8月25日，從中國石油大慶油田召開的新聞發(fā)布會上傳來振奮人心的消息：大慶油田古龍頁巖油勘探取得重大戰(zhàn)略性突破，探區(qū)面積達1.46萬平方千米，2021年落實含油面積1413平方千米，新增石油預(yù)測地質(zhì)儲量12.68億噸，相當(dāng)于大慶底下又找到一個“新大慶”。
此次大慶油田頁巖油勘探的重大戰(zhàn)略突破意義何在？對國內(nèi)其他油田開發(fā)及我國能源安全有哪些深遠影響？記者就此采訪了相關(guān)專家。
理論突破——
實現(xiàn)從陸相頁巖“生”油到陸相頁巖“產(chǎn)”油
在距離大慶市區(qū)兩個多小時車程的杜爾伯特蒙古族自治縣腰新鄉(xiāng)，大慶油田古頁油平1井高高矗立，從2020年2月21日見油至今，已連續(xù)排采500天，累產(chǎn)原油6000噸，累產(chǎn)油氣當(dāng)量近萬噸，單井產(chǎn)量是大慶油田單井平均產(chǎn)量的10倍。“這充分證明了，陸相頁巖不僅能夠生油，而且能夠產(chǎn)油，產(chǎn)量不僅可觀，還能實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)。”大慶油田頁巖油勘探開發(fā)會戰(zhàn)前線指揮部研究部署組組長林旭東表示。
對于頁巖油，很多人并不陌生。美國正是依靠頁巖油氣的革命，實現(xiàn)了能源獨立。不同于國外已經(jīng)成功開發(fā)的海相頁巖油，我國頁巖油主要為陸相頁巖油。西方地質(zhì)學(xué)家曾斷言：“海相頁巖能生油，陸相頁巖不能生油。”事實上，世界上已發(fā)現(xiàn)的石油資源大都處在海相地層，故陸相地層的潛力不被看好。
早在20世紀(jì)80年代，大慶油田就曾對頁巖油進行研究勘探，但受理論認(rèn)識和技術(shù)局限，單井出油有限，一直未能實現(xiàn)高產(chǎn)和持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。
大慶油田還曾邀請殼牌、BP等國際大公司對古龍頁巖油開展前期評價研究，他們給出的答案是：尚未在全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)類似具有商業(yè)開發(fā)價值的頁巖油，勘探開發(fā)風(fēng)險非常高。
“以往的地質(zhì)理論認(rèn)為，頁巖層只生油，隨著運移石油流到別處形成常規(guī)可開采油層，而頁巖本身石油含量非常少。通俗講就是，泥巖里有油也沒多少，有油也采不出來，即便采出來也不能高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，更談不上效益開發(fā)。”大慶油田勘探開發(fā)研究院頁巖油項目部經(jīng)理張金友解釋道，因此頁巖油在很長一段時間內(nèi)并沒有被列為勘探開采對象。
作為勘探開發(fā)60余年的老油田，近年來，大慶油田面臨儲采失衡和穩(wěn)產(chǎn)難的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。“大慶常規(guī)油資源的探明率達到62.7%，油田開發(fā)已進入后期，可采儲量不斷減少。作為全國工業(yè)戰(zhàn)線的標(biāo)桿和旗幟，大慶油田必須勇挑重?fù)?dān)，尋求新的突破。”中國石油天然氣股份有限公司副總裁、大慶油田黨委書記、大慶油田有限責(zé)任公司執(zhí)行董事朱國文表示。
而對于頁巖油的勘探，大慶油田人一直不死心。2018年，油田科研人員通過對50年前古龍地區(qū)提取的巖心進行分析研究，提出了一個大膽的理論設(shè)想：頁巖中生成的石油一部分運移到薩爾圖等油層，形成大慶長垣常規(guī)油，應(yīng)該還有很多滯留在了生油的頁巖中。“別家采的頁巖油都是經(jīng)過了運移，藏到了被頁巖夾著的砂巖或者碳酸鹽巖這種可開采巖層中的‘嫁出去的女兒’，我們是‘大胖小子’生在了家里。”大慶油田副總經(jīng)理、總地質(zhì)師、頁巖油勘探開發(fā)指揮部總指揮何文淵形象地比喻，“我們要把待在頁巖里面的這部分油找到并開采出來。”
2018年，大慶油田向源內(nèi)青山口組頁巖油進軍，開鉆古頁油平1井進行試驗試采，獲得成功。古頁油平1井用日產(chǎn)油30.5噸、日產(chǎn)氣1.3萬方的高產(chǎn)工業(yè)油氣流，展現(xiàn)了陸相頁巖油廣闊的資源前景。
“古龍頁巖油打破了傳統(tǒng)石油勘探開發(fā)的理念和認(rèn)識，實現(xiàn)了從陸相頁巖‘生’油到陸相頁巖‘產(chǎn)’油；從經(jīng)典石油地質(zhì)學(xué)運移成藏到高有機質(zhì)頁巖原位成藏的跨越，豐富發(fā)展了石油地質(zhì)學(xué)理論。”何文淵說。
技術(shù)創(chuàng)新——
打響一場新會戰(zhàn)
古頁油平1井的試驗成功極大堅定了大慶油田人開發(fā)頁巖油的信心和決心。但問題隨之而來，古龍頁巖油的儲量有多少？可勘探開采量有多少？如何實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)？
