早春時(shí)節(jié)，準(zhǔn)噶爾盆地寒意未盡。位于準(zhǔn)噶爾盆地東部的新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)內(nèi)，油氣生產(chǎn)仍熱火朝天。該示范區(qū)總面積達(dá)1278平方公里，目前資源量超過(guò)10億噸。
新疆油田公司吉慶油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁(yè)巖油項(xiàng)目部），員工在頁(yè)巖油聯(lián)合處理站巡檢。張睿攝
2020年，國(guó)家能源局、自然資源部復(fù)函同意設(shè)立我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)——新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)。此后，在中國(guó)石油新疆油田和吐哈油田的共同努力下，示范區(qū)不斷在頁(yè)巖油開采技術(shù)、管理模式等方面取得突破。2024年11月，示范區(qū)頁(yè)巖油累計(jì)年產(chǎn)量突破100萬(wàn)噸，為我國(guó)頁(yè)巖油的規(guī)模效益開發(fā)積累了豐富的技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)。
頁(yè)巖油加力“替補(bǔ)”
頁(yè)巖具有薄頁(yè)狀或薄層狀紋路肌理，頁(yè)巖油儲(chǔ)藏在頁(yè)巖中，滲透率低、流動(dòng)性差，滲透率僅為0.1毫達(dá)西—1毫達(dá)西，被稱作“藏在石頭縫里的石油”。由于開采難度大、成本高昂，頁(yè)巖油在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)被認(rèn)為沒有開采價(jià)值。直到21世紀(jì)初，受全球石油需求增長(zhǎng)和常規(guī)油藏石油資源減少影響，頁(yè)巖油逐漸進(jìn)入人們視野。
當(dāng)前，已在全球21個(gè)國(guó)家的75個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖油，可采資源量在700億—800億噸。美國(guó)是目前全球最大的頁(yè)巖油生產(chǎn)國(guó)，頁(yè)巖油產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的35%。
在新疆油田公司吉慶油田作業(yè)區(qū)，一部部鉆井聳立在天山腳下。克拉瑪依融媒記者 閔勇 攝
中國(guó)石油新疆油田吉慶油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁(yè)巖油項(xiàng)目經(jīng)理部）總地質(zhì)師陳依偉介紹，我國(guó)頁(yè)巖油資源豐富，主要分布在鄂爾多斯、松遼、準(zhǔn)噶爾、四川、渤海灣5個(gè)大型盆地以及柴達(dá)木、江漢、蘇北等8個(gè)中小型盆地，頁(yè)巖油可采儲(chǔ)量居世界第三位。
目前，我國(guó)已建成3個(gè)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖油示范區(qū)，即新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)、大慶油田古龍陸相頁(yè)巖油國(guó)家級(jí)示范區(qū)、勝利濟(jì)陽(yáng)頁(yè)巖油國(guó)家級(jí)示范區(qū)。2024年，我國(guó)頁(yè)巖油產(chǎn)量達(dá)600萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)超30%。
“美國(guó)通過(guò)頁(yè)巖油革命，從石油進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變成出口國(guó)，改變了世界能源版圖。我國(guó)能源具有‘富煤貧油少氣’特點(diǎn)，為保障國(guó)家能源安全，頁(yè)巖油成為現(xiàn)階段石油資源最現(xiàn)實(shí)的接替補(bǔ)充?！睉讶釃?guó)家實(shí)驗(yàn)室新疆基地資深專家唐勇說(shuō)。
尋找開采“金鑰匙”
不同于常規(guī)油氣藏開發(fā)，頁(yè)巖油藏孔隙非常小，滲透率極低，油井打下去后幾乎不會(huì)自噴，必須通過(guò)大體積壓裂，向地下注入石英砂、水等混合液體，像“切豆腐”一樣把地層切開。
