3000多米地下,年产百万吨页岩油怎么压出来
3000多米地下,年产百万吨页岩油怎么压出来(经济新方位·重大工程一线)
11月26日,新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区传来消息,页岩油年产量首次突破100万吨。
页岩油的开采,有多难?
“常规石油可以自由流动,钻井到了油层,石油顺着管道就流出来了。页岩油可不是。要在3000多米以下的地层,精准钻进1.5米左右厚的油层,再用高压压裂,才能从石头缝中压出油来。”中国石油新疆油田公司吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)副经理李文波介绍。
准噶尔盆地东南缘的这片戈壁滩上,技术人员花了10多年时间,将地层识别、钻井、压裂、投产等一系列页岩油开发技术一一突破,形成特色技术体系,终于实现了对这片10亿吨级大油田的规模化、效益化开发。
2011年,在新疆昌吉回族自治州吉木萨尔县,新疆油田公司发现了深埋地底、来自约2.5亿年前的页岩油藏,初步探明有超10亿吨储量。
“我们当时没有相关技术,也没有经验。”吴承美是吉木萨尔页岩油项目经理部工程师,他回忆,当时邀请了一家外国公司来承接打井的任务。“第一口页岩油井成功出油,证明吉木萨尔页岩油完全可以开采,储量真实存在。”吴承美说,“但是国外公司钻井要价很高,也不同意转让页岩油井钻探的技术,这让我们下定了自主研发、科技创新的决心。”
随后,新疆油田公司又开辟了10口先导试验井。令人沮丧的是,这10口井虽然出油了,但产能远远达不到设想。“连建设成本都收不回来,大家心里非常难受。”吴承美说。
技术团队立刻对这10口井产量不高的原因进行分析。首先要对吉木萨尔页岩油藏有充分的认识,毕竟3000多米的地下,看不见、摸不着,到底哪里有油?什么样的油页岩可以压榨出来页岩油?要压出油,到底需要多大的压力?
从零开始摸索。2017年,新打的两口水平井通过精准轨迹控制,密切割压裂获得高产,开发团队重拾信心。但随后试验开发的49口井,却只有半数产能达标,技术团队再次陷入了困境。
“页岩油在地下并非均匀分布,而是在特定的某一地层大量存在,这一个1.5米厚的地层,我们称之为‘甜点层’。而同样是富含油藏的油页岩,必须满足一定条件,它里边的油才是可动的,是我们采得出来的。”吴承美说。
在吉木萨尔,具备页岩油开采条件的地层有上下两层,被形象地称为“上甜点”和“下甜点”。“‘下甜点’分布更稳定、范围也更广。我们主力建产层位转向‘下甜点’,落实了300万吨产能有利建产区。”吴承美说。
同时,开采页岩油的技术也一次次迭代。
识别更加精准。示范区开创黄金靶体跟踪方法,将“黄金靶体”钻遇率由43%提升到87%。“我们提升了钻头在‘甜点层’钻探的比例,产量肯定就会更高。”吴承美解释。
随之而来的问题是要“压得开”。钻井的压裂技术,要用高压的砂石流在地底撑起一条1800多米的通道,把页岩油压榨出来。“压裂是个细致活儿,可不是压强越大,产量就越高。”吴承美说,示范区技术团队开发了混积型页岩油配套密切割、大砂量、高排量集成压裂技术。油井首年平均日产油由14.6吨提升到26.7吨,一口井的可采储量从2.5万吨提升到3.5万吨。
同时,示范区引入市场竞争机制——“项目制”管理,单井投资从7000万元降到了4200万元。李文波介绍,目前一吨油的成本从72.7美元降低到了44美元,可以挣钱了,也就意味着页岩油可以进行规模化、效益化开发了。
“我们已经攻克10多项关键技术,先后获得省部级科学技术奖4项、授权发明专利5项、软件著作权1项,出版专著3部。”吉庆油田作业区页岩油运行维护中心党支部书记汤涛这样总结,“我们的油田省水、省地、省碳、省工。”
正在进行压裂的平台井一侧,可见篮球场大小的一个水池子。示范区创新性地对压裂反排液进行集中净化处理,实现水循环利用。仅今年,示范区已节约用水超过116万立方米。
“以前一个油井就需要一块土地。现在,我们建设一个大平台,可以部署几十口油井。在地下做文章,通过水平井的方式,每个油井在不同区域采油。目前共计减少占地1500余亩。”汤涛说。
同时,示范区实现全电采油。通过碳捕集、利用与封存技术,年均埋碳超6万吨。
“今天的石油工人,不用天天巡井了。”汤涛说,集智能监测、故障诊断与高效处理于一体的“单井智能诊断系统”,可实现现场无人巡井和故障报警检修。
“经过持续攻关和技术迭代,我们在基础理论、开发技术、工程技术、管理模式、绿色环保等5个方面均取得了突破。”李文波说。
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