2020年，大慶油田圍繞獲得重大突破的古頁油平1井，開辟高氣油比區(qū)開發(fā)先導(dǎo)試驗，成立“古龍頁巖油1號試驗區(qū)”，打響了一場古龍頁巖油勘探開發(fā)的新會戰(zhàn)。“與20世紀(jì)60年代石油大會戰(zhàn)不同，新會戰(zhàn)是在新發(fā)展理念指導(dǎo)下的科技攻堅戰(zhàn)，重點在認(rèn)識未知、攻關(guān)試驗。”對于新會戰(zhàn)，大慶油田總經(jīng)理方慶這樣解讀。
不同于國內(nèi)外已開發(fā)的夾層型和混積型頁巖油，大慶頁巖油是泥級頁巖，孔隙更小、密度更高，工程技術(shù)難度極大。
會戰(zhàn)剛開始時，第一口井因為井壁失穩(wěn)，大塊剝落，沒有打成。企業(yè)首席技術(shù)專家、大慶頁巖油指揮部副總指揮楊智光和工作組的成員們幾天幾夜不眠不休，反復(fù)研究對策，終于從提高泥漿密度、增強封堵性上找到了辦法。
要想出油，必須通過壓力使地層裂開，因此，壓裂技術(shù)在油田開采中被稱為“臨門一腳”，至關(guān)重要。大慶油田采油工程研究院企業(yè)首席技術(shù)專家張永平作為壓裂專家，有著30余年的工作經(jīng)驗，但此次還是碰到了很大難題。“常規(guī)油類似一個油包，采油是通過在地下建高速通道，讓油順著通道流到井底，通過抽油泵采上來。而頁巖油分布在很多微小的孔隙面上，大小相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/500，而且孔隙之間是封閉的，平面流動差，縱向不流動，壓裂難度非常大。”經(jīng)過多次科研攻關(guān)，他帶領(lǐng)技術(shù)團隊探索出“逆混合、限流射孔、復(fù)合提產(chǎn)”壓裂主體工藝。
從頁巖油鉆井方案設(shè)計到壓裂液等關(guān)鍵原材料、工具研發(fā)，從采油工程研究到增產(chǎn)改造科技攻關(guān)，面對頁巖油開發(fā)這個“新大陸”，科研工作者不斷進行技術(shù)攻堅。
“目前，配套優(yōu)快水平井鉆井技術(shù)和復(fù)合壓裂技術(shù)已成為支撐古龍頁巖油勘探開發(fā)的核心技術(shù)體系，是關(guān)鍵工程技術(shù)的重大突破。此外，地球物理識別預(yù)測技術(shù)、富集層和富集區(qū)綜合評價技術(shù)在國際上也有領(lǐng)先性。同時，在地面建設(shè)過程中，正按‘多能互補、全程密閉、分質(zhì)處理、清潔生產(chǎn)’思路進行創(chuàng)新攻關(guān)，建立具有大慶特色的綠色低碳生產(chǎn)技術(shù)。”何文淵表示。
儲量豐富——
帶來了石油勘探思路的新變化
據(jù)介紹，大慶古龍頁巖油有利區(qū)范圍1.46萬平方千米，是大慶主力油田的5倍多。“經(jīng)過不懈努力，我們終于實現(xiàn)了‘大慶底下找大慶’的夢想，這有望根本性改善整體處于后油藏開發(fā)階段的老油田儲采失衡狀況和產(chǎn)能接替不足的矛盾，增強持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的后勁、底氣和實力，保障國家能源安全。”方慶表示。
大慶油田的發(fā)現(xiàn)者之一、中國工程院院士邱中建，中國科學(xué)院院士鄒才能等專家這樣評價：“大慶油田在古龍凹陷發(fā)現(xiàn)的頁巖油，是在一個十分重要的歷史時期獲得的一個具有現(xiàn)實意義的重大發(fā)現(xiàn)。這是工業(yè)性的、科學(xué)性的發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前有這樣的大發(fā)現(xiàn)，是雪中送炭，是及時雨，是戰(zhàn)略性的資源。”
“古龍頁巖油不僅高產(chǎn)而且油的品質(zhì)好，一噸油可以‘拔’出27%的輕烴，天然氣里還有大量乙烷，價值更高。按照油價每桶45美元測算，每噸油要比大慶的原油增值490元。而如果采用一些合適的地面工藝，形成上下游一體化乙烯產(chǎn)業(yè)鏈，則價值更大。”張金友說。
朱國文從科學(xué)、經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)、社會和示范引領(lǐng)五方面具體闡釋了大慶古龍頁巖油勘探開發(fā)的重要意義：“將實現(xiàn)從陸相頁巖‘生’油到陸相頁巖‘產(chǎn)’油的理論突破；將甩掉老油田儲采失衡的帽子，實現(xiàn)油氣規(guī)?？偭吭鲩L；將帶動大慶上下游一體化乙烯產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈跨越發(fā)展；將助力大慶爭當(dāng)全國資源型城市轉(zhuǎn)型升級發(fā)展排頭兵；將推動我國陸相頁巖油氣革命，影響全球頁巖油氣發(fā)展。”
大慶油田古龍頁巖油的勘探突破，帶來了勘探思路的新變化，展現(xiàn)了我國陸相頁巖油巨大的發(fā)展空間和潛力，對國內(nèi)同類資源開發(fā)具有示范指導(dǎo)意義。但同時，多位專家也表示，陸相頁巖油作為一種非常規(guī)資源類型，勘探開發(fā)還面臨理論、技術(shù)、成本、效益等多方面挑戰(zhàn)，需要進一步加強科技攻關(guān)和管理創(chuàng)新，進而實現(xiàn)規(guī)模有效開發(fā)。
來源：光明日報
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