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为了两亿人的灶台

  对我国天然气发展战略产生了重要影响,对推动我国乃至世界天然气工业的发展作出了重要贡献。

  从1月中旬开始,雾霾天气几次席卷大半个中国,再次唤起了人们对生态文明建设的反思。如何减少污染排放、更多地开发使用天然气等清洁能源,一时成为舆论关注的焦点。1月18日,中国科技大会召开,一项叫作“特大型超深高含硫气田安全高效开发技术及工业化应用”的成果,获得国家科技进步特等奖。这项技术使我国成为世界少数几个掌握特大型超深高含硫气田核心技术的国家。

  这一成果,通俗来说,解决了“川气东送”工程的源头——普光气田天然气的“脱毒”难题,为沿线亿多群众、上千家企业提供了优质清洁能源,“四川的气点燃了江浙的灶”,每年能减少二氧化碳排放1680万吨,减少二氧化硫、氮氧化物等有害物69.8万吨,相当于每年提供超过1457.16万吨标准煤的清洁能源,同时,使我国硫磺产量翻番,减少了进口,缓解了我国化肥原料紧张局面。

  我国清洁能源使用率一直比较低。2011年,世界一次能源消费结构中天然气占23.7%,我国仅占4.5%。富煤少油缺气依然是中国目前能源消费结构的基本情况,大力开发利用丰富的天然气资源,是国家能源发展的紧迫需求。

  找油气,分为陆相和海相。在中国找到和开发海相大油气田,是中国地质学家的一个梦,也是中国石油人的一个梦。世界上90%以上的油气储量,是在海相地层中发现的,而我国在海相地层中发现的储量不足10%。以李四光为代表的中国地质学家,创造了陆相生油理论,相继发现了大庆、胜利等一大批油气田。而在海相地层中寻找大油气田,虽然一直没有大的成果,中国石油工作者却在执着探索。

  由于四川盆地利于产油的地理结构,科学家的眼光集中在这里。20世纪70年代中期,我国曾实施了一项引起全国震动的“川气出川”工程。计划经过5年努力,在四川盆地组织大规模油气会战,实现四川省年产天然气300亿立方米,然后铺设长达2940公里的管道,使天然气沿长江而下,穿巴蜀,过鄂中,经江苏,直抵上海,以期望中国的能源结构能发生巨大变化,带动中国经济的发展。然而到了1980年,这项工程因为勘探没有大的发现、后继开发生产能力不足而偃旗息鼓。

  中国是能源需求大国,根据国际能源署公布的数据,随着经济发展,2010年中国天然气消费量达1072亿立方米,同比增长22.73%。根据“十二五”规划,到2015年,中国的天然气在一次能源消费中的占比将达到8.3%,这一比例相当于每年消费天然气2600亿立方米。据《中国能源发展报告(2009)》预计,到2015年及2020年,中国天然气供需缺口将达30%至40%。预计至2030年,中国的天然气消费量将占全球消费总量的7%。届时,中国将超过日本,成为亚太地区最大的天然气消费国。

  普光气田是我国目前发现的最大规模海相整装高含硫气田,截至目前已探明天然气地质储量4122亿立方米,根据我国石油天然气行业气藏分类标准,属于特大气藏。有了这个大气田,天然气就可以“出川”,能送到沿线多个城市,为那里的两亿多人提供绿色清洁能源,从而推进生态文明建设。

  为有效开发利用高含硫天然气资源,国务院将“川气东送”工程列为“十一五”国家重大工程,将普光气田作为工程的主供气源。

  发现普光气田,为“川气出川”提供了资源基础。然而,只有将勘探的资源转化成现实的产能,“川气东送”才能真正实现。

  从人类科学探索的角度看,入地甚至比上天还难。普光气田属超深、高含硫、高压、复杂山地气田,对其开发是公认的“世界级难题”。难在超深,气藏中部埋深5600米,平均钻深5974米;根据国家标准,属于超深气藏。气田地下情况复杂,地层可钻性差,钻井施工风险大,最长钻井周期为3年。难在高压,气藏平均压力为55.8兆帕;难在高酸,海相储层硫化氢含量高达15%,二氧化碳含量高达8%,集剧毒与强腐蚀性于一体,尤其令人“谈气色变”的是海相地层中高含硫化氢。1000ppm(百万分比浓度)硫化氢会令人迅速窒息死亡,而普光气田硫化氢平均含量达15万ppm。开发这样的高含硫气田,无异于闯“龙潭虎穴”,安全风险极高。

  普光气田地处四川东北部宣汉县普光镇,人口密集,地形复杂。必须万无一失!普光气田的开发者们,自主创新出特大型高含硫气田安全控制技术,管控“零缺陷、添运娱乐客服中心零容忍”,建立了四道“门闩”,形成了“技术设计无缺失、监测控制无缺位、培训演练无缺员、应急救援无缺憾”的安全控制链,对气田开发生产实行全过程、全方位、全天候安全监控管理,实现了钻井“喷不出”、作业“堵得住”、生产“不泄露”、监测“测得准”、关断“关得严”、救援“反应快”。普光气田开发建设的几年间,钻井施工、投产作业零事故;天然气集输站场、管道、净化厂泄漏监测准确率100%。

