大庆古龙页岩油勘探重大突破 有哪些深远影响?

大庆古龙页岩油勘探取得重大突破 12.68亿吨:又将诞生一个“新大庆”

8月25日,从中国石油大庆油田召开的新闻发布会上传来振奋人心的消息:大庆油田古龙页岩油勘探取得重大战略性突破,探区面积达1.46万平方千米,2021年落实含油面积1413平方千米,新增石油预测地质储量12.68亿吨,相当于大庆底下又找到一个“新大庆”。

此次大庆油田页岩油勘探的重大战略突破意义何在?对国内其他油田开发及我国能源安全有哪些深远影响?记者就此采访了相关专家。

理论突破——实现从陆相页岩“生”油到陆相页岩“产”油

在距离大庆市区两个多小时车程的杜尔伯特蒙古族自治县腰新乡,大庆油田古页油平1井高高矗立,从2020年2月21日见油至今,已连续排采500天,累产原油6000吨,累产油气当量近万吨,单井产量是大庆油田单井平均产量的10倍。“这充分证明了,陆相页岩不仅能够生油,而且能够产油,产量不仅可观,还能实现稳产。”大庆油田页岩油勘探开发会战前线指挥部研究部署组组长林旭东表示。

对于页岩油,很多人并不陌生。美国正是依靠页岩油气的革命,实现了能源独立。不同于国外已经成功开发的海相页岩油,我国页岩油主要为陆相页岩油。西方地质学家曾断言:“海相页岩能生油,陆相页岩不能生油。”事实上,世界上已发现的石油资源大都处在海相地层,故陆相地层的潜力不被看好。

早在20世纪80年代,大庆油田就曾对页岩油进行研究勘探,但受理论认识和技术局限,单井出油有限,一直未能实现高产和持续稳产。

大庆油田还曾邀请壳牌、BP等国际大公司对古龙页岩油开展前期评价研究,他们给出的答案是:尚未在全球范围内发现类似具有商业开发价值的页岩油,勘探开发风险非常高。

“以往的地质理论认为,页岩层只生油,随着运移石油流到别处形成常规可开采油层,而页岩本身石油含量非常少。通俗讲就是,泥岩里有油也没多少,有油也采不出来,即便采出来也不能高产稳产,更谈不上效益开发。”大庆油田勘探开发研究院页岩油项目部经理张金友解释道,因此页岩油在很长一段时间内并没有被列为勘探开采对象。

作为勘探开发60余年的老油田,近年来,大庆油田面临储采失衡和稳产难的严峻挑战。“大庆常规油资源的探明率达到62.7%,油田开发已进入后期,可采储量不断减少。作为全国工业战线的标杆和旗帜,大庆油田必须勇挑重担,寻求新的突破。”中国石油天然气股份有限公司副总裁、大庆油田党委书记、大庆油田有限责任公司执行董事朱国文表示。

而对于页岩油的勘探,大庆油田人一直不死心。2018年,油田科研人员通过对50年前古龙地区提取的岩心进行分析研究,提出了一个大胆的理论设想:页岩中生成的石油一部分运移到萨尔图等油层,形成大庆长垣常规油,应该还有很多滞留在了生油的页岩中。“别家采的页岩油都是经过了运移,藏到了被页岩夹着的砂岩或者碳酸盐岩这种可开采岩层中的‘嫁出去的女儿’,我们是‘大胖小子’生在了家里。”大庆油田副总经理、总地质师、页岩油勘探开发指挥部总指挥何文渊形象地比喻,“我们要把待在页岩里面的这部分油找到并开采出来。”

2018年,大庆油田向源内青山口组页岩油进军,开钻古页油平1井进行试验试采,获得成功。古页油平1井用日产油30.5吨、日产气1.3万方的高产工业油气流,展现了陆相页岩油广阔的资源前景。

“古龙页岩油打破了传统石油勘探开发的理念和认识,实现了从陆相页岩‘生’油到陆相页岩‘产’油;从经典石油地质学运移成藏到高有机质页岩原位成藏的跨越,丰富发展了石油地质学理论。”何文渊说。

技术创新——打响一场新会战

古页油平1井的试验成功极大坚定了大庆油田人开发页岩油的信心和决心。但问题随之而来,古龙页岩油的储量有多少?可勘探开采量有多少?如何实现规模效益开发?

