深度观察:中石油页岩油气开发锻造方案(上)

2025-12-23 浏览:36

来源:中国石油报


页岩革命“价值观”

中国石油推进页岩油气开发锻造“中国方案”观察(上)


2025年岁末,放眼神州,一场立足本土、攻坚啃硬的非常规油气突破战成果丰硕,并连点成片——

  • 鄂尔多斯盆地,长庆油田页岩油累计产量突破2000万吨,我国陆相页岩油迈入规模效益开发新阶段;

  • 松辽盆地,6500万年前沉积的古龙页岩油重见天日,年产量突破100万吨;

  • 准噶尔盆地,新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区攻坚提速,提前22天完成年度原油生产任务;

  • 四川盆地,我国首个“万亿储量、百亿产量”的页岩气产区蓄势发力,于高峰之上再攀高峰……目之所及,属于中国的页岩革命,轮廓愈发清晰。

能源安全事关经济社会发展全局。美国《油气》杂志2024年公布的数据显示,全球页岩油储量丰富,约在11万亿到13万亿吨之间;全球页岩气资源量达到456万亿立方米,是未来最重要的替代能源之一我国页岩资源同样丰富,页岩油可采储量居世界第三。大力开发页岩油气,将有望重塑我国能源安全的战略版图。

真正的革命,从来不是钻头先动,而是思想先行。“十四五”期间,中国石油重构的不仅仅是勘探开发技术范式,更是认知深处的思想定式——从追问“有没有”转向探索“怎么拿”,从照搬“美式教材”转向锻造“中国方案”。在中国石油科技工作者的推动下,我国页岩革命的“价值观”正不断跃升、完善与革新。但这条自主创新之路并非坦途,在成就的背后,是对地质复杂性更深的理解,对技术瓶颈持续的攻坚,以及对经济效益更严苛的追求。


探寻 

把世界经验折叠进中国地图

以全球视野追寻曙光,页岩革命在思想裂变中破局开路

以人造油气藏经济可采储量代替容积法评价非常规资源储量、以光刻机刻蚀纳米孔喉模拟地下空隙结构、以经济效益最大化为目标创新发展先进技术……

2024年9月,中国石油考察团赴美半月,系统调研美国页岩油气全产业链。归来后,考察团成员们对大洋彼岸的“非常规”理念印象深刻。

在10多年前,中美在页岩气认知与实践上的差距更为显著。

“井场面积之大、设备体积之大、设备数量之多,各工序衔接紧密,施工速度极快。”2010年,中国石油首批赴美页岩气开发培训小组成员王林来到美国某气田压裂现场观摩,被其规模与效率所震撼。

在休斯敦的岩芯实验室,岩芯实验结果形成的网络化数据库可随时随地调用世界各地的岩芯数据并进行对比分析。培训小组成员纷纷感叹:“虽远隔重洋,数据却近在咫尺。”

美国依靠页岩革命,一举实现了能源独立,并深刻影响着世界能源格局。彼时,尽管我国对页岩资源的勘探开发尚未深入,但布局早已开始。有媒体甚至这样记录:“2010年至2014年间,我国很多赴美航班上都有页岩气考察团。”在国家层面,科技部2011年在油气重大专项中设立“页岩气勘探开发关键技术”项目,国家发展和改革委员会等多部委联合编制了中国页岩气“十二五”勘探开发规划;国内学界几乎每周都有与页岩油气相关的研讨会或现场交流……世界经验源源不断进入中国。

行业内外对页岩资源表现出极大热情的背后,隐藏着我国页岩油气开发的一段遗憾史——

1981年,大庆油田在古龙地区英12井的古龙页岩裂缝中首次获得工业油流。由于技术、成本等因素的掣肘,此后很长一段时间里,古龙页岩油未能实现重大突破。

同一时期,长庆石油人将目光聚焦在长7段生油层上。与上下资源丰富的长6段和长8段相比,该段此前一直未被有效开发。尽管无数次尝试打井触及油层,但压裂后试采效果差,产量递减快。

20世纪90年代,勘探人员在新疆吉木萨尔芦草沟组发现页岩中有明显的油气显示。由于储层渗透率非常低,无法实现效益开采,大家误将其认为是致密油。

“页岩只能生油,难以开采。”——这一观念曾长期笼罩在我国石油科技工作者的认知穹顶上。

21世纪初,一场由大洋彼岸发起的页岩革命迅速席卷全球,钻头从储层伸向生油层,认知的穹顶开始慢慢松动。


颠覆 

源内既可生油,又可产油

突破理论“圈闭”,在生油层里找到效益“富集区”,开启“源储一体”新纪元

80多年前,我国创建的陆相生油理论证明陆相页岩可以生油,打破了“中国贫油论”。但在此后很长一段时间内,相关地质理论坚持“源内只能生油”,并经过力场作用运移到有利地层,并不直接储油,也就是“源储分离”。页岩油正是生成并滞留在烃源岩中,难以流动,必须在地下实施“微创手术”,构建油气通道,才能实现有效开发。这也成为页岩资源难以动用的现实桎梏。

国外实践表明,非常规油气完全可以获得高采收率。”在考察完美国十几家页岩油气机构后,中国石油股份公司副总地质师、勘探开发研究院党委书记李国欣坚定地认为。

页岩资源的长时间沉寂,不代表中国石油人的沉寂。北美页岩革命的成功,激发了致力于找“大场面”的长庆石油人对长7段的新思考:这个熟悉的层位,是否隐藏着认知以外的宝藏?

