面對陸相頁巖油開采這一世界級難題,中國石油新疆油田在我國首個國家級陸相頁巖油示范區創新生產方式,通過技術和管理雙向發力,提升發展“含金量”,正在將“不可能”變成“一定能”。
圖為新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區產能建設場景。徐志遠 攝
5月的新疆,生機正濃,大美盡顯。晨曦初露時,駐足戈壁灘極目遠眺,天山山脈東段的博格達峰頂冰川皚皚;而山麓之畔的新疆油田吉慶油田作業區吉木薩爾區塊內,油氣生產現場熱火朝天,正在攀登新的能源高峰。
這里是我國首個國家級陸相頁巖油示范區。今年正是高質量建成這個示范區的決勝之年。
眾所周知,陸相頁巖油的開采是世界級難題,儲量動用難、規模效益開發難。示范區,何以成“示范”?決勝之年,如何決勝?
新疆油田創新生產方式,通過技術和管理雙向發力,推動從“量的突破”到“質的發展”,提升發展“含金量”,正在將“不可能”變成“一定能”。
迎戰“非常規”
——關關難越關關越,肩負責任之重,這是一場能源保供的使命之戰!
從克拉瑪依市出發,驅車穿越古爾班通古特沙漠南側的高速公路,經過近5個小時,方能抵達準噶爾盆地東緣的吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區。在這里的58號平臺,3500米以深的巖層猶如磨刀石,從中正榨出汩汩油流。
頁巖油作為一種非常規油氣資源,具有低滲透、流動性差的特點,其滲透率僅為常規油藏的萬分之一,開采難度極大。
“吉木薩爾頁巖油埋藏深、油層薄。要在3500米以深的地層,精準鉆進厚度為1.5米左右的油層,再用高壓壓裂,才能從石頭縫中壓出油來。”吉慶油田作業區副經理李文波介紹說。
“我國富煤、貧油、少氣。為保障國家能源安全,頁巖油成為現階段石油資源現實的接替補充。”懷柔實驗室新疆基地資深專家唐勇說。
高質量開發陸相頁巖油,不光要找得到、看得清,還要鉆得準、壓得開、采得出、有效益,難度不言而喻。
2018年,集團公司加快吉木薩爾凹陷頁巖油整體勘探開發。2020年1月,國家能源局、自然資源部聯合復函同意設立新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區。對于吉木薩爾頁巖油開發工作,集團公司要求,示范區不僅要解決技術上可行的問題,而且要樹立經濟上可行的目標。近年來,油氣和新能源分公司多次組織相關人員到新疆油田調研,要求持續優化完善吉木薩爾頁巖油整體開發方案,為非常規油藏效益開發做出示范。
從此,一步一腳印,年年大跨越——2021年,示范區首批自主產能井建設全面啟動;2022年,初步實現頁巖油規模效益開發,產量迅速攀升;2023年,頁巖油年產量與2020年相比增長近3倍……2024年11月,示范區頁巖油累計年產量突破100萬噸,積累了豐富的技術與管理經驗。
吉木薩爾的頁巖油開采突破“理論誤區”、打破“勘探禁區”、攻破“開發無人區”,逐步形成頁巖油開發的“吉木薩爾方案”。
榨出“科技油”
——時時難進時時進,技術迭代升級,這是一場轉變觀念的能源進擊!
吉172-H井是該作業區首口水平井。2012年,通過體積壓裂獲高產油流,證明吉木薩爾頁巖油可開采、儲量真實。
“這是與國外技術團隊合作的,用當時最先進的體積壓裂技術,要價很高。這讓我們下了決心,關鍵技術必須掌握在自己手里,一定要自主研發。”吉慶油田作業區油氣田開發一級工程師吳承美說。
10多年來,從10口先導試驗井的挫折,到JHW023、JHW025井的成功,再到58號平臺工廠化鉆井實踐,以及2024年JHW81-32井創下多項紀錄,新疆油田逐步攻克頁巖油開采難題。
吉木薩爾示范區的突破性進展,源于對陸相頁巖油“甜點識別難、儲層改造難、效益開發難”三大核心難題的系統性破解。
“我們轉變觀念,打破傳統儲層和油藏認識,揭示陸相咸化湖盆混積型頁巖油賦存機理,精準預測空間甜點,為立體開發模式和‘黃金靶體’精準跟蹤奠定基礎。”吉慶油田作業區總地質師陳依偉說。
面對“非常規”,要有新手段。
——找得準。為攻克“找儲層甜點”第一關,新疆油田借鑒國外海相頁巖油開采模式卻不照搬,因地制宜開展地震儲層預測、測井參數及產能評價等多項專題研究,推翻了以往“有孔隙就有油”的勘探理念,創立了混積型頁巖油甜點分類方法,確定了主要甜點層的分布特征,從夾心餅干般的儲層中成功找到“奶油甜點”。
——鉆得好。“吉木薩爾的頁巖油儲層好比埋在地下3000多米的‘夾心餅干’,我們要在其中找到厚度僅為1.5米至2米的‘奶油層’。”吉慶油田作業區經理、黨委副書記杜雪彪介紹,“我們創建了一套‘黃金靶體跟蹤’技術,能讓鉆頭平穩穿行于‘奶油層’,鉆遇率能夠達到87%左右”。
——壓得開。鎖定優質儲層后,還要更好地讓地層“裂開”,才能高效“榨”油。吉慶油田開發出一套“縫藏匹配+精準改造+全域支撐+二氧化碳前置”組合式的壓裂技術,精準“打碎”儲層,在地下形成猶如國道與省道般相互交織、錯綜復雜的公路網狀裂縫。吉慶油田作業區工藝研究中心黨支部書記、副主任魯霖懋說:“油氣流出后能以最短距離進入‘公路網’,大幅提升流動效率。”目前,吉木薩爾頁巖油壓裂效率平均達4.9級/日,這一頁巖油水平井壓裂提效新水平,為頁巖油示范區高效建產樹立了新標桿。
——提效率。“消除集中套變影響”成為新疆油田提高單井產量的另一道重要課題。面對這道關鍵難題,新疆油田通過技術創新,采用“斷點處避射+風險段小壓+主體段強壓”的差異化壓裂設計、完善標準化處置流程等方式,實現了套變井高效改造。
尋求“最優解”
——事事難成事事成,推進“一全六化”,這是一場管理方式的創新革命!