2020年,大庆油田围绕获得重大突破的古页油平1井,开辟高气油比区开发先导试验,成立“古龙页岩油1号试验区”,打响了一场古龙页岩油勘探开发的新会战。“与20世纪60年代石油大会战不同,新会战是在新发展理念指导下的科技攻坚战,重点在认识未知、攻关试验。”对于新会战,大庆油田总经理方庆这样解读。

不同于国内外已开发的夹层型和混积型页岩油,大庆页岩油是泥级页岩,孔隙更小、密度更高,工程技术难度极大。

会战刚开始时,第一口井因为井壁失稳,大块剥落,没有打成。企业首席技术专家、大庆页岩油指挥部副总指挥杨智光和工作组的成员们几天几夜不眠不休,反复研究对策,终于从提高泥浆密度、增强封堵性上找到了办法。

要想出油,必须通过压力使地层裂开,因此,压裂技术在油田开采中被称为“临门一脚”,至关重要。大庆油田采油工程研究院企业首席技术专家张永平作为压裂专家,有着30余年的工作经验,但此次还是碰到了很大难题。“常规油类似一个油包,采油是通过在地下建高速通道,让油顺着通道流到井底,通过抽油泵采上来。而页岩油分布在很多微小的孔隙面上,大小相当于一根头发丝的1/500,而且孔隙之间是封闭的,平面流动差,纵向不流动,压裂难度非常大。”经过多次科研攻关,他带领技术团队探索出“逆混合、限流射孔、复合提产”压裂主体工艺。

从页岩油钻井方案设计到压裂液等关键原材料、工具研发,从采油工程研究到增产改造科技攻关,面对页岩油开发这个“新大陆”,科研工作者不断进行技术攻坚。

“目前,配套优快水平井钻井技术和复合压裂技术已成为支撑古龙页岩油勘探开发的核心技术体系,是关键工程技术的重大突破。此外,地球物理识别预测技术、富集层和富集区综合评价技术在国际上也有领先性。同时,在地面建设过程中,正按‘多能互补、全程密闭、分质处理、清洁生产’思路进行创新攻关,建立具有大庆特色的绿色低碳生产技术。”何文渊表示。

储量丰富——带来了石油勘探思路的新变化

据介绍,大庆古龙页岩油有利区范围1.46万平方千米,是大庆主力油田的5倍多。“经过不懈努力,我们终于实现了‘大庆底下找大庆’的梦想,这有望根本性改善整体处于后油藏开发阶段的老油田储采失衡状况和产能接替不足的矛盾,增强持续稳产的后劲、底气和实力,保障国家能源安全。”方庆表示。

大庆油田的发现者之一、中国工程院院士邱中建,中国科学院院士邹才能等专家这样评价:“大庆油田在古龙凹陷发现的页岩油,是在一个十分重要的历史时期获得的一个具有现实意义的重大发现。这是工业性的、科学性的发现,在当前有这样的大发现,是雪中送炭,是及时雨,是战略性的资源。”

“古龙页岩油不仅高产而且油的品质好,一吨油可以‘拔’出27%的轻烃,天然气里还有大量乙烷,价值更高。按照油价每桶45美元测算,每吨油要比大庆的原油增值490元。而如果采用一些合适的地面工艺,形成上下游一体化乙烯产业链,则价值更大。”张金友说。

朱国文从科学、经济、产业、社会和示范引领五方面具体阐释了大庆古龙页岩油勘探开发的重要意义:“将实现从陆相页岩‘生’油到陆相页岩‘产’油的理论突破;将甩掉老油田储采失衡的帽子,实现油气规模总量增长;将带动大庆上下游一体化乙烯产业链价值链跨越发展;将助力大庆争当全国资源型城市转型升级发展排头兵;将推动我国陆相页岩油气革命,影响全球页岩油气发展。”

大庆油田古龙页岩油的勘探突破,带来了勘探思路的新变化,展现了我国陆相页岩油巨大的发展空间和潜力,对国内同类资源开发具有示范指导意义。但同时,多位专家也表示,陆相页岩油作为一种非常规资源类型,勘探开发还面临理论、技术、成本、效益等多方面挑战,需要进一步加强科技攻关和管理创新,进而实现规模有效开

编辑: 唐诗

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