2020年07月28日 星期二
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科技攻堅明方向 使命擔當創輝煌

——自然資源部中國地質調查局沈陽地調中心打贏松遼盆地北部頁巖油攻堅戰紀實

2020-4-24 8:11:43 來源:中國礦業報 作者:李志忠 張大權 楊建國 李士超 劉志軍 徐彩茹 吳桐

橫跨東北三省,與大小興安嶺為鄰,既是大慶油田的誕生地,又是大陸深部科學鉆探工程松科二井的施工地,松遼盆地這片富饒而神奇的土地給予中國地調人無上的榮耀,而中國地調人也為這片土地傾注了無限的深情,使這片土地熠熠生輝。

作為奮戰在松遼盆地上的地調隊伍之一,自然資源部中國地質調查局沈陽地質調查中心(以下簡稱“沈陽地調中心”),認真貫徹落實習近平總書記大力提升國內油氣勘探開發力度的指示精神,全力按照中國地質調查局黨組服務百年大慶油田建設“沉著冷靜、精心實施,點上突破、面上拓展”的要求,會同中國石油大慶油田公司(以下簡稱“大慶油田”)聯合組織了松遼盆地北部頁巖油科技攻堅戰,用實際行動踐行廣大石油、地質工作者聯手攻堅克難的神圣使命,開創了松遼盆地非常規石油勘探開發的新篇章。

松頁油1井出油

豐碩成果彰顯地調擔當

在百年風云變幻中,興實業、利民生、強資源、壯國威,地質調查工作始終發揮著基礎先行的作用,廣大地調人始終將責任與擔當銘記在心。

時光追溯到2019年9月26日。這一天是大慶油田值得驕傲的日子,也是沈陽地調中心值得驕傲的日子。在大慶油田發現60周年慶祝大會上,大慶油田對外宣布了四項重大勘探開發成果,其中之一是松遼盆地頁巖油成果。隨后,在2019年底召開的大慶油田年度油氣勘探技術座談會上,頁巖油勘探攻堅戰被列為油氣勘探五大攻堅戰之首。2020年3月21日-27日,大慶油田連續開了6個半天會,專門研討頁巖油勘探,進一步明確松遼盆地北部頁巖油資源豐富,古龍頁巖油非常規資源的勘探開發是大慶油田發展的新領域、新戰場,也是大慶油田振興發展的新希望、新起點,為頁巖油勘探實現全面突破明確了方向。

頁巖油攻堅戰是中國地調局清潔能源地質調查科技攻堅戰之一,沈陽地調中心與大慶油田通過3年多的協同攻關和前期探索,聯合研究、聯合部署,取得了豐碩的成果,大大加快了松遼盆地北部頁巖油勘探開發進程。

一是四口參數井在松遼盆地獲得泥巖基質型頁巖油工業油流,證實松遼盆地具有良好的頁巖油開發前景。繼松頁油1井和松頁油2井取得工業突破后,“直改平”的松頁油1HF井在青山口組一段泥頁巖基質儲層敞口自噴求產獲得日產原油14.37立方米,最高日出油46.89立方米,累計產原油504.8立方米。松頁油2HF井在青山口組一段泥頁巖基質儲層抽汲求產獲得了日產原油10.06立方米,最高日出油27.81立方米,累計產原油197.99立方米。這兩口水平井已經移交大慶油田進行后續試采。截至目前,松頁油1HF井已試采求產超過150天,油嘴3.47毫米,累計產油800立方米;松頁油2HF井已試采求產超過180天,累計產油600立方米。兩口水平井取全了地層、壓力和溫度等各項參數,實現了泥頁巖儲層頁巖油戰略調查的重大突破。

二是評價結果顯示,松遼盆地具有很好的頁巖油資源潛力,有望成為重要的油氣接續資源。利用新井資料,結合已有的成果,重新計算松遼盆地北部頁巖油甜點區資源量近40億噸。其中,Ⅲ類頁巖油(純頁巖型)位于青一、二段半深湖-深湖相,砂地比<10%,TOC>2%,Ro>0.75%,面積11200平方千米,資源量占比70%以上,是下一步頁巖油勘探的重要領域。

