2025年歲末，放眼神州，一場立足本土、攻堅啃硬的非常規(guī)油氣突破戰(zhàn)成果豐碩，并連點(diǎn)成片——
鄂爾多斯盆地，長慶油田頁巖油累計產(chǎn)量突破2000萬噸，我國陸相頁巖油邁入規(guī)模效益開發(fā)新階段；松遼盆地，6500萬年前沉積的古龍頁巖油重見天日，年產(chǎn)量突破100萬噸；準(zhǔn)噶爾盆地，新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區(qū)攻堅提速，提前22天完成年度原油生產(chǎn)任務(wù)；四川盆地，我國首個“萬億儲量、百億產(chǎn)量”的頁巖氣產(chǎn)區(qū)蓄勢發(fā)力，于高峰之上再攀高峰……目之所及，屬于中國的頁巖革命，輪廓愈發(fā)清晰。
能源安全事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局。美國《油氣》雜志2024年公布的數(shù)據(jù)顯示，全球頁巖油儲量豐富，約在11萬億到13萬億噸之間；全球頁巖氣資源量達(dá)到456萬億立方米，是未來最重要的替代能源之一。我國頁巖資源同樣豐富，頁巖油可采儲量居世界第三。大力開發(fā)頁巖油氣，將有望重塑我國能源安全的戰(zhàn)略版圖。
真正的革命，從來不是鉆頭先動，而是思想先行。“十四五”期間，中國石油重構(gòu)的不僅僅是勘探開發(fā)技術(shù)范式，更是認(rèn)知深處的思想定式——從追問“有沒有”轉(zhuǎn)向探索“怎么拿”，從照搬“美式教材”轉(zhuǎn)向鍛造“中國方案”。在中國石油科技工作者的推動下，我國頁巖革命的“價值觀”正不斷躍升、完善與革新。但這條自主創(chuàng)新之路并非坦途，在成就的背后，是對地質(zhì)復(fù)雜性更深的理解，對技術(shù)瓶頸持續(xù)的攻堅，以及對經(jīng)濟(jì)效益更嚴(yán)苛的追求。
探尋 把世界經(jīng)驗(yàn)折疊進(jìn)中國地圖
“以人造油氣藏經(jīng)濟(jì)可采儲量代替容積法評價非常規(guī)資源儲量、以光刻機(jī)刻蝕納米孔喉模擬地下空隙結(jié)構(gòu)、以經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)創(chuàng)新發(fā)展先進(jìn)技術(shù)……”
2024年9月，中國石油考察團(tuán)赴美半月，系統(tǒng)調(diào)研美國頁巖油氣全產(chǎn)業(yè)鏈。歸來后，考察團(tuán)成員們對大洋彼岸的“非常規(guī)”理念印象深刻。
在10多年前，中美在頁巖氣認(rèn)知與實(shí)踐上的差距更為顯著。
“井場面積之大、設(shè)備體積之大、設(shè)備數(shù)量之多，各工序銜接緊密，施工速度極快。”2010年，中國石油首批赴美頁巖氣開發(fā)培訓(xùn)小組成員王林來到美國某氣田壓裂現(xiàn)場觀摩，被其規(guī)模與效率所震撼。
在休斯敦的巖芯實(shí)驗(yàn)室，巖芯實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)庫可隨時隨地調(diào)用世界各地的巖芯數(shù)據(jù)并進(jìn)行對比分析。培訓(xùn)小組成員紛紛感嘆：“雖遠(yuǎn)隔重洋，數(shù)據(jù)卻近在咫尺。”
美國依靠頁巖革命，一舉實(shí)現(xiàn)了能源獨(dú)立，并深刻影響著世界能源格局。彼時，盡管我國對頁巖資源的勘探開發(fā)尚未深入，但布局早已開始。有媒體甚至這樣記錄：“2010年至2014年間，我國很多赴美航班上都有頁巖氣考察團(tuán)。”在國家層面，科技部2011年在油氣重大專項(xiàng)中設(shè)立“頁巖氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目，國家發(fā)展和改革委員會等多部委聯(lián)合編制了中國頁巖氣“十二五”勘探開發(fā)規(guī)劃；國內(nèi)學(xué)界幾乎每周都有與頁巖油氣相關(guān)的研討會或現(xiàn)場交流……世界經(jīng)驗(yàn)源源不斷進(jìn)入中國。
行業(yè)內(nèi)外對頁巖資源表現(xiàn)出極大熱情的背后，隱藏著我國頁巖油氣開發(fā)的一段遺憾史——
1981年，大慶油田在古龍地區(qū)英12井的古龍頁巖裂縫中首次獲得工業(yè)油流。由于技術(shù)、成本等因素的掣肘，此后很長一段時間里，古龍頁巖油未能實(shí)現(xiàn)重大突破。
同一時期，長慶石油人將目光聚焦在長7段生油層上。與上下資源豐富的長6段和長8段相比，該段此前一直未被有效開發(fā)。盡管無數(shù)次嘗試打井觸及油層，但壓裂后試采效果差，產(chǎn)量遞減快。
