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芝麻開門 ——勝利濟陽頁巖油國家級示范區取得重大成果系列報道(上)
2025-01-10 11:10:00 來源:能源科技
田承帥?張玉峰?焦子琳?王?顥
編者按:近年來,中國石化勝利油田加大頁巖油勘探開發力度,聚焦“卡脖子”難題,通過集智攻關、集成創新、集團作戰,在陸相頁巖油理論技術創新上走在前、作示范,推進勝利濟陽頁巖油國家級示范區各方面建設取得實質性進展。本刊連續推出《芝麻開門》《步步驚心》《旭日東升》三篇重點報道,全面展示勝利油田頁巖油勘探開發取得的突破和成就。
10月10日,中國石化發布高質量發展十項成果,勝利濟陽頁巖油國家級示范區成功入圍。作為我國首個陸相斷陷湖盆國家級頁巖油示范區,估算資源量可望達到105億噸,落實探明儲量1.27億噸,累計產油超80萬噸,引領中國陸相斷陷湖盆頁巖油開發進程。
其實,勝利油田60多年的發展歷程中,每一次勘探的突圍都離不開地質理論認識的突破。近年來,勝利油田立足自主創新,加強頁巖油富集規律、開發機理研究,創新提出頁巖油勘探開發理論認識,成功喚醒藏于細如發絲孔縫中的寶藏。
中國石化集團公司總經理助理兼勝利石油管理局有限公司執行董事、黨委書記,勝利油田分公司代表孫永壯說,勝利濟陽頁巖油國家級示范區取得重大成果,得益于勝利油田科技工作者敢于突破傳統、自主創新,打破了成熟度小于0.9%的頁巖油勘探開發禁區,將90%的資源從“不可動”變為“可動”。
“芝麻開門”,頁巖油開發不再是天方夜譚。
熟悉的“陌生人”
只是因為在人群中多看了你一眼,便再也沒能忘掉你的容顏……
勝利油田與頁巖油的交集可以追溯到1972年。彼時,在渤南洼陷義18井泥頁巖中首次發現工業油流。
在常規油氣勘探過程中,勝利油田有多口井在頁巖中見到了油氣顯示。
“這一階段是‘偶遇’,沒有意識到它就是幾十年后風靡全球的頁巖油。”受制于當時地質工作者的認識水平,勝利油田與頁巖油“擦肩而過”。
2006年之前,勝利油田在濟陽凹陷68口井泥頁巖發育段進行測試,其中40口井初產達到工業油氣流標準,累計產油超過11萬噸。
21世紀初,美國依靠水平鉆井和壓裂技術迭代,實現頁巖油革命。2008年,勝利油田首次對頁巖油進行科研立項,標志著頁巖油正式進入勝利油田地質工作者的視野。
與北美頁巖油相比,濟陽凹陷頁巖油具有海相與陸相、中高成熟與中低成熟之別。
2012年,借鑒北美頁巖油勘探開發經驗,勝利油田部署4口頁巖油專探水平井,因頁巖油富集規律認識不清和鉆井壓裂技術不成熟等原因,鎩羽而歸。
國外石油公司給出的結論是,“濟陽頁巖油沒有商業開采價值”。
國外公司的判斷絕非信口開河,已發現的濟陽頁巖油比較稠,其特點是分子量大、黏度高,即使有油,在納米級的微孔隙中也很難流動,即便能流動也不能高產。
鉆探停了,研究不能停!穩住心神,耐住寂寞,腳踏實地,一群石油科研工作者默默耕耘,誓言要打開濟陽陸相頁巖油這座古城堡。
刻畫你的樣子
巖心觀察、熒光照射、薄片觀察……勝利油田高級專家李軍亮“泡”在一片片巖心里不能自拔,夢想著有一天再相見。
巖心是地質研究的第一手資料。2010年,勝利油田部署鉆探了4口泥頁巖系統取心井,取心1010米,成為研究頁巖油寶貴的第一手資料。
在勝利油田巖心庫,頁巖油巖心已累計上萬米。依托國家級、省部級研究課題,勝利油田開展了15萬次室內試驗,驗證頁巖含油性、儲集性、可壓性、可動性,提出陸相斷陷湖盆頁巖油“咸化早生、無機控儲、源儲一體、超壓封存”富集理論認識。
傳統的石油成藏理論認為,生油層和儲油層往往不在同一個層系,而頁巖油屬于源儲一體、自生自儲,生油層就是儲油層,儲集空間整體含油,體量巨大。
“濟陽頁巖油發育不同類型孔隙與裂縫,并且相互連通,構成不同孔—縫組合模式。”頁巖油項目部副經理楊峰說,“天然物質基礎疊加工程工藝技術的進步,造就了濟陽頁巖油高產的傳奇。”
目前,勝利油田已投產94口頁巖油水平井,其中,36口頁巖油井峰值日產油超百噸,單井峰值日產油262.8噸,刷新了國內頁巖油單井日產最高紀錄。
6月20日,“頁巖油氣富集機理與高效開發全國重點實驗室”“濟陽頁巖油勘探開發試驗示范基地”正式揭牌。
目前,地質工作者正系統梳理總結頁巖油的試采特征與規律認識,深化富集高產機制研究。
“從前研究孔在哪兒,只能定性地分析。如今我們能夠將各級孔隙都刻畫清楚,形成全尺度、多維度表征。”李軍亮介紹道,“我們正在進一步探究這些孔到底怎么來的,真正做到刨根問底。”
追逐“蜜點”
勝利油田高級專家蔣龍猶如一名“蜂農”,每天在濟陽凹陷四處追逐“蜜點”。
蔣龍尋找的“蜜點”,是地質“甜點”和工程“甜點”重疊最高的部分,次之稱為“蔗點”,再次者為“橘點”。
在頁巖油井綜合解釋成果圖上,紅色、玫紅色、橘黃色錯落分布,“甜點”類型、厚度等參數一目了然。
“甜點”是指油氣富集、在當前技術條件下可以有效開發的區域或層段;就像蛋糕店里擺放的一塊塊蛋糕,甜度不同,口感不同。
“頁巖就像千層酥,油氣就蘊藏在層層書頁一般的巖石中,就像千層酥中的黃油和糖粉。”頁巖油項目部經理焦紅巖說。根據取心井巖心描述、分析化驗及投產井產能分析,他們把頁巖油的“甜點”鎖定在頁巖中的紋層狀和層狀巖相。
油田創新陸相斷陷盆地頁巖油“三元儲滲”理論揭示了濟陽頁巖油高產穩產機制:灰泥紋層儲集結構是高產的基礎,人工造縫與天然裂縫疊加是高產的條件,高壓油水置換、精細生產調控是高產穩產的保障。
中高成熟度(大于0.9%)是頁巖油富集可動門限,這曾經是學術界的普遍共識。濟陽頁巖油勘探實踐表明,在中低成熟度情況下,勝利濟陽陸相咸化湖盆有機質不僅能早生油,而且能早富集,打破了傳統的中高成熟度頁巖油富集方可動用的金科玉律。
地質理論認識的重大突破帶動了勝利濟陽頁巖油資源的急速擴張。初步測算,濟陽頁巖油資源量達到105億噸。
勝利石油管理局有限公司總經理、黨委副書記,勝利油田分公司總經理楊勇說:“目前,勝利油田已落實頁巖油控制預測儲量17.3億噸,資源量超百億噸,與60多年來發現的常規油氣資源量相當,為‘端牢能源飯碗、建設百年勝利’開辟了新的資源陣地。”