我国破解页岩产油3项世界难题

常规与非常规油气聚集类型分布图

揭秘

在2023中关村论坛上，中国陆相页岩油革命及战略突破正式发布。成果创新了中国陆相页岩油富集地质理论，解决了陆相页岩“生油”“储油”“产油”的世界科学难题；创建了中国陆相页岩油关键技术体系；形成了一批自主知识产权；建设了鄂尔多斯盆地陇东、准噶尔盆地吉木萨尔、松辽盆地古龙等国家级示范区与基地。

从页岩里“榨”油

据介绍，中国陆相页岩引发了两次“石油革命”。第一次是“陆相页岩生油”，发现了大庆等一批大油田，打破了“中国贫油说”，支撑了我国常规石油工业发展，媲美“两弹一星”；第二次是“陆相页岩产油”，工作的对象从资源占比20%的“单体型”常规石油向80%的“连续型”非常规石油迈进，开启了新一轮“石油革命”，有望支撑我国未来非常规石油工业发展。

过去，人们普遍认为页岩似“磨刀石”“铁板”一般没有孔隙，只可作为常规油藏的盖层。其实它蕴藏着更大面积的巨量石油资源。

所谓页岩是指含油气盆地中具有页片状的泥质岩，当它富含有机质时又称为烃源岩，也就是常说的生油岩。不同于常规油藏依靠自然能量、常规手段直接开发,页岩油需利用非常规手段人工制造油藏开发。打个比喻，如果将椰汁比作常规石油，那椰肉里榨出来的汁就是非常规石油，页岩油就是从页岩里“榨”出来的。

我国页岩油主要分布于鄂尔多斯、松辽、准噶尔、渤海湾、四川等大型盆地以及许多“小而肥”的中小型盆地，以陆相页岩油为主，连续分布面积偏小，成熟度偏低，黏土含量偏高，油质偏重，同时我国页岩油勘探开发起步晚，研究程度低，钻井压裂周期长，施工费用高。中西部盆地中高成熟页岩油资源，普遍埋藏较大，目前最大页岩油层埋深已达5000米，钻完井、压裂等工程实施难度大，投资大，风险大。

去年产量突破300万吨

中国石油勘探开发研究院致密油研究所副所长、中国石油“十四五”页岩油前瞻性基础性重大科技项目执行项目长杨智教授向北京青年报记者介绍，常规油藏储存岩石孔隙尺度比较大，尺度可以达到毫米级厘米级，但现在陆相页岩油相当于从70微米左右的头发丝尺度的页岩颗粒中找油产油，孔隙尺度是微米级纳米级，勘探开发难度极大。

从勘探的角度来讲，在地下几千米深度范围，钻探找准几米十几米的薄富集层，这对于预测的精度是非常高的，经过非常艰难的探索，目前能达到90%以上的有利储层钻遇率。从开发的角度来讲，一般都是打一口直井下去，在自然能量条件下，石油就可以自己通过井筒流动到达地面，但页岩油没有自然流动的条件，需要人为干预、打碎铁板页岩，创造流动条件。

开采难度大、成本高，为何还要开采页岩油？对此，杨智教授表示，我们国家一段时间以来一直是一个缺油少油的国家，每一份石油资源都非常珍贵。虽然目前我们实现了石油自给，但为了保障石油安全，我们仍需依靠科技自立自强进源找油。页岩层系石油是战略接替石油资源，其规模效益开发具有重要战略意义。十年来，陆相页岩油从无到有，2023年中国石油矿权区陆相页岩油产量已突破300万吨。

破解3项世界难题

杨智教授表示，近十年，中国石油在页岩油领域，先后经历了纳米孔发现、国家973研发、国家实验室建设、国际合作研究、勘探风险井部署、开发先导试验、国家示范区建设等一系列重大标志性事件，实现了“陆相页岩产油”革命性创新，形成了特色理论技术系列。

杨智教授介绍，一方面，创新了中国陆相页岩油富集地质理论，解决了陆相页岩“生油”“储油”“产油”3项世界科学难题：创建陆相富有机质页岩沉积模式；发现了页岩纳米级孔喉储油系统；揭示了页岩油“连续型”甜点区、甜点段富集规律。

另一方面，创建了中国陆相页岩油实验研究、勘探评价、开发工程和超前创新4项关键技术体系，形成了一批自主知识产权。其中数字岩石智能化评价技术实现了从米到纳米“9”个数量级融合。同时创建了页岩油开发工程技术系列，主要包括体积开发、大平台—井工厂开发等8项核心技术。此外还启动了中低成熟页岩油原位转化攻关，基本解决了资源评价与选区等关键技术难题,研发形成了一批具有自主知识产权的成果，包括国家标准3项、技术秘密35项等。

找到从页岩中开采石油“金钥匙”

杨智教授进一步介绍，理论技术创新，引领推动中国陆相页岩油实现3方面战略突破。第一方面：在鄂尔多斯、准噶尔、松辽、渤海湾、四川、柴达木等盆地获得了一批重大勘探发现。第二方面：建设了陇东、吉木萨尔、古龙国家级示范区与基地。中部鄂尔多斯盆地页岩油开发示范基地，建成了我国目前规模最大的页岩油整装油田；西部准噶尔盆地吉木萨尔，是我国第一个国家级陆相页岩油示范区；东部大庆古龙陆相页岩油国家级示范区，已取得具有战略意义的重大突破。第三方面：创新成果推动，陆相页岩油成为国家战略资源。

不仅如此，页岩油开采出来后还需要在市场条件下尽可能控制成本，形成规模效益的开发。公开报道显示，中国石油大港油田公司旗下页岩油效益开发示范平台——沧东凹陷5号平台，已正式投入生产。平台内共有9口页岩油井，日产能稳定在280吨左右，形成了10万吨的年生产能力。这标志着我国首个10万吨级页岩油效益开发示范平台在大港油田正式建成投产。据测算，平台前期部署的4口井，合计日产油40余吨。新部署的5口井产量进一步提升，单井日产油稳定在40吨到50吨，预测单井首年产油可超1万吨，单井的最终采收量有望达到4.1万吨，实现陆相页岩油的效益开发。

杨智教授说，沧东平台是其中的一个成功案例。长庆油田在黄土塬率先建成国内首个百万吨级整装油区，页岩油产量位居全国第一，去年的产量已突破200万吨。新疆油田在吉木萨尔戈壁，正在建设全国第一个国家级页岩油示范区，去年产量已突破50万吨。还有受广泛关注的大庆油田古龙页岩油，相对来说开发难度更大，去年产量也突破了10万吨油当量。

不难看到，中国石油陆相页岩油理论技术创新和实践，突破了“理论误区”，打破了“勘探禁区”，攻破了“开发无人区”，找到了从页岩中开采石油的“金钥匙”，正在掀起一场新的“石油革命”。

文/本报记者 宋霞

供图/受访者