这一硬核技术 踢出页岩油气开采“临门一脚”

中国石油西南油气田威探1H页岩气钻井平台。 　　黄文俊 摄

射孔器。

射孔弹。

扫码上川观，看“四川造”油气井用电子雷管凭什么替代国外产品。

点位
川南航天能源科技有限公司

企业独门绝技
　　开采页岩油气的核心技术包括水平井钻井、分段压裂，企业研发的分簇射孔技术是水平井分段压裂的关键前提，堪称打通油气通道的“临门一脚”，改写了核心技术被国外垄断的历史。

□四川日报全媒体记者宁宁/文 卢春阳/图
　　3月23日，川南航天能源科技有限公司（以下简称航天能源）的生产车间内，生产线在全速运转、工人在紧张赶制订单。公司研发制造的页岩油气分簇射孔装备，正源源不断销往国内外市场。这些产品的背后，藏着打破国外技术垄断、实现核心装备自主可控的“独家秘籍”。
　　页岩气，是蕴藏于页岩层中的非常规天然气，也是全球能源转型背景下极具战略价值的清洁能源。我国页岩气储量高达30万亿立方米，位居世界第一，但页岩气储层具有低孔隙、低渗透特点，开采难度极大。其中，水平井钻井、分段压裂是页岩气开采的核心技术，而分簇射孔技术更是水平井分段压裂的关键前提。2012年以前，我国在这一领域尚属空白，核心技术被国外垄断，关键装备受制于人，航天能源改写了这一历史。

苦练“临门一脚” 从跟跑、并跑到领跑
　　走进航天能源公司展厅，一幅页岩油气开采流程图格外引人注目。从图上可见，油气开发需历经钻井、固井、完井、采油气等关键环节。
　　如果把开采全流程比作足球场上的进攻，钻井环节犹如吹响进攻号角，把“球”从后场传到前场——先要垂直向下钻进两三千米，再水平延伸四五千米，形成一个“竖短横长”的L形油气通道。
　　“球”已抵达前场，想要成功“破门”，完井环节至关重要，而分簇射孔技术，正是决定成败的“临门一脚”。
　　“具体是将作业管串下入到油气井目的层，利用分簇射孔技术依次完成桥塞坐封与多簇射孔。”企业技术部副部长史小明解释，也就是设备一次下井、多次射孔，在井筒与油气层之间打通多条油气通道。
　　这种“一次进攻、多次射门”的作业模式，不仅缩短了作业周期、提升了施工效率，更为后续压裂施工筑牢了基础。射孔完成后，便进入压裂这一“得分”环节——通过高压注水撑开岩体缝隙，形成网状渗流通道，页岩油气便能顺利渗出。
　　从发起进攻到得分，“踢好”页岩气开采这“一场球”并非易事。在业内看来，这“临门一脚”的分簇射孔技术，直接关系到页岩油气井的生产能力和经济寿命。
　　2012年，航天能源切入页岩油气开采领域，敏锐捕捉到国家大规模开发页岩油气的能源战略机遇，结合国内页岩油气储藏特点与开发需求，将多年积累的火箭发射航天技术优势，进行创新转化与落地应用，自主研发分簇射孔技术，一举打破国外垄断。
　　多年技术积淀，催生出更多尖端的页岩油气分簇射孔装备。比如，为支撑我国万米深井勘探开发而研制的超高温超高压分簇射孔系统，是国内唯一可在200摄氏度极端高温环境下稳定运行的产品，大幅拓展了我国油气资源开发的深度。
　　产品愈发硬核可靠，成本也更具优势。据测算，相较同类进口设备，这些分簇射孔成套装备使国内页岩油气单段作业成本降低70%以上。
　　从航天技术落地到地下油气开采，“四川造”分簇射孔技术实现了从第一代跟跑、第二代并跑到第三代领跑的跨越式发展，目前整体技术达到国际先进水平，部分指标国际领先。相关装备已实现自主可控，为我国页岩油气高效开发、推动“页岩气革命”提供了硬核技术支撑。

发挥链主龙头作用 带动上下游建好产业生态
　　目前，航天能源分簇射孔核心产品的国内市场占有率已达80%以上。这一成绩的取得，既得益于国际能源格局变化带来的市场机遇，更源于产品自身过硬的核心竞争力。企业相关负责人表示，公司的分簇射孔产品已覆盖起爆、传爆、做功全链条，是目前国内整体配套能力最强的企业之一。2024年，企业成功跻身国家级制造业单项冠军企业行列。
　　“独美”不是美。企业主动扛起链主龙头的责任担当，立足本地产业优势，与上下游企业协同发展，助力构建页岩油气开采装备产业发展生态——
　　在上游，带动泸州、成都、重庆等地材料、机械加工、机电设备制造等配套企业，围绕深油气井耐高温高压材料、芯片加工等关键领域，不断研发新技术。同时，有效缩短供应链，降低运输与生产成本。
　　在下游，产品广泛服务于中石油、中石化等油气勘探开发主体，覆盖其国内所有页岩油气开采区块，并依托三大石油公司海外项目及国际油田技术服务公司，稳步拓展海外市场。
　　譬如，针对日益复杂的地层开采环境，公司聚焦“卡脖子”装备进口替代、提高作业效率、降低开采成本等核心需求，持续推出“常规+定制”一体化解决方案。
　　随着我国对页岩气、煤层气等非常规天然气开发力度的不断加大，市场对页岩油气开采装备的要求越来越高。在企业相关负责人看来，唯有持续创新，才能巩固已有国产化成果；同时，计划积极布局第二增长曲线，面向低空经济等领域研发相关产品，实现多元化发展。

高人
油气井用电子雷管如何实现规模化应用

□四川日报全媒体记者 宁宁
　　在页岩油气分簇射孔装备体系中，射孔器是承载射孔弹与传爆火工品的核心部件。而位于前端的电子雷管，正是整套装备的起爆指令中枢。
　　在国内，这一决定射孔成败的核心装备，由川南航天能源科技有限公司技术团队率先攻克。此前，我国油气田普遍使用普通电雷管，电子雷管多应用于矿山爆破等民爆领域，尚未在油气井开采中规模化应用。
　　自2020年起，公司技术团队针对油气井特殊工况启动专项研发。通过将耐高温电子芯片植入雷管内部，赋予每一枚雷管专属“身份信号”，配合多级智能选发系统，实现了井下长距离通信与精准控制的突破。
　　“这相当于在数千米的井下实现了精准互联。”团队介绍，依靠电子雷管，地面系统可任意选择点火层级与点位，既可按照顺序起爆，也可跳过指定层级不进行击发，真正做到“按需选发、精准控制”。
　　要实现井下规模化应用，团队还攻克了两大关键难题：一是极端高温环境下可靠起爆，二是长距离井下通信稳定不失真。
　　在矿山等民用场景中，电子雷管多在常温环境工作；而油气井下温度极高，对产品特别是其电子元件的可靠性要求严苛。为解决难题，这支川企团队历经无数次试验与技术攻关，最终在国内率先成功研制出油气井用电子雷管。经工信部科技成果鉴定，该产品可在井下高温条件下可靠起爆，整体技术达到国际先进水平。今年，公司技术团队又有了新目标，将继续聚焦油气井爆破器材智能化研发，更好保障我国油气能源安全。