6月27日，吉木薩爾頁(yè)巖油產(chǎn)能建設(shè)區(qū)塊壓裂現(xiàn)場(chǎng)。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(yè)巖油項(xiàng)目經(jīng)理部）員工在57號(hào)平臺(tái)查看油井生成情況。記者 張睿 攝
6月28日，吉木薩爾頁(yè)巖油產(chǎn)能建設(shè)區(qū)塊鉆井現(xiàn)場(chǎng)。記者 張睿 攝
6月30日，我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)——新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)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(yè)巖油年產(chǎn)量將達(dá)到170萬(wàn)噸以上，并將全面完成國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)建設(shè)任務(wù)目標(biāo)。
準(zhǔn)噶爾盆地東部吉木薩爾頁(yè)巖油是國(guó)內(nèi)首個(gè)發(fā)現(xiàn)的10億噸級(jí)頁(yè)巖油田。頁(yè)巖油作為一種非常規(guī)油氣資源，具有低滲透、流動(dòng)性差的特點(diǎn)，其滲透率僅為常規(guī)油藏的萬(wàn)分之一，開采難度極大。新疆油田也一直把頁(yè)巖油的開發(fā)當(dāng)作重要的攻堅(jiān)目標(biāo)。
2020年1月，國(guó)家能源局、自然資源部聯(lián)合復(fù)函，同意設(shè)立新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)。這一舉措進(jìn)一步增強(qiáng)了新疆油田攻克頁(yè)巖油效益開發(fā)的信念和決心。
日產(chǎn)突破5000噸，這標(biāo)志著吉木薩爾頁(yè)巖油示范區(qū)建設(shè)取得突破性進(jìn)展，同時(shí)也標(biāo)志著圍繞陸相頁(yè)巖油“甜點(diǎn)識(shí)別難、儲(chǔ)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(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)將為國(guó)內(nèi)頁(yè)巖油開發(fā)提供“吉木薩爾方案”。
那么，針對(duì)陸相頁(yè)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(diǎn)評(píng)價(jià)哪里更“甜”
20世紀(jì)90年代，勘探人員在吉木薩爾蘆草溝組發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖中有明顯的油氣顯示。由于儲(chǔ)層滲透率非常低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)效益開采，大家將其稱為致密油。由于當(dāng)時(shí)鉆井、壓裂等工程技術(shù)的限制，一時(shí)還無(wú)法對(duì)致密油進(jìn)行有效開采，但對(duì)其研究始終沒停。
2011年，吉25井經(jīng)過(guò)壓裂日產(chǎn)油達(dá)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(wàn)方液”體積壓裂獲高產(chǎn)油流，初期原油產(chǎn)量驚人，達(dá)到70噸/天，讓所有人為之側(cè)目。這一壯舉也正式拉開吉木薩爾頁(yè)巖油開發(fā)的序幕。
“滿盆是油”過(guò)于樂(lè)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(dǎo)試驗(yàn)井。然而令人意想不到的是，經(jīng)過(guò)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(shí)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(jié)經(jīng)驗(yàn)再戰(zhàn)。
“在分析過(guò)程中，我們意識(shí)到，此前認(rèn)為吉木薩爾凹陷中‘滿盆是油’可以‘隨意鉆井’的想法實(shí)在過(guò)于樂(lè)觀，而對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)的真正認(rèn)知顯然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”新疆油田公司吉慶油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁(yè)巖油項(xiàng)目經(jīng)理部）總地質(zhì)師陳依偉說(shuō)。
2016年，研究人員部署的兩口評(píng)價(jià)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(guò)分析也進(jìn)一步加深了對(duì)頁(yè)巖油儲(chǔ)層的認(rèn)知。頁(yè)巖油儲(chǔ)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(yè)巖油的儲(chǔ)層類型是以火山灰、碎屑巖、化學(xué)物質(zhì)共同組成的三元沉積型。
“儲(chǔ)層類型的確定，對(duì)我們今后對(duì)建立儲(chǔ)層中‘甜點(diǎn)’（頁(yè)巖油藏中最富含油氣的部分）的識(shí)別、提升鉆遇率有著極大的幫助。”陳依偉說(shuō)。
精細(xì)劃分方嘗“甜頭”
2019年，吉慶油田作業(yè)區(qū)（吉木薩爾頁(yè)巖油項(xiàng)目經(jīng)理部）成立后，研究人員將油層劃分為“上、下甜點(diǎn)”兩大類，在“上甜點(diǎn)”部署了49口工業(yè)化試驗(yàn)水平井，結(jié)果“上甜點(diǎn)”不同平臺(tái)、不同層位井產(chǎn)量差異很大，最大的相差10倍。這次實(shí)踐證明，陸相頁(yè)巖油甜點(diǎn)非均質(zhì)性強(qiáng)，必須更精細(xì)地進(jìn)行分級(jí)分類評(píng)價(jià)。
同年，研究人員還在“下甜點(diǎn)”部署了11口井。剛開始有的人對(duì)“下甜點(diǎn)”心懷忐忑，因?yàn)椤吧咸瘘c(diǎn)”油層厚度為3—4米，而“下甜點(diǎn)”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(duì)就低，開發(fā)效果相對(duì)也會(huì)變差。但出乎意料的是，在“下甜點(diǎn)”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(guò)測(cè)井、錄井資料對(duì)比發(fā)現(xiàn)，“上甜點(diǎn)”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(diǎn)”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(yè)巖油項(xiàng)目經(jīng)理部）工藝研究中心負(fù)責(zé)人魯霖懋介紹，吉木薩爾的頁(yè)巖油儲(chǔ)層好比“夾心餅干”，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是餅干的“奶油層”。鉆井過(guò)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(yè)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(shuō)。
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(zhǎng)距離準(zhǔn)確鉆進(jìn)，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(qǐng)關(guān)注《勇當(dāng)頁(yè)巖油示范區(qū)建設(shè)先行者》系列報(bào)道之三。