有這樣一種能源,我國資源豐富,技術(shù)可采儲量世界排名第三,卻沒有大量開采。它就是頁巖油。
如何將地下豐富的資源變成實在的產(chǎn)量?目前,“三桶油”已將開發(fā)頁巖油列為了重點工作,并提出了頁巖油的規(guī)劃。
中國石油提出“十四五”末,打造3~5個整裝規(guī)模效益建產(chǎn)示范區(qū),推動中國陸相頁巖油革命。
中國石化也提出勝利濟(jì)陽頁巖油示范區(qū)“十四五”末新建產(chǎn)能100萬噸,年產(chǎn)頁巖油當(dāng)量50萬噸;同時,加快建設(shè)江蘇油田花莊頁巖油先導(dǎo)示范區(qū)。
2022年,中國海油在海上發(fā)現(xiàn)了12億噸頁巖油資源量,隨后提出加快建設(shè)海上頁巖油勘探開發(fā)示范區(qū)。
勘探開發(fā)力度不斷加大,頁巖油2.0時代正加速開啟。
01、頁巖油2.0時代
頁巖油是一種富含有機(jī)質(zhì)的頁巖層系中的石油資源。2010年后,美國實現(xiàn)了頁巖油的大量開采,成功擊敗俄羅斯和沙特阿拉伯,成為世界最大石油生產(chǎn)國,并改變了世界能源格局。
頁巖油在開發(fā)方面具有巨大的潛力。那我國的資源儲量如何呢,曾有多家機(jī)構(gòu)進(jìn)行了評價。
最早在上世紀(jì)60年代,我國部分地層中就顯露出了頁巖油的蹤跡。國際能源署EIA也曾做出估算,我國頁巖油可采儲量為43.93億噸,居世界第三。
2019年自然資源部初步評價,我國中高成熟度頁巖油地質(zhì)資源量為145億至215億噸,中低成熟度頁巖油技術(shù)可采資源量為200億至250億噸。
雖然各個機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)會有所差別,但是我國頁巖油資源豐富也是實實在在的。資源豐富,也說明頁巖油在勘探開發(fā)方面擁有巨大的潛力。
近年來,頁巖油的這種巨大潛力正在加速變成產(chǎn)量,一方面體現(xiàn)在不斷加大勘探開發(fā)力度,另一方面體現(xiàn)在產(chǎn)量的大幅增長。
在勘探開發(fā)方面,我國已經(jīng)成立三個國家級頁巖油示范區(qū):新疆油田吉木薩爾國家級頁巖油示范區(qū)、大慶油田古龍陸相頁巖油國家級示范區(qū)、勝利濟(jì)陽頁巖油國家級示范區(qū)。
除此之外,各大油田也在大力地推動勘探開發(fā)工作。
大慶古龍已經(jīng)部署實施5個試驗井組,完鉆73口水平井;新疆吉木薩爾已完鉆204口水平井,新建產(chǎn)能171噸/年;濟(jì)陽坳陷已經(jīng)部署水平井95口,計劃新建產(chǎn)能100萬噸/年;江蘇油田在蘇北盆地頁巖油也開始了開發(fā)進(jìn)程......
勘探開發(fā)的力度不斷加大,產(chǎn)量也大幅增長,2021年為265萬噸,2022年為300萬噸,甚至中國石油72%的原油產(chǎn)量增量來自頁巖油。
除了產(chǎn)量增長,油田也在通過降本增效探索效益開發(fā)。比如長慶油田2022年日產(chǎn)油達(dá)到3030噸,已經(jīng)實現(xiàn)夾層型頁巖油規(guī)模效益開發(fā)。
從探索到創(chuàng)效,中國終于跨入了頁巖油效益開發(fā)的門檻,進(jìn)入頁巖油2.0時代。
02、頁巖時代之路
2011年,我國首次在新疆油田多個區(qū)塊進(jìn)行了頁巖油試采,獲得了工業(yè)油氣流,從此也成功開啟了頁巖油時代。
頁巖油從成因上有海洋沉積成因,也有陸地湖泊沉積成因。這兩種成因的頁巖油有著很大的不同。
我國的頁巖油就屬于陸地湖泊成因,與美國的海洋成因頁巖油相比,整體原油成熟度偏低、密度大、含蠟多。這樣的油質(zhì)使原油的流動性降低,增加了開采的難度和成本。
陸地成因的頁巖油還有一個特點就是分布分散,尤其是我國的陸地成因頁巖油受多次地質(zhì)運動改造影響,埋深比較大,也為開發(fā)帶了很多的挑戰(zhàn)。
面對各種挑戰(zhàn),如何將地下深處的頁巖油開發(fā)出來?我國石油工作者對此進(jìn)行了大量的工作。
以長慶油田為例,儲層巖石非常致密,像磨刀石一樣而出名,巖石孔隙度和滲透率都很低。這樣的儲層保存油氣的能力很強(qiáng),相對的油氣也很難從這種地層中流出來。
讓藏在納米級別的孔隙中的油氣,乖乖地流出來,并非易事。如何才能將這些磨刀石中的油氣榨取出來?
