当前,“双碳”目标深入推进,能源结构调整步入攻坚期。以清洁化、智能化为方向的新型能源体系,正成为支撑绿色发展的关键支柱。重庆作为全国页岩气开发的“先行区”和“示范区”,率先实现了页岩气商业化开发和规模化利用,探索出一条可复制、可推广的发展路径。但传统页岩气开采仍面临能耗高、技术链长、环保压力大等现实挑战,只有依靠科技创新,推动开发模式向数字化、绿色化、智能化深度演进,才能将资源优势变为发展胜势,为全国非常规能源智能转型提供“重庆方案”,贡献“重庆力量”。
聚焦智能化升级:以数字赋能全流程开发管理
随着人工智能、大数据等新一代信息技术的广泛应用,传统油气勘探开发正在加速向“数字能源”转型。重庆需加快建设“全场景智能化”的页岩气开发体系。
一是构建页岩气全生命周期数字化平台体系。打破企业、区域、环节之间的数据壁垒,统一集成地质勘查、钻井施工、压裂作业、产能评估、运输管网、环境监测等核心数据模块,形成统一的数据中台和智能决策系统,实现“一张图总览、一体化管控、一键式调度”。
二是推进远程控制与自动巡检系统落地。针对重庆页岩气区块山地多的特点,依托5G通信网络、边缘计算设备、无人机和机器人巡检系统,建设“少人值守+智能监控”的远程运维体系,大幅提高运行效率与安全保障能力。
三是建设智能产供调度系统。打通生产、管输、消费的关键链路,开发基于人工智能预测算法的气量供需分析模型,动态调配储输资源,提升响应突发事件的灵活性和韧性,构建“多源协同、即时优化”的调度机制。通过构建“数据+算法+控制”三位一体的智能系统,将进一步提升页岩气开发的智能化水平,迈向无人化作业、智能化生产的全新阶段。
推进绿色低碳转型:打造环保可持续的开发模式
页岩气虽属清洁能源,但其开发过程如何有效控制其碳足迹,是实现绿色发展的关键。重庆在绿色开发方面已有实践基础,如推广“绿色井场”、构建环境监测平台等,但仍需系统性提升。
一是实现清洁能源驱动全面替代。逐步淘汰传统燃油钻机和柴油压裂设备,推广使用电驱动钻机和智能变频设备,在主产区建设独立变电站或可再生能源微电网,实现“绿色动力”全覆盖,打造“零碳施工”新范式。
二是全面推广绿色压裂与返排液回收技术。引导企业使用可生物降解、低毒性的压裂液替代传统化学助剂,推动先进多级分离设备在生产端部署,确保返排液最大化循环利用或深度净化达标排放,提升资源利用率和环境友好度。
三是建立“井区—区域”两级环境监测体系。在每个页岩气开发区块部署环境因子监测微站,联动市级生态环境平台,实施空气、水质、噪声、土壤等要素的全周期动态监测,并通过智能算法实现生态扰动实时评估和调控预警,推动环境保护从“事后管控”转向“源头预防”。绿色转型不仅关乎生态底线,更体现企业可持续发展战略的前瞻性和主动性。重庆有条件、有责任率先打造“绿色页岩气”样板区。
健全产业技术体系:打造自主可控的创新链条
页岩气产业链条长、技术门槛高,目前页岩气开发核心装备多数依赖进口或外地转运,急需建立起本地化、体系化的自主创新体系。
一是突破关键技术与装备。围绕深层页岩气快速钻井、高效压裂、致密储层识别等技术难点,设立专项研发课题,鼓励“揭榜挂帅”机制,支持本地企业与高校、科研院所联合攻关,加快形成一批具有自主知识产权的关键技术成果。
二是建设页岩气智能技术创新平台。依托重庆科技大学、重庆大学、重庆地勘局、重庆市能源局等单位,打造涵盖地质预测、装备研制、工程模拟、数字孪生等模块的综合性技术创新平台,并对接国家能源页岩气研发中心,提升协同创新能力。
三是完善科研成果就地转化链条。推动涪陵、武隆等主产区建设页岩气成果转化中试基地,形成“研发—试验—应用—标准”闭环机制,鼓励本地民营企业参与装备制造、技术服务、工程承包等环节,增强本地产业生态系统韧性。唯有走自主创新之路,页岩气开发才能从“资源依赖型”向“技术驱动型”升级,构建具有长期竞争力的产业格局。
优化体制机制保障:激发开发主体创新活力
推动科技创新落地,离不开配套机制的系统保障。亟须加快制度创新步伐,释放企业和市场在技术创新中的主导作用。
一是建立创新友好的资源配置机制。针对页岩气开发项目,推行“容缺受理+并联审批”模式,加快矿权审批、用地报批、环境评价等流程,试点开展“标准地+承诺制”改革,为企业腾出更多创新试错空间。
二是加强财政金融工具协同支持。设立页岩气绿色低碳创新专项资金,对实施智能化、绿色化改造的企业给予分段奖补;推动金融机构推出“智能油气贷”“绿色开发贷”等专项信贷产品,提升融资可得性和精准性。
三是完善创新激励与人才引育机制。对在重庆设立研发中心、参与技术攻关的企业,给予税收减免、成果转化补贴等政策扶持;加快构建“高校—企业—平台”协同育才机制,引进一批油气智能化、数字化、绿色化方面的高层次人才和青年科技骨干,形成“项目引才+平台留才+政策激才”的长效机制。通过优化制度生态,为创新要素流动和聚集营造良好环境,将有效激发市场主体和科研机构的创新潜能,加快培育页岩气领域新质生产力。
文/万玺 赵明阶 来源/重庆科技报 审核/刘辉
作者万玺系重庆科技创新与产业融合发展研究院执行院长、重庆科技大学教授;赵明阶系重庆科技大学党委副书记、校长,重庆市科协副主席。本文为重庆市科协、重庆市科技局智库调研课题“重庆市页岩气(油)勘探开发科技创新与产业发展研究”的阶段性研究成果。