不同于(yu)常规油气藏开发，页岩油藏孔隙非常小，渗透率极低，油井打下去后(hou)几乎不会自喷，须通过大体积压裂，向地下注入石英砂、水等混合液体，像(xiang)“切豆腐”一样把地层切开
“吉木萨(sa)尔页岩油开采形成的理(li)论、技术和管(guan)理(li)经验(yan)，是我国(guo)‘陆相页岩油革命(ming)’的重要标(biao)志性成果，将在(zai)页岩油产业中发挥引领示范作用(yong)。”
文 |《瞭望》资讯周(zhou)刊(kan)记者 顾煜
早春时节，准噶尔盆地寒意未尽。位于(yu)准噶尔盆地东部的新疆吉木萨(sa)尔国(guo)家级陆相页岩油示范区内，油气生产仍热火朝(chao)天(tian)。该示范区总面积达1278平方公(gong)里(li)，目前资源量超(chao)过10亿吨。
2020年，国(guo)家能源局、自然资源部复函同意设立我国(guo)首个(ge)国(guo)家级陆相页岩油示范区——新疆吉木萨(sa)尔国(guo)家级陆相页岩油示范区。此后(hou)，在(zai)中国(guo)石油新疆油田和吐哈油田的共同努(nu)力下，示范区不断在(zai)页岩油开采技术、管(guan)理(li)模(mo)式(shi)等方面取得突(tu)破(po)。2024年11月，示范区页岩油累计年产量突(tu)破(po)100万吨，为我国(guo)页岩油的规模(mo)效益开发积累了丰富的技术与管(guan)理(li)经验(yan)。
新疆油田吉庆(qing)油田作业区两名工作人员正在(zai)观察(cha)生产井压力，保障页岩油平稳生产（2024年11月24日摄(she)） 顾煜摄(she) / 本刊(kan)
页岩油加力“替补(bu)”
页岩具有薄页状或薄层状纹路肌理(li)，页岩油储藏在(zai)页岩中，渗透率低、流动性差，渗透率仅为0.1毫(hao)达西～1毫(hao)达西，被称作“藏在(zai)石头缝里(li)的石油”。由于(yu)开采难(nan)度大、成本高昂，页岩油在(zai)过去很长一段(duan)时间内被认(ren)为没有开采价值。直到21世纪初，受全球石油需求增长和常规油藏石油资源减少影(ying)响，页岩油逐渐进入人们视野。
当(dang)前，已在(zai)全球21个(ge)国(guo)家的75个(ge)盆地发现(xian)页岩油，可采资源量在(zai)700亿～800亿吨。美(mei)国(guo)是目前全球最大的页岩油生产国(guo)，页岩油产量占全球总产量的35%。
中国(guo)石油新疆油田吉庆(qing)油田作业区（吉木萨(sa)尔页岩油项目经理(li)部）总地质师陈依伟先容，我国(guo)页岩油资源丰富，主要分布(bu)在(zai)鄂尔多斯、松辽、准噶尔、四川、渤海湾(wan)5个(ge)大型盆地以及柴达木、江汉(han)、苏北等8个(ge)中小型盆地，页岩油可采储量居世界第三位。
目前，我国(guo)已建成3个(ge)国(guo)家级页岩油示范区，即新疆吉木萨(sa)尔国(guo)家级陆相页岩油示范区、大庆(qing)油田古龙陆相页岩油国(guo)家级示范区、胜利济阳页岩油国(guo)家级示范区。2024年，我国(guo)页岩油产量达600万吨，同比增长超(chao)30%。
“美(mei)国(guo)通过页岩油革命(ming)，从石油进口国(guo)转变成出口国(guo)，改变了世界能源版图。我国(guo)能源具有‘富煤贫油少气’特点，为保障国(guo)家能源安全，页岩油成为现(xian)阶段(duan)石油资源最现(xian)实(shi)的接替补(bu)充。”怀柔国(guo)家实(shi)验(yan)室(shi)新疆基地资深专家唐勇(yong)说。
寻找开采“金钥匙”
不同于(yu)常规油气藏开发，页岩油藏孔隙非常小，渗透率极低，油井打下去后(hou)几乎不会自喷，必须通过大体积压裂，向地下注入石英砂、水等混合液体，像(xiang)“切豆腐”一样把地层切开。
