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世界熱頭條丨從頁巖里“榨”油 我國破解頁巖產(chǎn)油3項世界難題

2023-05-28 09:47:10 來源：北京青年報

北京青年報記者 宋霞

常規(guī)與非常規(guī)油氣聚集類型分布圖

揭秘


(資料圖片)

在2023中關(guān)村論壇上，中國陸相頁巖油革命及戰(zhàn)略突破正式發(fā)布。成果創(chuàng)新了中國陸相頁巖油富集地質(zhì)理論，解決了陸相頁巖“生油”“儲油”“產(chǎn)油”的世界科學(xué)難題；創(chuàng)建了中國陸相頁巖油關(guān)鍵技術(shù)體系；形成了一批自主知識產(chǎn)權(quán)；建設(shè)了鄂爾多斯盆地隴東、準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾、松遼盆地古龍等國家級示范區(qū)與基地。

從頁巖里“榨”油

據(jù)介紹，中國陸相頁巖引發(fā)了兩次“石油革命”。第一次是“陸相頁巖生油”，發(fā)現(xiàn)了大慶等一批大油田，打破了“中國貧油說”，支撐了我國常規(guī)石油工業(yè)發(fā)展，媲美“兩彈一星”；第二次是“陸相頁巖產(chǎn)油”，工作的對象從資源占比20%的“單體型”常規(guī)石油向80%的“連續(xù)型”非常規(guī)石油邁進(jìn)，開啟了新一輪“石油革命”，有望支撐我國未來非常規(guī)石油工業(yè)發(fā)展。

過去，人們普遍認(rèn)為頁巖似“磨刀石”“鐵板”一般沒有孔隙，只可作為常規(guī)油藏的蓋層。其實(shí)它蘊(yùn)藏著更大面積的巨量石油資源。

所謂頁巖是指含油氣盆地中具有頁片狀的泥質(zhì)巖，當(dāng)它富含有機(jī)質(zhì)時又稱為烴源巖，也就是常說的生油巖。不同于常規(guī)油藏依靠自然能量、常規(guī)手段直接開發(fā),頁巖油需利用非常規(guī)手段人工制造油藏開發(fā)。打個比喻，如果將椰汁比作常規(guī)石油，那椰肉里榨出來的汁就是非常規(guī)石油，頁巖油就是從頁巖里“榨”出來的。

我國頁巖油主要分布于鄂爾多斯、松遼、準(zhǔn)噶爾、渤海灣、四川等大型盆地以及許多“小而肥”的中小型盆地，以陸相頁巖油為主，連續(xù)分布面積偏小，成熟度偏低，黏土含量偏高，油質(zhì)偏重，同時我國頁巖油勘探開發(fā)起步晚，研究程度低，鉆井壓裂周期長，施工費(fèi)用高。中西部盆地中高成熟頁巖油資源，普遍埋藏較大，目前最大頁巖油層埋深已達(dá)5000米，鉆完井、壓裂等工程實(shí)施難度大，投資大，風(fēng)險大。

去年產(chǎn)量突破300萬噸

中國石油勘探開發(fā)研究院致密油研究所副所長、中國石油“十四五”頁巖油前瞻性基礎(chǔ)性重大科技項目執(zhí)行項目長楊智教授向北京青年報記者介紹，常規(guī)油藏儲存巖石孔隙尺度比較大，尺度可以達(dá)到毫米級厘米級，但現(xiàn)在陸相頁巖油相當(dāng)于從70微米左右的頭發(fā)絲尺度的頁巖顆粒中找油產(chǎn)油，孔隙尺度是微米級納米級，勘探開發(fā)難度極大。

從勘探的角度來講，在地下幾千米深度范圍，鉆探找準(zhǔn)幾米十幾米的薄富集層，這對于預(yù)測的精度是非常高的，經(jīng)過非常艱難的探索，目前能達(dá)到90%以上的有利儲層鉆遇率。從開發(fā)的角度來講，一般都是打一口直井下去，在自然能量條件下，石油就可以自己通過井筒流動到達(dá)地面，但頁巖油沒有自然流動的條件，需要人為干預(yù)、打碎鐵板頁巖，創(chuàng)造流動條件。

開采難度大、成本高，為何還要開采頁巖油？對此，楊智教授表示，我們國家一段時間以來一直是一個缺油少油的國家，每一份石油資源都非常珍貴。雖然目前我們實(shí)現(xiàn)了石油自給，但為了保障石油安全，我們?nèi)孕枰揽靠萍甲粤⒆詮?qiáng)進(jìn)源找油。頁巖層系石油是戰(zhàn)略接替石油資源，其規(guī)模效益開發(fā)具有重要戰(zhàn)略意義。十年來，陸相頁巖油從無到有，2022年中國石油礦權(quán)區(qū)陸相頁巖油產(chǎn)量已突破300萬噸。

