bibo必博官網(wǎng)-為攻克中國陸相頁巖油的核心技術(shù)難題,中國石油勘探開發(fā)研究院組建了一支陸相頁巖油地質(zhì)工程一體化協(xié)同創(chuàng)新
日前,在黑龍江省“揭榜掛帥”項(xiàng)目里程碑考評(píng)會(huì)議上,“古龍頁巖油相態(tài)、滲流機(jī)理及地質(zhì)工程一體化增產(chǎn)改造研究”“古龍頁巖儲(chǔ)層成巖動(dòng)態(tài)演化過程與孔縫耦合關(guān)系研究”2個(gè)項(xiàng)目順利通過專家組考核,標(biāo)志著古龍頁巖油基礎(chǔ)研究和現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)邁入新的發(fā)展階段。
頁巖油是常規(guī)技術(shù)難以開采的石油資源。近年來,中國陸相頁巖油相繼在鄂爾多斯盆地長7段、準(zhǔn)噶爾盆地風(fēng)城組等實(shí)現(xiàn)了頁巖層系內(nèi)的工業(yè)開發(fā),特別是圍繞松遼盆地古龍凹陷深湖純頁巖,實(shí)現(xiàn)了由“生油”到“產(chǎn)油”的革命性突破。然而,盡管取得了這些進(jìn)展,與美國2023年超4億噸的頁巖油產(chǎn)量相比,仍有較大差距。
為此,中國石油勘探開發(fā)研究院組建了一支陸相頁巖油地質(zhì)工程一體化協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),致力于攻克中國陸相頁巖油的核心技術(shù)難題。一段艱苦卓絕的探索之旅由此開啟。
協(xié)同破局:地質(zhì)工程一體化助力頁巖油效益開發(fā)
在全球能源格局深刻變革的大背景下,中國陸相頁巖油成為推動(dòng)中國原油增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵力量,承擔(dān)著保障國家能源安全的重任。
2020年,大慶古龍古頁油平1井獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流,揭示了純頁巖型頁巖油巨大的資源潛力,為我國陸相頁巖油開發(fā)開辟了新路徑。
然而,古龍頁巖油特殊的資源稟賦條件和儲(chǔ)集層特征,顛覆了傳統(tǒng)頁巖油勘探開發(fā)的理念和認(rèn)識(shí)。例如,儲(chǔ)層黏土含量高,油氣賦存在納米級(jí)孔隙中,油氣相態(tài)和賦存特征復(fù)雜,納微米級(jí)頁理縫極為發(fā)育,就像深埋于地下的“千層小薄餅”。即便是國際知名的石油公司,在2020年對古龍頁巖油進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)后,也認(rèn)為其實(shí)現(xiàn)商業(yè)油流交付的風(fēng)險(xiǎn)極高。
科技創(chuàng)新就要奔著能源領(lǐng)域最緊急、最緊迫的問題去。面對前所未有的復(fù)雜地質(zhì)條件,以及國外專家?guī)缀鯚o解的“判決書”,古龍頁巖油要想實(shí)現(xiàn)規(guī)模有效開發(fā),必須要走出一條原創(chuàng)性、自主創(chuàng)新的科研攻關(guān)之路。
基礎(chǔ)理論是解鎖古龍頁巖油最為關(guān)鍵的“鑰匙”。2017年,勘探院組建了一支多學(xué)科團(tuán)隊(duì),該團(tuán)隊(duì)由中國工程院院士劉合領(lǐng)銜,并由勘探院首席專家具體負(fù)責(zé)。團(tuán)隊(duì)成員涵蓋沉積學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、古生物學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)、油氣田開發(fā)以及壓裂工程等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。他們齊心協(xié)力,全身心投入古龍頁巖油的基礎(chǔ)理論研究工作中。
團(tuán)隊(duì)成員將巖石力學(xué)、儲(chǔ)層含油性、孔隙結(jié)構(gòu)及烴類分布研究有機(jī)融合,圍繞古龍頁巖生油、儲(chǔ)油與產(chǎn)油過程的基礎(chǔ)理論問題,初步建立了綜合考慮壓裂裂縫和原油自身性質(zhì)的可動(dòng)性評(píng)價(jià)方法。
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示,截至目前,團(tuán)隊(duì)針對陸相頁巖油的基礎(chǔ)研究已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
技術(shù)賦能:多學(xué)科融合推動(dòng)頁巖油革命啟航
要實(shí)現(xiàn)從0到1的科技創(chuàng)新絕非易事。古龍頁巖油主體為純頁巖型頁巖油,沒有成功經(jīng)驗(yàn)可借鑒,一切都需要摸著石頭過河,有的領(lǐng)域甚至連石頭都沒有。面對這些從未涉足的挑戰(zhàn),團(tuán)隊(duì)成員肩上一直扛著“三重壓力”。
頁巖里是否有油?油又在哪里?
