突破!“技术创新+数智赋能”开启“纳米”油藏 解锁“液体黄金”诞生之路
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2025-12-06 02:17:02

(来源:千龙网)

记者12月5日从中国石油获悉,大庆古龙陆相页岩油示范区年产量首次突破100万吨,创历史同期最高水平,我国页岩油国家级示范区建设取得重大突破。

大庆古龙陆相页岩油国家级示范区地处松辽盆地北部,位于黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古族自治县境内,覆盖面积2778平方公里。

2025年以来,大庆油田通过持续摸索,优化了钻井、压裂等关键工艺,实施全生命周期精细化管理,开发效率得到显著提升。单井产量从初期7.7吨增长至目前17.3吨,单井建产周期提效56%,页岩油日产超3700吨。

页岩油:藏在“岩层书页”里的资源宝藏

页岩油是一种赋存于富有机质页岩层系中的非常规石油资源。随着全球化石能源消耗的不断增长,传统石油储量持续减少,作为重要的非常规油气资源,页岩油的开发利用意义重大。什么是页岩油?我国的页岩油资源与开发情况究竟如何?

页岩,因具有薄叶状或薄片层状的结构,宛如层层叠叠的书页而得名,页岩油正是储藏在这类岩层中的石油资源。和常规油气相比,具有存储条件更复杂、埋藏深度更深、开采难度更大的特点。

为了有效开采页岩油,必须借助水平钻井、体积压裂等勘探开发技术,通过向地下注入含有特殊助剂的压裂液,人为制造并支撑起大量裂缝,从而使原本禁锢在岩层中的石油得以释放并汇集。

目前,全球页岩油资源勘探已形成广泛布局,在21个国家的75个盆地中,已探明资源量达700—800亿吨。我国在2020年前后进入大规模勘探开发阶段。

我国资源禀赋突出,页岩油主要分布在鄂尔多斯、松辽、准噶尔等5个大型盆地及柴达木、江汉等8个中小型盆地,技术与可采储量均居世界前列。经过多年攻关,页岩油已成为我国重要的战略接替资源。

攻克开采难题 绿色创新重塑生产链条

作为我国陆相页岩油开发的“试验田”,大庆古龙陆相页岩油国家级示范区从2021年年产1.5万吨的起步探索到2025年产超百万吨目标的达成,仅用数年便实现跨越式增长。这份“液体黄金”的产量跃升背后,不仅是开发全链条的技术创新突破,更藏着老能源基地向绿色低碳转型的发展密码。

在大庆油田天然气分公司页岩油接驳处理现场,气温已跌至零下20摄氏度。这里是页岩油开采的“最后一公里”,从地下2000多米处产出的页岩油在这里初步分离进入系统管网。

这个就是古龙页岩油,而它是从这些一片一片的页岩中开采出来的,它与传统黑色石油不同的是,它不仅颜色呈金黄色,同时具有油质轻、密度小、杂质少的特点。 

现场负责人介绍,大庆古龙页岩油的开采技术复杂,但产出的油具有突出的经济价值。这种优质属性,使其无需复杂预处理可直接进入炼化环节,是生产聚酯纤维、高端塑料、航空煤油、优质汽油等高附加值产品的理想原料。

中国石油大庆油田天然气分公司党委副书记陈刚介绍,大庆古龙页岩油埋藏深度深,开采十分困难,但是开采出的油品品质非常好,轻质组分含量比较高。在炼油的过程中渣油少,提炼效率提高了15%到20%,极大提高了产品附加值。

如果说优质品质是页岩油的“先天优势”,那么绿色开采技术就是让这份优势“落地生金”的关键。在开发核心的压裂环节,示范区创新应用了新型二氧化碳压裂剂和驱油技术。简单来说,就是把工业生产中收集的二氧化碳经过提纯、液化处理后注入地下,既消化了工业碳排放,又能“助力”原油开采,真正实现了“变废为宝”。

中国石油大庆油田技术顾问崔宝文介绍,二氧化碳更容易注入页岩的纳米空间,它的快速膨胀、增压、冷却能够让页岩产生大量微小破裂,使封存在里面的原油充分释放出来。二氧化碳还能补充地层能量,让原油更易流动,从而进一步提升采收率。

绿色理念不仅贯穿采油环节,更延伸到能源供给的“源头”。示范区搭建的新能源微电网,整合了风能、太阳能、天然气和储能系统,通过智能调度实现多能互补,为钻井、压裂等关键工序提供低成本清洁能源,减排效果十分显著。

大庆油田页岩油勘探开发指挥部常务副总指挥陈林介绍,页岩油的绿电累计发电317.8度,在关键工艺上推进电代油、气代油等清洁化作业近60%,累计埋存二氧化碳51.14万吨,获得了碳足迹证书,真正实现了“开发与环保双赢”。

从技术突破攻克开采难题到绿色创新重塑生产链条,大庆古龙页岩油的开发实践,不仅为我国陆相页岩油规模化开发提供了可复制的“大庆方案”,更让传统能源基地在低碳转型的道路上迈出了坚实步伐。

以数智之钥 启“纳米”油藏

大庆古龙页岩油藏因孔隙极微小、黏土含量高,被业界认为是最难开发的页岩油类型之一。面对这一世界级难题,大庆油田以数智化技术为破局关键,通过技术创新与数智赋能,成功攻克开发难关,刷新了页岩油开采效率纪录。

我国将已发现的页岩油划分为夹层型、混积型、泥纹型三大类。其中,大庆油田的古龙页岩油藏属于泥纹型,其储层孔隙直径仅为国内其他同类油藏的1/10至1/100,最小孔隙直径不足0.1微米,相当于普通头发丝直径的1/500。同时,黏土含量高,石油开采难度堪称“在纳米级孔隙中淘金”。针对这一特性,大庆油田自主创新研发“逆混合+复合压裂”体积压裂技术,彻底打破了传统压裂仅能形成单一裂缝的局限。

中国石油大庆油田企业首席技术专家黄有泉介绍,传统压裂仅仅只是砸开一条“高速路”,而他们是要在地下形成互联互通的“公路网络”,先注入高黏度的液体,凿开主通道,再用低黏度压裂液,冲击出无数次级裂缝,让这些纳米孔隙里的油汇流而出。

页岩油开采被形象地比作“用吸管在千层饼里找芝麻”,工程师需要操控钻头在地下千米深处的油层中精准穿梭,稍有偏差就可能绕出油层或触碰复杂地层。为解决这一难题,大庆油田全面深化数字化设备应用,构建起全流程智能钻井系统,为高效开采提供支撑。

中国石油大庆油田页岩研究院副院长张金友介绍,他们把这些数据输入电脑,能直观绘制出三维地质模型,就像看地图一样,配合钻井模拟地下实钻情况,看到底钻没钻到油层,让开采全程可视化。现在,甜点油层钻遇率由以往的70%提升到95%以上。

数智化赋能已全面覆盖页岩油开采的全流程、各环节。在井上,无人机定时对油水井开展全方位巡检;在后台,将来自生产单元的海量数据实时传回智能控制中心,通过数据采集、远程控制、工况诊断分析、智能预警等六大模块协同运作,不仅使基础统计工作量减少70%,更推动工作场景从“室外巡检”向“室内监控”转变。这种从传统“劳动密集、每日巡检”到现代“集中监控、故障检修”的模式变革,为页岩油规模化开发提供了坚实的管理保障。

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