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岩芯砺剑——我国首个亿吨级页岩油田诞生记(二)

本报记者 徐永国

通讯员 徐海峰 王 迪 贾玉涛

初夏时节,位于山东省淄博市高青县的大芦湖湿地青草依依,芦苇飘荡,引得游人纷至沓来。大芦湖下,几千万年的岁月里,济阳古湖泊的巨量藻类在咸水中蕴育,化作神秘的“黑色黄金”,封印在页岩缝隙之中。

为了唤醒沉睡地下的页岩油,胜利油田科研人员在济阳古湖泊的页岩中细细搜寻,围绕陆相页岩油富集理论、开发机理等关键课题进行不懈攻关,通过理论创新和技术突破,寻得页岩油的勘探之道。

从质疑声中走来

曾经担任胜利油田勘探开发研究院地球化学室负责人的张林晔,是油田最早关注页岩油气的人之一。2006年,她看到美国石油协会一篇关于页岩油气的论文,便萌生了一个大胆的想法,“济阳坳陷或许也有页岩油勘探潜力”。

2009年,胜利油田首次对页岩油进行科研立项,开展济阳页岩油气勘探潜力观测评价。2010年,胜利油田开展集团公司前瞻性课题研究,通过单井参数对比,认为胜利页岩油具备商业开发的基本条件——页岩厚度大、油气丰度高、构造相对稳定。

此后,胜利油田部署了4口页岩油专探水平井,结果却让科研人员大失所望。第一口井日产油不到3吨,之后的几口井都远远低于预期。国外公司给出了“胜利济阳页岩油无商业价值”的论断。

初期探索的失利并没有压垮科研人员的信心。此后的8年里,胜利油田从头开始部署页岩油勘探,集中力量开展页岩油基础理论研究,推动胜利济阳页岩油勘探突破。

颠覆传统认识

今年3月8日,隆隆声响的牛页1-16HF井井场上,几名科研人员翘首以待,等待着4000万年前的页岩重见天日。

岩芯刚取出,立即被包裹上锡纸,在冷冻液氮筒内封存。“这样岩芯内部的油、水不会外散,能最大限度保留地层的原生态。”胜利油田勘探开发研究院地球化学室主任师朱日房说。

“千层饼”一样的岩芯是解锁胜利页岩油密码的关键。胜利油田岩芯库有页岩岩芯1.8万多米,为认识页岩油提供了第一手资料。

在页岩油全国重点实验室内,朱日房将显微分光光度计的光点对准页岩岩芯样品,电脑立刻显示出Ro(镜质体反射率)数值为0.71%。

Ro反映了有机质成熟度,是判断是否具有商业开发价值的重要指标。通过观看上万个样品,朱日房与同事发现胜利页岩油具有“早熟”的特点。北美页岩油形成于1.7亿年前,Ro为1%至1.3%;胜利页岩油的年龄不及北美页岩油的四分之一,Ro为0.5%至0.9%。

“国外页岩油相当于成年人,胜利页岩油则相当于‘小鲜肉’。”胜利油田勘探开发研究院专家王伟庆形象地比喻道。

业内一般认为,Ro高于0.9%的页岩油才具备商业开发价值。而胜利页岩在成熟度较低的情况下,也可形成大量可流动页岩油,颠覆了传统认识。

“胜利油田用理论和实践证明,Ro低于0.9%的页岩油也具有商业价值,极大地拓展了页岩油勘探空间,表明胜利页岩油乃至我国东部新生代陆相页岩油具备规模资源潜力。”胜利油田分公司副总经理、总地质师刘惠民说。

探索内部“迷宫”

8年前的一次岩芯观测,胜利油田勘探开发研究院科研人员魏广振依然历历在目。彼时,他们还在苦苦探寻页岩油的藏身之所。

根据北美经验,页岩油储存在有机质内。科研人员按照常规方法,使用扫描电子显微镜、采用“二次电子形貌”法对岩芯样本进行观测,很难将有机质与无机矿物分辨清楚。

经验丰富的魏广振提出使用“背散射成分相”技术进行观测,发现样本中钙元素含量普遍较高。这意味着样本的无机矿物多,表明在实验角度下,页岩油储集在无机孔隙中。

近年来,胜利油田致力于我国东部古近系陆相页岩油富集机理与分布规律基础研究,创新提出“无机控储”理论,将研究方向从有机孔隙转向无机孔隙,发现无机孔隙具备大量页岩油储存空间。

随着实验设备升级,胜利油田对页岩岩芯的精细刻画实现从微米级到纳米级的跨越,页岩内部“迷宫”一览无余,胜利页岩油“生得早、储得优、压得开、采得出”的特点逐渐清晰。

中国科学院院士贾承造在接受记者采访时表示,胜利济阳陆相页岩油突破了低成熟度陆相页岩开发禁区,推动了页岩油勘探开发从中高气油比向低气油比、从中高成熟度稀油向中低成熟度黑油转变。

信息来源:中国石化报
2025-05-29