4月，當(dāng)春風(fēng)還在遠(yuǎn)方徘徊，隴東油區(qū)已然奏響春之序曲，在鉆機轟鳴的井架間，穿著紅工衣的石油工人在采油平臺上忙碌著。

在這里，長慶油田率先建成了具備年產(chǎn)300萬噸能力的頁巖油生產(chǎn)示范基地。從借鑒北美經(jīng)驗到自主研發(fā)，10余年來，長慶人在不懈的攻關(guān)研究與試驗中，以“水平井+體積壓裂”為主導(dǎo)，叩開了頁巖油規(guī)模效益開發(fā)的大門，頁巖油產(chǎn)量連續(xù)6年保持大幅增長，總產(chǎn)量約占全國頁巖油產(chǎn)量的2/3，成為國家能源保供的“排頭兵”。

其中，水平井成為提高頁巖油單井產(chǎn)量、實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)的撒手锏。2024年，長慶油田頁巖油產(chǎn)量達(dá)到321萬噸，已建成的水平井超1500口，產(chǎn)量貢獻(xiàn)占總量的90%以上。

長慶油田如何讓水平井攀上高水平？

水平井中打出了“效益油”

“與厚度達(dá)40米至240米的北美海相頁巖油層相比，單層厚度普遍小于5米的長7段頁巖油就像千層餅�！遍L慶油田勘探開發(fā)研究院頁巖油研究所所長何右安說。

40多年前，長慶油田勘探發(fā)現(xiàn)長7段頁巖層。作為典型的陸相沉積，其儲層具有單砂體厚度薄、非均質(zhì)性強、地層能量不足、巖性致密等特點，油藏就像“芝麻千層餅”。在這里進(jìn)行油氣開發(fā)如同在幾千米深的夾層里找芝麻，把芝麻精準(zhǔn)地拿出來，開發(fā)難度是世界級的。

傳統(tǒng)直井就像“竹竿捅蜂窩”，根本無法在“千層餅”頁巖中直接找到“蜜源”。但骨頭再硬也得啃，于是能夠“拐彎”的水平井成了首選。

但致密復(fù)雜的地層再次成為“出油”的阻礙，如果采油通道只有水平井一條，那散落在地層里的“芝麻”就不能被充分取出。更何況，作為投資是普通井5倍以上的水平井，效益便無從談起。

“想要油井產(chǎn)量高，造縫是關(guān)鍵！”長慶油田油氣工藝研究院油田壓裂技術(shù)研究所黨支部書記馬兵這樣形容，壓裂改造就是給地層造縫，縫越多，產(chǎn)油的“通道”就越多，產(chǎn)量自然就上去了。

2011年，長慶油田借鑒國外非常規(guī)儲層改造經(jīng)驗，引入體積壓裂理念，在直井壓裂不理想的情況下，轉(zhuǎn)向水平井，并率先開展頁巖油水平井體積壓裂先導(dǎo)試驗。在陽平1井、陽平2井首次開展“大排量雙水平井水力噴射分段同步壓裂”技術(shù)探索試驗，投產(chǎn)初期日產(chǎn)量均達(dá)10噸以上，實現(xiàn)了頁巖油單井產(chǎn)量的突破。

但是，拿來主義并不能用得長久，國外的體積壓裂技術(shù)在長慶也出現(xiàn)“水土不服”�！氨泵赖捻搸r油地層就像黃瓜，一拍就碎；長慶的頁巖油地層就像土豆，得先切成片，再切成絲�！瘪R兵說。

為了找到最經(jīng)濟高效的“切土豆”方法，長慶油田打破固有思維，持續(xù)向源內(nèi)挺進(jìn)，實現(xiàn)了從“單一烴源巖”到“源儲一體”地質(zhì)理論認(rèn)識的重大轉(zhuǎn)變。油田通過創(chuàng)建甜點評價指數(shù)SI，創(chuàng)新多尺度斷裂系統(tǒng)刻畫、井震結(jié)合三維地質(zhì)建模及定量化甜點優(yōu)選技術(shù)，實現(xiàn)平面甜點由“定性”到“定量”、縱向甜點由“最厚”向“最甜”、水平段甜點由“二維”向“三維”的三個轉(zhuǎn)變，儲層認(rèn)識更加精確，有效指導(dǎo)了頁巖油有利區(qū)優(yōu)選、井位部署、壓裂改造優(yōu)化，取得了夾層型頁巖油產(chǎn)量的突破。

