頁巖氣 - 大港油田實現陸相頁巖油工業化開采
大港油田實現陸相頁巖油工業化開采

 

頁巖氣  加入時間:2019-8-28 9:23:22  來源:經濟參考報  

  大港油田第三采油廠下轄的一處郊外開闊空地里,在被半人多高的雜草包裹的中心地帶,采油用的“磕頭機”上下搖擺,日夜不息。相距不遠處,高高架起的鉆井正在探尋著來自地底深處的奧秘。

  這片中心地帶,就是中國石油大港油田兩口頁巖油水平井——官東1701H井、官東1702H井所在地。兩口井已持續穩定生產超過400天,單井日產油穩定在15方至25方,累計產油超過14500方。這標志著中國石油在渤海灣盆地率先實現了我國陸相頁巖油的工業化開發,成為中國版“頁巖革命”的先聲。

  兩口頁巖油井實現長期穩產

  如果按照資歷“排輩”,始建于1964年的大港油田無疑有發言權。它從渤海灣畔的一片鹽堿荒灘上起步,是繼大慶、勝利之后,新中國自主開發的第三座油田,勘探開發范圍覆蓋天津、河北、山東的部分行政區。

  “頁巖革命”最為人熟知的是美國“頁巖革命”,這其中又包含了頁巖氣和頁巖油兩種能源。拿頁巖油來說,它既可以生長在海相地層,也可生長在陸相地層中。20世紀二三十年代,由于世界上發現的石油資源絕大部分都是在海相地層,美國“頁巖革命”中的“功臣”頁巖油同樣也生于海相地層,西方地質學家因此曾提出“海相生油陸相不能生油”的觀點。

  相比之下,大港油田此次發現陸相頁巖油億噸增儲,并實現兩口頁巖油井的穩定工業化開發,具有極為重要的意義。

  “從全球范圍看,頁巖油潛力很大,滯留在生油巖中的油氣資源量預計是常規資源量的2至3倍。”大港油田公司副總經理周立宏說,我國頁巖油資源較為豐富,主要分布在中新生代陸相湖盆富有機質頁巖中。據國際能源署預測,中國頁巖油可采資源量約50億噸,僅次于俄羅斯和美國,在全球排第三位,主要分布于渤海灣、松遼、鄂爾多斯、準噶爾等大型沉積盆地。

  不過,與北美頁巖油形成條件有很大差別的是,北美多以海相頁巖油為主,面積大,有機質含量高,成熟度高,可壓裂性強,開發成本低。我國頁巖油主要分布于一些大型沉積盆地以及許多“小而肥”的中小型盆地,以陸相頁巖油為主,面積相對小,有機質含量偏低,施工費用高。盡管如此,勘探開發前景依然被看好。

  在大港油田之前,國內多個油田曾有過頁巖油開采嘗試,但受制于單井出油量有限等原因,一直未能實現工業化開采。大港油田的探索改變了這種頁巖中有油但采不出的尷尬。

  據中國石油駐天津地區企業協調組組長、大港油田公司總經理趙賢正介紹,截至目前,官東1701H井、官東1702H井已自噴超400天,原油日產穩定在15至25立方米,這一日產量數字相當于傳統采油井中的高產水平。而且,整個官東地區形成了億噸級增儲,潛力巨大。

  中國科學院院士、中國石油大學(華東)校長郝芳認為,大港油田的探索是我國陸相頁巖油工業化開采上的一次突破。

  “頁巖油是大港油田未來實現產量提升的關鍵領域之一。”大港油田公司資源評價處處長王文革說,為保障我國能源供給,大港油田制定了原油年產量2022年達到500萬噸并保持較長時期穩產的目標,頁巖油開采將為該目標實現提供支持。

