花果山巅,灵石迸裂,齐天大圣横空出世,搅动三界风云。千年后的齐鲁大地,一场现代版的“石破天惊”正在上演。
2025年,我国首个亿吨级页岩油田——胜利油田新兴油田宣告诞生,如同齐天大圣从石头缝里蹦出般震撼业界。这片沉睡了几千万年的黑色宝藏,在科技利剑的雕琢下,改写了我国能源版图,在全球页岩油领域镌刻下东方的“石头记”。
压裂技术这把“撒手锏”化作金箍棒,在地下3000多米深处的页岩迷宫中,凿穿岩石壁垒,开辟出能源新纪元。
“烂泥扶不上墙”
2012年那个闷热的夏天,给周广清职业生涯烙下深刻的印记。这位油田原高级专家的案头,堆满了压裂方案图纸。
那年盛夏,东营郊外的井场上,17台压裂车组排成钢铁长龙,42吨重的压裂泵车像发怒的钢铁巨兽,仪表盘跳动的红光映照着王建军紧绷的下颌线。
北美引进的页岩气压裂技术首次落地胜利油田,上千立方米压裂液如潮水般涌入地层。监测屏幕上,压力曲线不断跳涨,逼近限压值,施工被迫叫停。最终,连续施工的两口页岩油井,19段压裂仅成功4段。
在压裂行业摸爬滚打了30年,胜利石油工程公司井下作业公司页岩油压裂工作组组长王建军可谓身经百战,没成想,在页岩油上“栽了跟头”。
实验室里,显微镜下的岩心样本让人惊愕:不到4%的孔隙度,仅占常规油藏平均孔隙度的五分之一,孤立的储油孔隙如同散落的珍珠。
这是一条狭窄而曲折的路,堪称“八卦阵”。在地下千米深处,页岩层就像一块巨型的“千层酥”,由无数薄如蝉翼的岩层叠加而成。在强大的压力作用下,人工裂缝在地下不断扩张、延伸,舒展腰肢,整个过程就像绣花针在“千层酥”中穿刺。
“烂泥扶不上墙。”周广清说,两口油井原油黏度大、流动性差,需要建立高导流能力的裂缝,而泥岩中的黏土遇水膨胀,将本就狭窄的孔道堵死了。
在非常规油气开采领域,压裂技术相当于足球场上的临门一脚,不可或缺,是致密油、页岩油等油气资源唯一的提产手段。
“就像在‘千层酥’里修高速公路。”失败的阴云笼罩着整个团队。北美技术在胜利油田遭遇“水土不服”。
蜘蛛网状的“交通网”
2017年的深秋,东营郊外的试验井场,王建军紧裹着红色工服,眼睛死死盯着监测屏幕。
当源源不断的压裂液注入地层,仪表盘指针突然剧烈跳动。
这是“组合缝网压裂技术”的首秀,是高导流通道压裂和体积压裂的集大成之作。周广清说,高导流通道压裂,相当于在地下建立了多条高速公路,而体积压裂是在高速公路的基础上,配套了省道、县道、乡道等多级路网,形成了蜘蛛网状的“交通网”,可以让油流得到充分释放。
油田科研工作者虽然没有孙悟空72变的本领,却有久久为功的毅力。他们不断对压裂工艺和材料进行改良,用绣花功夫在“千层酥”里编织能源的动脉。
踏平坎坷成大道。2019年,胜利油田风险探井义页平1井试油获得日产93吨工业油流、近万立方米天然气。
义页平1井不仅是技术的胜利,更是认知的觉醒——富碳酸盐页岩具备天然的流动性和可压性,给页岩油高产稳产创造了物质基础。
很快,富碳酸盐页岩发育的博兴洼陷进入勘探人员的视线,胜利油田部署了樊页平1井。
2021年冬天,樊页平1井场,空气里弥漫着紧张与期待。
当地层的能量裹挟着黑色的原油喷薄而出时,整个井场沸腾了:日产171吨,全国页岩油单井日产最高纪录就此诞生。
“失败本身就是创新的一部分。”周广清说,搞科研绝不能讳疾忌医,要善于把失败当作创新的资源,从失败中吸取教训、加以改进、进行组合创新,这就是一种创新,也是失败的价值所在。
十年卧薪尝胆,这支曾遭遇滑铁卢的团队,终在樊页平1井扬眉吐气。
当年,油田官宣,中国新生代陆相页岩油实现商业产能的战略性突破。
樊页平1井燃起了东方页岩油的火种。2024年,樊页平1井被命名“胜利油田页岩油功勋井”,与胜利油田发现井华八井齐名。
从没有路的地方踏出新路
2022年,民丰油区,丰页1HF井的压裂作业正如火如荼,裂缝网络正在岩层中野蛮生长。
在2.0版本压裂技术的加持下,丰页1HF井峰值日产油229.7吨、日产气4万立方米,目前已刷新国内页岩油单井累产最高纪录,累产油气当量超6万吨。
油田石油工程技术研究院页岩油开采研究室副经理张子麟说,如果说1.0版本的压裂技术是“切碎”地层,那么2.0版本的压裂技术就是“剁碎”地层,改造体积提高了30%,储量采收率提高了50%。
页岩油的突破,既是技术迭代创新的结果,亦是地质工程一体化智慧的结晶。原来,地质主导,工程配合,地质设计油藏方案,工程根据油藏方案设计工程方案,地质、工程是接力棒式的工作流程,彼此间沟通反馈少,更无从谈及迭代提升;如今,逆向设计、正向实施,工程提前介入油藏方案设计,在实现地质目标的基础上,提出工程诉求,大家求同存异,寻求有效开发“最优解”。
借助地震资料,技术人员的视野得到极大拓宽,页岩油“家门口”是河还是山,看得一清二楚,遇河架桥,逢山开路。
任何技术不是一成不变的。高脆性地层压裂,岩石“破而不裂、裂而无缝”,就像小石子打在汽车挡风玻璃上形成的裂痕,他们就用酸和压裂液交替注入、反复打磨,扩展裂缝;中脆性地层压裂,岩石“藕断丝连、通而不畅”,他们就用压裂液不断冲刷,畅通裂缝……通过对地质的深化认识,工程技术人员针对页岩油复杂的储层特点,创新采用“一井一策、一层一案”差异化压裂设计方案,不断提高单井产能。
2024年,胜利油田页岩油探井平均单井产能达七八十吨,其中,百吨井占比提高20%。
从单一缝到复杂缝,从单井压裂到井组压裂,从小规模的压裂到大规模的改造……过去十年,在页岩油勘探开发的牵引下,胜利油田的压裂技术取得长足的进步。
从没有路的地方踏出新路,在布满荆棘处开辟通途,油田科技工作者以“凿壁筑路”的坚韧,在技术的荒野中开辟出一条通往页岩油的“天路”。
这条路,不仅通向丰饶的资源,更通向胜利的未来。目前,胜利济阳页岩油估算资源量达105亿吨,是当前最现实的战略接替阵地。
集团公司总经理助理兼管理局有限公司执行董事、党委书记,油田分公司代表孙永壮说,油田将深化地质工程一体化,不断攀登技术的珠峰,力争2025年页岩油持续新增探明储量8000万吨、产油70万吨,推动页岩油规模有效开发的壮丽画卷在古老的渤海湾盆地徐徐展开。