6月27日，吉木薩爾頁巖油產(chǎn)能建設區(qū)塊壓裂現(xiàn)場。克拉瑪依融媒記者 閔勇 攝
6月27日，吉慶油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁巖油項目經(jīng)理部）員工在57號平臺查看油井生成情況。記者 張睿 攝
6月28日，吉木薩爾頁巖油產(chǎn)能建設區(qū)塊鉆井現(xiàn)場。記者 張睿 攝
6月30日，我國首個國家級陸相頁巖油示范區(qū)——新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區(qū)日產(chǎn)量首次突破5000噸，創(chuàng)下歷史新高。這意味著到2025年年底，吉木薩爾頁巖油年產(chǎn)量將達到170萬噸以上，并將全面完成國家級陸相頁巖油示范區(qū)建設任務目標。
準噶爾盆地東部吉木薩爾頁巖油是國內(nèi)首個發(fā)現(xiàn)的10億噸級頁巖油田。頁巖油作為一種非常規(guī)油氣資源，具有低滲透、流動性差的特點，其滲透率僅為常規(guī)油藏的萬分之一，開采難度極大。新疆油田也一直把頁巖油的開發(fā)當作重要的攻堅目標。
2020年1月，國家能源局、自然資源部聯(lián)合復函，同意設立新疆吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區(qū)。這一舉措進一步增強了新疆油田攻克頁巖油效益開發(fā)的信念和決心。
日產(chǎn)突破5000噸，這標志著吉木薩爾頁巖油示范區(qū)建設取得突破性進展，同時也標志著圍繞陸相頁巖油“甜點識別難、儲層改造難、效益開發(fā)難”三大核心難題得到系統(tǒng)性破解，而其所形成的開采技術及管理經(jīng)驗將為國內(nèi)頁巖油開發(fā)提供“吉木薩爾方案”。
那么，針對陸相頁巖油三大核心難題，新疆石油人又是如何系統(tǒng)破解的呢？
甜點評價哪里更“甜”
20世紀90年代，勘探人員在吉木薩爾蘆草溝組發(fā)現(xiàn)頁巖中有明顯的油氣顯示。由于儲層滲透率非常低，無法實現(xiàn)效益開采，大家將其稱為致密油。由于當時鉆井、壓裂等工程技術的限制，一時還無法對致密油進行有效開采，但對其研究始終沒停。
2011年，吉25井經(jīng)過壓裂日產(chǎn)油達18.5噸，這一勘探發(fā)現(xiàn)很大程度上印證了專家的研究成果，即吉木薩爾凹陷中“滿盆是油”。
2012年，水平井吉172_H“千方砂、萬方液”體積壓裂獲高產(chǎn)油流，初期原油產(chǎn)量驚人，達到70噸/天，讓所有人為之側目。這一壯舉也正式拉開吉木薩爾頁巖油開發(fā)的序幕。
“滿盆是油”過于樂觀
2013年至2014年，新疆油田趁熱打鐵，在吉172_H井西南方位部署了10口先導試驗井。然而令人意想不到的是，經(jīng)過各種嘗試，這10口井的產(chǎn)量加在一起，還沒有吉172_H井1口井的產(chǎn)量高。
產(chǎn)量上近乎“全軍覆沒”的現(xiàn)實如同一盆冷水澆在科研人員的頭上，但大家并沒有氣餒，很快又重振精神，剖析失利原因，總結經(jīng)驗再戰(zhàn)。
“在分析過程中，我們意識到，此前認為吉木薩爾凹陷中‘滿盆是油’可以‘隨意鉆井’的想法實在過于樂觀，而對儲層性質的真正認知顯然還遠遠不夠?！毙陆吞锕炯獞c油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁巖油項目經(jīng)理部）總地質師陳依偉說。
2016年，研究人員部署的兩口評價井再次獲得突破，但隨后部署的開發(fā)控制井整體效果不佳，且差異明顯。
雖然兩次規(guī)模建產(chǎn)都受到了挫折，但研究人員通過分析也進一步加深了對頁巖油儲層的認知。頁巖油儲層大致可以分為沉積型、混積型、紋層型和夾層型4類，吉木薩爾頁巖油的儲層類型是以火山灰、碎屑巖、化學物質共同組成的三元沉積型。
“儲層類型的確定，對我們今后對建立儲層中‘甜點’（頁巖油藏中最富含油氣的部分）的識別、提升鉆遇率有著極大的幫助?！标愐纻フf。
精細劃分方嘗“甜頭”
2019年，吉慶油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁巖油項目經(jīng)理部）成立后，研究人員將油層劃分為“上、下甜點”兩大類，在“上甜點”部署了49口工業(yè)化試驗水平井，結果“上甜點”不同平臺、不同層位井產(chǎn)量差異很大，最大的相差10倍。這次實踐證明，陸相頁巖油甜點非均質性強，必須更精細地進行分級分類評價。
同年，研究人員還在“下甜點”部署了11口井。剛開始有的人對“下甜點”心懷忐忑，因為“上甜點”油層厚度為3—4米，而“下甜點”油層厚度只有區(qū)區(qū)1.5—2米。厚度薄，意味著鉆遇率相對就低，開發(fā)效果相對也會變差。但出乎意料的是，在“下甜點”打的11口井，除1口三類區(qū)產(chǎn)能井外，其他10口都獲高產(chǎn)。
研究人員通過測井、錄井資料對比發(fā)現(xiàn)，“上甜點”油層雖然較厚，但是橫向不連片、縱向不連續(xù)，含油性變化非常大；“下甜點”油層雖然薄，然而橫向縱向都是連續(xù)的，在鉆遇率高、體積壓裂充分的情況下，往往可以獲得高產(chǎn)。
吉慶油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁巖油項目經(jīng)理部）工藝研究中心負責人魯霖懋介紹，吉木薩爾的頁巖油儲層好比“夾心餅干”，優(yōu)質儲層是餅干的“奶油層”。鉆井過程中需要控制鉆具橫向沿著“奶油層”鉆，增加與“奶油層”的接觸，才能產(chǎn)出更多頁巖油。
“在3000多米深的地層，穩(wěn)定操控鉆頭穿越平均1.5米厚的‘奶油層’絕非易事，稍有不慎，鉆頭就可能跑偏?！濒斄仨f。
的確，用直徑21.6厘米的鉆頭，在3500米以深的地下僅有1.5米厚的油層長距離準確鉆進，難度可想而知。那么，新疆石油人又是怎樣提高鉆遇率的呢？敬請關注《勇當頁巖油示范區(qū)建設先行者》系列報道之三。