三是總結一套適用于陸相泥質頁巖油勘探的創新成果認識和技術方法體系,提出松遼盆地北部頁巖油有利目標區和井位優選的綜合評價體系等五項創新成果認識,探索形成“覆膜石英砂、酸性壓裂液體系、段塞加砂、纖維加砂、液態CO2”的壓裂組合等三項頁巖油關鍵工程技術。

壓裂現場

五次論證指明攻關方向

每一項重大地調成果的背后,都有著事關國家能源安全的重大決定;每一項重大地調成果的背后,都離不開一批人的艱苦奮斗;每一項重大地調成果的背后,都經過一次又一次的論證與探討,松遼盆地北部頁巖油成果的取得同樣如此。

時光追溯到2016年3月7日。習近平總書記在全國兩會期間聽取會議代表關于大慶油田形勢匯報后指示:要振興東北老工業基地,關注大慶油田發展。為貫徹落實習近平總書記重要指示精神,自然資源部中國地質調查局積極響應、迅速部署,吹響了攻堅松遼盆地頁巖油的“沖鋒號”。

為高質高效推進頁巖油攻堅戰的實施,中國地質調查局先后組織召開了5次重要的論證會,局領導親自把關定向,攻關目標一次次聚焦。正是這5次關鍵且嚴謹的高層次論證會,明確了松遼盆地北部頁巖油的調查攻關方向,選準了有利目標區和甜點層段,敲定了5口井的井位和具體施工方案,最終使得陸相頁巖油調查和科技創新取得重要突破。

2016年5月20日,第一次會議論證《加快推進松遼盆地及外圍油氣資源調查工作方案》。這個經頁巖油團隊奮戰一個月形成的方案,是舉全局之力,用非常規手段,在科學部署前提下,開展超常規工作而形成的“作戰綱領”。該方案明確了工作定位、總體思路、合作領域和協調機制,成立了前線指揮部,確定了攻關專家組。經專家深入論證,明確總體目標:以“開辟新區,探索新層系,聯合攻關新類型、新領域,支撐百年大慶油田建設”為目標;提出預期成果:力爭2-3年見實效,形成松遼盆地頁巖油戰略接續領域,同時在外圍提交一批新區、新層系戰略準備區;形成總體思路:立足松遼盆地,圍繞非常規資源,統籌油氣,遠近結合,分開層次,突出重點,事企互動,聯合推進,加快“四新”領域突破。第一次論證會明確了大方向,為后期工作提出技術總綱。

2016年8月9日,第二次會議論證《松遼盆地北部古龍凹陷松頁油1井井位》。從5月到8月,沈陽地調中心和大慶油田密切配合,聯合部署,聯合研究,利用泥頁巖的七性關系優選確定了齊家凹陷南部和古龍凹陷北部是頁巖油發育的最有利地區,利用泥頁巖的六要素明確了頁巖油參數井的井位。論證會上專家組認定了位于古龍凹陷的松頁油1井井位,認為若該井取得突破,對實現中國北方陸相頁巖油戰略突破具有重要意義。在審核了頁巖油團隊提出的兩個井位建議后,專家考慮兩個井位分別處于不同凹陷,都具備攻關施鉆的必要性,因此建議兩個目標同時上,最終根據油氣發現選擇一口井進行“直改平”,實施大型體積壓裂。后期,又進行了一次補充論證,確定在齊家凹陷南部部署松頁油1井,在古龍凹陷北部部署松頁油2井。這次論證會,確定了兩個目標井位,為后期取得成功奠定了深厚根基。

2017年7月20日,第三次會議論證《松遼盆地北部頁巖油參數井試油選層及地層含油氣性測試設計》。經過頁巖油團隊近一年的現場施工和探索,松頁油1井和松頁油2井鉆探均見到較好油氣顯示,錄井及測井資料解釋均有油層。據此,頁巖油團隊研究提出了試油選層及含油氣性測試方案。專家認為,兩口參數井針對的儲層類型不同,進行地層含油氣性測試工作很有必要,明確松頁油1井地層含油氣性測試層位是青山口組二三段中下部的三個層位和青山口組一段的三個層位,松頁油2井地層含油氣性測試層位是青山口組一段的三個層位。后期,中國地調局專題會研究同意了工程設計方案,要求適當加大壓裂規模,力爭獲得高產,獲取關鍵參數。