破解3項世界難題

楊智教授表示，近十年，中國石油在頁巖油領(lǐng)域，先后經(jīng)歷了納米孔發(fā)現(xiàn)、國家973研發(fā)、國家實(shí)驗室建設(shè)、國際合作研究、勘探風(fēng)險井部署、開發(fā)先導(dǎo)試驗、國家示范區(qū)建設(shè)等一系列重大標(biāo)志性事件，實(shí)現(xiàn)了“陸相頁巖產(chǎn)油”革命性創(chuàng)新，形成了特色理論技術(shù)系列。

楊智教授介紹，一方面，創(chuàng)新了中國陸相頁巖油富集地質(zhì)理論，解決了陸相頁巖“生油”“儲油”“產(chǎn)油”3項世界科學(xué)難題：創(chuàng)建陸相富有機(jī)質(zhì)頁巖沉積模式；發(fā)現(xiàn)了頁巖納米級孔喉儲油系統(tǒng)；揭示了頁巖油“連續(xù)型”甜點(diǎn)區(qū)、甜點(diǎn)段富集規(guī)律。

另一方面，創(chuàng)建了中國陸相頁巖油實(shí)驗研究、勘探評價、開發(fā)工程和超前創(chuàng)新4項關(guān)鍵技術(shù)體系，形成了一批自主知識產(chǎn)權(quán)。其中數(shù)字巖石智能化評價技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從米到納米“9”個數(shù)量級融合。同時創(chuàng)建了頁巖油開發(fā)工程技術(shù)系列，主要包括體積開發(fā)、大平臺—井工廠開發(fā)等8項核心技術(shù)。此外還啟動了中低成熟頁巖油原位轉(zhuǎn)化攻關(guān)，基本解決了資源評價與選區(qū)等關(guān)鍵技術(shù)難題,研發(fā)形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果，包括國家標(biāo)準(zhǔn)3項、技術(shù)秘密35項等。

找到從頁巖中開采石油“金鑰匙”

楊智教授進(jìn)一步介紹，理論技術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)推動中國陸相頁巖油實(shí)現(xiàn)3方面戰(zhàn)略突破。第一方面：在鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、松遼、渤海灣、四川、柴達(dá)木等盆地獲得了一批重大勘探發(fā)現(xiàn)。第二方面：建設(shè)了隴東、吉木薩爾、古龍國家級示范區(qū)與基地。中部鄂爾多斯盆地頁巖油開發(fā)示范基地，建成了我國目前規(guī)模最大的頁巖油整裝油田；西部準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾，是我國第一個國家級陸相頁巖油示范區(qū)；東部大慶古龍陸相頁巖油國家級示范區(qū)，已取得具有戰(zhàn)略意義的重大突破。第三方面：創(chuàng)新成果推動，陸相頁巖油成為國家戰(zhàn)略資源。

不僅如此，頁巖油開采出來后還需要在市場條件下盡可能控制成本，形成規(guī)模效益的開發(fā)。公開報道顯示，中國石油大港油田公司旗下頁巖油效益開發(fā)示范平臺——滄東凹陷5號平臺，已正式投入生產(chǎn)。平臺內(nèi)共有9口頁巖油井，日產(chǎn)能穩(wěn)定在280噸左右，形成了10萬噸的年生產(chǎn)能力。這標(biāo)志著我國首個10萬噸級頁巖油效益開發(fā)示范平臺在大港油田正式建成投產(chǎn)。據(jù)測算，平臺前期部署的4口井，合計日產(chǎn)油40余噸。新部署的5口井產(chǎn)量進(jìn)一步提升，單井日產(chǎn)油穩(wěn)定在40噸到50噸，預(yù)測單井首年產(chǎn)油可超1萬噸，單井的最終采收量有望達(dá)到4.1萬噸，實(shí)現(xiàn)陸相頁巖油的效益開發(fā)。

楊智教授說，滄東平臺是其中的一個成功案例。長慶油田在黃土塬率先建成國內(nèi)首個百萬噸級整裝油區(qū)，頁巖油產(chǎn)量位居全國第一，去年的產(chǎn)量已突破200萬噸。新疆油田在吉木薩爾戈壁，正在建設(shè)全國第一個國家級頁巖油示范區(qū)，去年產(chǎn)量已突破50萬噸。還有受廣泛關(guān)注的大慶油田古龍頁巖油，相對來說開發(fā)難度更大，去年產(chǎn)量也突破了10萬噸油當(dāng)量。

不難看到，中國石油陸相頁巖油理論技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)踐，突破了“理論誤區(qū)”，打破了“勘探禁區(qū)”，攻破了“開發(fā)無人區(qū)”，找到了從頁巖中開采石油的“金鑰匙”，正在掀起一場新的“石油革命”。

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