大庆古龙页岩油勘探取得重大突破12.68亿吨:又将诞生一个“新大庆”
8月25日,中国石油大庆油田召开的新闻发布会传来振奋人心的消息:大庆油田古龙页岩油勘探取得重大战略突破,勘探面积1.46万平方公里。2021年含油面积1413平方公里,预测石油地质储量增加12.68亿吨,相当于在大庆之下找到了一个“新大庆”。
大庆油田页岩油勘探这一重大战略突破的意义何在?对国内其他油田开发和中国能源安全有哪些深远影响?记者采访了相关专家。
理论突破——
实现从陆相页岩“生”油到陆相页岩“产”油
在距离大庆市两个多小时车程的杜尔伯特蒙古族自治县姚鑫乡,大庆油田古冶油平1号井巍然屹立。自2020年2月21日发现石油以来,已连续排油500天,累计原油产量6000吨,累计油气当量近1万吨。单井产量是大庆油田单井平均产量的10倍。“这充分证明,陆相页岩不仅能产油,还能产油,产量不仅可观,而且稳定。”大庆油田页岩油勘探开发战斗一线指挥部研究部署组组长林旭东说。
很多人都熟悉页岩油。美国正依靠页岩油气革命实现能源独立。与国外成功开发的海相页岩油不同,我国页岩油以陆相页岩油为主。西方地质学家曾断言:“海相页岩可以产油,而陆相页岩不能产油。”事实上,世界上已发现的石油资源大多位于海相地层,因此陆相地层的潜力不容乐观。
早在20世纪80年代,大庆油田就对页岩油进行了研究和开发。但由于理论认识和技术限制,单井产量有限,未能实现持续高产稳产。
大庆油田还邀请壳牌、英国石油等国际大公司对古龙页岩油进行预评价研究,他们的回答是世界上没有发现类似的具有商业开发价值的页岩油,勘探开发风险很高。
“以前的地质理论认为,页岩只产生石油,随着油气运移,石油流向其他地方,形成常规可开采的油层,而页岩本身的含油量很少。一般来说,泥岩中的石油不多,无法提取石油。即使提取,也不可能高稳定,更谈不上有利于发展。”大庆油田勘探开发研究院页岩油项目部经理张晋佑解释,页岩油长期未被列为勘探开发对象。
大庆油田作为一个勘探开发60多年的老油田,近年来面临着储采不平衡、稳产困难的严峻挑战。“大庆常规石油资源探明率达到62.7%,油田开发进入后期,可采储量持续递减。作为全国工业战线的标杆和旗帜,大庆油田必须扛起重担,寻求新突破。”中国石油天然气集团公司副总裁、大庆油田党委书记、大庆油田有限责任公司执行董事朱国文说。
但对于页岩油的勘探,大庆油田人从未放弃。2018年,油田研究人员对50年前从古龙地区提取的岩心进行了分析研究,提出了一个大胆的理论假设:页岩中产生的部分石油转移到萨尔图等油层,在大庆长垣形成常规石油,产油泥页岩中应该还滞留着大量石油。“其他家庭收集的页岩油已经被运输并隐藏在夹在页岩之间的砂岩或碳酸盐可开采岩层中的‘已婚女儿’中。我们是家里出生的‘大胖子’。”大庆油田副总经理、首席地质学家、页岩油勘探开发指挥部总指挥何形象地说:“我们要在页岩中找到并开采这部分石油。”
2018年,大庆油田进军院内青山口组页岩油,钻了古冶油坪1井试采
“古龙页岩油打破了石油勘探开发的传统观念和认识,实现了石油从陆相页岩到陆相页岩的‘生产’;从经典石油地质运聚到高有机质页岩原位成藏的飞跃,丰富和发展了石油地质理论。”他对文远说。
技术创新——
打响一场新会战
古冶油田平1井的成功试验,大大增强了大庆油田人民开发页岩油的信心和决心。然而,问题出现了。古龙页岩油的储量有多少?能勘探开采多少?如何实现规模效益的发展?