20世紀(jì)90年代，勘探人員在新疆吉木薩爾蘆草溝組發(fā)現(xiàn)頁巖中有明顯的油氣顯示。由于儲層滲透率非常低，無法實(shí)現(xiàn)效益開采，大家誤將其認(rèn)為是致密油。
“頁巖只能生油，難以開采。”——這一觀念曾長期籠罩在我國石油科技工作者的認(rèn)知穹頂上。
21世紀(jì)初，一場由大洋彼岸發(fā)起的頁巖革命迅速席卷全球，鉆頭從儲層伸向生油層，認(rèn)知的穹頂開始慢慢松動。
顛覆 源內(nèi)既可生油，又可產(chǎn)油
突破理論“圈閉”，在生油層里找到效益“富集區(qū)”，開啟“源儲一體”新紀(jì)元
80多年前，我國創(chuàng)建的陸相生油理論證明陸相頁巖可以生油，打破了“中國貧油論”。但在此后很長一段時間內(nèi)，相關(guān)地質(zhì)理論堅持“源內(nèi)只能生油”，并經(jīng)過力場作用運(yùn)移到有利地層，并不直接儲油，也就是“源儲分離”。頁巖油正是生成并滯留在烴源巖中，難以流動，必須在地下實(shí)施“微創(chuàng)手術(shù)”，構(gòu)建油氣通道，才能實(shí)現(xiàn)有效開發(fā)。這也成為頁巖資源難以動用的現(xiàn)實(shí)桎梏。
“國外實(shí)踐表明，非常規(guī)油氣完全可以獲得高采收率。”在考察完美國十幾家頁巖油氣機(jī)構(gòu)后，中國石油股份公司副總地質(zhì)師、勘探開發(fā)研究院黨委書記李國欣堅定地認(rèn)為。
頁巖資源的長時間沉寂，不代表中國石油人的沉寂。北美頁巖革命的成功，激發(fā)了致力于找“大場面”的長慶石油人對長7段的新思考：這個熟悉的層位，是否隱藏著認(rèn)知以外的寶藏？
設(shè)想并不能撼動教材里的“金科玉律”。但隨著三維物探技術(shù)、先進(jìn)開發(fā)設(shè)備的更新迭代，石油人對地層的認(rèn)知程度與以前早已不可同日而語。當(dāng)研究人員把目光重新聚焦于長7段時，他們發(fā)現(xiàn)：該儲層結(jié)構(gòu)非常特殊，孔隙喉道細(xì)微至普通光學(xué)顯微鏡無法辨識——這比長慶油田所熟知的致密油還要致密，堪稱“磨刀石里的磨刀石”。
長慶油田嘗試引入國外頁巖油常用的水平井體積壓裂理念，并在陽平1井、陽平2井首次開展探索試驗(yàn)，兩口井投產(chǎn)初期日產(chǎn)量均在10噸以上，實(shí)現(xiàn)了頁巖油單井產(chǎn)量的突破。但在相同區(qū)塊使用傳統(tǒng)致密油的開發(fā)方式，單井產(chǎn)量卻不理想。
“長7段或許并非致密油，而是‘源儲一體’的頁巖油！”隨著彼時國內(nèi)對頁巖油氣定義的逐漸清晰，全程參與攻關(guān)的長慶油田勘探開發(fā)研究院院長屈雪峰作出判斷，“但這個想法在當(dāng)時非常大膽。我們面對的不僅是技術(shù)風(fēng)險，還有同行評議的壓力。”
盡管個別井的成功難以說服“傳統(tǒng)派”，但仍有一批長慶人頂住壓力擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模，并將全新的開發(fā)理念應(yīng)用到長7段。2018年，慶城油田橫空出世。這是繼大慶油田發(fā)現(xiàn)近60年以來，單體提交儲量最大的油田。
“‘源儲一體’打破了圈閉成藏的傳統(tǒng)認(rèn)知，為效益開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。”長慶油田頁巖油開發(fā)分公司執(zhí)行董事、黨委書記馬立軍認(rèn)為，通過這一次實(shí)踐，長慶人首創(chuàng)陸相淡水湖盆頁巖層系源儲共生富集成藏理論，實(shí)現(xiàn)了從“單一源巖”到“源儲一體”的重大思想轉(zhuǎn)變。
在新疆吉木薩爾，新疆油田成功打造了我國首個國家級陸相頁巖油示范區(qū)。這里同樣經(jīng)歷過一場思想嬗變。
開發(fā)初期，新疆油田沿用致密油開發(fā)的常規(guī)思路，在尋找儲層“甜點(diǎn)”時同樣犯難。新疆油田嘗試借鑒國外海相頁巖油開采模式，試圖突破“理論誤區(qū)”，并開展地震儲層預(yù)測、測井參數(shù)等多項(xiàng)專題研究，徹底推翻以往“有孔隙就有油”的勘探理念，從夾心餅干般的儲層中成功找到“奶油甜點(diǎn)”。由此，吉木薩爾頁巖油勘探開發(fā)駛?cè)肟燔嚨馈?/section>
