石头缝里“挤油”——大庆油田陆相页岩油百万吨产能攻坚纪实

来源：科技日报

隆冬时节，大庆油田古龙陆相页岩油国家级示范区冰封严寒。在12月5日这天，响彻旷野的欢呼声盖过凛冽风声——仅用不到五年时间，这片曾被视为勘探“无人区”的土地，年产量一举跨越100万吨大关。

我国页岩资源储量位居世界前列，但绝大多数为陆相地层生成，开采难度远高于北美海相页岩，堪称“从石头缝里挤油”。而古龙页岩油更是其中的“硬骨头”，独特地质使得传统勘探开发技术几乎全“失灵”。

大庆油田科研人员迎难而上，从理论空白起步，在实验困境突围，于工程瓶颈破局，叩开古龙油藏的“地宫之门”。

破解理论“密码”

翻看大庆油田60余年的勘探开发版图，长垣构造周边的油气发现早已星罗棋布，唯独古龙镇附近，是开采“禁地”。高黏土含量、软岩石、纳米级孔喉……这些独特的地质特征，曾让国内外专家断言：这种陆相页岩只能生油，难以大量产油，其开采更是世界级难题。

转机出现在2020年6月。当时，大庆油田部署在该区的一口探井——古页油平1井获得工业油流。“工业油流”是一个令人振奋的信号，意味着该区域地下确实存在可动用的油气藏。

兴奋之余，疑问接踵而至：这会不会是偶然？古龙页岩油的开发潜力能有多大？

为找到确切答案，科研团队开启了“地毯式”勘探。39口取心井在不同区域精准布设，8000多米岩心被小心翼翼地取出，640多万个数据被逐一采集分析。借助可放大6万倍的显微镜，他们在纳米级的孔隙中反复搜寻。

科研团队惊喜地发现，古龙页岩不仅含油性好、连续含油，就连只有头发丝1/500大小的孔隙中也含油。这一特征，与国内外已知类型页岩油都不同，被业内院士评价为“颠覆性的认识”。

但一个核心谜题悬而未决：“为什么孔隙这么小，还能含油？”

“乘务员，请给我拿支笔！”2020年，一趟飞回大庆市的航班上，一位中年男子忽然在清洁袋上奋笔疾书。

这人正是大庆油田页岩油研究院副院长张金友，而那几行字，将成为破解古龙页岩油富集规律的理论“密码”：得把时间和空间维度放大，才能摸清它从生到储的来龙去脉！

飞机一落地，张金友直奔岩芯库，要求调取哈尔滨区域的岩芯。管理人员诧异：“你一直研究大西边的古龙镇，怎么转向几百里之外的大东边？”

张金友难掩激动道：“要摸透古龙页岩油的‘脾气秉性’，得先摸清它的‘原生家庭’。”

这次“跨界”研究，让科研团队终于厘清了古龙页岩油的富集规律，创新建立起“原位富集”理论。这一理论不仅填补了我国陆相高黏土泥级页岩勘探的空白，更直接让巨量资源“显形”——大庆油田于2021年一举提交12.68亿吨规模预测储量。

至此，古龙这片“无人区”，一跃成为“希望田”。

摸清地质“底细”

“同一口井的岩芯，不同方法测出的数据，咋差这么多？”在古龙页岩油勘探初期，这个问题像根刺，扎在科研人员的心头。

埋在两千多米地下的古龙页岩油，看不见、摸不着，测量数据就是科研人员“透视”地下的“眼睛”——既要靠它找到油藏的“门”，也要凭它探明储量的“底”。可这双“眼睛”，一开始就出了问题。

团队反复比对发现，岩芯一出地面就“变样”。离井口越近、测得越早，数据越准。常规实验体系在这儿彻底“水土不服”。

“数据不准，所有判断都是盲人摸象！”大庆油田勘探开发研究院页岩油研究院成藏理论研究室副主任高波说。

大庆油田打响了一场“还原真实”的攻坚战。7个实验科室、数百人分工攻坚。测储量关键的参数——孔隙度、渗透率，必须模拟地下近40倍压力、数倍高温的极端环境。然而，全球范围内尚无现成设备，也没成熟经验可借鉴，一切只能靠自己动手。

初期采用常规密封方案，每次加压都以失败告终。“测量所用的介质气体顺着缝隙‘逃逸’，警报声震得头疼，大家信心也一次次往下掉。”中心化验室副主任王海勇回忆道。但没人退缩，科研团队从基础原理和结构“啃”起，创新设计出“双重密封保险”——就像给装置上了两道“安全锁”，把气体牢牢“困”在里面。

密封、稳压、控温……团队一步一个脚印推进。历经数年打磨，2022年6月，完全自主研发的高温高压条件岩石孔隙度、渗透率测量仪终于问世。它如同一双“火眼金睛”，可精准捕捉到页岩储集能力的真实数据，不仅助力大庆油田重新评估古龙油藏储量，更给我国多个盆地的页岩油评价提供了关键支撑。

与此同时，大庆油田科研团队先后自主研发8套新装置、创建10项新方法、再造5个新流程，可给页岩油做“全身精准体检”——从井口到实验室，每一步都无限逼近地下真实环境，为“找甜点”“算储量”“定方案”提供了可靠的数据底气。

打通页岩“隧道”

理论通了，数据准了，如何把油高效采出？

压裂是关键。页岩油的压裂是向地层注入压裂液，让2000多米深的页岩产生人工“隧道”，帮助原油流入“隧道”，再汇到井筒中开采出来。

可古龙页岩就像湿泥巴，压裂时容易“和稀泥”，难以形成稳定的“隧道”，既有技术几乎全部失效。

古页油平1井的压裂施工时，大庆动用了所有新技术，熬了163天终于出油，却难言大捷：成本高，产量也很快下滑。

“当时各种工艺‘一锅烩’，我们也搞不清到底哪种技术起了作用。”大庆油田采油工艺研究院页岩油增产改造项目经理部经理刘鹏回忆说。

要破局，必须精准锁定关键变量。团队设计5个试验井组测试，起初借鉴北美技术路线，连续两批井均告失败。“没有两片相同的页岩，也没有一把‘万能钥匙’！”刘鹏说。

团队果断放弃国外路线，历经无数次实验，终于“踩”中了关键——胍胶。这种压裂用的药剂，虽然成本比略高，但携砂能力更强，能把更多支撑剂送到裂缝里，撑起更稳固的“隧道”。

找准方向后，采油工艺研究院页岩油增产改造项目经理部副经理邓大伟带着团队，又进一步提出“少簇、大排量、增加胍胶比例”的自主压裂技术路径，打出一批高产稳产的标杆井。这条自主工艺路线，自此在古龙大地扎下了根。

团队也最终摸清裂缝延伸规律，在国际上首创“泥纹型页岩人造多级缝网技术”，一举破解了世界级难题。

“我们把古龙页岩油从下到上分了9层，现在最上面的Q9油层已形成经济高效的开发模式，助力年产量破百万吨。”刘鹏说。

眼下，科研工作者又将目光投向其他油层。在他们眼中，这场陆相页岩革命远未结束，更多“地宫之门”等待叩开。