塵封2.5億年,13年艱難“解鎖”

3000多米地下,年產(chǎn)百萬噸頁巖油怎么壓出來(經(jīng)濟(jì)新方位·重大工程一線)

2024-11-27 07:43:08    來源: 人民日?qǐng)?bào)

  11月26日,新疆吉木薩爾國家級(jí)陸相頁巖油示范區(qū)傳來消息,頁巖油年產(chǎn)量首次突破100萬噸。

  頁巖油的開采,有多難?

  “常規(guī)石油可以自由流動(dòng),鉆井到了油層,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(zhǔn)鉆進(jìn)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?!敝袊托陆吞锕炯獞c油田作業(yè)區(qū)(吉木薩爾頁巖油項(xiàng)目經(jīng)理部)副經(jīng)理李文波介紹。

  準(zhǔn)噶爾盆地東南緣的這片戈壁灘上,技術(shù)人員花了10多年時(shí)間,將地層識(shí)別、鉆井、壓裂、投產(chǎn)等一系列頁巖油開發(fā)技術(shù)一一突破,形成特色技術(shù)體系,終于實(shí)現(xiàn)了對(duì)這片10億噸級(jí)大油田的規(guī)模化、效益化開發(fā)。

  2011年,在新疆昌吉回族自治州吉木薩爾縣,新疆油田公司發(fā)現(xiàn)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(chǔ)量。

  “我們當(dāng)時(shí)沒有相關(guān)技術(shù),也沒有經(jīng)驗(yàn)?!眳浅忻朗羌舅_爾頁巖油項(xiàng)目經(jīng)理部工程師,他回憶,當(dāng)時(shí)邀請(qǐng)了一家外國公司來承接打井的任務(wù)?!暗谝豢陧搸r油井成功出油,證明吉木薩爾頁巖油完全可以開采,儲(chǔ)量真實(shí)存在?!眳浅忻勒f,“但是國外公司鉆井要價(jià)很高,也不同意轉(zhuǎn)讓頁巖油井鉆探的技術(shù),這讓我們下定了自主研發(fā)、科技創(chuàng)新的決心?!?/p>

  隨后,新疆油田公司又開辟了10口先導(dǎo)試驗(yàn)井。令人沮喪的是,這10口井雖然出油了,但產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)想?!斑B建設(shè)成本都收不回來,大家心里非常難受?!眳浅忻勒f。

  技術(shù)團(tuán)隊(duì)立刻對(duì)這10口井產(chǎn)量不高的原因進(jìn)行分析。首先要對(duì)吉木薩爾頁巖油藏有充分的認(rèn)識(shí),畢竟3000多米的地下,看不見、摸不著,到底哪里有油?什么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,新打的兩口水平井通過精準(zhǔn)軌跡控制,密切割壓裂獲得高產(chǎn),開發(fā)團(tuán)隊(duì)重拾信心。但隨后試驗(yàn)開發(fā)的49口井,卻只有半數(shù)產(chǎn)能達(dá)標(biāo),技術(shù)團(tuán)隊(duì)再次陷入了困境。

  “頁巖油在地下并非均勻分布,而是在特定的某一地層大量存在,這一個(gè)1.5米厚的地層,我們稱之為‘甜點(diǎn)層’。而同樣是富含油藏的油頁巖,必須滿足一定條件,它里邊的油才是可動(dòng)的,是我們采得出來的。”吳承美說。

  在吉木薩爾,具備頁巖油開采條件的地層有上下兩層,被形象地稱為“上甜點(diǎn)”和“下甜點(diǎn)”。“‘下甜點(diǎn)’分布更穩(wěn)定、范圍也更廣。我們主力建產(chǎn)層位轉(zhuǎn)向‘下甜點(diǎn)’,落實(shí)了300萬噸產(chǎn)能有利建產(chǎn)區(qū)。”吳承美說。

  同時(shí),開采頁巖油的技術(shù)也一次次迭代。

  識(shí)別更加精準(zhǔn)。示范區(qū)開創(chuàng)黃金靶體跟蹤方法,將“黃金靶體”鉆遇率由43%提升到87%?!拔覀兲嵘算@頭在‘甜點(diǎn)層’鉆探的比例,產(chǎn)量肯定就會(huì)更高?!眳浅忻澜忉尅?/p>

  隨之而來的問題是要“壓得開”。鉆井的壓裂技術(shù),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(gè)細(xì)致活兒,可不是壓強(qiáng)越大,產(chǎn)量就越高。”吳承美說,示范區(qū)技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了混積型頁巖油配套密切割、大砂量、高排量集成壓裂技術(shù)。油井首年平均日產(chǎn)油由14.6噸提升到26.7噸,一口井的可采儲(chǔ)量從2.5萬噸提升到3.5萬噸。

  同時(shí),示范區(qū)引入市場競爭機(jī)制——“項(xiàng)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(jìn)行規(guī)?;?、效益化開發(fā)了。

  “我們已經(jīng)攻克10多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),先后獲得省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)4項(xiàng)、授權(quán)發(fā)明專利5項(xiàng)、軟件著作權(quán)1項(xiàng),出版專著3部。”吉慶油田作業(yè)區(qū)頁巖油運(yùn)行維護(hù)中心黨支部書記湯濤這樣總結(jié),“我們的油田省水、省地、省碳、省工?!?/p>

  正在進(jìn)行壓裂的平臺(tái)井一側(cè),可見籃球場大小的一個(gè)水池子。示范區(qū)創(chuàng)新性地對(duì)壓裂反排液進(jìn)行集中凈化處理,實(shí)現(xiàn)水循環(huán)利用。僅今年,示范區(qū)已節(jié)約用水超過116萬立方米。

  “以前一個(gè)油井就需要一塊土地?,F(xiàn)在,我們建設(shè)一個(gè)大平臺(tái),可以部署幾十口油井。在地下做文章,通過水平井的方式,每個(gè)油井在不同區(qū)域采油。目前共計(jì)減少占地1500余畝。”湯濤說。

  同時(shí),示范區(qū)實(shí)現(xiàn)全電采油。通過碳捕集、利用與封存技術(shù),年均埋碳超6萬噸。

  “今天的石油工人,不用天天巡井了。”湯濤說,集智能監(jiān)測、故障診斷與高效處理于一體的“單井智能診斷系統(tǒng)”,可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人巡井和故障報(bào)警檢修。

  “經(jīng)過持續(xù)攻關(guān)和技術(shù)迭代,我們?cè)诨A(chǔ)理論、開發(fā)技術(shù)、工程技術(shù)、管理模式、綠色環(huán)保等5個(gè)方面均取得了突破?!崩钗牟ㄕf。

  《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2024年11月27日 02 版)

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