“在創(chuàng)新理論觀念的支撐下，我國從陸相頁巖中拿油不成問題。”中國石油大學(xué)（北京）教授王貴文評價道。但他也提醒：“理論突破只是第一步，中國陸相頁巖的特點(diǎn)或許決定了我們無法像北美那樣進(jìn)行大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化復(fù)制。”
破除 以地質(zhì)適配性定義開發(fā)新邏輯
從“拿來主義”到“中國方案”，破解保障國家能源安全的“技術(shù)方程”
頁巖油氣開發(fā)難度大，這是共識，但也有突破口。
“學(xué)習(xí)和引進(jìn)固然重要，但總結(jié)自己的經(jīng)驗(yàn)才是立足之本。”首批赴美頁巖氣開發(fā)培訓(xùn)小組成員何昀賓在回國后寫下這段感受。
2010年前后，“長水平井+立體開發(fā)+體積壓裂”開發(fā)方式、“平臺化工廠化”作業(yè)模式等先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)跨海而來，深刻影響著國內(nèi)頁巖油氣的勘探開發(fā)。
2009年，我國第一口頁巖氣井——威201井的壓裂獲氣，拉開了我國頁巖氣勘探開發(fā)的序幕，證實(shí)了龍馬溪組具有較大的開發(fā)潛力。但隨著開發(fā)的深入，地層時代老、構(gòu)造演化期次多等一系列復(fù)雜的地質(zhì)工程條件，使得即便用上“洋方案”，商業(yè)開發(fā)仍一度陷入停滯。
“當(dāng)時，有國外專家斷言龍馬溪組不可能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開采。”西南油氣田頁巖氣研究院規(guī)劃與資源評價研究所所長吳偉說。
面對產(chǎn)能壓力與保供責(zé)任，西南油氣田亟須通過龍馬溪組的突破打開新局面。自此，西南油氣田持續(xù)深化地質(zhì)工程特征認(rèn)識，推動技術(shù)裝備升級，把地下“摸透”，形成了以“頁巖氣開發(fā)優(yōu)化技術(shù)”在內(nèi)的六大本土技術(shù)，并借鑒其他層位的富集高產(chǎn)理論，在2023年借由資201井的突破，打開了QZS組頁巖氣的新局面。
橘生淮南則為橘，生于淮北則為枳。漂洋過海的先進(jìn)技術(shù)與理論出現(xiàn)“水土不服”，這并非孤例?？碧介_發(fā)研究院致密油研究所所長肖毓祥介紹，美國通過“工廠化立體式開發(fā)”實(shí)現(xiàn)了降本增效，但我國頁巖油以陸相沉積為主，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，與北美資源稟賦差異大，開發(fā)難度更大，簡單照搬難以奏效。
起初，長慶油田在壓裂布縫中選擇的是北美通用的“大段多簇”方式，但經(jīng)過兩年探索后，效果不盡如人意。“2020至2021年，慶城油田規(guī)模應(yīng)用后，單井產(chǎn)量比前期還要低。”長慶油田油氣工藝研究院一級工程師薛小佳說。
是繼續(xù)修補(bǔ)外來模式，還是自主闖出新路？成為擺在面前的現(xiàn)實(shí)抉擇。
“從‘一切照搬北美’到轉(zhuǎn)向獨(dú)立研究，這個觀念扭轉(zhuǎn)并非易事。”屈雪峰坦言，當(dāng)時業(yè)內(nèi)不少人傾向于“站在巨人肩上”研究創(chuàng)新，只因自主創(chuàng)新挑戰(zhàn)大、試錯成本高。
經(jīng)過反復(fù)論證、試驗(yàn)與創(chuàng)新，長慶油田決定大膽破局，嘗試將自主開發(fā)的“多段少簇”式開采方式應(yīng)用于實(shí)踐。這種完全不同于北美的布縫方式，竟非常契合長7段，能讓地層能量顯著提升，油井產(chǎn)量也相應(yīng)提高。
另一方面，不同于美國油氣公司以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值最大化為目標(biāo)，我國頁巖油氣革命的承擔(dān)主體是國家石油公司。
“滿足經(jīng)濟(jì)效益下追求最大采收率是國家石油公司永恒的主題，這要求我們既要滿足量的合理增長，又要滿足質(zhì)的有效提升。”李國欣認(rèn)為，唯有堅持個性化精細(xì)研究，才能在復(fù)雜地質(zhì)條件下實(shí)現(xiàn)資源動用效率與開發(fā)經(jīng)濟(jì)性的協(xié)同提升。
資源有界，認(rèn)知無疆。我國的頁巖革命，已然完成了從資源革命到認(rèn)知革命的驚險一躍。前路更為清晰：唯有繼續(xù)深化對地下客觀規(guī)律的認(rèn)知，持續(xù)轉(zhuǎn)變觀念，才能在這場關(guān)乎國家能源安全的攻堅戰(zhàn)中行穩(wěn)致遠(yuǎn)。（余果林）
油氣
京公網(wǎng)安備 11010802020613號