臨近年末,鄂爾多斯盆地傳來令人振奮的消息:截至12月27日10時許,長慶油田年產油氣當量突破6000萬噸,達到6000.08萬噸,預計全年生產油氣當量6040.1萬噸。一個年產6000萬噸的特大型油氣田正式誕生。
鄂爾多斯盆地儲藏的油氣資源素以“三低”著稱,即低滲、低壓、低豐度。由于油氣儲層致密,將油、氣從地下開采出來異常困難,實現規模有效開發更是難上加難。“井井有油、井井不流”是長慶油田的客觀現實,井不壓裂不出油,油田不注水沒產能,這也是上世紀七八十年代我國東部石油會戰蓬勃發展、長慶油田卻陷入低谷的原因。
長慶油田曾經油井平均日產油只有1.3噸,氣田單井日產氣僅為0.7萬立方米。經過50多年的努力,長慶油田攻破“三低”油氣田開發世界性難題,終于建成了我國最大油氣田,成為我國近10年油氣產量貢獻最大的油氣田。
一個6000萬噸級特大型油氣田的出現,對保障國家油氣戰略安全有著怎樣的現實作用和深遠意義?在有“磨刀石”之稱的“三低”油氣田,實現油氣產量持續高速增長和低成本開發兩大奇跡,長慶油田是如何做到的?經濟日報記者來到長慶油田進行調研。
“三低”資源如何快速增產
面對資源稟賦的劣勢,是什么讓長慶油田走出困境、后來居上?長慶人認為是他們數十年主攻盆地油氣勘探開發,逐步形成的原創性地質理論認識和關鍵核心技術。依靠自主創新形成特低滲、超低滲油田、致密氣田開發主體技術系列,長慶油田成為21世紀以來我國油氣產量增長最快的油田。
長慶油田執行董事、黨委書記付鎖堂告訴記者:“沒有基礎研究做支撐,就不可能有6000萬噸特大型油氣田的出現。過去近50年探索形成的地質認識和油氣理論,給我們拓展新的油氣大場面,在低油價下實現致密氣、頁巖油規模有效開發增添了信心和決心。”
石油、天然氣儲藏在數億年前沉積于地下數千米深處的烴源巖里,發現含烴巖石,就能順藤摸瓜找到油氣田。長慶油田勘探開發研究院專家張文正,就在盆地尋找了37年的烴源巖。上世紀80年代,他和科研團隊在黃土塬簡陋的窯洞里,開展模擬地層演變溫度壓力試驗。炎熱的夏天,七八臺爐子同時運轉,玻璃反應釜里的試驗溫度高達600攝氏度、200個大氣壓。經過700多天的反復試驗,團隊終于獲取煤的烴類生成軌跡和成烴基礎資料。正是這套系統參數,為長慶人發現靖邊大氣田提供了理論依據,被廣泛應用于國內油氣勘探。
在艱苦實踐積累中,長慶人掌握了獲取資源能力的后發優勢。技術人員堅守高原大漠,幾十年專注于盆地地質演化、油氣生成、儲藏規律研究,形成了盆地五大油、氣成藏理論,先后發現了陜北、華慶等4個探明儲量超10億噸規模大油田,蘇里格等3個探明儲量超萬億立方米大氣田。
長慶油田總經理、黨委副書記何江川介紹,上世紀90年代,安塞油田從發現到投入規模開發,前期技術攻關就花了8年時間,開創了我國特低滲油田經濟有效開發之先河。本世紀初,技術人員在毛烏素沙漠艱苦探索6年,才使我國探明儲量最大的蘇里格氣田實現規模開發。
掌握了基礎理論,摸索出了資源規律,掌握核心開采技術同樣關鍵。在產能建設主戰場華慶油田,長慶油田頁巖油項目經理吳志宇指著身后的H100井場告訴記者,“這個平臺部署33口水平井、4部鉆機同時作業,是我國目前陸上水平井數最多的鉆井平臺。”吳志宇說,應用“大井叢、立體式、工廠化”水平井建設模式,地面占用最少土地,地下最大程度控制儲量。開發億噸級油田用10個這樣的平臺就能解決,而傳統方式要打2000多口井,占用數百個井場。何江川說:“正是在致密氣、頁巖油等規模開發中成功實踐這種高效開發模式,才打開了長慶油田加速挺進6000萬噸高點的成長空間。”
在全力攻關頁巖油、致密氣開發過程中,長慶油田打破國際石油公司技術壟斷,掌握了水平井優快鉆井、體積壓裂關鍵核心技術,讓“三低”油氣藏爆發出巨大能量。通過近3年技術攻關,水平井發展到在地下2000多米深處,橫穿油層4至5公里;儲層改造采用自主研發的體積壓裂關鍵工具,單井油、氣產量提升了8至10倍。
“資源優勢的積累,關鍵核心技術的突破,讓長慶油田如今在產能6000萬噸的巨大體量上,仍具備可持續上探的潛力。”何江川說。