現(xiàn)場技術(shù)人員采用的“三維地圖”，如同給鉆頭裝上了“導(dǎo)航”，實現(xiàn)了水平井鉆時精細(xì)卡位、傾角精確預(yù)測、軌跡精準(zhǔn)調(diào)整的目標(biāo)，調(diào)整準(zhǔn)確率達(dá)到92%以上，油層鉆遇率保持在80%以上。自此，頁巖油水平井體積壓裂迎來2.0時代。

領(lǐng)跑紀(jì)錄創(chuàng)出了“科技油”

打出國內(nèi)油田陸上最長水平段紀(jì)錄5060米，投運國內(nèi)水平井組最大平臺華H100，實現(xiàn)10萬立方米壓裂規(guī)�！�…10年間，長慶人在頁巖油開發(fā)中不斷挑戰(zhàn)極限、創(chuàng)造紀(jì)錄。

水平段從300米到5000米，平均鉆井周期從29.1天到18天，初期單井日產(chǎn)量從9.5噸到18.1噸……數(shù)字變化的背后，是長慶人技術(shù)的革命性變革，也是水平井在長慶一路向著“高水平”發(fā)展的艱難歷程。

從跟跑到領(lǐng)跑，怎樣才能把話語權(quán)握在自己手中，解開“卡脖子”的“緊箍咒”？這條“水平路”并不“平坦”。

2017年，為解決1500米以上長水平段常規(guī)復(fù)合橋塞鉆磨困難的技術(shù)瓶頸，長慶油田引入國外可溶橋塞，開展了水平井可溶橋塞分段多簇體積壓裂技術(shù)試驗與示范應(yīng)用�？扇軜蛉麥p少了壓裂后對橋塞鉆磨、清理的工序，單井試油周期縮短15天，最長水平段作業(yè)可達(dá)2867米，作業(yè)成本降低150萬元。

在進(jìn)一步的試驗過程中，長慶油田油氣工藝研究院鉆井技術(shù)研究所李治君在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)：“可溶橋塞膠筒溶解性較差，鉆磨后膠皮總是容易堵塞井筒，不利于后期生產(chǎn)�！庇谑�，長慶人再次發(fā)揮改良試驗與自主研發(fā)的主動性，與國內(nèi)高校合作研究，重復(fù)了幾百次篩選材料、設(shè)計、合成、加工、測試的過程，才徹底攻破了此問題。

2019年，長慶油田自主研發(fā)的DMS全可溶金屬球座，耐壓達(dá)到70MPa，球座可在7天完全溶解，而且成本不到國外的1/3。通過這些關(guān)鍵工具材料的自主研發(fā)，現(xiàn)在的長慶頁巖油開發(fā)核心關(guān)鍵工具材料均實現(xiàn)自研、自產(chǎn)、自供，相同作業(yè)規(guī)模造價標(biāo)準(zhǔn)始終在中國石油處于領(lǐng)先地位，單井壓裂投資較2018年降幅達(dá)到22.5%。

“這項技術(shù)讓長慶的頁巖油開發(fā)技術(shù)，站在了國際油氣行業(yè)的最前沿�！遍L慶油田總工程師張礦生自豪地說。來訪長慶的阿布扎比客人，驚訝地說：“沒想到當(dāng)今國際上油氣壓裂最先進(jìn)的技術(shù)，已在長慶油田實現(xiàn)低成本創(chuàng)新、系統(tǒng)化配套、工業(yè)化應(yīng)用�！�

在技術(shù)賦能下，油田進(jìn)一步形成了以“立體式布井、長水平段、多簇射孔密布縫、可溶球座硬封隔、暫堵轉(zhuǎn)向軟分簇”為核心的長慶特色體積壓裂技術(shù)，帶動3年間頁巖油產(chǎn)量翻了一番，2023年長慶頁巖油年產(chǎn)量達(dá)到270萬噸。

