——來(lái)自中石油鉆井工程技術(shù)研究院的報道

 

　　在北京的西山腳下，有一片現代化的科研基地式建筑。5月中旬，記者走進(jìn)其中一座靜謐中帶著(zhù)幾分神秘色彩的科研樓——中國石油集團鉆井工程技術(shù)院的大門(mén)。這里，聚集著(zhù)中國最頂尖的鉆井工程技術(shù)精英，他們用三年時(shí)間通過(guò)百余次實(shí)驗，成功研發(fā)的一項煤層氣鉆井技術(shù)裝備，有著(zhù)改變未來(lái)中國能耗消費結構的重大意義。

　　瓦斯：“魔鬼”也可以是“天使”

　　瓦斯有“礦井殺手”之稱(chēng)，同時(shí)又是破壞環(huán)境的溫室氣體。但“魔鬼”同時(shí)也是“天使”：煤礦瓦斯又稱(chēng)煤層氣，其熱值與天然氣相當，是一種潛在的儲量巨大的潔凈能源。在煤礦開(kāi)采前將煤層氣抽取利用有著(zhù)多重意義。

　　“煤層氣的開(kāi)發(fā)和利用不僅可以緩解我國優(yōu)質(zhì)能源供需矛盾，也可以從根本上保障煤礦安全生產(chǎn)和改善全球大氣環(huán)境，能夠實(shí)現我國能源戰略的接替和能源消費結構的調整。”在中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院，鄒來(lái)方副院長(cháng)告訴記者。

　　但天然氣鉆井成功后會(huì )自動(dòng)從地下噴發(fā)，煤層氣則藏身于巖石的縫隙之中，吸附在煤層的表面，很難提取。而中國煤層氣“低壓、低滲、低飽和度”的特性，使開(kāi)采更是難上加難。目前，我國煤層氣開(kāi)發(fā)中打直井抽取占主導地位。但國際先進(jìn)水平是以水平井為主、直井為輔的模式，水平井日產(chǎn)氣量約為直井的6至10倍。水平井是目前大規模開(kāi)發(fā)利用煤層氣的唯一選擇，一個(gè)巨大的難關(guān)卻也立在面前：煤層氣水平井開(kāi)發(fā)必須由一對連通井組完成，水平井控制較大采氣面積，直井用來(lái)下入螺桿泵、有桿泵等設備排水采氣，如果是多分支水平井，兩井相距200米，如果是U型水平井，兩井相距甚至超出1000米。為滿(mǎn)足開(kāi)采需要，必須使兩井在數百米的地下像“穿針”一樣精確連通。

　　1000多個(gè)日夜：“煤海穿針”終成真

　　神奇的煤海遠距離穿針鉆井裝備技術(shù)和服務(wù)，是一家外國公司的獨門(mén)絕技，也正因此，這家公司的設備不僅價(jià)格昂貴、交貨期和維修周期長(cháng)，還要收取單井5萬(wàn)元的專(zhuān)利費。在嚴峻的現實(shí)面前，國家特設重大專(zhuān)項攻關(guān)，遠距離穿針技術(shù)和裝備作為重要任務(wù)，由中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院牽頭完成。通過(guò)深入的研究，鉆井院的團隊梳理出必須攻下的“制高點(diǎn)”，開(kāi)始了長(cháng)達3年多時(shí)間艱難的攻關(guān)。1000多個(gè)日日夜夜，200余次的地面型式試驗、100余次的地面定型試驗，取得實(shí)驗數據3000余組。

　　“我的記憶中，是一次次的失敗，一次次失敗之后的重新開(kāi)始。”業(yè)務(wù)骨干、鉆井工程技術(shù)研究院工程師喬磊博士告訴記者。遠距離穿針系統發(fā)出的信號強度約為地磁場(chǎng)的萬(wàn)分之一，捕捉信號如同大海撈針，信號測試需要在非常安靜的環(huán)境中進(jìn)行。幾經(jīng)選擇，項目組把試驗場(chǎng)地定在昌平十三陵水庫腳下。連續奮戰數十天、清晨6點(diǎn)之前開(kāi)工、一直工作到次日凌晨，成為那段日子項目組成員在水庫的真實(shí)寫(xiě)照。

　　2011年，120毫米DRMTS-I煤層氣水平井遠距離穿針裝備終于研制成功。在地下幾百米深的煤層中，如同針穿線(xiàn)般精準，使相距200米甚至1公里的鉆井在煤層中準確連通……突破了國內煤層氣鉆井技術(shù)的瓶頸，使我國低滲煤層氣的大規模低成本開(kāi)采成為可能。

　　“穿”出煤層氣大規模開(kāi)發(fā)的未來(lái)

　　我國正處于煤層氣大規模開(kāi)發(fā)的前夜：據新一輪全國煤層氣資源評價(jià)，我國埋深2000米以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36.81萬(wàn)億方，超過(guò)陸上常規天然氣資源總量。根據國家煤層氣開(kāi)發(fā)利用規劃，“十二五”末期我國地面開(kāi)采煤層氣將達160億方。

　　中石油DRMTS-I型遠距離穿針裝備實(shí)現了諸多創(chuàng )新：優(yōu)化磁源發(fā)射裝置，強化了磁信號強度；研發(fā)出微弱磁場(chǎng)信號采集技術(shù)系統，弱磁場(chǎng)采集靈敏度甚至遠高于軍工、航海等技術(shù)需求；遠距離穿針軟件能準確探測解釋磁場(chǎng)信號；具備近距離測量導向功能，1米距離時(shí)依然可以引導，而國外設備在小于3米范圍內便失去引導功能；中靶靶心距控制在50毫米內，開(kāi)創(chuàng )了兩井連通不再預造洞穴，而能點(diǎn)對點(diǎn)準確連通的先河。

　　2011年至2012年，DRMTS-I型遠距離穿針裝備先后進(jìn)行8井次穿針試驗和技術(shù)服務(wù)，均一次性完成兩井連通任務(wù)。該產(chǎn)品已與國內單位簽訂正式產(chǎn)品應用合同，今年將有多套產(chǎn)品投放市場(chǎng)。我國煤層氣資源“揚眉吐氣”之日可期。

 

　�。ū疚恼抡�自5月30日《光明日報》）

圖片來(lái)源：找項目網(wǎng)