克拉玛依融媒记者 姜蕾 通讯员 马立华
11月26日，猎猎寒风中，积雪映照下，新疆吉木萨尔页岩油井——吉172_H井经过12年的开发生产，仍在顽强地从地下几千米磨刀石般的岩层中“挤出”汩汩油流，为吉木萨尔页岩油增油上产添砖加瓦。
当天，新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区今年产量达到100.6万吨，成为我国首个年产突破百万吨的页岩油示范区。
该示范区于2020年设立，按照规划，2025年要实现年产页岩油170万吨，其中新疆油田承担140万吨产量任务，吐哈油田承担30万吨。
吉172_H这口首次采用“万方液、千方砂”体积压裂、见证了吉木萨尔页岩油曲折开发历程的功勋井，与新疆油田吉庆油田作业区（吉木萨尔页岩油项目经理部）（以下简称吉庆油田作业区）的304口、吐哈油田的85口页岩油井一起，树立了我国陆相页岩油开发的新里程碑。
从常规到非常规，从认识不清到精准刻画，从跟随学习到自主创新……十余年间，科研人员不断突破认识领域，引领“非常规”，挑战“不可能”，以技术创新和管理创新共同发力，实现了从陆相页岩缝隙中“找”油到陆相页岩高效“产”油的加速发展和量质齐升的大幅跨越。
难“动”的储量
很多人是在2015年才第一次听说吉木萨尔可产页岩油。当时，新疆油田公司宣布在吉木萨尔凹陷落实了超10亿吨规模储量。但实际上，早在上世纪八九十年代，新疆石油人就开始了对页岩油开发的摸索，只是，当时页岩油被赋予了另一个名字。
“当时正值准东会战时期，勘探人员在吉木萨尔芦草沟发现页岩中有明显的油气显示。由于这一油藏是非常粘稠、储层渗透率也很低的烃源岩，我们将这一油藏称之为致密油。”吉庆油田作业区技术专家、二级工程师吴承美介绍，当时在地质方面对页岩油的认识还停留在“页岩非常致密，其内部的油要么很难开采，要么开采出来也不能高产”的阶段，加上当时的钻井、压裂等工程技术还无法达到对深井的开采，因此，即使吉木萨尔野外有不少页岩油的天然露头，但对它的开发依旧没能提上日程。
这一认识在业内持续了很长一段时间，直到2011年，吉25井压裂试油日产原油18吨，让地质人员重新注意到了这一油藏。“然而，在对它进行开发的过程中，我们却遇到了困难。”吴承美回忆，钻井过程中取心显示油气含量很好，可是一试油，得到的产量却不高，甚至有几口井的产量都未能达到设计值。
为此，地质人员继续对这一区域进行分析，得出的结论是：“整个吉木萨尔凹陷是一个富油的凹陷，可以开采，但产量偏低，难以有效动用。”于是，开发工作因此暂停。
不久以后，新疆油田公司对现有难采储量进行摸底，吉木萨尔致密油又一次回到了大家的视野中。随后，新疆油田公司在准东采油厂成立了致密油开发作业区，针对此类油藏开展针对性研究。
大家认为，要实现此类油藏有效开采，必须通过先进的压裂技术“压碎”致密储层，在岩石的微小孔喉与井筒之间构建起可以让原油流动的“快速通道”。
2012年，新疆油田公司请来国外技术团队，使用了当时最先进的体积压裂技术，首次对吉172_H井采用“万方液、千方砂”的压裂模式。结果证明这一模式增油效果非常显著，吉172_H井初期原油产量达到了70吨/天。
吉庆油田作业区（吉木萨尔页岩油项目经理部）吉172-H井。新疆石油报记者 王涛 摄
新疆油田公司乘胜追击，于2013年至2014年在吉172_H井西南方位部署了10口先导试验井。技术人员一边努力学习先进技术，在这些井上摸索试验体积压裂；一边尝试以不同规模的压裂液、石英砂组合降低压裂成本。然而，令人意想不到的是，经过各种尝试，这10口井的产量加在一起，还没有吉172_H井一口井的产量高。
这10口井的低产，像一盆盆冷水接连不断地浇在了新疆油田技术人员的头顶上。对致密油的开发，又一次陷入了停滞。
认识的纠偏
虽然10口先导试验井在产量上近乎“全军覆没”，但这次失利并未吓退新疆油田公司技术人员。很快，大家振作精神，“解剖”分析失利原因。
“在分析过程中，我们才意识到，此前认为吉木萨尔凹陷中‘满盆是油’可以‘随意钻井’的想法实在太过于乐观。”吉庆油田作业区地质研究中心党支部书记、副主任陈依伟回忆，正是这一错误的认知导致在此前钻井过程中对地层认识不清，对钻井轨迹的调整不够谨慎。