2017年12月23日,第四次會議論證《松遼盆地北部松頁油2井直改平地質論證設計》。通過精心施工,兩口直井壓裂均獲得成功,松頁油2井獲得日產4.93立方米的頁巖油工業油流,松頁油1井獲得日產3.22立方米的頁巖油工業油流。為進一步評價頁巖油資源量和勘探開發潛力,頁巖油團隊提出了松頁油2井側鉆實施水平井的建議。專家論證認為,證據充分、合理可行,同意側鉆實施松頁油2HF井。半年后,2018年6月8日,專家再次通過對《松遼盆地北部松頁油1HF井地質設計》論證,確定在松頁油1井側鉆實施松頁油1HF井。兩口水平井的實施,為后期頁巖油高產工業油流的實現起了至關重要的作用。

2019年3月26日,第五次會議論證《松遼盆地北部松頁油3井井位論證報告》。依據沈陽地調中心和大慶油田的會議紀要,明確繼松頁油1井和2井成功后,繼續向頁巖油勘探程度低的東部和北部地區開拓新區,頁巖油團隊選擇三肇凹陷進行深入研究,優選并部署了松頁油3井參數井。專家論證認為,該井位對于開拓新區新領域具有重要探索意義,對于整體評價松遼盆地的頁巖油資源前景和獲取關鍵評價參數具有重要的探索和引領作用。隨后,該井也通過了壓裂方案論證,經試油證實該地區確實具有較好的頁巖油資源前景。目前,松頁油3井試油見到好苗頭,有望實現新區頁巖油調查突破。

寶貴經驗成就未來夢想

回顧地調百年風雨歷程,廣大地調人滿懷歷史的成就感和厚重感,不斷總結過去,奮力前行。松遼盆地頁巖油攻堅戰取得重大成果,給予中國地調人特別是沈陽地調人的不僅僅是一份榮耀,更是一份引領成功的寶貴經驗與啟示,而這份寶貴的經驗與啟示將推動廣大地調人創造地質調查事業的“第二個輝煌百年”。

——落實習近平總書記重要指示精神,保障國家能源安全是地質調查工作的神圣使命。我國地質調查工作有104年的發展歷史。百年來,地質調查始終堅持以服務國家和區域重大需求為導向。當前,我國經濟社會發展進入新常態,能源資源剛性需求長期存在。黨中央、國務院高度重視油氣資源保障工作,2019年9月26日,習近平總書記致信祝賀大慶油田發現60周年,指出“幾代大慶人艱苦創業、接力奮斗,在亙古荒原上建成我國最大的石油生產基地,大慶油田的卓越貢獻已經鐫刻在偉大祖國的歷史豐碑上”。60年來,大慶油田累計生產原油近24億噸,占全國陸上原油總產量的37.6%,為祖國建設和發展做出了彪炳史冊的巨大貢獻。然而,大慶油田從連續27年穩產5000萬噸,到連續14年穩產4000萬噸,原油產量持續遞減,油田發展面臨挑戰。為貫徹落實習近平總書記重要批示精神,中國地調局黨組將頁巖油調查作為科技攻堅戰組織實施,在團隊人員配備、資金配套、后勤保障等方面給予全力支持。沈陽地調中心聯合大慶油田以“攻關齊家-古龍頁巖油,尋找大慶油田接續新領域”為目標,迅速集結一支頁巖油調查和科技攻關團隊,在陸相頁巖油地質理論、工程技術等方面進行攻關,努力開拓松遼盆地油氣調查新領域。

