,勘查评价矿床和矿点550余处,共发现各类矿产52种,累计提交金资源量1500余吨,相继在胶东地区实现了金、铁、煤、石墨、滑石等矿种的找矿突破,练就了过硬的固体矿产勘查本领。

跨界的第一步,始于2014年。“当年开展的新疆庙煤1井钻探工程,是煤层气和页岩气综合调查项目,也是我们的第一个非常规能源勘查项目。” 三院科学钻探公司经理董海燕告诉笔者。

我国页岩气资源潜力大、分布面积广、发育层系多,一旦形成产能,将对满足我国不断增长的能源需求、促进节能减排、优化能源结构、保障能源安全和促进经济社会发展具有重大战略意义。

作为全国百强地质队,山东地矿三院看到了页岩气勘查的广阔市场,更认识到尽快摸清我国页岩气分布和储藏基础数据的重要性和迫切性。

跨界非常规能源的第一钻,地矿三院就打下了新疆非常规能源勘查第一深孔——终孔2180.18米。而后两年间,地矿三院又相继在四川、云南、重庆等地区开展多个页岩气综合地质调查井的钻探工程。2015年,四川省某页岩气钻探井项目,成功进行点火试验,标志着地矿三院向非常规能源钻探的转型初获成功。去年,云南省某页岩气钻探项目,地矿三院又创造了四川盆地页岩气孔2101.3米最深纪录。

以前入地是勘查固体矿产,而今则探获页岩气等非常规能源,地矿三院拥有的复合型钻探能力赢得了中国非常规能源勘探领域多家知名单位的认可。今年4月至6月,他们先后中标中国地质调查局油气资源调查中心、中国地质科学院探矿工艺研究所、北京探矿工程研究所、新疆地矿局等多家单位的非常规油气井钻探工程项目,开创出非常规油气勘查的新天地。

支撑新领域——

小口径钻探敢揽“瓷器活”

“其实,三院主要领导从2011年开始就提出了突破特种钻探的战略部署,研究如何开展非常规油气、干热岩等非常规能源的勘探。”董海燕说。

与固体矿产勘查相比,油气资源勘查在施工设备、工艺、技术等方面有很大差别,三院能拿下吗,底气来自哪里?

在三院院长常洪华看来,不管是固体矿产还是油气资源,都是搞钻探,三院多年锻造的小口径钻探特长让他们敢揽这个“瓷器活”。

小口径钻探是三院的传统优势,施工质量、施工技术一直位列国内第一方阵。该院施工孔深连续打破国内孔深纪录十余次,承担施工的“中国岩金勘查第一深钻”终孔孔深4006.17米,再次刷新我国小口径钻探最深纪录。此外,他们还承担了“深部探测技术与实验研究”专项中的多个科学钻探项目的施工;利用自行研制的海上钻探平台进行海上探矿钻探施工,成功实施“中国东部海区大陆架科学钻探工程”,终孔孔深2843.18米,创造了全球海洋科学钻探全取芯最深纪录。

经过两年的摸索和研发,2014年地矿三院成功拿到国家油气资源勘查资质,获得了开展页岩气、煤层气等非常规能源勘查的“通行证”。同时,三院加快设备配套和人才培育、引进力度,夯实硬基础,练就软实力。就在不久前,他们从中石化华东局石油技术学院引进了10名毕业生,后续还将引进更多人才。

融合新工艺——

探索出小口径油气钻探模式

科学界有句话叫“上天容易入地难”。油气勘查,离不开先进理论、技术和设备的支撑。页岩气赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态存在,遇到地质钻探很容易散失,而且还伴生有硫化氢等有毒气体,要做到科学、准确、安全的勘查,没有真功夫不行。

山东省地矿局钻探技术研究中心主任翟育峰说,固体矿产钻探主要目的是提取岩芯,与之不同的是,页岩气井钻探要做到随钻录井,也就是边钻探边测录油气显示情况。同时,对泥浆冲洗液要求高,不能含油,否则影响检测结果。

“页岩气钻探提取岩芯,有时间限制,取得慢页岩气散失多、影响检测准确性,三院小口径取芯的独特优势正好显现出来。” 三院科学钻探公司副经理刘治介绍,小口径取芯效率高,采取绳索取芯技术,可以实现连续取芯,减少取芯操作时间与辅助时间;取芯操作时间较短,可以满足一些保真科学实验的实施要求。“今年在重庆地区的钻探井施工中,我们是干得最快的。”他说。

施工安全,是页岩气勘查的重心。页岩气岩芯,拿打火机就能点着,白天燃烧肉眼是看不到的,当手靠近后才有灼烧感。施工现场不能抽烟,冬天不能生炉子,还要防止金属物碰撞。

“与常规金矿不同,有页岩气的地方地层不同,地层相对处于超压、负压状态,钻探当中易出现井喷。”刘治说,当时在四川施工时,钻探过程中出现压力异常,冒气可燃,还检测到硫化氢,现场紧急做了油气分离处置。

边施工边探索,边改进边提升。目前,地矿三院已探索出小口径非常规油气钻探的施工工艺和管理体系,形成了一套较为成熟的技术体系和管理模式。

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