不僅要技術上可行,更要經濟上可行。能否實現規模效益開發是新疆吉木薩爾頁巖油示范區面臨的巨大挑戰。
發展如征途,管理如弈棋。新疆油田建立“一全六化”生產組織模式,勇破頁巖油效益開發的桎梏,從“理念變革、戰略布局、解決方案”三個層面深化應用實踐,走出一條具有吉木薩爾特色的頁巖油開發之路。
“一全六化”即全生命周期管理,一體化統籌、專業化協同、市場化運作、社會化支持、數字化管理、綠色化發展。新疆油田公司副總經理李慶介紹,新疆油田堅持全生命周期管理,建立邊界清晰的頁巖油項目部。公司以項目部為主體,實現了責權利統一、建管一體化,推行綜合底線成本、收益率和采收率倒逼測算,明確項目全生命周期內的節點指標,用關鍵指標倒逼全流程優化。
2024年初,新疆油田成立由主要領導掛帥的工作專班,統籌示范區建設,改變了過去各專業分段式權責劃分的思維方式。通過通盤考慮,打破專業壁壘,匯聚了油田開發、工程技術、地面建設等多個部門的專業優勢力量,推動管理模式由直線式向矩陣式轉型,實現管理機制由后方統籌向靠前指揮轉變。
吉慶油田作業區的市場化運作始于2021年。通過市場手段獲取最優質的產品和服務,發揮“鲇魚效應”,推動鉆井、壓裂等承包商改進技術、提升服務水平,培育出統一開放、競爭有序的市場體系。新疆油田還進一步深化頁巖油產能建設市場化機制改革,推進“1+N”服務模式,強化市場在資源配置中的作用,通過競爭促進步,加快技術進步與關鍵指標迭代升級節奏。
“一全六化”,是一場管理方式的創新革命。持續推進生產關系革命、生產力革命和管理方式革命,整體實現生產關系、管理方式提檔升級,生產力迭代創新。
提升“含金量”
——步步難行步步行,“闖出一條新路”,這是一段挑戰極限的探路征程!
檢驗示范區的成色,離不開其規模效益開發的經濟底色。
頁巖油開采的主要成本在打水平井和體積壓裂上。近年來,新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區引入市場機制,采用“項目制”管理降低單井投資成本,單井投資下降40%。
此外,示范區利用鉆井提速、壓裂提效等方式提升頁巖油開采效率。近5年,一趟鉆(鉆井過程中不換鉆頭)完成率上升至58%。在提升傳統采油方式效率的同時,吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區采用二氧化碳驅動采油等舉措,不斷實現廢料無害化處置和循環再利用,讓頁巖油開采更具生態效益。
吉慶油田作業區頁巖油運行維護中心黨支部書記、副主任湯濤欣喜地說:“以往,打一口油井就需要占用一塊土地;如今,通過立體化部署、平臺式開發的方式,每個平臺可以部署多口油井,節約了50%的占地面積。”
通過物聯網建設和數字化建設,頁巖油生產管理實現無人化、少人化,提高了全員勞動效率。他們的目標是實現“百人百萬噸”。
同時,示范區實現全電采油。通過碳捕集、利用與封存技術,年均埋碳量超6萬噸。通過創新性地對壓裂返排液進行集中凈化處理,實現水循環利用。2024年以來已節約用水超過180萬立方米。
“吉木薩爾頁巖油開采形成的理論、技術和管理經驗,是我國正在興起的‘陸相頁巖油革命’的重要標志性成果,將在頁巖油產業中發揮引領示范作用。”唐勇說。
“盡管吉慶油田闖出了一條適合吉木薩爾頁巖油開發的路子,規模效益日益顯現,但作為國家級示范區,我們還需不斷提升示范區‘含金量’,持續提高吉木薩爾頁巖油規模效益。”李慶表示。
將示范區打造成引領國內陸相頁巖油開發的“領頭羊”。吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區起到基礎理論示范、開發技術示范、工程技術示范、管理模式示范、綠色環保示范“五個示范”作用。
擊鼓催征。技術、成本和管理的重重挑戰,歸根到底是理念的挑戰。吉木薩爾示范區步入規模化效益開發新階段,從“量的積累”轉向“質的飛躍”,從“體量優勢”轉向“質量優勢”,需不斷形成新優勢,以能力再鍛造迸發生產力。
吉木薩爾,蒙古語意為“沙礫灘河”,也意為“金滿城”。在萬頃戈壁沙漠中,新疆石油人正在千米巖層中“榨”出非常規油氣的“金滿城”。
黃沙百戰穿金甲,不破樓蘭終不還。2025年是高質量建成吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區的決勝之年,也是新疆油田勘探開發70周年。新疆石油人始終秉持“安下心、扎下根、不出油、不死心”的信念,持續向極限發起挑戰,以“非常規”方式突破一個個“非常規”難關,矢志在準噶爾盆地標注新的資源刻度,奮力書寫能源保供的時代答卷。
作者:劉峰 張睿 馬立華
來源: 中國石油報
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