  为了提高风险防范能力,普光气田逐步完善形成了“横向到边,纵向到底”的应急预案体系,摸索出“高含硫天然气泄漏复杂山地扩散数值模型”,划定了危险区域,共设置9个基站、387个广播点,预警范围覆盖了气田周边8个乡镇的8万余人口。气田还与附近村庄,建立了三级企地应急疏散联动机制,在川东北建立了应急救援中心,拥有消防坦克、强风车等国内一流的先进装备63台,具备气防、消防、医疗救护、环境监测、泥浆配送五大应急救援功能。

  一次,强烈的雷电导致供电线路闪停,净化厂运行的部分设备失去了动力,就在这一意外情况出现的瞬间,气田的四级关断系统紧急启动,第一时间切断高含硫天然气来源,避免了事态蔓延。这次“险情”,真实验证了安全体系的可靠性。

  普光气田开发投资巨大。在这里,打一口井要花费2—3亿元,是常规气藏开发的几倍甚至几十倍。要获得高效益,还要保安全,添运娱乐官网,只有走“少打井、打高产井”的路子。而要打出高产井,对地下气藏的分布情况必须摸得准、认得清。开发者们首创的“礁滩相储层开发精细描述技术”,可以像医院里给人透视的CT机一样,理清地下气层的经脉血管,制作出的地下储层精细的三维地质模型,能像最新型的3D打印机打出的3D模型一样精确、生动。有了三维地质模型的指引,普光气田40口开发井,均钻遇优质气层,成功率100%。

  普光气田2008年投产以来,不仅为沿线多个城市提供了优质清洁能源,促进了这些地区的产业结构调整和区域经济社会发展,也使我国硫磺产量翻番,减少了进口,还为气田所在地的经济发展注入了新的活力,在气田周边建成了新农村示范区,在达州市建成了天然气化工园区,提高了当地人民的生活水平。

  为了开发普光气田,在没有可供借鉴的相关经验及技术标准的情况下,项目第一完成人、中国石化集团公司副总经理曹耀峰带领来自大型国企、科研院所和大专院校共2858人的研发团队,攻克了新中国成立以来几代石油人努力探索的高含硫气田安全高效开发难题,国际上首次成功开发了特大型超深复杂山地高含硫气田,自主设计建成了世界第二大高含硫天然气净化厂,形成了“特大型超深高含硫气田安全高效开发技术”成果,并在普光气田实现了工业化应用。

  普光气田项目跨越多个领域,涉及多个学科。该项目创新形成的五项核心技术,其中三项达到国际领先水平,两项达到国际先进水平。与世界上前三大高含硫气田主要技术指标相比,普光气田开发井成功率、腐蚀速率、天然气净化率、硫磺回收率4项主要技术指标处于领先水平。

  普光气田项目不仅成就了惠及2亿多群众的川气东送工程,而且为“唤醒”国内更多的高含硫天然气储量,开辟出了一条成功的路径,这就是:以企业为主体,整合国内外科研资源,集众家之所长,走自主创新,集成创新、引进消化吸收再创新的道路。

  而这一项目本身,无疑树立起一座巍峨的丰碑,那就是:我国特大型超深高含硫气田开发的首创,世界高含硫气田开发经典范例中的“中国样本”。

  1977年华东石油学院机械系毕业后,长期在胜利油田从事石油工程技术和管理工作。

  2001年获得中国石油大学(华东)机械设计及理论专业硕士学位。同年被评为教授级高级工程师。

  曹耀峰长期在一线从事石油天然气工程技术开发与工程建设管理工作,特别是从2006年以来,驻扎四川达州长达四年多,负责组织实施了国家“十一五”重大工程“川气东送”工程,在大规模安全高效开发超深高酸气藏领域取得了重大突破。他注重运用系统优化的思路指导重大技术开发与大型工程项目组织建设,追求经济效益、社会效益与生态效益的有机统一,重视开发与应用绿色低碳技术,探索能源工程建设管理新模式。同时组织实施了“高含硫气藏安全高效开发技术”、“大型高含硫气田开发示范工程”两项国家科技重大专项以及多项超深高酸气田规模开发工程技术攻关,成功组织实施了关键装备材料的国产化研发,形成了我国首套适应规模开发超深高酸性气田的工程技术系列,建立了国内首套超深高酸性气田开发建设技术及安全管理企业标准,成功组织建成了我国首个超百亿立方米规模的超深高酸性大气田、世界第二大高酸性天然气净化处理厂和我国又一条横贯东西的天然气大管道。他先后获得国家级科技进步特等奖1项、国家级管理创新一等奖1项、省部级科技进步一等奖5项,为中国乃至世界的超深高酸气藏大规模安全环保开发作出了开拓性的重大贡献。添运娱乐客服中心

  普光气田 普光气田位于四川省东北部的达州市,探明地质储量达到4122亿立方米,是我国已发现的最大规模海相整装高含硫气田。

  开发普光气田,其技术关键是攻克高含硫气田带来的一系列问题。作为我国首个建成投产的超百亿立方米大气田,普光气田气藏硫化氢含量高达15%,这带来了开采安全隐患及管道腐蚀问题。

