大國(guó)工程在新疆丨敢啃硬骨頭！看新疆如何從石頭縫里“擠”石油

　　在新疆吉木薩爾縣北部的戈壁灘上，百余口油井成排成行，靜靜矗立。這里沒有機(jī)器的轟鳴，也看不見傳統(tǒng)“磕頭機(jī)”的起伏，整片油田常年保持著近乎禪意的寧靜。然而，就在這地底深處，石油正以驚人的效率持續(xù)采出，年產(chǎn)量高達(dá)百萬噸。

　　這些并非普通油井。表面波瀾不驚，幾千米的地下卻忙得熱火朝天，它們將所有采油作業(yè)完成于肉眼不可及的地球深層。這里，正是中國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)陸相頁巖油示范區(qū)——吉木薩爾頁巖油。

　　吉木薩爾頁巖油礦權(quán)面積1000余平方公里，資源量超10億噸。2020年，國(guó)家在此設(shè)立陸相頁巖油示范區(qū)，計(jì)劃于2025年年底全面建成。

　　難度極高，為何要采？

　　要回答這一問題，首先需要了解什么是頁巖油。

　　頁巖油是儲(chǔ)存在頁巖層縫隙中的石油，屬于非常規(guī)油氣資源，開采難度極高。其儲(chǔ)層孔隙極小、滲透率極低，石油幾乎無法自然流出，必須采用水平鉆井和大規(guī)模壓裂等技術(shù)，通過向地下注入混合液體將巖石壓裂，形成油氣通道，才能將石油“擠”出來。這一過程技術(shù)復(fù)雜、成本高昂，被稱為石油工業(yè)中的“硬骨頭”。

　　盡管開采難度高、成本大，但開發(fā)頁巖油是我國(guó)保障能源安全的戰(zhàn)略選擇。實(shí)現(xiàn)陸相頁巖油的規(guī)模開發(fā)，是保障我國(guó)未來能源供應(yīng)、實(shí)現(xiàn)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的關(guān)鍵所在。

　　我國(guó)頁巖油資源豐富，可采儲(chǔ)量居世界第三位。為實(shí)現(xiàn)規(guī)模開發(fā)，我國(guó)已建成三個(gè)國(guó)家級(jí)頁巖油示范區(qū)，分別是新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁巖油示范區(qū)、大慶油田古龍陸相頁巖油國(guó)家級(jí)示范區(qū)以及勝利濟(jì)陽頁巖油國(guó)家級(jí)示范區(qū)。

　　新疆頁巖油資源主要分布在吉木薩爾、瑪湖、五彩灣—石樹溝三大凹陷區(qū)，總資源量超過30億噸，勘探開發(fā)前景廣闊。其中，吉木薩爾頁巖油資源估算量超過10億噸。

　　吉木薩爾頁巖油鉆井施工現(xiàn)場(chǎng)及技術(shù)人員通過監(jiān)視器和數(shù)據(jù)顯示屏實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況。張睿、閔勇攝

　　數(shù)據(jù)顯示，2024年，吉木薩爾頁巖油累計(jì)產(chǎn)量已突破100萬噸，成為我國(guó)首個(gè)年產(chǎn)破百萬噸的國(guó)家級(jí)陸相頁巖油示范區(qū)。

　　突破百萬噸不僅標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)百萬噸級(jí)混積型頁巖油油田的誕生，同時(shí)也意味著咸化湖盆頁巖油富集地質(zhì)理論與效益勘探開發(fā)技術(shù)體系探索成功。

　　磨刀石里“榨油”，談何容易？ 　

　　高質(zhì)量開發(fā)陸相頁巖油，是一項(xiàng)涵蓋勘探、鉆井、壓裂、開采和經(jīng)濟(jì)效益的系統(tǒng)工程。它不僅要求“找得到、看得清”，還必須“鉆得準(zhǔn)、壓得開、采得出、有效益”。

　　吉木薩爾頁巖油平均埋深超3800米，油層平均厚度僅1.5米，具有埋藏深、油層薄的特點(diǎn)，開采難度極大。

　　頁巖油開采高度依賴兩大核心技術(shù)：水平鉆井和大規(guī)模壓裂。

　　開采過程可比喻為建造“地下高速公路系統(tǒng)”：先垂直鉆井至頁巖層，再使鉆頭轉(zhuǎn)向水平方向繼續(xù)鉆進(jìn)1000–2000米，以擴(kuò)大與油藏的接觸面積。隨后通過高壓將混合液（水、砂和少量化學(xué)劑）注入井中，壓裂巖石形成裂縫，其中的砂粒起到“支撐”作用，防止裂縫閉合，從而讓石油得以流出、收集。

　　2024年4月25日，為加快吉木薩爾頁巖油勘探開發(fā)，科研人員在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)觀察巖心。張昀攝

　　收集起來的油氣水混合物，被輸送至聯(lián)合站。經(jīng)由先進(jìn)的分離裝置，實(shí)現(xiàn)高效分離。最終，低含水、低雜質(zhì)的原油通過管道送往煉廠加工。

　　由于所有開采活動(dòng)發(fā)生在地下數(shù)千米，地面幾乎無震動(dòng)感，因此采油區(qū)往往異常安靜。聯(lián)合站也因技術(shù)先進(jìn)，噪聲控制得極好。