研究者們先是借鑒國外頁巖油開發(fā)的經(jīng)驗,改變鉆井工藝,通過常規(guī)的垂直鉆井進(jìn)入頁巖層,然后再進(jìn)行水平鉆井,增大油井與儲層的接觸距離。
然后,再優(yōu)化水力壓裂技術(shù),利用強(qiáng)大的壓力將地下儲層的巖石壓裂,油氣就會沿著巖石中的裂縫出來,并逐漸聚集。這樣就能增大頁巖油的產(chǎn)量。
但是,長慶油田研究如何開發(fā)頁巖油的故事到這兒還沒有結(jié)束。
近年來,長慶油田又結(jié)合地下儲層地質(zhì)規(guī)律,創(chuàng)建了“大井叢、多層系、立體式、工廠化”的開采思路,比如在華H100平臺由前期1~2口井增加到31口井。
同樣一塊地方,打一口井有一口井的產(chǎn)量,如果讓油氣井在地下向四面八方散開,經(jīng)過的油層都不放過,這樣就能大大提高油氣井的產(chǎn)量,同時還能降低勘探開發(fā)成本,實現(xiàn)土地資源節(jié)約利用。
其實,類似這樣的突破不僅出現(xiàn)在長慶,新疆吉木薩爾、大慶古龍、勝利濟(jì)陽、江蘇油田等都在頁巖油的勘探開發(fā)方面都取得了重大突破。
另外,眾多油氣行業(yè)專家、學(xué)者在頁巖油的勘探開發(fā)做出了相關(guān)研究,已經(jīng)初步形成了我國陸相頁巖油開發(fā)技術(shù),實現(xiàn)了從探索到起步的跨越。
03、頁巖油,加速跑
2022年,我國原油產(chǎn)量時隔6年重回2億噸,這其中頁巖油在增量上呈現(xiàn)出很大潛力。如何加速將地下頁巖油的潛力釋放出來?
2022年8月,國家能源局在東營市召開頁巖油勘探開發(fā)工作會議,重點在推動頁巖油高質(zhì)量發(fā)展。
會議中提出要加大頁巖油勘探開發(fā)力度,做好頁巖油提高采收率這篇大文章,切實發(fā)揮科技創(chuàng)新的引領(lǐng)作用,全面推動頁巖油綠色低碳化發(fā)展。
并且,該會議還正式成立中國石化勝利濟(jì)陽坳陷斷陷湖盆頁巖油國家級示范區(qū),以加快我國陸相頁巖油勘探開發(fā)理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新,引領(lǐng)我國陸相斷陷盆地頁巖油高質(zhì)量發(fā)展。
目前,中國石油企業(yè)“十四五”規(guī)劃均將頁巖油作為重點開發(fā)領(lǐng)域,預(yù)計2025年可實現(xiàn)頁巖油年產(chǎn)量650萬噸。
另外,各大油田在勘探開發(fā)方面也不斷實現(xiàn)突破,井深更深、水平段更長、鉆井周期更短、機(jī)械鉆速更快。
比如,長慶隴東、新疆吉木薩爾、大慶古龍等頁巖油區(qū)域鉆井周期分別縮短38.8%、43.3%和42.7%,平均壓裂效率提升超20%;截至2022年12月,勝利濟(jì)陽坳陷樊頁1試驗井組8口水平井,累計完成進(jìn)尺4.65萬米,鉆井周期同比縮短50%。
更多的頁巖油資源被發(fā)現(xiàn),技術(shù)創(chuàng)新不斷推動,未來將會有更多油田實現(xiàn)效益開發(fā),中國的“頁巖油革命”正在加速到來。