“少井高產”是怎么做到的
今年新冠肺炎疫情和超低油價疊加影響,給國際石油市場帶來巨大沖擊。在此背景下,長慶油田全年壓投資、降成本超過100億元,不僅超額完成年初計劃生產目標,還創造出150億元利潤。
付鎖堂說,“長慶油田能夠取得這樣的成績,得益于長期應對‘三低’油氣田高成本挑戰形成的低成本優勢”。在歷次國際低油價沖擊中,始終能保持效益開發,長慶油田的發展被業內稱作低成本革命。
何江川說,“相比北美地區的海相頁巖油,我國陸相頁巖油由于儲層薄、壓力低、滲透率更低,規模開發在成本上更具挑戰性”。長慶油田作為我國非常規油氣開發的引領者,創造了頁巖油開發新模式,統一采用大平臺水平井組開發,平均單井產量達到18噸;砍掉生產流程中的計量站、增壓站,注水站,顛覆了“三低”油田注水開發的歷史;百萬噸采油區只需300人,用工總量相當于過去的15%。
看似集約簡單的新模式,凝結了長慶油田10多年轉變發展方式的積極創新。21世紀以來,隨著盆地大規模特低滲、超低滲油氣儲量被發現,為盡快把資源優勢轉化為經濟產量,長慶人從地面、地下兩個層面,啟動了油氣開發全產業鏈變革。
地面從優化設計、建設入手,剔除無效流程、提升低效功能,從單項突破到系統優化,先后自主創新應用了54類2659臺一體化集成設備,讓地面生產流程按最佳效益布局。地下以提高單井產量為核心,發掘油氣生產效能。蘇里格氣田開發初期,技術人員反復實踐,創造性地在井下試驗成功節流裝置,把地面所有管匯變為中低壓集氣,平均每口井地面投資降低150萬元。源頭技術創新,倒逼地面集氣系統變革,才有了國內第一大氣田的經濟有效開發。
“多井低產”是“三低”油氣田不可回避的現實難題,長慶油田從2003年就開始探索數字化油氣田建設,目前有1200多個站場實現無人值守,通過機器人巡檢、無人機巡線,驅動油氣生產方式、管理模式向新型工業化轉型。長慶油田數字化信息管理部主任石玉江告訴記者:“經過15年建設,長慶氣田數字化覆蓋率達到100%、油田達到95%。”
今年在蘇里格氣田建成的10億立方米致密氣高效開發示范區,完成試氣的71口井中就有31口獲得超百萬立方米高產氣流。長慶油田真正由“多井低產”邁入“少井高產”時代。
油氣田區綠色多起來
在人們的傳統印象中,油氣田的景象總是在一片不毛之地中,有多個“磕頭機”不停地在工作。走進長慶油田工作區域卻發現,這“老觀念”也得變一變了。
長慶油田工作區域達25萬平方公里,北部是荒漠戈壁,南部是黃土高原,區內10個水源保護區、6個自然保護區縱橫交錯,黃河42條支流如毛細血管般分布其間。付鎖堂說:“油氣區域生態環境脆弱的現實,倒逼我們加快融入黃河流域生態環境保護行動,實現清潔生產、綠色發展。”
長慶油田把新發展理念貫穿于油氣田建設生產的各領域、全過程,推進環境治理、植被恢復、清潔生產。長慶油田近10年來先后投入超160億元,加快“三廢”處理技術規模應用,實現“采油不見油”“泥漿不落地”以及壓裂液循環利用等,采出水100%凈化回注;對2000多口廢棄油井徹底封堵,累計關停水源區70多萬噸原油產能,消除潛在環境隱患;加速推進生產建設全過程生態保護,建成清潔文明井場8000余個。
長慶油田在實踐中探索出林緣區、水源區、沙漠區等6種生態環境保護模式,形成了油氣開發與黃河流域自然生態保護新路徑。長慶油田創造的大井叢水平井開發模式,建設百萬噸油田能較以往節約6000畝土地,近10年累計節約土地近30萬畝。吳志宇說:“應用叢式水平井平臺開發頁巖油,能夠避開地面環境敏感區,在一個井場把周圍四五公里范圍內地下的石油開采出來,實現油田開發與生產環境保護協調發展。”在內蒙古,為保護國家二級保護動物蓑羽鶴的棲息地,調整避讓100余口氣井部署,轄區內蓑羽鶴數量由當初的25只增長到200多只。
資源節約理念,不僅帶動了油田高質量發展,還創造了經濟效益。位于隴東油區的4個采油廠,通過技術創新把以往放空燃燒的油井伴生氣回收變成輕烴,剩余干氣轉化為油田工業用電,每年增加數億元效益。目前,油田每年回收油井伴生氣達10億立方米,轉化烴質油25萬噸,減排二氧化硫3500噸。