大港油田第三采油厂下辖的一处郊外开阔空地里,在被半人多高的杂草包裹的中心地带,采油用的“磕头机”上下摇摆,日夜不息。相距不远处,高高架起的钻井正在探寻着来自地底深处的奥秘。
这片中心地带,就是中国石油
大港油田两口
页岩油水平井——官东1701H井、官东1702H井所在地。两口井已持续稳定生产超过400天,单井日产油稳定在15方至25方,累计产油超过14500方。这标志着中国石油在渤海湾盆地率先实现了我国陆相
页岩油的工业化开发,成为中国版“页岩革命”的先声。
两口
页岩油井实现长期稳产
如果按照资历“排辈”,始建于1964年的
大港油田无疑有发言权。它从渤海湾畔的一片盐碱荒滩上起步,是继大庆、胜利之后,新中国自主开发的第三座油田,勘探开发范围覆盖天津、河北、山东的部分行政区。
“页岩革命”最为人熟知的是美国“页岩革命”,这其中又包含了页岩气和
页岩油两种能源。拿
页岩油来说,它既可以生长在海相地层,也可生长在陆相地层中。20世纪二三十年代,由于世界上发现的石油资源绝大部分都是在海相地层,美国“页岩革命”中的“功臣”
页岩油同样也生于海相地层,西方地质学家因此曾提出“海相生油陆相不能生油”的观点。
相比之下,
大港油田此次发现陆相
页岩油亿吨增储,并实现两口
页岩油井的稳定工业化开发,具有极为重要的意义。
“从全球范围看,
页岩油潜力很大,滞留在生油岩中的油气资源量预计是常规资源量的2至3倍。”
大港油田公司副总经理周立宏说,我国
页岩油资源较为丰富,主要分布在中新生代陆相湖盆富有机质页岩中。据国际能源署预测,中国
页岩油可采资源量约50亿吨,仅次于俄罗斯和美国,在全球排第三位,主要分布于渤海湾、松辽、鄂尔多斯、准噶尔等大型沉积盆地。
不过,与北美
页岩油形成条件有很大差别的是,北美多以海相
页岩油为主,面积大,有机质含量高,成熟度高,可压裂性强,开发成本低。我国
页岩油主要分布于一些大型沉积盆地以及许多“小而肥”的中小型盆地,以陆相
页岩油为主,面积相对小,有机质含量偏低,施工费用高。尽管如此,勘探开发前景依然被看好。
在
大港油田之前,国内多个油田曾有过
页岩油开采尝试,但受制于单井出油量有限等原因,一直未能实现工业化开采。
大港油田的探索改变了这种页岩中有油但采不出的尴尬。
据中国石油驻天津地区企业协调组组长、
大港油田公司总经理赵贤正介绍,截至目前,官东1701H井、官东1702H井已自喷超400天,原油日产稳定在15至25立方米,这一日产量数字相当于传统采油井中的高产水平。而且,整个官东地区形成了亿吨级增储,潜力巨大。
中国科学院院士、中国石油大学(华东)校长郝芳认为,
大港油田的探索是我国陆相
页岩油工业化开采上的一次突破。
“
页岩油是
大港油田未来实现产量提升的关键领域之一。”
大港油田公司资源评价处处长王文革说,为保障我国能源供给,
大港油田制定了原油年产量2022年达到500万吨并保持较长时期稳产的目标,
页岩油开采将为该目标实现提供支持。
开采模式日益成熟可复制可推广
页岩油的开采过程并非一蹴而就,没有前人经验可循,需要石油人大胆创新探索。
大港油田迎难而上,第一个“吃螃蟹”。
不同于流动的石油直接钻探,
页岩油的开采是直接到生油母岩中提取。走进四五层楼高、整齐排列的
大港油田岩心库,记者见到了提取出来的岩心,这些作为生油母岩的泥页岩外表与一般页岩几乎没有太大差别,但在显微镜下,可以清晰地看到从有机质中生成的石油以类似“油膜”的形态存在,“难就难在怎么从生油母岩中将石油提取出来,这是我们一直攻关的重点。”周立宏说。
正如同传统认识中陆相不能生油的刻板印象,赵贤正表示,在看待
页岩油的问题上,理念的创新很重要。
页岩油的渗透率超级低,它的储集能力多用纳米级来表征,根本不具备自然产能。改造之后,它不再是“铁板一块”,而是其中蕴藏着大量的油气,经过大型体积压裂后,是可以获得工业产能的。
由于开采条件的较大差异,国外的
页岩油开采经验可以作为借鉴,但不能照搬照抄。为此,
大港油田从基础研究入手,安排了500米的连续取心井。在大量分析测试基础上,开展独立自主创新研究,揭示出了陆相盆地
页岩油高丰度、高脆性控制机理和分布规律。
围绕
页岩油勘探开发,
大港油田在理论上创新形成了陆相
页岩油优势组构相-滞留烃超越效应富集理论,展示出老探区源内找油的巨大潜力;在技术上,初步形成了岩心分析测试、
页岩油富集规律、甜点综合评价等19项
页岩油勘探开发配套技术;在管理上,通过优化工程工艺设计,采用工厂化模式钻探两口水平井,建井周期149天,比以预期减少55天,钻井费用比预期减少2029万元,压裂周期也缩短了一半,压裂总体费用减幅30%。
经过一系列创新作为支撑,
大港油田通过持续创新,形成了一套
页岩油效益开发的方式,相关经验可以实现复制推广。
根据规划,
大港油田计划在今年实现年产
页岩油5万吨,到2025年实现
页岩油整体增储3亿吨,年产
页岩油50万吨,引领中国石油陆相
页岩油开发。
抢抓战略机遇加快科研攻关
据《中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书》预测,2019年中国原油进口对外依存度较去年将略提升至72%。在常规油产量呈现下滑的现实面前,亟待找到新的有规模的原油资源。
页岩油的规模化、工业化开发,有望担此重任。
在业内人士看来,可深挖具备条件的老油田
页岩油勘探开发潜力。
这几年我国东部老油田面临稳产压力较大,
大港油田及时将稳产、增产的目光转向
页岩油,并充分利用了过去石油勘探开发的丰富经验。
中国科学院院士、中国石油勘探开发研究院副院长邹才能认为,从
大港油田的探索看,在已知具备
页岩油开采条件的渤海湾、松辽、鄂尔多斯、准噶尔等大型沉积盆地以及许多“小而肥”的中小型盆地,这些区域的老油田可借鉴经验,以此作为深挖老油田潜能的重要方向,实现“老树发新枝”。
随着北美
页岩油的大规模商业开发,
页岩油等非常规油气正迅速改变着世界的能源格局。除美国率先实现
页岩油的规模化商业开发外,澳大利亚、英国、墨西哥、阿根廷等国境内均有
页岩油的勘探开发活动。
有一种观点认为,世界
页岩油储量可达到常规石油储量的数倍。当前仍处于
页岩油勘探开发的机遇期,把握住机遇,提前介入,就有可能占得先机。
页岩油勘探开采离不开持续的科研攻关。赵贤正表示,陆相
页岩油的勘探开发意义是多个维度的,它有利于维持油气产业的持续发展,对于丰富能源地球科学学科体系,弥补陆相
页岩油在国内外学术研究上的空白也非常有帮助。