中國(guó)石油新疆油田公司吉慶油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁(yè)巖油項(xiàng)目經(jīng)理部）工藝研究中心負(fù)責(zé)人魯霖懋介紹，吉木薩爾的頁(yè)巖油儲(chǔ)層好比“夾心餅干”，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是餅干的“奶油層”。鉆井過(guò)程中需要控制鉆具橫向沿著“奶油層”鉆，增加與“奶油層”的接觸，才能產(chǎn)出更多頁(yè)巖油。
“在3000多米深的地層，穩(wěn)定操控鉆頭穿越平均1.5米厚的‘奶油層’絕非易事，稍有不慎，鉆頭就可能跑偏?！濒斄仨f(shuō)。
為提升優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層鉆遇率，示范區(qū)開創(chuàng)了“黃金靶體”跟蹤方法。地質(zhì)工作人員充分利用從地下深處取來(lái)的巖屑，分析其所含的地質(zhì)信息，據(jù)此微調(diào)鉆頭導(dǎo)向，使鉆頭軌跡始終處于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層區(qū)域內(nèi)，鉆遇率從43%提升至87%。
鎖定優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層后，還要更好地讓地層“裂開”，才能高效“榨”油。對(duì)此，吉慶油田開發(fā)出一套“縫藏匹配+精準(zhǔn)改造+全域支撐+二氧化碳前置”組合式的壓裂技術(shù)。
魯霖懋介紹，通過(guò)二氧化碳前置壓裂等工程技術(shù)手段“打碎”儲(chǔ)層，在形成多條主裂縫的同時(shí)，側(cè)向還會(huì)形成多條裂縫，諸多裂縫就像是由高速路、國(guó)道、省道等組成的“公路網(wǎng)絡(luò)”。
“這樣油氣流出后能以最短距離進(jìn)入‘公路網(wǎng)絡(luò)’，大幅提升流動(dòng)效率。此外，二氧化碳前置壓裂還能在有效驅(qū)油的同時(shí)實(shí)現(xiàn)碳埋存與利用?！濒斄仨f(shuō)。
目前，吉木薩爾頁(yè)巖油壓裂效率平均達(dá)4.9級(jí)/天，比2023年提升9%，這一頁(yè)巖油水平井壓裂提效新水平，為頁(yè)巖油示范區(qū)高效建產(chǎn)樹立了新標(biāo)桿。
“我們已獲得發(fā)明專利授權(quán)14項(xiàng)，發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，出版專著3部，發(fā)表論文40篇，軟件著作權(quán)3件?！标愐纻フf(shuō)。
引領(lǐng)效益開發(fā)示范
“所謂示范區(qū)，不僅要形成可復(fù)制技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，還要推動(dòng)降低成本、生態(tài)保護(hù)等，實(shí)現(xiàn)效益開采?！敝袊?guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)石油學(xué)院教授趙雄虎說(shuō)。
據(jù)了解，頁(yè)巖油開采的主要成本在打水平井和體積壓裂上，單井投資成本中，頁(yè)巖油鉆井和體積壓裂占比達(dá)90%。近年來(lái)，新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)引入市場(chǎng)機(jī)制，采用“項(xiàng)目制”管理降低單井投資成本，目前已實(shí)現(xiàn)單井投資下降40%。
此外，示范區(qū)還利用鉆井提速、壓裂提效等方式提升頁(yè)巖油開采效率。近五年平均完井周期縮短64%，一趟鉆（鉆井過(guò)程中不換鉆頭）完成率上升至58%。在提升傳統(tǒng)采油方式效率的同時(shí)，示范區(qū)采用二氧化碳驅(qū)動(dòng)采油等舉措，不斷實(shí)現(xiàn)廢料無(wú)害化處置和循環(huán)再利用，讓頁(yè)巖油開采更具生態(tài)效益。
如今，我國(guó)頁(yè)巖油開采不斷提速：2024年10月，勝利濟(jì)陽(yáng)頁(yè)巖油國(guó)家級(jí)示范區(qū)，單井峰值日產(chǎn)油262.8噸，刷新了國(guó)內(nèi)頁(yè)巖油單井日產(chǎn)最高紀(jì)錄；長(zhǎng)慶頁(yè)巖油連續(xù)6年保持30萬(wàn)噸/年增幅，產(chǎn)量連創(chuàng)新高；松遼盆地古龍凹陷深湖純頁(yè)巖，實(shí)現(xiàn)了由“生油”到“產(chǎn)油”的革命性突破……
“吉木薩爾頁(yè)巖油開采形成的理論、技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，是我國(guó)‘陸相頁(yè)巖油革命’的重要標(biāo)志性成果，將在頁(yè)巖油產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮引領(lǐng)示范作用?！碧朴抡f(shuō)。（據(jù)2025年第12期《瞭望》）