石油年產(chǎn)量上百萬噸,對于油氣產(chǎn)量當量排全國第一的新疆,這樣的油田至少好幾十個,但位于新疆吉木薩爾縣的這個油田卻真的了不起。
為什么了不起?
因為這里的頁巖油年產(chǎn)突破了100萬噸!
那么,頁巖油到底是個啥?產(chǎn)量突破100萬噸為何如此重要?
字面上看,頁巖就是如書頁般層層分布的巖石,具有薄頁狀或薄層狀紋路肌理。頁巖油是儲藏在頁巖中的石油資源,通俗講就是藏在石頭縫里的石油。頁巖油滲透率極低,通常滲透率僅0.1毫達西—1毫達西,相當于0.00001平方厘米—0.0001平方厘米,開采難度猶如磨刀石里找油,極其艱難,且成本高昂。
2024年7月,新疆油田吉慶油田作業(yè)區(qū)在開展水平井壓裂作業(yè)。張玨攝
過去,很長一段時間,一度認為這樣的油藏沒有開采經(jīng)濟價值。
直到21世紀初,受全球石油需求增長和常規(guī)油藏石油資源減少影響,非常規(guī)油藏頁巖油逐漸進入世界視野。最典型的是美國,通過頁巖油革命,從石油進口國轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹趪?,從而改變世界能源版圖。
我國能源特點是“富煤貧油少氣”,為保障國家能源安全,頁巖油將是新的戰(zhàn)略接替。
2010年,吉木薩爾縣的吉25井壓裂后平均日產(chǎn)油18.25噸,試采22噸,由此發(fā)現(xiàn)吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組頁巖油。2012年,吉172-H井首創(chuàng)國內(nèi)“萬方液、千方砂”的工廠化壓裂,一舉刷新新疆油田最多壓裂級數(shù)、最大入井液量紀錄。吉172-H井壓裂后一年期平均日產(chǎn)油24.5噸,最高日產(chǎn)油量達69.46噸,成功開創(chuàng)頁巖油開發(fā)新里程,堅定新疆油田動用陸相頁巖油信心。
到2019年,頁巖油開采壓裂工藝趨于成熟,儲層認識進一步提高,新疆油田成立吉慶油田作業(yè)區(qū)。
2020年,國家能源局、自然資源部聯(lián)合復(fù)函設(shè)立新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區(qū)。至此,吉木薩爾頁巖油開發(fā)正式拉開序幕。
按照規(guī)劃,2025年示范區(qū)要順利建成并實現(xiàn)年產(chǎn)頁巖油170萬噸目標,其中,新疆油田完成140萬噸,吐哈油田完成30萬噸。中國石油天然氣集團有限公司董事長、黨組書記戴厚良表示“示范區(qū)不僅要解決技術(shù)上可行,更要樹立經(jīng)濟可行的目標,學(xué)習(xí)借鑒國外頁巖油開發(fā)的成本倒逼機制,增強示范區(qū)競爭力”。
一路摸著石頭過河,面對國外技術(shù)封鎖,新疆油田吉慶油田作業(yè)區(qū)逼著自己加強科研攻關(guān),推動開采技術(shù)升級迭代。
新疆油田吉慶油田作業(yè)區(qū)展示的頁巖樣品。石榴云/新疆日報記者 于江艷攝
來看看頁巖油究竟怎么開采?需要什么步驟和技術(shù)?
第一步:“吃”甜點
吉木薩爾頁巖油平均埋藏深度3800米,油層平均厚度僅1.5米。鉆遇頁巖油優(yōu)質(zhì)儲層就是尋找甜點,也被稱作“黃金靶點”。在3800米地下,要控制好鉆頭精準穿越1.5米厚油層,成功“吃”上甜點,這絕非易事,因為甜點并不是平整鋪序,有的向上拱起,有的向下折疊,還有的可能是“曲里拐彎”走向。
為“吃”上更多甜點,頁巖油開采通常部署水平井,井如同“L”形狀,先打一段直井,再造斜,然后水平段穿越甜點。當然,并不是穿越越長越好,通過測算,水平段約1.8米長最經(jīng)濟。經(jīng)過五年摸索,吉慶油田作業(yè)區(qū)“吃”下甜點鉆遇率已從43.4%提升到87.2%。
第二步:切豆腐
鉆井井筒“吃”上甜點后,還得通過壓裂將地層打碎,在地下形成裂縫,使甜點流出來。
吉木薩爾頁巖油非常黏稠,幾乎不流動,為推動其流動,得進行大體積壓裂,這一過程猶如切豆腐塊一樣將地層切碎。壓裂時先注水基液,打通頁巖油流通通道,然后注入石英砂,將通道支撐起來,修建起油氣流通到地面的“高速公路”。
為將更多黏稠的頁巖油驅(qū)替出來,最近一兩年還使用上二氧化碳驅(qū)油技術(shù),在前置壓裂環(huán)節(jié),向地層注入二氧化碳,猶如向可樂瓶中充二氧化碳一樣,使其膨脹起來,為頁巖油流動增能。
11月24日,在新疆油田吉慶油田作業(yè)區(qū),采油工人孫鵬科正在查看172-H井儀表。石榴云/新疆日報記者 于江艷攝
要建成示范區(qū),不僅要形成可復(fù)制技術(shù)經(jīng)驗,更要推動成本降下來,實現(xiàn)效益開采。
近年來,新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區(qū)引入市場機制倒逼,通過鉆井提速、壓裂提效、新井快速投產(chǎn)等方式,推動頁巖油開采降本增效,近五年平均完井周期從91天下降到32.6天,一趟鉆(鉆進過程中不換鉆頭)從0上升至58%。
為如期建成國家級示范區(qū),今年吉木薩爾頁巖油新建產(chǎn)能創(chuàng)歷史之最,截至11月26日,今年頁巖油累產(chǎn)突破100萬噸,成為我國首個年產(chǎn)破百萬噸的國家級陸相頁巖油示范區(qū)。
截至目前,我國已成立3個國家級陸相頁巖油示范區(qū),包括新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區(qū)、大慶油田古龍陸相頁巖油國家級示范區(qū)和勝利濟陽頁巖油國家級示范區(qū)。新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區(qū)資源儲量估算超10億噸,由新疆油田和吐哈油田聯(lián)合開發(fā)。
當前,全球已在21個國家75個盆地發(fā)現(xiàn)頁巖油,可采資源量700億噸—800億噸。中國頁巖油資源豐富,主要分布在鄂爾多斯、松遼、準噶爾、四川、渤海灣5個大型盆地和柴達木、江漢、蘇北等8個中小型盆地,頁巖油可采儲量居世界第三位。
新疆頁巖油資源主要分布在吉木薩爾、瑪湖、五彩灣—石樹溝凹陷區(qū),總資源量超30億噸,勘探開發(fā)前景廣闊。吉木薩爾頁巖油年產(chǎn)量破百萬噸,標志著頁巖油規(guī)模效益開發(fā)已形成豐富技術(shù)和管理經(jīng)驗,將在全國起到示范引領(lǐng)作用。
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