網(wǎng)易：高德利院士：人類已經(jīng)進入石油天然氣難開采時代
發(fā)布時間:2020-01-22 | 來源：宣傳部 | 瀏覽量：
都說“工欲善其事，必先利其器”，對于石油,、天然氣的高效開采來說,，鉆井技術(shù)就是其中不可或缺的基本手段或“重器”，中國的鉆井技術(shù)究竟怎么樣？在鉆井技術(shù)和設(shè)備方面有哪些卡脖子技術(shù)？油氣開采會引發(fā)地震嗎？網(wǎng)易新聞采訪了油氣鉆探與開采專家,、中國科學(xué)院院士、中國石油大學(xué)教授高德利,。
（一）只要經(jīng)濟和社會還在發(fā)展,，對能源的需求就會不斷增加
網(wǎng)易新聞：對于一個國家來說，怎樣的石油天然氣進口,、自產(chǎn)比重是合理的,？
高德利院士：這也不是特別絕對的，有人說超過60%就不得了,，那要看你的掌控能力,，看整個世界的和平穩(wěn)定（程度），包括國際貿(mào)易,，這些都有關(guān)系,，比如你想進口，但人家不賣或運輸通道受阻,，那就麻煩了,，所以這是相對而言的。
當(dāng)然,，現(xiàn)在我國超過70%靠進口,，如果世界安全形勢出現(xiàn)不穩(wěn)定，或是國際貿(mào)易有障礙,，那就對我們不利了,，所以相關(guān)底線應(yīng)根據(jù)實際情況來考量。
網(wǎng)易新聞：造成中國石油天然氣長期依賴進口的原因有哪些,？
高德利院士：油氣資源量（和）把它開采出來形成產(chǎn)能,、產(chǎn)量不是一回事。
我國油氣資源還是比較豐富的,，但要把地下的石油天然氣資源探明還要不斷做工作,，即使探明了,，也還有開采問題，常規(guī)油氣資源比較容易開采,，但更多的油氣資源屬于非常規(guī),、深層及海洋深水區(qū)等難開采油氣儲量。現(xiàn)在,，我們已經(jīng)進入了難開采油氣時代,，必須通過技術(shù)突破才能做到經(jīng)濟有效的開采。當(dāng)然,，全球油氣行業(yè)也基本如此,，普遍面臨著難開采油氣問題的困擾。
另一方面,，我們經(jīng)濟社會發(fā)展了，人民生活水平不斷提高,，對能源消費就必然有相應(yīng)的增加,。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活想要改善要提高,，就會增加能源消費,，比如你想要每天生活得好，要講衛(wèi)生,、冬天暖和點兒,、夏天涼快點兒，等等,，這些都要消費能源,。毫無疑問，我國未來能源消費仍保持有增無減的勢頭,。
（二）鉆井技術(shù)就像體育比賽,，需要不斷突破極限
網(wǎng)易新聞：國內(nèi)開采油氣使用的設(shè)備目前是國產(chǎn)的多還是進口的多？
高德利院士：一般的鉆采設(shè)備,，尤其是地面設(shè)備,，基本都國產(chǎn)化了，甚至有些設(shè)備還出口了,，比如鉆機,、管材等。地面設(shè)備我們做的還是不錯的,，但到了井下的破巖,、測量、控制等設(shè)備我們?nèi)悦媾R著不少的技術(shù)瓶頸問題,。
網(wǎng)易新聞：鉆井技術(shù)的發(fā)展有哪些挑戰(zhàn),？
高德利院士：石油和天然氣都是流體,，過去常規(guī)的石油和天然氣，我們即使打一口直井,，給它一個通道它就流出來了,，這類油氣藏的儲層壓力高、滲透率也高,，地下的油氣比較容易流到井里來,。然而，對于非常規(guī)油氣資源而言,，就面臨著難開采問題了,，如頁巖油、頁巖氣等,，石油或天然氣的流動性很差,，甚至難以流動，必須要打水平井,，還要對水平井進行大規(guī)模的分段壓裂,，也就是需要通過人為地工程改造讓地下的油氣流動起來，這樣的技術(shù)要求就高了,，工程作業(yè)的費用也高了,，甚至后續(xù)還要進行類似的重復(fù)改造作業(yè)，這就增加了難度,。
通常說“上天”難,，其實“入地”更難。鉆井,，一是要滿足井眼軌跡的目標(biāo)要求,，怎么把它打中、打成,，還能在它的生產(chǎn)使用過程中保持完整性,，技術(shù)要求是很高的；同時還要打得好,，能夠大幅度提高油氣田的單井產(chǎn)量及最終采收率,，把地下找到的石油和天然氣最大限度地開采出來，鉆井是關(guān)鍵技術(shù)之一,。
同時,，還要打得遠，現(xiàn)在有些地方是生態(tài)核心保護區(qū),，底下有豐富的石油天然氣,，你怎么把它弄出來？在保護區(qū)那個地方是不允許工程作業(yè)的,，而那么多石油天然氣又是我們所需要的,，怎么辦,？我們可以從距離保護區(qū)很遠的地方（如10公里以外）進行鉆采作業(yè)，使保護區(qū)底下的油氣資源也可以得到開發(fā)利用,，這就需要實施大位移鉆井工程,，它是挑戰(zhàn)定向鉆井極限的前沿技術(shù)。