2020年,大庆油田围绕古冶油平1井开启高气油比区开发先导试验,取得重大突破,建立“古龙页岩油一实验区”,开启了古龙页岩油勘探开发的新战役。“与20世纪60年代的石油大会战不同,新一轮战役是在新发展理念指导下,着眼于认识未知、攻坚实验的一场艰难的科技之战。”大庆油田总经理方清这样解读这场新战役。
与国内外开发的层间页岩油和混合页岩油不同,大庆页岩油是孔隙较小、密度较高的泥页岩,工程技术难度极大。
战斗初期,第一口井因井壁不稳定而失败,大块剥落。企业首席技术专家、大庆页岩油指挥部副总指挥杨之光和工作组成员夜以继日,反复研究对策,终于找到了提高泥浆密度、增强封堵性能的方法。
为了生产石油,地层必须通过压力破裂。因此,压裂技术在油田开发中被称为“一只脚”,非常重要。作为压裂专家,大庆油田采油工程研究院首席技术专家张永平有30多年的工作经验,但这次他还是遇到了很大的困难。“常规油类似于油包。采油是通过在地下建造一条高速通道来进行的,这样油就顺着通道流到井底,由油泵抽取。页岩油分布在许多微
小的孔隙面上,大小相当于一根头发丝的1/500,而且孔隙之间是封闭的,平面流动差,纵向不流动,压裂难度非常大。”经过多次科研攻关,他带领技术团队探索出“逆混合、限流射孔、复合提产”压裂主体工艺。从页岩油钻井方案设计到压裂液等关键原材料、工具研发,从采油工程研究到增产改造科技攻关,面对页岩油开发这个“新大陆”,科研工作者不断进行技术攻坚。
“目前,配套优快水平井钻井技术和复合压裂技术已成为支撑古龙页岩油勘探开发的核心技术体系,是关键工程技术的重大突破。此外,地球物理识别预测技术、富集层和富集区综合评价技术在国际上也有领先性。同时,在地面建设过程中,正按‘多能互补、全程密闭、分质处理、清洁生产’思路进行创新攻关,建立具有大庆特色的绿色低碳生产技术。”何文渊表示。
储量丰富——
带来了石油勘探思路的新变化
据介绍,大庆古龙页岩油有利区范围1.46万平方千米,是大庆主力油田的5倍多。“经过不懈努力,我们终于实现了‘大庆底下找大庆’的梦想,这有望根本性改善整体处于后油藏开发阶段的老油田储采失衡状况和产能接替不足的矛盾,增强持续稳产的后劲、底气和实力,保障国家能源安全。”方庆表示。
大庆油田的发现者之一、中国工程院院士邱中建,中国科学院院士邹才能等专家这样评价:“大庆油田在古龙凹陷发现的页岩油,是在一个十分重要的历史时期获得的一个具有现实意义的重大发现。这是工业性的、科学性的发现,在当前有这样的大发现,是雪中送炭,是及时雨,是战略性的资源。”
“古龙页岩油不仅高产而且油的品质好,一吨油可以‘拔’出27%的轻烃,天然气里还有大量乙烷,价值更高。按照油价每桶45美元测算,每吨油要比大庆的原油增值490元。而如果采用一些合适的地面工艺,形成上下游一体化乙烯产业链,则价值更大。”张金友说。
朱国文从科学、经济、产业、社会和示范引领五方面具体阐释了大庆古龙页岩油勘探开发的重要意义:“将实现从陆相页岩‘生’油到陆相页岩‘产’油的理论突破;将甩掉老油田储采失衡的帽子,实现油气规模总量增长;将带动大庆上下游一体化乙烯产业链价值链跨越发展;将助力大庆争当全国资源型城市转型升级发展排头兵;将推动我国陆相页岩油气革命,影响全球页岩油气发展。”
大庆油田古龙页岩油的勘探突破,带来了勘探思路的新变化,展现了我国陆相页岩油巨大的发展空间和潜力,对国内同类资源开发具有示范指导意义。但同时,多位专家也表示,陆相页岩油作为一种非常规资源类型,勘探开发还面临理论、技术、成本、效益等多方面挑战,需要进一步加强科技攻关和管理创新,进而实现规模有效开发。