下一站，頁巖油
——專訪中國(guó)石油大港油田公司總經(jīng)理趙賢正

文／本刊記者 陸曉如

肇始于美國(guó)的“頁巖革命”正深刻改變著全球能源格局。有種觀點(diǎn)認(rèn)為，世界頁巖油儲(chǔ)量可達(dá)到常規(guī)石油儲(chǔ)量的數(shù)倍。當(dāng)前仍處于頁巖油勘探開發(fā)的機(jī)遇期。把握住機(jī)遇，提前介入，就有可能占得先機(jī)。

中國(guó)石油大港油田公司把握機(jī)遇，歷經(jīng)多年探索研究，率先在渤海灣盆地實(shí)現(xiàn)了陸相頁巖油工業(yè)化開發(fā)。此間幾多坎坷，幾多收獲？前路又將如何？

有資源有需求

中國(guó)石油石化：趙總，您好！近年來，大港油田加強(qiáng)了頁巖油的勘探開發(fā)。這是出于什么考量？

趙賢正：頁巖油最大的優(yōu)勢(shì)是分布穩(wěn)定、厚度大、面積廣，一個(gè)盆地往往發(fā)育一套甚至多套這樣的頁巖層系。有資料研究表明，滯留在生油巖中的油氣資源量預(yù)計(jì)是常規(guī)資源量的數(shù)倍。

美國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了頁巖油的規(guī)模化商業(yè)開采。目前美國(guó)頁巖油年產(chǎn)量已達(dá)2.4億噸，占年總產(chǎn)量的51%。隨著頁巖油的大規(guī)模商業(yè)開發(fā)，頁巖油等非常規(guī)油氣正迅速改變著世界能源格局。

我國(guó)頁巖油資源比較豐富，但以陸相頁巖油為主，勘探開發(fā)起步晚，研究程度低。相對(duì)常規(guī)資源來說，頁巖油勘探開發(fā)鉆井壓裂周期長(zhǎng)，施工費(fèi)用高，動(dòng)用成本高。但是，我國(guó)作為全球第二大石油消費(fèi)國(guó)，原油對(duì)外依存度已突破70%。在常規(guī)油產(chǎn)量下滑的現(xiàn)實(shí)面前，為保障國(guó)家能源安全，亟需找到新的有規(guī)模的原油資源。頁巖油規(guī)模商業(yè)化開發(fā)是我國(guó)原油產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要資源來源和重要途徑，而且頁巖油勘探開發(fā)技術(shù)提升空間大，勘探開發(fā)前景好。

作為國(guó)內(nèi)油氣勘探開發(fā)的主力企業(yè)，中國(guó)石油高層積極貫徹落實(shí)習(xí)總書記關(guān)于加大國(guó)內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度，保障我國(guó)能源安全的重要批示精神，高度重視頁巖油的勘探開發(fā)，加大了風(fēng)險(xiǎn)勘探投入，在渤海灣盆地、松遼盆地、鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等大型沉積盆地開展了先導(dǎo)試驗(yàn)，力求推動(dòng)陸相頁巖油領(lǐng)域全面發(fā)展，讓陸相頁巖油早日成為石油儲(chǔ)產(chǎn)量的重要接替領(lǐng)域。大港頁巖油被列為重點(diǎn)示范區(qū)，倍感重任在肩。

有實(shí)踐有創(chuàng)新

中國(guó)石油石化：大港油田在陸相頁巖油勘探開發(fā)方面有怎樣的嘗試？

趙賢正：大港油田滄東凹陷孔二段頁巖層系一直被當(dāng)做生油層看待，但并未作為重要目的層進(jìn)行深入研究。2013年以來，按照頁巖油勘探開發(fā)一體化的新思路，對(duì)頁巖層系進(jìn)行了500米連續(xù)取心、12000余塊次分析化驗(yàn)測(cè)試。結(jié)合測(cè)錄井資料，系統(tǒng)開展了頁巖油富集規(guī)律的精細(xì)研究，搞清了頁巖層系中垂向甜點(diǎn)段和平面甜點(diǎn)區(qū)，縱向上識(shí)別出7個(gè)甜點(diǎn)段，每個(gè)甜點(diǎn)段分布面積200平方公里，7個(gè)甜點(diǎn)體展開后面積超過1000平方公里。

2017年針對(duì)一號(hào)甜點(diǎn)體部署實(shí)施2口水平井，實(shí)施拉鏈?zhǔn)襟w積壓裂后自噴，日產(chǎn)油最高達(dá)75.9立方米。目前日產(chǎn)油穩(wěn)定在11～19立方米，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，累產(chǎn)油18240立方米。2019年部署3口水平井，目前累產(chǎn)油3460.44立方米。證實(shí)滄東凹陷孔二段頁巖油增儲(chǔ)建產(chǎn)的潛力巨大，是大港油田原油產(chǎn)量500萬噸上產(chǎn)重要領(lǐng)域之一。

