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中國石油頁巖油氣勘探開發的觀察與思考

   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展全局,是最重要的安全之一。”頁巖油氣是中國油氣發展的重要戰略接替資源,

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

十余年來,中國石油持續加大頁巖油氣勘探開發力度,大力推進頁巖油氣勘探開發技術攻關,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邁上跨越式發展新臺階。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、從非常規走向“常規”,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經歷學習借鑒、探索試驗和開發建產三個階段,先后獲得一批重要發現和重大突破,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10億噸級頁巖油規模增儲區,在中深層和深層形成兩個萬億立方米頁巖氣大氣區。長慶油田建成百萬噸級頁巖油開發示范區,大慶古龍陸相頁巖油國家級示范區加快建設,新疆油田吉木薩爾國家級陸相頁巖油示范區已探明儲量超過1億噸……中國石油頁巖油氣探明儲量穩步增長,為頁巖油氣從非常規邁入常規化開發提供了先決條件。

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,頁巖油氣勘探開發按下高質量發展“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現納米級孔和頁巖油,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,實現了頁巖氣高效開發的跨越式發展。

從有到優,頁巖油氣開發技術裝備實現跨越式發展新飛躍

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

不同于常規油氣,開發頁巖油氣猶如在毛細血管里采血,需要在僅為頭發絲直徑1/270的石頭縫里“擠”出油氣??碧介_發頁巖油氣資源,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、瀘州等區塊頁巖氣工業化建產區的資源評價,支撐頁巖油氣開發加速進入規模化發展新階段。

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新所形成的系列頁巖油氣勘探開發技術,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”。

十余年接續攻關,中國石油已形成涵蓋頁巖油氣地質評價、開發、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,開發研制了系列自動化鉆機、電驅壓裂裝備、連續管作業裝備、旋轉地質導向鉆井系統等頁巖油氣勘探開發的科技利器,助力集團公司初步實現頁巖油氣規模有效開發。

在關鍵核心技術和“大國重器”持續創新突破的有力支撐下,中國石油頁巖油氣勘探開發佳音頻傳: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,國家級頁巖油開發示范區長慶油田華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的技術實現了新飛躍。

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%。

在油氣開發低碳化、數字化趨勢下,中國石油所屬油氣田企業創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的數字化和智能化水平,推動新能源與頁巖油氣勘探開發融合發展,助力建設綠色智能油氣田。

從優到精,頁巖油氣開發組織管理展現跨越式發展新成效

實現頁巖油氣的規模效益開發、探索頁巖油氣開發走向主流和“常規”,需要非常規的組織管理模式。

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

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。

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

國際先進國家和地區在頁巖油氣開發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,國內頁巖油氣開發的成本仍相對較高,工藝技術和關鍵裝備仍不能滿足規模建產高效開發的需要。

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

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




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