大家理清思路，开始从地质上对储层和地层重新展开认识。“对致密油的致密属性不应只停留在描绘开采出来的原油性质，还应该用来描绘原油所在储层的性质。”吴承美说，例如，按照储层源岩的形成，页岩油储层大致可以分为沉积型、混积型、纹层型和夹层型4类。吉木萨尔页岩油的储层类型是以火山灰、碎屑岩、化学物质共同组成的三元沉积型。
“储层类型的确定，对我们今后对建立储层中‘甜点’（页岩油藏中最富含油气的部分）的识别、提升钻遇率有着极大的帮助。”陈依伟说。
吉庆油田作业区（吉木萨尔页岩油项目经理部）员工切换工艺流程。新疆石油报记者 王涛 摄
同时，地质人员对储层中“甜点”着重进行了研究。
2019年，吉庆油田作业区成立后，地质人员根据地质评估，大致判定吉木萨尔页岩油含油储层加起来共计240米左右，再将这些含油储层划分为“上、下甜点”两大类，每一类中再细化三到四个小层位，并分析出每一小层位的特点。
吴承美介绍，对“甜点”进行分类的好处十分明显：例如，通过对靶向集中在“上甜点”的油井进行统计，地质人员发现，整个“上甜点”油层在平面上的含油性差异很大。有的“上甜点”井在压裂后，返排液中含水量很大。地质人员对比多口井的数据后得出结论，“上甜点”油层的油实际上是从下部生油岩中运移到了现在这个稍微大一点的储油层，因此，其油质中就含有一定量的水。而对“下甜点”来说，由于油层没有发生运移，因此其所在层位比较稳定，原油品质也比较好。
这样精细的“甜点”划分，为提高“上、下甜点”钻遇率奠定了基础。
“利器”的升级
地质认识的提升，投射到具体工作中，就是立即用新的认识来指导生产。2015年至2016年间，新疆油田公司在吉木萨尔凹陷部署了40口开发控制井，目的就是落实清楚油层在各平面不同“甜点”层位上的发育情况。同时，还对这些井进行试油，看看这些油层的产量情况。
而一批开发控制井试油后，大家发现各井的产量高低不同，且没有一定的规律性。为了弄清各井在钻井及压裂中动用的是否是最优“甜点”所在层位，技术人员开始了对油层新一轮的评价分析。
在分析测井数据时，技术人员发现，传统的电测工具只能测出孔隙体积在一个油层内的占比，而这一数据并不能对孔隙内含油数量进行评价。这时，技术人员启用了在常规油开发中常见的核磁测井仪器。
“给油井做核磁，就像给人体做核磁一样，可以清楚地找到‘病灶’所在，从而据此制订出相应的对策。”陈依伟介绍，“通过核磁测井，我们就可以明确哪些孔隙较大、内部含油多，这类的孔隙就被我们确定为‘可动孔’，需要我们集中力量去攻克它。”
2020年，基于这项“利器”，陈依伟带领团队创造了国内首个核磁分频处理储层识别技术，将静态评价与预期产量符合率从56%提升到85%。
如果说用核磁测井解决了寻找含油最佳孔隙的问题，那么使用XRD（岩性分析仪）就能帮助钻头在钻进时，精准地在“甜点”中穿行不跑偏。
科研人员将“上甜点”细分为四个层位，再对每个层位的岩性和油层分别进行分析，从而确定出最佳的钻井轨迹，找到“黄金靶体”（产油最好的油层）。
“针对在油藏埋深3500米以上、油层厚度仅有1.5米的‘下甜点’，准确识别出‘下甜点’细分出的三个层位之间的界限尤为重要。”吉庆油田作业区地质研究中心技术员岳红星介绍，利用XRD，就能控制着直径约20厘米的钻头又快又好地穿过“黄金靶体”，并为此后的压裂造出最合适的通道。
仪器工具的迭代升级，大幅提升了“黄金靶体”的钻遇率。陈依伟介绍，截至目前，吉木萨尔页岩油“黄金靶体”钻遇率已经达到87.3%。同时，钻井工期也由之前的91天大幅缩减到如今的32.6天。
立体式“榨油”
近年来，人们常常把页岩油的开采比喻为石头缝中“榨”油。
不同于常规油气藏需要借助地壳内部压力开采，页岩油的开采则需要对含油页岩进行加压，用水、砂和化学剂使含油页岩中的裂缝扩大，以释放出页岩油，因此体积压裂作业是页岩油开采的重要手段。
吉庆油田作业区（吉木萨尔页岩油项目经理部）员工在页岩油联合处理站巡检 。新疆石油报记者 张睿 摄