设想并不能撼动教材里的“金科玉律”。但随着三维物探技术、先进开发设备的更新迭代,石油人对地层的认知程度与以前早已不可同日而语。当研究人员把目光重新聚焦于长7段时,他们发现:该储层结构非常特殊,孔隙喉道细微至普通光学显微镜无法辨识——这比长庆油田所熟知的致密油还要致密,堪称“磨刀石里的磨刀石”。

长庆油田尝试引入国外页岩油常用的水平井体积压裂理念,并在阳平1井、阳平2井首次开展探索试验,两口井投产初期日产量均在10吨以上,实现了页岩油单井产量的突破。但在相同区块使用传统致密油的开发方式,单井产量却不理想。

“长7段或许并非致密油,而是‘源储一体’的页岩油!”随着彼时国内对页岩油气定义的逐渐清晰,全程参与攻关的长庆油田勘探开发研究院院长屈雪峰作出判断,“但这个想法在当时非常大胆。我们面对的不仅是技术风险,还有同行评议的压力。”

尽管个别井的成功难以说服“传统派”,但仍有一批长庆人顶住压力扩大试验规模,并将全新的开发理念应用到长7段。2018年,庆城油田横空出世。这是继大庆油田发现近60年以来,单体提交储量最大的油田。

‘源储一体’打破了圈闭成藏的传统认知,为效益开发奠定了理论基础。”长庆油田页岩油开发分公司执行董事、党委书记马立军认为,通过这一次实践,长庆人首创陆相淡水湖盆页岩层系源储共生富集成藏理论,实现了从“单一源岩”到“源储一体”的重大思想转变。

在新疆吉木萨尔,新疆油田成功打造了我国首个国家级陆相页岩油示范区。这里同样经历过一场思想嬗变。

开发初期,新疆油田沿用致密油开发的常规思路,在寻找储层“甜点”时同样犯难。新疆油田尝试借鉴国外海相页岩油开采模式,试图突破“理论误区”,并开展地震储层预测、测井参数等多项专题研究,彻底推翻以往“有孔隙就有油”的勘探理念,从夹心饼干般的储层中成功找到“奶油甜点”。由此,吉木萨尔页岩油勘探开发驶入快车道。

“在创新理论观念的支撑下,我国从陆相页岩中拿油不成问题。”中国石油大学(北京)教授王贵文评价道。但他也提醒:“理论突破只是第一步,中国陆相页岩的特点或许决定了我们无法像北美那样进行大规模标准化复制。”


破除 

以地质适配性定义开发新逻辑

从“拿来主义”到“中国方案”,破解保障国家能源安全的“技术方程”

页岩油气开发难度大,这是共识,但也有突破口。

学习和引进固然重要,但总结自己的经验才是立足之本。”首批赴美页岩气开发培训小组成员何昀宾在回国后写下这段感受。

2010年前后,“长水平井+立体开发+体积压裂”开发方式、“平台化工厂化”作业模式等先进经验与技术跨海而来,深刻影响着国内页岩油气的勘探开发。

2009年,我国第一口页岩气井——威201井的压裂获气,拉开了我国页岩气勘探开发的序幕,证实了龙马溪组具有较大的开发潜力。但随着开发的深入,地层时代老、构造演化期次多等一系列复杂的地质工程条件,使得即便用上“洋方案”,商业开发仍一度陷入停滞。

“当时,有国外专家断言龙马溪组不可能实现经济开采。”西南油气田页岩气研究院规划与资源评价研究所所长吴伟说。

面对产能压力与保供责任,西南油气田亟须通过龙马溪组的突破打开新局面。自此,西南油气田持续深化地质工程特征认识,推动技术装备升级,把地下“摸透”,形成了以“页岩气开发优化技术”在内的六大本土技术,并借鉴其他层位的富集高产理论,在2023年借由资201井的突破,打开了QZS组页岩气的新局面

橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳。漂洋过海的先进技术与理论出现“水土不服”,这并非孤例。勘探开发研究院致密油研究所所长肖毓祥介绍,美国通过“工厂化立体式开发”实现了降本增效,但我国页岩油以陆相沉积为主,储层非均质性强,与北美资源禀赋差异大,开发难度更大,简单照搬难以奏效。

起初,长庆油田在压裂布缝中选择的是北美通用的“大段多簇”方式,但经过两年探索后,效果不尽如人意。“2020至2021年,庆城油田规模应用后,单井产量比前期还要低。”长庆油田油气工艺研究院一级工程师薛小佳说。

是继续修补外来模式,还是自主闯出新路?成为摆在面前的现实抉择。

“从‘一切照搬北美’到转向独立研究,这个观念扭转并非易事。”屈雪峰坦言,当时业内不少人倾向于“站在巨人肩上”研究创新,只因自主创新挑战大、试错成本高。

经过反复论证、试验与创新,长庆油田决定大胆破局,尝试将自主开发的“多段少簇”式开采方式应用于实践。这种完全不同于北美的布缝方式,竟非常契合长7段,能让地层能量显著提升,油井产量也相应提高。

另一方面,不同于美国油气公司以实现经济效益最大化、经济净现值最大化为目标,我国页岩油气革命的承担主体是国家石油公司。

“满足经济效益下追求最大采收率是国家石油公司永恒的主题,这要求我们既要满足量的合理增长,又要满足质的有效提升。”李国欣认为,唯有坚持个性化精细研究,才能在复杂地质条件下实现资源动用效率与开发经济性的协同提升。

资源有界,认知无疆。我国的页岩革命,已然完成了从资源革命到认知革命的惊险一跃。前路更为清晰:唯有继续深化对地下客观规律的认知,持续转变观念,才能在这场关乎国家能源安全的攻坚战中行稳致远。



作者:记者 余果林

(高屾、尉赵阳、杜嘉、窦晶晶对本文亦有贡献)


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作者:作者:记者 余果林 (高屾、尉赵阳、杜嘉、窦晶晶对本文亦有贡献)    新闻时间:2025-12-23

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