中國(guó)石油石化：除了產(chǎn)量，在此過程中還有什么收獲？

趙賢正：通過研究，我們?nèi)〉昧巳?xiàng)創(chuàng)新性的認(rèn)識(shí)。

一、頁巖層系不只是傳統(tǒng)意義上的塑性地層，它也可能是“酥脆餅”。我們發(fā)現(xiàn)滄東凹陷孔二段陸相頁巖黏土礦物含量低，脆性物質(zhì)含量高，改變了以往陸相頁巖塑性均質(zhì)泥巖的認(rèn)識(shí)，使頁巖層系高效壓裂改造成為可能。

二、頁巖層系不是傳統(tǒng)意義上的“鐵板”，它也是多孔“海綿體”。滄東凹陷孔二段細(xì)粒段紋發(fā)育屬于典型的陸相頁巖層系，有機(jī)與無機(jī)孔隙群集式分布，為頁巖油儲(chǔ)集與滲透提供了重要的空間和通道。

三、頁巖層系具有“吸附性”。源內(nèi)生成的石油只有滿足自身吸附后多余的部分才能形成超越效應(yīng)，才可動(dòng)。超越吸附的那部分頁巖油富集層是可供工業(yè)開采的甜點(diǎn)。

針對(duì)陸相頁巖油持續(xù)開展攻關(guān)，我們創(chuàng)新形成了效益開發(fā)技術(shù)樹，包含巖心整理分析聯(lián)測(cè)、頁巖油富集規(guī)律、甜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)、水平井優(yōu)快鉆井、差異化體積壓裂段簇設(shè)計(jì)技術(shù)、頁巖油裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)、縫網(wǎng)壓裂效益增產(chǎn)技術(shù)等19項(xiàng)頁巖油勘探開發(fā)配套技術(shù)。

供圖/大港油田

有挑戰(zhàn)有目標(biāo)

中國(guó)石油石化：在您看來，未來我國(guó)陸相頁巖油勘探開發(fā)面臨著哪些挑戰(zhàn)？

趙賢正：通過實(shí)踐和研究發(fā)現(xiàn)，未來我國(guó)陸相頁巖油的勘探開發(fā)還有很多路要走，還有很多挑戰(zhàn)要面對(duì)。僅技術(shù)方面，就有三大挑戰(zhàn)。

一是多類型頁巖甜點(diǎn)富集層評(píng)價(jià)優(yōu)選的挑戰(zhàn)。

我國(guó)陸相盆地類型多樣，針對(duì)不同盆地、不同沉積環(huán)境、不同組構(gòu)巖性，目前沒有全面系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法，需要根據(jù)不同類型頁巖，研發(fā)針對(duì)性的評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)多類型頁巖甜點(diǎn)富集層的準(zhǔn)確識(shí)別。這是頁巖油地理評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

二是高黏土含量頁巖體積壓裂提產(chǎn)的挑戰(zhàn)。

高黏土含量頁巖水敏性較強(qiáng)，水基壓裂易引起黏土膨脹，導(dǎo)致支撐劑無法注入，壓裂改造效果差。還需研發(fā)無水壓裂液體系，提高支撐劑導(dǎo)流能力，實(shí)現(xiàn)高黏土頁巖高效改造和大幅提產(chǎn)。

三是未熟—低熟頁巖油原位改質(zhì)對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)。

頁巖油地下原位轉(zhuǎn)化可稱之為“地下煉廠”，是利用水平井電加熱輕質(zhì)化技術(shù)，持續(xù)對(duì)埋深300～3000米的富有機(jī)質(zhì)應(yīng)用層段加熱，使重油、瀝青等有機(jī)物質(zhì)大規(guī)模向輕質(zhì)油和天然氣轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)低熟頁巖油的高效開發(fā)利用。未熟—低熟頁巖油原位改質(zhì)周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低、投入產(chǎn)出比低，需研發(fā)耐高壓、耐高溫、抗酸堿腐蝕的加熱器和新型的導(dǎo)熱技術(shù)、低溫生烴催化劑等，延長(zhǎng)其使用時(shí)效，降低成本，以降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)性。

中國(guó)石油石化：面對(duì)這樣的挑戰(zhàn)，大港油田將如何推進(jìn)陸相頁巖油勘探開發(fā)？

趙賢正：我國(guó)陸相頁巖油資源豐富，是保障國(guó)家能源安全的重要接替領(lǐng)域。大港油田依靠理論認(rèn)識(shí)和技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了頁巖油勘探開發(fā)工業(yè)化突破，未來還將努力朝著形成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平頁巖油開發(fā)技術(shù)系列和開發(fā)方式，建成中國(guó)陸相頁巖油效益開發(fā)示范區(qū)的戰(zhàn)略目標(biāo)挺進(jìn)，力爭(zhēng)到2025年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)頁巖油50萬噸以上。

由于陸相頁巖油的復(fù)雜性，僅靠一兩家企業(yè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。需要不同行業(yè)多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，形成更有效的勘探開發(fā)技術(shù)，才能共同推動(dòng)我國(guó)陸相頁巖油革命，保障國(guó)家能源安全。