原標(biāo)題：超級(jí)硬核！“磨刀石”上開(kāi)寶藏：滴水不進(jìn)的巖石，擠出10億噸級(jí)石油！
今年國(guó)慶前夕，中國(guó)石油(6.040, -0.03, -0.49%)天然氣集團(tuán)公司宣布，在長(zhǎng)慶油田所屬的鄂爾多斯(8.010, -0.01, -0.12%)盆地發(fā)現(xiàn)了10億噸級(jí)的慶城大油田。
與之前的油田不同，這次重大發(fā)現(xiàn)的是頁(yè)巖油。而且，這個(gè)油田在勘探過(guò)程中還使用了一系列與以往不同的新技術(shù)。
國(guó)內(nèi)陸上最長(zhǎng)的水平井誕生，長(zhǎng)慶油田十年研發(fā)見(jiàn)成果
在慶城油田的核心區(qū)，矗立著一臺(tái)我國(guó)自主研發(fā)生產(chǎn)的首臺(tái)能夠達(dá)到7000米深度的新型鉆機(jī)。在這個(gè)鉆井平臺(tái)上，它剛剛完成一口目前國(guó)內(nèi)陸上最長(zhǎng)的水平井，其中地下水平段超過(guò)了4公里。
我國(guó)首臺(tái)能夠達(dá)到7000米深度的新型鉆機(jī)
長(zhǎng)慶油田副總地質(zhì)師 吳志宇：它標(biāo)志著我們一個(gè)新的紀(jì)錄又誕生了，為我們后期，特別是向5公里的水平段方向邁進(jìn)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在慶城油田另外一個(gè)鉆井平臺(tái)上，兩臺(tái)鉆機(jī)正在緊張工作，在一個(gè)長(zhǎng)86米、寬43.5米，比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)還小的平臺(tái)上，要鉆下20口水平段達(dá)到1500米的長(zhǎng)水平井，這在長(zhǎng)慶油田是一個(gè)新的紀(jì)錄。
在另外一個(gè)更大一些的鉆井平臺(tái)，同樣也布置了20口長(zhǎng)水平井，這20口油井的水平段長(zhǎng)度都在2000米以上，地下水平段的總長(zhǎng)度超過(guò)40公里。
目前，水平井正在取代過(guò)去的直井，成為普遍采用的技術(shù)，不過(guò)這些正在鉆進(jìn)的長(zhǎng)水平井卻是專(zhuān)門(mén)針對(duì)頁(yè)巖油而采用的一項(xiàng)新技術(shù)。
鄂爾多斯盆地下面蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，但是卻深埋在地下致密堅(jiān)硬的頁(yè)巖中。但是怎么把油從地層取出來(lái)，這確實(shí)難度很大。2005年，美國(guó)的頁(yè)巖油開(kāi)采技術(shù)獲得突破之后，長(zhǎng)慶油田就開(kāi)始跟蹤相關(guān)的技術(shù)，早期也進(jìn)行了一些鉆井和壓裂的攻關(guān)試驗(yàn)，但是都沒(méi)有取得技術(shù)突破。
在西安長(zhǎng)慶油田勘探開(kāi)發(fā)研究院的巖芯庫(kù)，存放著從盆地各處采集回來(lái)的長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬(wàn)米的地下巖芯。從慶城油田地下2000米采集的油層樣本，在地下沉積上億年，異常堅(jiān)硬、孔隙致密，可以說(shuō)是滴水不進(jìn)。
長(zhǎng)慶油田的工人將致密油層的開(kāi)采比喻為磨刀石上“鬧革命”，也就是從孔隙致密的石頭中擠出石油，而慶城油田地下的頁(yè)巖油則是磨刀石中的極品，致密程度是磨刀石的幾十倍，而肉眼看不見(jiàn)的油氣，就隱藏在這些堅(jiān)硬的石頭里。
長(zhǎng)慶油田勘探開(kāi)發(fā)研究院副院長(zhǎng) 牛小兵：里面孔隙基本上是2到8個(gè)微米，也就是我們頭發(fā)絲四分之一到五分之一，人的肉眼是很難去發(fā)現(xiàn)的。
滲透率是油層致密程度的一個(gè)指標(biāo)，特指在一定壓差下，巖石允許流體通過(guò)的能力，單位是毫達(dá)西。國(guó)際上通常把滲透率小于10毫達(dá)西的油藏稱(chēng)為特低滲透油藏，小于1毫達(dá)西的為超低滲透油藏，而慶城油田的頁(yè)巖油都是小于0.3毫達(dá)西的非常規(guī)油藏。為了驗(yàn)證慶城油田的頁(yè)巖油有多致密，牛小兵將兩塊巖芯進(jìn)行了滴水試驗(yàn)，滲透率在五六毫達(dá)西的巖芯，很快滲漏下去。而滲透率在0.24毫達(dá)西的頁(yè)巖油巖芯，水珠長(zhǎng)時(shí)間不能滲透。
頁(yè)巖油儲(chǔ)層的滲透性如此致密，導(dǎo)致采用常規(guī)的采用技術(shù)，根本無(wú)法形成有效的油流，在過(guò)去長(zhǎng)慶油田流傳著井井有油、井井不流的說(shuō)法，正是對(duì)鄂爾多斯盆地致密油的形象描述。而美國(guó)頁(yè)巖油革命采用的長(zhǎng)水平井和體積壓裂技術(shù)，為頁(yè)巖油開(kāi)采提供了有效的幫助。
早在2011年，長(zhǎng)慶油田就啟動(dòng)了頁(yè)巖油的技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)過(guò)近十年的技術(shù)攻關(guān)，長(zhǎng)慶油田終于在長(zhǎng)水平井和壓裂技術(shù)上獲得了突破。
“西部大慶”跨越式發(fā)展，連續(xù) 6 年保持 5000 萬(wàn)噸以上油氣當(dāng)量
