塵封2.5億年，13年艱難“解鎖”

3000多米地下，年産百萬噸頁巖油怎麼壓出來

11月26日，新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示範區傳來消息，頁巖油年産量首次突破100萬噸。

頁巖油的開採，有多難？

“常規石油可以自由流動，鑽井到了油層，石油順著管道就流出來了。頁巖油可不是。要在3000多米以下的地層，精準鑽進1.5米左右厚的油層，再用高壓壓裂，才能從石頭縫中壓出油來。”中國石油新疆油田公司吉慶油田作業區（吉木薩爾頁巖油項目經理部）副經理李文波介紹。

準噶爾盆地東南緣的這片戈壁灘上，技術人員花了10多年時間，將地層識別、鑽井、壓裂、投産等一系列頁巖油開發技術一一突破，形成特色技術體系，終於實現了對這片10億噸級大油田的規模化、效益化開發。

2011年，在新疆昌吉回族自治州吉木薩爾縣，新疆油田公司發現了深埋地底、來自約2.5億年前的頁巖油藏，初步探明有超10億噸儲量。

“我們當時沒有相關技術，也沒有經驗。”吳承美是吉木薩爾頁巖油項目經理部工程師，他回憶，當時邀請了一家外國公司來承接打井的任務。“第一口頁巖油井成功出油，證明吉木薩爾頁巖油完全可以開採，儲量真實存在。”吳承美説，“但是國外公司鑽井要價很高，也不同意轉讓頁巖油井鑽探的技術，這讓我們下定了自主研發、科技創新的決心。”

隨後，新疆油田公司又開闢了10口先導試驗井。令人沮喪的是，這10口井雖然出油了，但産能遠遠達不到設想。“連建設成本都收不回來，大家心裏非常難受。”吳承美説。

技術團隊立刻對這10口井産量不高的原因進行分析。首先要對吉木薩爾頁巖油藏有充分的認識，畢竟3000多米的地下，看不見、摸不著，到底哪有油？什麼樣的油頁巖可以壓榨出來頁巖油？要壓出油，到底需要多大的壓力？

從零開始摸索。2017年，新打的兩口水準井通過精準軌跡控制，密切割壓裂獲得高産，開發團隊重拾信心。但隨後試驗開發的49口井，卻只有半數産能達標，技術團隊再次陷入了困境。

“頁巖油在地下並非均勻分佈，而是在特定的某一地層大量存在，這一個1.5米厚的地層，我們稱之為‘甜點層’。而同樣是富含油藏的油頁巖，必須滿足一定條件，它裏邊的油才是可動的，是我們採得出來的。”吳承美説。

在吉木薩爾，具備頁巖油開採條件的地層有上下兩層，被形象地稱為“上甜點”和“下甜點”。“‘下甜點’分佈更穩定、範圍也更廣。我們主力建産層位轉向‘下甜點’，落實了300萬噸産能有利建産區。”吳承美説。

同時，開採頁巖油的技術也一次次迭代。

識別更加精準。示範區開創黃金靶體跟蹤方法，將“黃金靶體”鑽遇率由43%提升到87%。“我們提升了鑽頭在‘甜點層’鑽探的比例，産量肯定就會更高。”吳承美解釋。

隨之而來的問題是要“壓得開”。鑽井的壓裂技術，要用高壓的砂石流在地底撐起一條1800多米的通道，把頁巖油壓榨出來。“壓裂是個細緻活兒，可不是壓強越大，産量就越高。”吳承美説，示範區技術團隊開發了混積型頁巖油配套密切割、大砂量、高排量整合壓裂技術。油井首年平均日産油由14.6噸提升到26.7噸，一口井的可採儲量從2.5萬噸提升到3.5萬噸。

同時，示範區引入市場競爭機制——“項目制”管理，單井投資從7000萬元降到了4200萬元。李文波介紹，目前一噸油的成本從72.7美元降低到了44美元，可以掙錢了，也就意味著頁巖油可以進行規模化、效益化開發了。

“我們已經攻克10多項關鍵技術，先後獲得省部級科學技術獎4項、授權發明專利5項、軟體著作權1項，出版專著3部。”吉慶油田作業區頁巖油運作維護中心黨支部書記湯濤這樣總結，“我們的油田省水、省地、省碳、省工。”

正在進行壓裂的平臺井一側，可見籃球場大小的一個水池子。示範區創新性地對壓裂反排液進行集中凈化處理，實現水迴圈利用。僅今年，示範區已節約用水超過116萬立方米。

“以前一個油井就需要一塊土地。現在，我們建設一個大平臺，可以部署幾十口油井。在地下做文章，通過水準井的方式，每個油井在不同區域採油。目前共計減少佔地1500余畝。”湯濤説。

同時，示範區實現全電採油。通過碳捕集、利用與封存技術，年均埋碳超6萬噸。

“今天的石油工人，不用天天巡井了。”湯濤説，集智慧監測、故障診斷與高效處理于一體的“單井智慧診斷系統”，可實現現場無人巡井和故障報警檢修。

“經過持續攻關和技術迭代，我們在基礎理論、開發技術、工程技術、管理模式、綠色環保等5個方面均取得了突破。”李文波説。（記者 蔣雲龍）