吉庆油田作业区工艺研究中心党支部书记鲁霖懋说，如果将页岩油层比作千层威化饼干，那么原油就是夹在饼干中间的奶油，运用体积压裂技术就像是用压力将千层威化饼干中的奶油“挤榨”出来。
不过，以吉木萨尔页岩油岩层的复杂性，仅依靠单一的体积压裂手段并不能搞定“榨油”过程。从吉172_H井开启吉木萨尔页岩油体积压裂先河，到该示范区大规模推广体积压裂的十余年间，吉庆油田作业区已经发展出了一套“缝藏匹配+精准改造+全域支撑+ CO_2前置”组合式的压裂技术。
这套压裂技术具体是指在压裂方案设计时，根据不同油藏的特性，设计不同的压裂方式，例如布下管网时，缝隙要设计到多宽才合适，不同的地层需要设计成多少段等等，均进行立体式综合考虑。
通过多方位论证压裂工艺、压裂参数与储层的适配性以及缩小簇间距，该示范区在压裂中大幅降低了原油流动阻力，保证了储层充分动用。
同时，为了确保每一条裂缝都能在压裂过程中维持稳定，工程技术人员对不同宽度的裂缝加入不同粗细的材料。压力产生的裂缝宽度不一，不同的裂缝需要采取不同的石英砂粒径组合：主缝就相当于一条高速公路，需要对它拓宽；小缝就像是一条条乡村小道，需要把它铺到裂缝的最前端。
同时，按照绿色开发理念，开展CO_2前置压裂，将液态CO_2注入地层中，在有效驱油的同时，还能实现碳埋存与利用。
寻求最优解
回首吉木萨尔页岩油的开发历程，一个认识愈发清晰——没有因地制宜的技术创新，吉木萨尔页岩油的开发可能就会停滞不前；没有“一全六化”的新型管理模式，新疆油田公司就无法对页岩油实现经济开采。
吴承美介绍，“一全六化”理念是集团公司在非常规油气勘探开发实践中提出的发展管理理念。“一全”是指对非常规资源要实现效益开发的全生命周期管理，“六化”则是指在设计方面一体化统筹，操作方面专业化协同，运行方面市场化运作，后勤保障方面社会化支持，油田生产方面实行数字化管理，最终实现绿色化发展。
在吉木萨尔页岩油开发过程中，一体化统筹既是一种工作组织模式，又是一种系统管理理念，它改变了过去各专业“铁路警察各管一段”的思维方式，而是通过勘探开发一体化、地质工程一体化、地上地下一体化、科研生产一体化、生产经营一体化、设计监督一体化等来实现通盘考虑。
今年1月，新疆油田公司成立吉木萨尔页岩油产能建设工作专班，由公司主要领导挂帅开展专业化协同推进。该专班集中了新疆油田公司机关、科研单位和参建单位等13个部门多专业力量，靠前支持与决策、现场协调解决问题，将过去的直线式管理向矩阵式管理转变。
吉庆油田作业区的市场化运作始于2021年。自那时起，该作业区就通过市场手段获取最优质的产品和服务，发挥“鲶鱼效应”，推动钻井、压裂等承包商改进技术、提升服务水平，培育出统一开放、竞争有序的市场体系。
吉庆油田作业区加快推进物联网建设和数字化生产，已实现了油水井生产参数的数字化采集，集输处理站库工况的数字化监控与预警。如今，该作业区生产参数数据已实现及时采集与共享，生产预警系统实现了油水井生产参数的自动化、集输处理站库工况的自动化监控与智能预警分析，生产视频监控系统实现了对油、水井及钻井、修井及重点施工作业现场100%全覆盖。
自2015年首次应用无杆泵采油技术以来，吉庆油田作业区通过3轮技术迭代，掌握了具有自主知识产权的无杆泵采油关键技术。截至目前，该作业区无杆泵（电潜泵）占机采井总数的三分之一，建成了首个绿色高效智能的“无人巡检”示范区。
“吐哈油田的页岩油建设初期，照搬了吉庆油田作业区的‘甜点’识别、钻井及压裂以及无杆泵采油等一系列技术和先进做法。”吐哈油田准东采油管理区总工程师孙辉辉说，“如今，我们正在此基础上进一步开展成本控制，全力实现效益开发，为吉木萨尔国家级页岩油示范区建设贡献吐哈力量。”
雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。对吉木萨尔页岩油示范区来说，页岩油产量突破100万吨是不懈努力下收获的丰硕成果，也是一个新的开始。在陆相页岩油勘探开发方面进行的持续探索和变“不可能”为“一定能”的实践，将成为新疆油田公司“端牢能源饭碗”，保障国家能源安全和经济发展的强大基础和不竭动力。
责任编辑：胡怡颖
本期编辑：唐艺洁