在慶城油田華H43平臺(tái)，布置了五口水平段超過(guò)1500米的水平井，目前已經(jīng)完成了鉆井、固井和測(cè)井作業(yè)，正在進(jìn)行井下壓裂作業(yè)，要把地下數(shù)千米的堅(jiān)硬巖層壓出裂縫，需要的壓力可想而知。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的具有國(guó)際先進(jìn)水平的壓裂車(chē)，每臺(tái)車(chē)上的壓力泵達(dá)到2500水馬力，壓裂作業(yè)的時(shí)候，15臺(tái)壓裂車(chē)同時(shí)向一口水平井輸出壓力，井口的最大壓力可達(dá)到70兆帕。70兆帕的壓力，意味著可以把地面的水打到七千米的高空。
在壓裂作業(yè)的時(shí)候，技術(shù)人員采取分段壓裂，他們把細(xì)切割體積壓裂形象地比喻成切面條，切得越細(xì)，出油的通道就會(huì)越多。在分段壓裂的時(shí)候，需要對(duì)每一段進(jìn)行封堵，這個(gè)封堵的工具叫可溶橋塞，也是壓裂作業(yè)過(guò)程中至關(guān)重要的工具。
當(dāng)時(shí)，這種可溶橋塞制造技術(shù)掌握在一兩家國(guó)外的公司手中，只能從國(guó)外進(jìn)口，當(dāng)時(shí)壓裂一段的成本達(dá)到十多萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)幾年的技術(shù)攻關(guān)，如今長(zhǎng)慶油田已經(jīng)有了自己的可溶橋塞--金屬可溶球座，在材料、加工工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
在壓裂現(xiàn)場(chǎng)，大量的砂子混合在壓裂液中，被大型壓裂車(chē)源源不斷地注入到井下，注入地下的砂子和壓裂液越多，說(shuō)明地下的裂縫網(wǎng)絡(luò)充分，那么控制的儲(chǔ)量也會(huì)越多，將來(lái)的單井油氣產(chǎn)量也更高。
長(zhǎng)慶油田油氣工藝研究院副院長(zhǎng) 張礦生：這個(gè)平臺(tái)我們一共有5口井，壓裂設(shè)計(jì)達(dá)到102段，單井的加砂量平均達(dá)到2100立方米，單井的入地液量達(dá)到28000立方米，目前，這個(gè)技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)能力也超過(guò)了美國(guó)的頁(yè)巖氣的平均水平。
長(zhǎng)慶油田是國(guó)際上典型的“三低”油氣田，低滲透、豐度低、壓力低，長(zhǎng)慶人形容為在磨刀石上“鬧革命”。長(zhǎng)慶油田從1970年就拉開(kāi)了勘探開(kāi)發(fā)的序幕，但是有很長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)量都徘徊在140萬(wàn)噸左右，2003年還只有1000萬(wàn)噸。但是從2007年之后，長(zhǎng)慶油田就進(jìn)入了快車(chē)道，以每?jī)赡暝鲩L(zhǎng)1000萬(wàn)噸的驚人速度開(kāi)始了跨越式發(fā)展，2013年以來(lái)，油氣當(dāng)量已經(jīng)連續(xù)6年保持在5000萬(wàn)噸以上，被譽(yù)為“西部大慶”。不僅如此，這里所有的采油平臺(tái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。
小井場(chǎng)、大井叢，也就是在越來(lái)越小的鉆井平臺(tái)上，布置更多的長(zhǎng)水平井，這不僅大大節(jié)約土地，而且縮短了作業(yè)周期，降低了成本，百萬(wàn)噸產(chǎn)能減少了80%的用地，用工總量減少60%以上，鉆井、壓裂周期縮短三分之一。
目前，長(zhǎng)慶油田100萬(wàn)噸頁(yè)巖油示范區(qū)已經(jīng)初具規(guī)模，三年規(guī)劃整體部署長(zhǎng)水平井320口，目前完鉆230多口，其中有近90口已經(jīng)開(kāi)始投產(chǎn)采油。
半小時(shí)觀(guān)察：
根據(jù)中國(guó)海關(guān)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2018年中國(guó)原油進(jìn)口量為4.62億噸，中國(guó)的原油對(duì)外依存度達(dá)到了70.9%，目前，中國(guó)已經(jīng)成為世界第一大原油進(jìn)口國(guó)。石油是工業(yè)的血液，原油使用量的增加是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一種反映，而原油過(guò)高的對(duì)外依存度也給國(guó)家能源安全帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何勘探到更多的油氣資源是石油工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)的許多油氣勘探地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，常規(guī)勘探難度很大，而新技術(shù)、新科技的運(yùn)用將成為油氣勘探一把利器，未來(lái)，我們希望有越來(lái)越多的新技術(shù)能夠涌現(xiàn)出來(lái)，為我國(guó)的能源供給帶來(lái)新的機(jī)遇。
責(zé)任編輯：覃肄靈
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