3000多米地下，年产百万吨页岩油怎么压出来
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尘封2.5亿年，13年艰难“解锁”
3000多米地下，年产百万吨页岩油怎么压出来(经济新方位·重大工程一线)
11月26日，新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区传来消息，页岩油年产量首次突破100万吨。
页岩油的开采，有多难？
“常规石油可以自由流动，钻井到了油层，石油顺着管道就流出来了。页岩油可不是。要在3000多米以下的地层，精准钻进1.5米左右厚的油层，再用高压压裂，才能从石头缝中压出油来。”中国石油新疆油田公司吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)副经理李文波介绍。
准噶尔盆地东南缘的这片戈壁滩上，技术人员花了10多年时间，将地层识别、钻井、压裂、投产等一系列页岩油开发技术一一突破，形成特色技术体系，终于实现了对这片10亿吨级大油田的规模化、效益化开发。
2011年，在新疆昌吉回族自治州吉木萨尔县，新疆油田公司发现了深埋地底、来自约2.5亿年前的页岩油藏，初步探明有超10亿吨储量。
“我们当时没有相关技术，也没有经验。”吴承美是吉木萨尔页岩油项目经理部工程师，他回忆，当时邀请了一家外国公司来承接打井的任务。“第一口页岩油井成功出油，证明吉木萨尔页岩油完全可以开采，储量真实存在。”吴承美说，“但是国外公司钻井要价很高，也不同意转让页岩油井钻探的技术，这让我们下定了自主研发、科技创新的决心。”
随后，新疆油田公司又开辟了10口先导试验井。令人沮丧的是，这10口井虽然出油了，但产能远远达不到设想。“连建设成本都收不回来，大家心里非常难受。”吴承美说。
技术团队立刻对这10口井产量不高的原因进行分析。首先要对吉木萨尔页岩油藏有充分的认识，毕竟3000多米的地下，看不见、摸不着，到底哪里有油？什么样的油页岩可以压榨出来页岩油？要压出油，到底需要多大的压力？
从零开始摸索。2017年，新打的两口水平井通过精准轨迹控制，密切割压裂获得高产，开发团队重拾信心。但随后试验开发的49口井，却只有半数产能达标，技术团队再次陷入了困境。
“页岩油在地下并非均匀分布，而是在特定的某一地层大量存在，这一个1.5米厚的地层，我们称之为‘甜点层’。而同样是富含油藏的油页岩，必须满足一定条件，它里边的油才是可动的，是我们采得出来的。”吴承美说。
在吉木萨尔，具备页岩油开采条件的地层有上下两层，被形象地称为“上甜点”和“下甜点”。“‘下甜点’分布更稳定、范围也更广。我们主力建产层位转向‘下甜点’，落实了300万吨产能有利建产区。”吴承美说。
同时，开采页岩油的技术也一次次迭代。
识别更加精准。示范区开创黄金靶体跟踪方法，将“黄金靶体”钻遇率由43%提升到87%。“我们提升了钻头在‘甜点层’钻探的比例，产量肯定就会更高。”吴承美解释。
随之而来的问题是要“压得开”。钻井的压裂技术，要用高压的砂石流在地底撑起一条1800多米的通道，把页岩油压榨出来。“压裂是个细致活儿，可不是压强越大，产量就越高。”吴承美说，示范区技术团队开发了混积型页岩油配套密切割、大砂量、高排量集成压裂技术。油井首年平均日产油由14.6吨提升到26.7吨，一口井的可采储量从2.5万吨提升到3.5万吨。
同时，示范区引入市场竞争机制——“项目制”管理，单井投资从7000万元降到了4200万元。李文波介绍，目前一吨油的成本从72.7美元降低到了44美元，可以挣钱了，也就意味着页岩油可以进行规模化、效益化开发了。
“我们已经攻克10多项关键技术，先后获得省部级科学技术奖4项、授权发明专利5项、软件著作权1项，出版专著3部。”吉庆油田作业区页岩油运行维护中心党支部书记汤涛这样总结，“我们的油田省水、省地、省碳、省工。”
正在进行压裂的平台井一侧，可见篮球场大小的一个水池子。示范区创新性地对压裂反排液进行集中净化处理，实现水循环利用。仅今年，示范区已节约用水超过116万立方米。
“以前一个油井就需要一块土地。现在，我们建设一个大平台，可以部署几十口油井。在地下做文章，通过水平井的方式，每个油井在不同区域采油。目前共计减少占地1500余亩。”汤涛说。
同时，示范区实现全电采油。通过碳捕集、利用与封存技术，年均埋碳超6万吨。
“今天的石油工人，不用天天巡井了。”汤涛说，集智能监测、故障诊断与高效处理于一体的“单井智能诊断系统”，可实现现场无人巡井和故障报警检修。
“经过持续攻关和技术迭代，我们在基础理论、开发技术、工程技术、管理模式、绿色环保等5个方面均取得了突破。”李文波说。(蒋云龙)
《人民日报》( 2024年11月27日 第 02 版)