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中國石油頁巖油氣勘探開發(fā)的觀察與思考

   2023-02-03 中國石油新聞中心

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核心提示:“能源安全關系我國經濟社會發(fā)展全局,是最重要的安全之一。”頁巖油氣是中國油氣發(fā)展的重要戰(zhàn)略接替資源,

“能源安全關系我國經濟社會發(fā)展全局,是最重要的安全之一。”頁巖油氣是中國油氣發(fā)展的重要戰(zhàn)略接替資源,加強頁巖油氣勘探開發(fā),是保障國家能源安全、助力端牢端穩(wěn)能源飯碗的現(xiàn)實需要和必然選擇。

十余年來,中國石油持續(xù)加大頁巖油氣勘探開發(fā)力度,大力推進頁巖油氣勘探開發(fā)技術攻關,頁巖油氣在儲量產量、理論技術、組織管理等方面取得新成效,引領國內頁巖油氣勘探開發(fā)邁上跨越式發(fā)展新臺階。特別是2020年至2022年,中國石油新增原油產量的72%為頁巖油、新增天然氣產量的30%為頁巖氣,頁巖油氣已經成為集團公司油氣增儲上產的重要力量。據國家能源局公布的數據,2022年國內頁巖油產量突破300萬噸,是2018年的3.8倍;頁巖氣產量達到240億立方米,較2018年增加122%。頁巖油氣正加速從非主流走向主流、從非常規(guī)走向“常規(guī)”,逐漸走到油氣舞臺的中央,為保障國家能源安全貢獻力量。

從無到有,頁巖油氣儲量產量交上跨越式發(fā)展新答卷

時間奔涌向前,奮斗永不停歇。位于四川省威遠縣新場鎮(zhèn)的中國第一口頁巖氣井——中國石油威201井,伴著郁郁蔥蔥的山川,平穩(wěn)運行了13個春夏秋冬。

十余年砥礪奮進,中國石油頁巖油氣勘探開發(fā)經歷學習借鑒、探索試驗和開發(fā)建產三個階段,先后獲得一批重要發(fā)現(xiàn)和重大突破,展示了巨大的頁巖油氣資源潛力。

儲量方面,中國石油探明和落實了兩個10億噸級頁巖油規(guī)模增儲區(qū),在中深層和深層形成兩個萬億立方米頁巖氣大氣區(qū)。長慶油田建成百萬噸級頁巖油開發(fā)示范區(qū),大慶古龍陸相頁巖油國家級示范區(qū)加快建設,新疆油田吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區(qū)已探明儲量超過1億噸……中國石油頁巖油氣探明儲量穩(wěn)步增長,為頁巖油氣從非常規(guī)邁入常規(guī)化開發(fā)提供了先決條件。

產量方面,2022年,中國石油頁巖油年產量首次突破300萬噸、頁巖氣年產量達140億立方米,保持良好增長勢頭。尤其是近三年來,中國石油持續(xù)深化頁巖油氣資源評價,加快推動頁巖油氣增儲上產,頁巖油氣勘探開發(fā)按下高質量發(fā)展“加速鍵”,儲量和產量躍上新臺階。

橫向看,2022年,中國石油在油氣產量當量持續(xù)上升的基礎上,頁巖油產量占中國石油國內原油總產量的比例接近3%,頁巖氣產量占天然氣總產量的比例接近10%,而這兩個比例在2018年分別僅為0.8%、3.9%。

縱向看,從2011年首次在陸相頁巖油中發(fā)現(xiàn)納米級孔和頁巖油,到2019年頁巖油年產量突破100萬噸,中國石油用了8年;而頁巖油年產量從100萬噸到突破200萬噸,再躍升至300萬噸,中國石油分別僅用了2年、1年。一年一個大臺階,一個接一個新高度。2010年中國第一口頁巖氣井——威201井獲得頁巖氣測試產量,助推頁巖氣在2011年被正式批準為我國第172個獨立礦種。從獲得測試產量到2019年頁巖氣年產量突破50億立方米,中國石油用了9年;而從50億立方米再到100億立方米,中國石油只用了1年;2022年頁巖氣產量更是達到140億立方米,實現(xiàn)了頁巖氣高效開發(fā)的跨越式發(fā)展。

從有到優(yōu),頁巖油氣開發(fā)技術裝備實現(xiàn)跨越式發(fā)展新飛躍

常規(guī)與非常規(guī)是辯證關系。非常規(guī)源于常規(guī),又超越常規(guī)。常規(guī)的理念、技術、方法解決不了非常規(guī)的問題。當非常規(guī)變得司空見慣時,就成了常規(guī)。

不同于常規(guī)油氣,開發(fā)頁巖油氣猶如在毛細血管里采血,需要在僅為頭發(fā)絲直徑1/270的石頭縫里“擠”出油氣。勘探開發(fā)頁巖油氣資源,靠的只能是理論認識的不斷突破、響當當的創(chuàng)新技術和實實在在的油氣裝備。

十余年奮楫篤行,中國石油創(chuàng)建了陸相頁巖油“原生源儲”富集理論和海相頁巖氣“三控”富集高產理論,制定了《頁巖油地質評價方法》和《頁巖氣地質評價方法》國家標準,先后指導鄂爾多斯、準噶爾、松遼、渤海灣、柴達木等盆地頁巖油的資源評價,指導四川盆地長寧、威遠、昭通、瀘州等區(qū)塊頁巖氣工業(yè)化建產區(qū)的資源評價,支撐頁巖油氣開發(fā)加速進入規(guī)模化發(fā)展新階段。