——打破思想禁錮,地質調查與科技創新有機結合是取得成功的關鍵因素。頁巖油科技攻堅戰的成功并非一帆風順、一蹴而就,項目開展初期整個頁巖油團隊感受到了巨大的壓力。陸相盆地頁巖油勘探開發是個全新的領域,缺乏相關的成熟理論和成功經驗,頁巖油的勘探開發面臨著“三難三無”的境況。為了突破這些挑戰,需要解決一系列世界性難題。該怎么辦?有沒有底氣解決這些難題?沖鋒號已吹響,頁巖油團隊必須勇往直前。沈陽地調中心在東北四省區開展地質調查工作,深耕細作近半個世紀,積累了海量的數據資料,匯聚了頂尖的頁巖油科研團隊,提升了攻堅陸相頁巖油的自信。

頁巖油團隊從松遼盆地頁巖油實際地質情況出發,參考頁巖氣、常規油等領域的資源評價方法、成藏規律及工程技術等方面的研究成果,從地質方面到工程方面不斷進行創新,解決了一個又一個難題。我國陸相頁巖油儲層條件復雜,到底屬于什么儲層類型?對此,頁巖油團隊開拓了陸相頁巖油新的儲層類型——基質型(泥頁巖儲層)頁巖油,為頁巖油調查工作指明了方向。松遼盆地頁巖油主要發育哪里?勘探思路和方向到底在何方?對此,頁巖油團隊經過攻關,實現了以“泥巖裂縫型”為主的傳統勘探思路的轉變,提出了巨厚的紋層型泥巖、韻律型泥巖具有豐富頁巖油資源潛力的新認識,預測齊家、古龍、三肇凹陷深部蘊含豐富的頁巖油資源。甜點區在哪里?規模多大、埋藏多深?井位選在哪里?帶著這些問題,頁巖油團隊提出了松遼盆地北部頁巖油有利目標區和井位優選的綜合評價體系。利用巖性、物性、電性、含油氣性、烴源巖、脆性和地應力七性關系確定齊家凹陷和古龍凹陷是頁巖油發育的有利區,三肇凹陷是較有利地區。通過有機質豐度、成熟度、含油量、裂縫、壓力和脆性等“甜點六要素”研究,明確杏西地區、巴彥查干地區和三肇凹陷中部是頁巖油突破的靶區,形成了井位部署的重要依據。實踐表明,3口井位選得都很精準,油氣產能均達到工業標準。泥巖取心慢的難題怎么解決?頁巖油團隊與施工方密切配合、共同研究,改進鉆具組合方式等工藝,采用直螺桿+復合片鉆頭組合方式,極大地縮短了取心鉆進周期。陸相湖盆的壓裂施工尚無成熟的壓裂制度和規范怎么辦?對此,頁巖油團隊在生產中摸索形成了一套適用于陸相湖盆的壓裂施工工藝,采用羧甲基羥丙基胍膠酸性壓裂液體系,結合前置二氧化碳增能、纖維加樹脂覆膜砂、段塞加沙的壓裂施工工藝,實現了陸相泥頁巖地層中的大型體積壓裂。正是頁巖油團隊在調查過程中將地質目標與地質理論創新結合,將工程目標與工程技術方法創新結合,才逐漸探索形成適合陸相盆地頁巖油調查的地質理論和勘查技術方法體系。

——發揮公益先行作用,地質與石油工作者緊密合作是取得成功的重要基礎。地質工作是國家經濟建設的先行軍,“地質工作搞不好,一馬擋路,萬馬不能前行”。60年前,地質人和石油人共同合作,提出并驗證了“陸相生油”理論,一舉發現令國人振奮的大慶油田。2008年,中國地質調查局和大慶油田再度合作,簽署合作協議,共同推進松遼盆地及外圍盆地油氣資源基礎地質調查,為大慶油田實現“百年油田”目標提供一批后備勘探選區。近年來,雙方緊密合作、聯合研究、聯合部署,不僅取得Ⅲ類頁巖油(也是難度最大的一類)的調查突破和多項科技創新成果,而且第一時間進行了井場交接和后續試采。同時,沈陽地調中心還聯合了中石化中原石油工程有限責任公司、東北石油大學、中國石油大學(華東)、數巖科技(廈門)股份有限公司等多家合作單位,與頁巖油團隊在工作中團結協作、密切配合、深入研討、聯合施工,涉及施工人員達600多人,卡住每個時間節點,實現有序推進,創造了合作共贏的典范。通過頁巖油攻堅戰的精心組織,不僅取得頁巖油調查的重要突破,而且形成了國家公益性調查與油田企業、科研院所等聯合攻關的創新合作模式,對陸相頁巖油勘查開發起到示范和借鑒作用。