  開采模式日益成熟可復制可推廣

  頁巖油的開采過程并非一蹴而就,沒有前人經驗可循,需要石油人大膽創新探索。大港油田迎難而上,第一個“吃螃蟹”。

  不同于流動的石油直接鉆探,頁巖油的開采是直接到生油母巖中提取。走進四五層樓高、整齊排列的大港油田巖心庫,記者見到了提取出來的巖心,這些作為生油母巖的泥頁巖外表與一般頁巖幾乎沒有太大差別,但在顯微鏡下,可以清晰地看到從有機質中生成的石油以類似“油膜”的形態存在,“難就難在怎么從生油母巖中將石油提取出來,這是我們一直攻關的重點。”周立宏說。

  正如同傳統認識中陸相不能生油的刻板印象,趙賢正表示,在看待頁巖油的問題上,理念的創新很重要。頁巖油的滲透率超級低,它的儲集能力多用納米級來表征,根本不具備自然產能。改造之后,它不再是“鐵板一塊”,而是其中蘊藏著大量的油氣,經過大型體積壓裂后,是可以獲得工業產能的。

  由于開采條件的較大差異,國外的頁巖油開采經驗可以作為借鑒,但不能照搬照抄。為此,大港油田從基礎研究入手,安排了500米的連續取心井。在大量分析測試基礎上,開展獨立自主創新研究,揭示出了陸相盆地頁巖油高豐度、高脆性控制機理和分布規律。

  圍繞頁巖油勘探開發,大港油田在理論上創新形成了陸相頁巖油優勢組構相-滯留烴超越效應富集理論,展示出老探區源內找油的巨大潛力;在技術上,初步形成了巖心分析測試、頁巖油富集規律、甜點綜合評價等19項頁巖油勘探開發配套技術;在管理上,通過優化工程工藝設計,采用工廠化模式鉆探兩口水平井,建井周期149天,比以預期減少55天,鉆井費用比預期減少2029萬元,壓裂周期也縮短了一半,壓裂總體費用減幅30%。

  經過一系列創新作為支撐,大港油田通過持續創新,形成了一套頁巖油效益開發的方式,相關經驗可以實現復制推廣。

  根據規劃,大港油田計劃在今年實現年產頁巖油5萬噸,到2025年實現頁巖油整體增儲3億噸,年產頁巖油50萬噸,引領中國石油陸相頁巖油開發。

  搶抓戰略機遇加快科研攻關

  據《中國油氣產業發展分析與展望報告藍皮書》預測,2019年中國原油進口對外依存度較去年將略提升至72%。在常規油產量呈現下滑的現實面前,亟待找到新的有規模的原油資源。頁巖油的規模化、工業化開發,有望擔此重任。

  在業內人士看來,可深挖具備條件的老油田頁巖油勘探開發潛力。

  這幾年我國東部老油田面臨穩產壓力較大,大港油田及時將穩產、增產的目光轉向頁巖油,并充分利用了過去石油勘探開發的豐富經驗。

  中國科學院院士、中國石油勘探開發研究院副院長鄒才能認為,從大港油田的探索看,在已知具備頁巖油開采條件的渤海灣、松遼、鄂爾多斯、準噶爾等大型沉積盆地以及許多“小而肥”的中小型盆地,這些區域的老油田可借鑒經驗,以此作為深挖老油田潛能的重要方向,實現“老樹發新枝”。

  隨著北美頁巖油的大規模商業開發,頁巖油等非常規油氣正迅速改變著世界的能源格局。除美國率先實現頁巖油的規模化商業開發外,澳大利亞、英國、墨西哥、阿根廷等國境內均有頁巖油的勘探開發活動。

  有一種觀點認為,世界頁巖油儲量可達到常規石油儲量的數倍。當前仍處于頁巖油勘探開發的機遇期,把握住機遇,提前介入,就有可能占得先機。

  頁巖油勘探開采離不開持續的科研攻關。趙賢正表示,陸相頁巖油的勘探開發意義是多個維度的,它有利于維持油氣產業的持續發展,對于豐富能源地球科學學科體系,彌補陸相頁巖油在國內外學術研究上的空白也非常有幫助。



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