團(tuán)隊(duì)提出了湖盆細(xì)粒沉積物“四端元”分類方案,重建“古湖泊”環(huán)境,明確古龍頁巖具有高生油量與低排烴效率特征,為頁巖“產(chǎn)油”提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ);建立古龍東部中熟咸化烴源巖早生烴和遠(yuǎn)源濁流沉積模式,有效拓展了松遼盆地頁巖油的勘探開發(fā)范圍。
如何把頁巖里的油驅(qū)出來?
團(tuán)隊(duì)厘清壓裂液彈性驅(qū)、巖石和流體彈性驅(qū)、溶解氣驅(qū)的釋放過程和先后順序,合理控制壓力、有序釋放彈性能量,實(shí)現(xiàn)了頁巖儲(chǔ)層的體積開發(fā),并有效控制了頁巖油產(chǎn)量的遞減速度。
如何保障頁巖中的油流通道長期暢通?
團(tuán)隊(duì)深入分析古龍頁巖的復(fù)雜紋層結(jié)構(gòu),提出提升胍膠壓裂液使用比例、使用粉砂堵塞近井微裂縫等工程技術(shù)措施,實(shí)現(xiàn)“控近擴(kuò)遠(yuǎn)”的縫網(wǎng)擴(kuò)展理念,讓壓裂液延伸至裂縫更遠(yuǎn)端,大大提高了頁巖儲(chǔ)層的改造規(guī)模與程度。
在大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究與現(xiàn)場測試的加持下,團(tuán)隊(duì)在重建頁巖發(fā)育機(jī)制與形成環(huán)境、頁巖油烴類賦存、縫網(wǎng)擴(kuò)展等方面獲取了扎實(shí)的一手?jǐn)?shù)據(jù),古龍頁巖油神秘的面紗被逐漸揭開。
筑夢未來:引領(lǐng)頁巖油革命新征程
事不避難者進(jìn),志不求易者成。要想把中國陸相頁巖油的關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢攥在自己手里,注定是一場孤獨(dú)和向難的遠(yuǎn)征。
前不久,由中華國際科學(xué)交流基金會(huì)設(shè)立并承辦的第六屆“杰出工程師獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)名單出爐。這是國內(nèi)工程科技領(lǐng)域最具影響力的綜合性獎(jiǎng)項(xiàng),團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人朱如凱榜上有名。
自團(tuán)隊(duì)成立以來,有2人獲聘“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”校企聯(lián)聘學(xué)者,4人獲評(píng)集團(tuán)公司“杰出青年創(chuàng)新人才”和“十大杰出青年”稱號(hào);近4年發(fā)表論文86篇,其中SCI共55篇,累計(jì)被引用超過1700次,獲國家授權(quán)發(fā)明專利25件,獲軟件著作權(quán)8項(xiàng),出版專著9部……
7載耕耘,在這條創(chuàng)新攻堅(jiān)的路上,團(tuán)隊(duì)成員正逐漸從入局者成為領(lǐng)跑者。
由于在頁巖油領(lǐng)域獲得越來越多的認(rèn)可,團(tuán)隊(duì)先后承辦、協(xié)辦了第一屆和第二屆中國陸相頁巖油勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與管理研討會(huì)、第一屆北京交叉科學(xué)大會(huì)G3地質(zhì)工程一體化分論壇等國內(nèi)外大型學(xué)術(shù)會(huì)議8次,為推動(dòng)我國陸相頁巖油的基礎(chǔ)研究與實(shí)踐應(yīng)用貢獻(xiàn)力量。
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