——加強人才團隊建設、進行管理體制創新是頁巖油突破的有力保障。為大力推進頁巖油科技攻堅戰,沈陽地調中心組建頁巖油工程技術中心,搭建頁巖油技術創新平臺,加大石油地質、石油天然氣工程、非震物探等專業人才引進力度,引進急需緊缺領軍人才2人、業務骨干4人,培養技術精英10余人。頁巖油團隊從無到有,從組建到壯大,培養出中國地調局卓越人才1人、杰出人才1人、優秀人才3人,工程首席科學家1人、二級項目負責人5人。同時,按照中國地調局統一要求,頁巖油團隊始終堅持“五問”“五不唯”評價標準,開展崗位設置和工作內容遴選,給品德好、能力強、成果業績突出的年輕技術骨干創造機會并搭建舞臺;堅持人才激勵機制,優化績效工資分配,出臺《特殊貢獻績效獎勵實施細則》,對科技創新、成果轉化和優秀人才等實施獎勵;通過開展技術培訓、專家講課、現場會診、合作交流等增強技術人員業務素質,不斷提升科技創新能力和水平。

為全力推進頁巖油調查,沈陽地調中心在創新管理方面不斷進行探索與實踐:成立頁巖油現場指揮部,統一調度各方力量協同攻關,協調解決項目實施中的重大問題,確保各項工作高效有序開展;強化落實目標責任制,2019年度發文推進攻堅戰的11個方面共40項具體舉措,明確目標,責任到人、落實到日,加強督辦和績效考核;制定6項施工管理制度和質量控制措施,科學管理,狠抓細節,全面實行質量管理控制;制定推進規劃路線圖,科學合理安排工作進度,深刻總結經驗教訓,確保各環節工作絲絲相扣;全力提供后勤保障,建設標準化野外基地,為現場技術人員提供良好的工作和生活環境。

——堅守初心使命、弘揚新時代地質文化是頁巖油團隊奉獻拼搏的不竭動力。為了能有效拉動頁巖油勘探開發,頁巖油團隊堅守初心和使命,堅持以政治建設統領業務工作,落實全面從嚴治黨主體責任,推進黨風廉政建設向縱深發展,充分發揮黨支部戰斗堡壘作用和黨員先鋒模范作用,時刻不忘地質人的初心和使命,報效祖國、服務人民,將“李四光精神”“三光榮傳統”融入到血液之中,把“大慶精神”“鐵人精神”落實到具體工作中,用實際行動踐行“責任、創新、合作、奉獻、清廉”的新時代地質文化,鑄就了“勇挑重擔、敢于創新、求真務實、甘于奉獻”的頁巖油團隊精神。從烈日炎炎到數九寒天,從鉆探工程到抽汲試油,在項目推進的4年中,頁巖油團隊成員堅守一線、默默奉獻,每人每年在野外一線和出差的時間平均在280天以上,可歌可泣的動人事跡不斷涌現。“地調兒女砥中流,泥頁巖里苦尋求;蚊子飛蟻渾不怕,不見石油誓不休。”寒冬臘月,他們冒著刺骨的寒風,在井場24小時輪班值守;盛夏時節,似火驕陽下,他們在壓裂現場一站就是一天,每個人的臉龐都被曬成了古銅色,但這卻是地調人引以為豪的一抹最靚麗的色彩!

凡是過往,皆為序章。成績不是終點,而是一個新的起點。有了第一個百年地調的厚重根基,有了中國地調人的勇挑重擔,中國地質調查事業的“第二個百年”將會更加耀眼輝煌!􀴁

網站編輯:宮莉

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