  2005年,中国石化启动了高含硫气田安全高效开发关键技术研究。经过7年攻关,他们开发了上下游各环节的核心技术,研制出多种抗硫管材和装备。普光气田得到安全高效开发,气田储量得到落实,气井产能高,具备长期高产稳产能力。

  随着世界第二大含硫天然气净化厂的建成,四川的天然气输送到六省二市,2亿多人口获益,惠及数千家企业。普光气田成为全国最大的硫磺生产基地,年产硫磺200多万吨,占据国内硫磺产量的“半壁江山”,有效缓解了中国硫磺短缺的局面。

  东送之源 为了将四川丰富的天然气资源输送到能源需求量巨大的东部地区,国家启动了川气东送工程。川气东送工程主要包括普光及周边区块勘探、普光气田开发、天然气净化厂建设、长输管道施工以及达州化肥等一批天然气利用项目,总投资626.76亿元,是我国继西气东输工程后又一项天然气远距离管网输送工程,其工程价值与三峡工程、南水北调、青藏铁路并驾齐驱。

  2007年8月工程正式开工建设,2010年3月全面建成。该工程西起四川普光气田,东连“长三角”,跨越四川、重庆、湖北、江西、安徽、江苏、浙江、上海等6省2市;干支线次穿越长江;年输送天然气120亿立方米,管道沿线%,成为我国又一条横贯东西的绿色能源大动脉。川气东送管道,除四川普光到上海的主干线外,还修建了达州、重庆、江西、南京等四条支线,进一步完善了全国天然气管网,为天然气安全可靠供应提供保障。

  四大世界级难题 有人将高含硫气田勘探开发、天然气净化处理的整个过程比作驯养猛虎,然而猛虎毕竟不容易驯服。普光气田开发就面临四大世界难题:

  超深高含硫气田储层特征及渗流规律复杂,投资风险高,必须攻克少井高产高效开发的技术难题。

  高含硫化氢天然气腐蚀性极强,气井管柱及集输管道极易腐蚀,普通钢材几小时就会发生腐蚀开裂,导致气田无法正常生产,必须攻克腐蚀防护技术难题。

  天然气高含硫化氢和有机硫,净化处理规模大,常规净化技术脱硫效率低,硫磺粉尘易发生燃爆,必须攻克高含硫天然气特大规模深度净化和硫磺安全储运的难题。

  普光气田硫化氢浓度高达15万ppm,具有极强毒性,钻井、作业及生产过程中一旦泄漏,易发生人员伤亡等特大事故,必须攻克高含硫气田安全控制难题。

  五大创新技术 为了攻克这四大世界级难题,我国科研人员通过自主创新,形成了五大技术创新点:

  特大型高含硫气田高产高效开发技术,建成生产能力达105亿立方米/年的普光气田。

  特大型高含硫气田腐蚀防护技术,国内首次实现年产百亿立方米高含硫湿气直接输送,节约了土地、减少了污染,并降低投资20%。

  高含硫天然气超大规模深度净化技术,高含硫天然气处理能力达到120亿立方米/年,净化率达99.99%;年生产硫磺210万吨。

  特大型高含硫气田安全控制技术,建立国内首座复杂山地油气田应急救援基地,并首次建立了复杂山地高含硫气田搬迁、疏散、预警的安全防范标准,确保了生产安全。

  自主研制了三种高含硫气田开发的关键管材,打破国外技术封锁,实现了国产化,产品性能指标达到国外同类产品先进水平,价格降低了35%—50%。

  经济、社会效益 普光气田的安全高效开发,带来了显著的经济效益和社会效益:

  2008年投产以来,普光气田的天然气、硫磺产量逐年上升,2009—2011年新增产值348.1亿元,新增利润113.6亿元。普光气田预计可生产天然气1948亿立方米,净化处理后商品气1344亿立方米,添运娱乐下载。生产硫磺3896万吨,将实现总产值3420.24亿元,经济效益显著。

  得益于普光气田,添运娱乐客服中心“川气东送”途经地区将形成多气源联网供气的格局,上海、浙江等地区将拥有西气、川气、液化天然气等多个气源,这些地区的供气安全保障度将明显提高,并将改善我国的能源消费结构,推动产业结构调整和区域经济社会发展。

  我国是世界上最大的硫磺需求国和进口国,其中80%硫磺用作生产磷肥的原料。普光气田将天然气中剧毒的硫化氢变害为利,年产200多万吨硫磺,占我国硫磺产量的45%,成为全国最大的硫磺生产基地,减少了进口。

  项目形成的理论、技术和标准填补了国内空白,极大地提高了我国高含硫天然气的开发研究水平,成为我国“十二五”和“十三五”天然气产量的重要增长点,并将拓展国际合作开发利用油气资源的新领域。

  关键抗硫管材已全面实现国产化,广泛应用到我国高含硫气田开发建设中,并出口美国、中东、中亚等国家和地区,提升了大型国有企业高端管材制造的国际竞争力。

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