近年來，為打造頁巖油開發(fā)新模式，長慶油田致力于將“紀(jì)錄”中多項指標(biāo)的“最大、最長、最多”基礎(chǔ)優(yōu)勢，持續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)椤白詈�、最�?yōu)、最強”。

2024年，在國內(nèi)首個頁巖油水力壓裂試驗場，長慶油田科研人員取芯661米，發(fā)現(xiàn)壓裂縫326條，創(chuàng)單井連續(xù)取芯361米最長紀(jì)錄，巖芯收獲率達(dá)100%。通過對巖芯基礎(chǔ)資料及各項配套測試資料的搜集整理，長慶首次揭示了人工裂縫集群式分布特征，建立了3項企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及工作規(guī)范。

“以前我們是摸著石頭過河，現(xiàn)在我們不僅要把石頭摸出來，還要掰開看看石頭里面有什么。”長慶油田頁巖油產(chǎn)建項目組張同伍說。頁巖油水力壓裂試驗場的建立，深度“摸清”了體積壓裂裂縫特征及頁巖油全生命周期生產(chǎn)動態(tài)變化規(guī)律，為進(jìn)一步實現(xiàn)水平井“高水平”采油的效益開發(fā)目標(biāo)，也為再次創(chuàng)造紀(jì)錄提供了強有力的技術(shù)支撐。

智慧賦能采出了“綠色油”

隨著油田的發(fā)展，頁巖油油藏開發(fā)正從I類向Ⅱ類發(fā)展，頁巖油的“骨頭”會越來越“難啃”。

望向未來，長慶頁巖油開發(fā)還要回答好綠色發(fā)展的世界級課題。

為了節(jié)約用地，長慶油田在產(chǎn)建上提速提效，通過大井叢工廠化作業(yè)模式，鉆井周期縮短38%，作業(yè)效率提高15%以上。

在合水油田，春風(fēng)吹開子午嶺的綠茵，露出位于林緣區(qū)邊緣的一片占地39畝的采油平臺，其中一排排光伏板和抽油機交相呼應(yīng)。這座頁巖油采油平臺，就是長慶油田打破頁巖油水平井垂直布井思路，利用斜交布井方式建成的首個扇形井網(wǎng)合H9平臺。它僅用地上4個足球場的“微創(chuàng)切口”，喚醒地下3.7萬畝巖層中沉睡的千萬噸油流，這是長慶用“最小生態(tài)足跡”換取“最大資源動用量”的綠色方程式。

針對黃土高原水資源匱乏而水力壓裂用水量大的問題，長慶油田將二氧化碳增能等技術(shù)積極應(yīng)用到減水、無水技術(shù)的研發(fā)中，并初步形成“二氧化碳泡沫+可溶球座細(xì)分切割體積壓裂”的革命性改造方案。目前，該技術(shù)已在18口頁巖油水平井中投入應(yīng)用，累計埋碳約8萬噸。

2024年，首款采出水直配型干粉壓裂液在現(xiàn)場試驗成功，試驗井采出水最高使用比例達(dá)70%以上，單井在節(jié)約清水的同時減少采出水及返排液外輸近7000立方米，節(jié)約配液用水成本30%以上，為油田綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了有力支撐。

談及未來發(fā)展，中國工程院院士李根生說：“人工智能如何與油氣勘探開發(fā)過程深度結(jié)合，是實現(xiàn)地質(zhì)-工程智能化的關(guān)鍵問題，其中包括地質(zhì)智能評價、油氣井智能鉆井、油氣井智能完井、智能安全保障、智能一體化管理平臺等多個具體智能應(yīng)用場景。”

如今，在長慶油田勘探開發(fā)研究院，頁巖油研究所正在嘗試將智能AI與水平井隨鉆技術(shù)相結(jié)合�！跋Ｍ�未來可以實現(xiàn)智能設(shè)計水平井軌跡，提高鉆遇率，也可以智能設(shè)計壓裂段，分段多輪次壓裂，提高采收率�！表搸r油研究所的青年博士李楨說。在她充滿希冀的眼中，未來長慶油田頁巖油的發(fā)展既要效益，也要智能，還要綠色。