中國石油挺進深層超深層、掘金頁巖油氣“富礦”的信心和底氣,來自十年如一日矢志科技創(chuàng)新所形成的系列頁巖油氣勘探開發(fā)技術,來自年復一年砥礪探索攻關試驗所錘煉出的一件又一件“大國重器”。

十余年接續(xù)攻關,中國石油已形成涵蓋頁巖油氣地質評價、開發(fā)、工程的三大技術序列和以頁巖油氣平面甜點評價、地質體精細建模、地質工程一體化方案設計等為代表的十項關鍵技術,開發(fā)研制了系列自動化鉆機、電驅壓裂裝備、連續(xù)管作業(yè)裝備、旋轉地質導向鉆井系統(tǒng)等頁巖油氣勘探開發(fā)的科技利器,助力集團公司初步實現(xiàn)頁巖油氣規(guī)模有效開發(fā)。

在關鍵核心技術和“大國重器”持續(xù)創(chuàng)新突破的有力支撐下,中國石油頁巖油氣勘探開發(fā)佳音頻傳:2021年4月,西南油氣田足203H2-1井完鉆井深7318米、水平段長2852米,創(chuàng)中國頁巖氣井深最深和深層頁巖氣水平段最長兩項紀錄;2021年6月,國家級頁巖油開發(fā)示范區(qū)長慶油田華H90-3井順利完井,水平段長度達5060米,刷新了亞洲陸上水平井最長水平段紀錄;2022年5月,渤海鉆探承鉆的寧209H47-10井水平段單日完成鉆井進尺828米,創(chuàng)中國頁巖氣井單日進尺最高紀錄……這只是中國石油頁巖油氣非凡跨越的幾個側影。

以下四項參數更能印證近三年來中國石油頁巖油氣勘探開發(fā)的技術實現(xiàn)了新飛躍。

井深更深。川渝頁巖氣井平均井深從2018年的4841米增長到2021年的5039米,新疆吉木薩爾頁巖油井平均井深從2019年的4965米加深到2022年的5801米。

水平段更長。長慶隴東頁巖油井在完鉆井數量穩(wěn)步增長的情況下,水平井平均水平段長度從2018年的1682米延伸到2021年的1814米。

鉆井周期更短。新疆吉木薩爾頁巖油井挺進更深層的同時,平均鉆完井工期從2019年的91.2天壓減至2022年的40.3天。

機械鉆速更快。長慶隴東頁巖油平均機械鉆速從2017年的每小時15.7米提升到2021年的每小時23.8米,增幅達51.6%。

在油氣開發(fā)低碳化、數字化趨勢下,中國石油所屬油氣田企業(yè)創(chuàng)新推進電驅壓裂等清潔低碳化裝備技術的應用,不斷提高頁巖油氣開發(fā)的數字化和智能化水平,推動新能源與頁巖油氣勘探開發(fā)融合發(fā)展,助力建設綠色智能油氣田。

從優(yōu)到精,頁巖油氣開發(fā)組織管理展現(xiàn)跨越式發(fā)展新成效

實現(xiàn)頁巖油氣的規(guī)模效益開發(fā)、探索頁巖油氣開發(fā)走向主流和“常規(guī)”,需要非常規(guī)的組織管理模式。

近三年來,中國石油深入推進頁巖油氣高效勘探效益開發(fā),加快從“技術可行”向“經濟可行”轉變,創(chuàng)新形成了以“項目全生命周期管理,一體化統(tǒng)籌、專業(yè)化協(xié)同、市場化運作、社會化支持、數字化轉型、綠色化發(fā)展”為內涵的“一全六化”管理模式,同時推進大井叢、平臺化、工廠化作業(yè)模式和“一隊多機”服務模式,助推頁巖油氣規(guī)模開發(fā)效益建產。

在新的組織管理模式下,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%。2021年6月底建成的長慶油田華H100平臺,平均單井鉆井周期縮短為14.4天,達到國際先進水平。

非常規(guī)油氣勘探開發(fā),是一個不斷探索嘗試、創(chuàng)新提升的上臺階的過程。十余年創(chuàng)新突破,中國石油頁巖油氣開發(fā)走過了“由0到1”的快速發(fā)展階段。頁巖油氣加快發(fā)展,成為油氣增儲上產的生力軍,目前正逐步進入規(guī)模建產、高效開發(fā)的高質量發(fā)展階段。但不可否認的是,當前實現(xiàn)頁巖油氣的主流化、常規(guī)化仍任重道遠。

國際先進國家和地區(qū)在頁巖油氣開發(fā)領域已經形成成熟的技術組合,在鉆完井周期、單井EUR、建產效率和成本控制方面取得顯著成效。相比國際先進水平,國內頁巖油氣開發(fā)的成本仍相對較高,工藝技術和關鍵裝備仍不能滿足規(guī)模建產高效開發(fā)的需要。

推進頁巖油氣開發(fā)從非主流走向主流、從非常規(guī)邁入“常規(guī)”,需要樹牢非常規(guī)的理念,采取非常規(guī)的舉措,大力推進技術創(chuàng)新和管理革新,不斷提高項目全生命周期管理的效率和水平,推動頁巖油氣開發(fā)成本持續(xù)下降,努力構建具有中國石油特色的頁巖油氣效益開發(fā)新模式。

隨著開發(fā)理念和技術裝備的創(chuàng)新突破,國內頁巖油氣產量將持續(xù)增長。中國石油正以更穩(wěn)健的速度、更昂揚的姿態(tài)加快推進頁巖油氣邁向主流化、常規(guī)化開發(fā)目標。(中國石油報 記者 陳欽強)




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