在大位移鉆井作業(yè)極限方面,，我國已超過8公里水平位移了,，國際上超過11公里了甚至更遠了。在海上油氣田,，或陸地上也有越來越多的油氣田（如四川盆地的頁巖氣田）,，必須放射性地打叢式井，使基于同一個作業(yè)平臺的油氣田開發(fā)控制面積不斷擴大,；還可以采用多目標(biāo)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井,，如多分支井等，也就是只有一個主井筒,，而到了油氣藏可以有多個分支井（就像多彈頭導(dǎo)彈一樣）,。所有這些復(fù)雜油氣井工程，都對大位移鉆井技術(shù)提出了越來越多的重大需求,。
然而，我們要實現(xiàn)這種隨心所欲的大位移鉆井設(shè)計控制目標(biāo),，還得繼續(xù)努力,，相應(yīng)的技術(shù)難度很大。因為地下的鉆井目標(biāo)看不見摸不著,，實際打成的所有井都看不見,，我們看到的井眼軌跡圖線都是通過測量與計算畫出來的，具有不確定性,，都存在測量和計算的誤差,，實際上入地工程的信息化與智能化是比較難的。
我經(jīng)常對搞機器人的專家學(xué)者調(diào)侃,，你們什么時候能夠搞出鉆井機器人來就不得了,，鉆井機器人可能是工業(yè)機器人、應(yīng)用機器人里最難的,，因為要求它在一個狹小的地下井眼空間里工作,，而井眼里還充滿著復(fù)雜的多相流體甚至高溫高壓，井下工況很復(fù)雜,，如振動,、沖擊、腐蝕等,，周圍又是不穩(wěn)定巖石,，狹長井眼……你想是什么概念,？就是一個無底深淵，甚至是地獄,，別說人掉下去,，掉個東西進去再弄出來都很難。因此,，要搞出適應(yīng)井下工況的鉆井機器人是很難的,。
另一方面，我們?yōu)榱似扑楦鞣N巖石,，人們已經(jīng)把超硬耐磨的優(yōu)質(zhì)材料用在鉆頭上了?，F(xiàn)在使用的大多數(shù)鉆頭是PDC鉆頭，采用聚晶復(fù)合片材料（簡稱PDC）制作切削齒,，是一種仿金剛石的特種材料,，因此鉆井使用的鉆頭是比較昂貴的。
而且我們希望一只鉆頭下到井里以后能夠把一個井眼打完,，但目前的技術(shù)現(xiàn)狀,，一只鉆頭只能打一部分井眼，通常打一口井要使用多只鉆頭,，這樣一來鉆進作業(yè)就間斷了,，需要通過起下鉆作業(yè)更換鉆頭，把舊鉆頭取出來,，換一只新鉆頭再下到井里去,，你的鉆井周期就必然延長了，而工程費用也就增加了,。
所以,，降本增效是衡量鉆井工程優(yōu)劣的重要技術(shù)經(jīng)濟目標(biāo)，現(xiàn)在很講究“一趟鉆”作業(yè)技術(shù),，一個井筒有多層井身結(jié)構(gòu),，上大下小，每個尺寸的井眼最好“一趟鉆”打完,，也就是用一只鉆頭鉆成這個井眼,，但做到這一點并非易事。
這些都是人類挑戰(zhàn)鉆井極限的問題,，需要通過不斷創(chuàng)新研究與實踐加以解決,，就像體育比賽一樣，不斷創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄,。
（三）地震每天都在大量發(fā)生,，與油氣開采關(guān)系不大
網(wǎng)易新聞：現(xiàn)在的鉆井技術(shù)對開采地周圍環(huán)境會不會有什么影響？
高德利院士：鉆井就是圍繞井的建設(shè)與測量而實施的技術(shù)和資金密集型工程,，就是通過驅(qū)動鉆頭破碎各種地下巖石形成井眼,，井下巖石破碎會產(chǎn)生巖屑或鉆屑,，必須隨著鉆進被清理出來，國內(nèi)外都是通過鉆井液循環(huán)洗井把它清洗出來的,。
到了頁巖（油）氣,，目標(biāo)水平段都超過上千米甚至更長，打這個水平段時需要采用油基鉆井液進行洗井和保持井眼穩(wěn)定,。油基鉆井液是以油作為基液調(diào)制的,，因而具有污染性，也就是說水平段的鉆屑被油污了,，必須進行環(huán)保處理,。油污鉆屑環(huán)保處理要花不少錢，每口頁巖氣水平井甚至因此要花費幾百萬,。
網(wǎng)易新聞：中國目前處理鉆井液這塊兒的技術(shù)怎么樣,？
高德利院士：這個應(yīng)該是沒問題的，就是成本相對比較高,。
在勘探開發(fā),、工程作業(yè)里都要有環(huán)保措施，都要對流體的和固體的廢棄物進行環(huán)保達標(biāo)處理,，這不是什么新鮮事,，但現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)更大了。
網(wǎng)易新聞：頁巖油氣的開采會引發(fā)地震嗎,？
高德利院士：應(yīng)該說是有一些關(guān)系,，但是并不大。鉆井行為總體來說是釋放地應(yīng)力的,，壓裂也是把儲層巖石破裂甚至壓碎，相應(yīng)的壓裂能量也隨之耗散了,，從北美的“頁巖革命”來看好像無大礙,。有些地區(qū)的地應(yīng)力本來就高，甚至還在年年不斷增大,，一旦地應(yīng)力增大到使地下斷層扛不住了就可能自發(fā)地震了,。
地應(yīng)力不斷增大也與地球板塊運動有關(guān)，有的地方?jīng)]有壓裂,、沒有打井不也發(fā)生地震了嘛,。地震是每天大量發(fā)生的，大多使人沒有震感,，有的比較厲害了就有感覺了,，特別厲害的就有危害了?？傊?，地震很復(fù)雜,，目前還難以精確預(yù)測。
詳情見鏈接：https://dwz.cn/1rqQ0WyH
（編輯徐云飛）