中国(guo)石油新疆油田公(gong)司吉庆(qing)油田作业区（吉木萨(sa)尔页岩油项目经理(li)部）工艺研究中心负责人鲁霖懋先容，吉木萨(sa)尔的页岩油储层好比“夹心饼干”，优质储层是饼干的“奶油层”。钻(zuan)井过程中需要控制钻(zuan)具横向沿着“奶油层”钻(zuan)，增加与“奶油层”的接触，才能产出更(geng)多页岩油。
“在(zai)3000多米深的地层，稳定操控钻(zuan)头穿越平均1.5米厚的‘奶油层’绝非易事，稍有不慎，钻(zuan)头就可能跑偏。”鲁霖懋说。
为提升优质储层钻(zuan)遇(yu)率，示范区开创(chuang)了“黄金靶体”跟踪方法(fa)。地质工作人员充分利用(yong)从地下深处取来的岩屑，分析其所(suo)含的地质信息，据此微(wei)调钻(zuan)头导(dao)向，使钻(zuan)头轨迹始终处于(yu)优质储层区域内，钻(zuan)遇(yu)率从43%提升至87%。
锁定优质储层后(hou)，还要更(geng)好地让地层“裂开”，才能高效“榨”油。对此，吉庆(qing)油田开发出一套(tao)“缝藏匹配+精(jing)准改造(zao)+全域支撑+二(er)氧化碳前置”组合式(shi)的压裂技术。
鲁霖懋先容，通过二(er)氧化碳前置压裂等工程技术手段(duan)“打碎”储层，在(zai)形成多条主裂缝的同时，侧向还会形成多条裂缝，诸多裂缝就像(xiang)是由高速路、国(guo)道、省(sheng)道等组成的“公(gong)路网(wang)络”。
“这样油气流出后(hou)能以最短距离进入‘公(gong)路网(wang)络’，大幅提升流动效率。此外(wai)，二(er)氧化碳前置压裂还能在(zai)有效驱油的同时实(shi)现(xian)碳埋存与利用(yong)。”鲁霖懋说。
目前，吉木萨(sa)尔页岩油压裂效率平均达4.9级/天(tian)，比2023年提升9%，这一页岩油水平井压裂提效新水平，为页岩油示范区高效建产树立了新标(biao)杆(gan)。
“大家已获得发明专利授权14项，发布(bu)行业标(biao)准1项、企业标(biao)准1项，出版专著3部，发表论文40篇(pian)，App著作权3件。”陈依伟说。
引领效益开发示范
“所(suo)谓示范区，不仅要形成可复制技术经验(yan)，还要推动降低成本、生态保护等，实(shi)现(xian)效益开采。”中国(guo)石油大学（北京）克拉玛依校区石油学院教授赵雄虎说。
据了解，页岩油开采的主要成本在(zai)打水平井和体积压裂上，单井投资成本中，页岩油钻(zuan)井和体积压裂占比达90%。近年来，新疆吉木萨(sa)尔国(guo)家级陆相页岩油示范区引入市场机(ji)制，采用(yong)“项目制”管(guan)理(li)降低单井投资成本，目前已实(shi)现(xian)单井投资下降40%。
此外(wai)，示范区还利用(yong)钻(zuan)井提速、压裂提效等方式(shi)提升页岩油开采效率。近五(wu)年平均完井周(zhou)期缩短64%，一趟(tang)钻(zuan)（钻(zuan)井过程中不换钻(zuan)头）完成率上升至58%。在(zai)提升传统采油方式(shi)效率的同时，示范区采用(yong)二(er)氧化碳驱动采油等举措，不断实(shi)现(xian)废料(liao)无(wu)害化处置和循环再利用(yong)，让页岩油开采更(geng)具生态效益。
如今，我国(guo)页岩油开采不断提速：2024年10月，胜利济阳页岩油国(guo)家级示范区，单井峰值日产油262.8吨，刷新了国(guo)内页岩油单井日产最高纪录；长庆(qing)页岩油连续6年保持30万吨/年增幅，产量连创(chuang)新高；松辽盆地古龙凹陷深湖纯页岩，实(shi)现(xian)了由“生油”到“产油”的革命(ming)性突(tu)破(po)……
“吉木萨(sa)尔页岩油开采形成的理(li)论、技术和管(guan)理(li)经验(yan)，是我国(guo)‘陆相页岩油革命(ming)’的重要标(biao)志性成果，将在(zai)页岩油产业中发挥引领示范作用(yong)。”唐勇(yong)说。■