　　截至今年7月，吉木薩爾頁巖油已累計(jì)產(chǎn)油450萬噸，為國(guó)內(nèi)非常規(guī)油藏高效開發(fā)提供了可復(fù)制、可推廣的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

　　不僅要量產(chǎn)，更要定標(biāo)準(zhǔn)！

　　頁巖油滲透率低，油層改造難，必須持續(xù)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新以降低成本、提升效益。

　　近年來，吉木薩爾頁巖油從技術(shù)突破與管理創(chuàng)新方面雙向發(fā)力，突破了“理論誤區(qū)”、打破了“勘探禁區(qū)”、攻破了“開發(fā)無人區(qū)”，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量持續(xù)攀升，多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)打破國(guó)內(nèi)紀(jì)錄，為我國(guó)頁巖油示范區(qū)高效建設(shè)與規(guī)模效益開發(fā)樹立了標(biāo)桿。

　　頁巖油開發(fā)費(fèi)用貴，貴在打水平井和體積壓裂上。單井投資成本中，頁巖油鉆井和體積壓裂占到90%。為有效控制成本，新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁巖油示范區(qū)積極引入市場(chǎng)機(jī)制，通過管理創(chuàng)新推動(dòng)單井投資下降40%。

　　同時(shí)，示范區(qū)還持續(xù)推進(jìn)鉆井提速、壓裂提效和新井快速投產(chǎn)，全面提升開發(fā)效率。例如，鉆井返出的泥漿攜帶大量巖屑，富含地質(zhì)信息。地質(zhì)人員通過精細(xì)分析，實(shí)時(shí)調(diào)整鉆頭軌跡，使鉆井始終處于最優(yōu)層段，鉆遇率因此從43%大幅提升至87%。近五年來，平均完井周期縮短64%，“一趟鉆”作業(yè)（鉆井過程中不換鉆頭）成功率提高至58%。

　　在提升傳統(tǒng)采油效率的基礎(chǔ)上，示范區(qū)還積極推廣二氧化碳驅(qū)油等綠色技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢料無害化處理與資源循環(huán)利用，顯著增強(qiáng)了頁巖油開采的生態(tài)效益。

　　通過持續(xù)技術(shù)攻關(guān)，示范區(qū)已形成多項(xiàng)核心開發(fā)技術(shù)體系。截至目前，該區(qū)累計(jì)完成鉆井350多口，頁巖油總產(chǎn)量達(dá)到450萬噸，最高日產(chǎn)達(dá)5000噸。

　　延伸閱讀

　　啃“硬骨頭”需要什么步驟和技術(shù)？

　　第一步：“吃甜點(diǎn)”

　　吉木薩爾頁巖油平均埋藏深度3800米，油層平均厚度僅1.5米。鉆遇頁巖油優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層就是尋找“甜點(diǎn)”，也被稱作“黃金靶點(diǎn)”。在3800米地下，要控制好鉆頭精準(zhǔn)穿越1.5米厚油層，成功“吃”上“甜點(diǎn)”，這絕非易事，因?yàn)椤疤瘘c(diǎn)”并不是平整鋪序，有的向上拱起，有的向下折疊，還有的可能是“曲里拐彎”走向。

　　為“吃”上更多“甜點(diǎn)”，頁巖油開采通常部署水平井，井如同“L”形狀，先打一段直井，再造斜，然后水平段穿越“甜點(diǎn)”。當(dāng)然，并不是穿越越長(zhǎng)越好，通過測(cè)算，水平段約1.8米長(zhǎng)最經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過五年摸索，吉木薩爾頁巖油作業(yè)區(qū)“吃”下“甜點(diǎn)”（鉆遇率）已從43.4%提升到87.2%。

　　第二步：“切豆腐”

　　鉆井井筒“吃”上“甜點(diǎn)”后，還得通過壓裂將地層打碎，在地下形成裂縫，使“甜點(diǎn)”流出來。

　　吉木薩爾頁巖油非常黏稠，幾乎不流動(dòng)，為推動(dòng)其流動(dòng)，得進(jìn)行大體積壓裂，這一過程猶如切“豆腐塊”一樣將地層切碎。壓裂時(shí)先注水基液，打通頁巖油流通通道，然后注入石英砂，將通道支撐起來，修建起油氣流通到地面的“高速公路”。

　　為將更多黏稠的頁巖油驅(qū)替出來，最近一兩年還使用上二氧化碳驅(qū)油技術(shù)，在前置壓裂環(huán)節(jié)，向地層注入二氧化碳，猶如向“可樂瓶”中充二氧化碳一樣，使其膨脹起來，為頁巖油流動(dòng)增能。

　　監(jiān)制：丁濤

　　統(tǒng)籌：馮婷、喻鵬濤

　　策劃：葛惠芹

　　編輯：馬新玲

　　視頻剪輯：卡那提·胡爾馬尼亞

　　海報(bào)設(shè)計(jì)：海若微

　　素材來源：人民日?qǐng)?bào) 、新華社、《瞭望》新聞周刊、新疆廣播電視臺(tái)、天山網(wǎng)-新疆日?qǐng)?bào)

　　出品：新疆日?qǐng)?bào)社（集團(tuán)）

　　指導(dǎo)單位：新疆維吾爾自治區(qū)黨委網(wǎng)信辦