面對世界級難題，他們一個個破解，就像一場遠征。

川東盆地近千平方公里險峻山地中的頁巖氣資源；渤海之濱千萬年前沉積的古近系頁巖油資源；新疆塔里木盆地茫茫戈壁地下萬米的油氣寶藏……

這些，都是油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的世界級難題。

卻在過去的十幾年，被中國石化一個個地破解了！

就像是一個個奇跡，在驚艷了世人的背后，并非命運之神的眷顧，而是中國石化人積年累月的長久鉆研、極致探索，是中國石化人枕戈待旦，是他們的精誠所至、金石為開……

“當今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，外部環(huán)境不確定性、不穩(wěn)定性明顯增加，保障國家能源安全面臨新的挑戰(zhàn)和更高要求，必須要著力提高能源自主保障能力，從根本上保障國家能源安全?！蹦瓿醯淖剷?，中國石化董事長、黨組書記馬永生如是說。

而事實上，在全球經(jīng)濟格局變遷、國際能源新體系正逐步形成、能源發(fā)展迎來新挑戰(zhàn)的大背景下，為了牢記殷切囑托，為了保障國家能源安全，著眼于全局與未來的中國石化，很早就出發(fā)了。

“涪氣”西來

“中國天然氣的對外依存度已經(jīng)超過40%?！敝袊瓭h油田、涪陵頁巖氣田首席專家劉堯文說，“國內(nèi)頁巖氣的勘探開發(fā)和增儲上產(chǎn)對國家能源安全意義非常。十幾年前，我們就認識到了這一點?！?/p>

2012年11月28日，中國石化在重慶市涪陵區(qū)焦石壩區(qū)塊部署鉆探的焦頁1HF井試獲日產(chǎn)20.3萬立方米頁巖氣。自此，涪陵頁巖氣田勘探開發(fā)的大幕徐徐開啟……

此后十幾年，涪陵頁巖氣田為長江經(jīng)濟帶沿線中下游的6個省、2個直轄市，累計70多個大中型城市、上千家企業(yè)、2億多居民送去了頁巖氣這種綠色清潔能源。

涪陵頁巖氣田的“涪氣”已成為萬千民眾的“福氣”。

然而，這背后卻是身處大山深處的中國石化人年復(fù)一年地極致探索。

頁巖氣是一種非常規(guī)天然氣資源。它們主要位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中，是以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式聚集的天然氣?？梢哉f，頁巖氣實際上是成藏還未發(fā)育成熟的一種天然氣，在頁巖層中大量存在，卻難以開采。

21世紀初，美國“頁巖氣革命”取得了巨大的成功，不僅有效降低了其工業(yè)生產(chǎn)中的能源成本，進而帶動美國制造業(yè)復(fù)蘇，拉動了可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展……頁巖氣革命推動美國從能源進口國轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹趪?，一舉改變了世界能源格局。

中國具有“富煤、貧油、少氣”的資源特點，頁巖氣的勘探開發(fā)對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)具有重要戰(zhàn)略意義。

然而，相比美國頁巖氣大多位于平原地帶、埋藏深度小于2000米、氣藏構(gòu)造簡單等有利開采條件，中國的頁巖氣探明地質(zhì)儲量按可采儲量計算為世界第一，但中國的頁巖氣比美國要深得多，大多都在2000米到4000米左右，甚至更深。

中國的頁巖氣藏開采難度與美國不可同日而語。川東近千平方公里險峻山地中的頁巖氣藏猶如被摔碎了深埋在大山中的“瓷盤”，優(yōu)質(zhì)頁巖儲層厚度小而且十分凌亂，地下暗河、溶洞分布不均，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜敏感，在頁巖氣勘探開發(fā)的過程中，氣藏不但難以采出，而且任何小失誤都可能導(dǎo)致事故發(fā)生……

這里一直都是世界級地質(zhì)、氣藏開發(fā)的難題！但為了增儲上產(chǎn)，為了國家的能源安全，中國石化扛起了破解這一世界級難題的重任。

十幾年間，中國石化從零起步，探索形成了南方海相頁巖氣“二元富集”理論，創(chuàng)新集成以頁巖氣地質(zhì)綜合評價技術(shù)、開發(fā)設(shè)計與優(yōu)化、水平井組優(yōu)快鉆井、長水平井高效壓裂、采氣工藝配套、綠色開發(fā)為主的六大技術(shù)體系。同時，充分發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，自主研發(fā)網(wǎng)電鉆機、全電壓裂機組等裝備工具，打破國外技術(shù)壟斷，實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備全部國產(chǎn)化，有力支撐引領(lǐng)了我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

十幾年間，涪陵頁巖氣田獲省部級以上科技進步獎21項，其中“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”獲國家科技進步一等獎，先后制定158項頁巖氣勘探開發(fā)標準和規(guī)范，取得200件國家專利授權(quán)，立體開發(fā)、電驅(qū)壓裂、重復(fù)壓裂等技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，為頁巖氣勘探開發(fā)、技術(shù)裝備、標準規(guī)范、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等方面提供了可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗。

經(jīng)過多年的極致探索，中國頁巖氣實現(xiàn)了從無到有的重大突破，高效建成了長寧—威遠、涪陵和昭通等國家級頁巖氣示范區(qū)。

2022年，中國成為全球第二大頁巖氣生產(chǎn)國；

2023年，中國最大的頁巖氣田——涪陵頁巖氣田累計產(chǎn)氣量突破600億立方米。

“涪陵頁巖氣田的成功勘探開發(fā)走的是一條自主創(chuàng)新之路。”劉堯文說。

那些人跡罕至的險地、那些深山大澤，往往是頁巖氣藏資源所在。唯有持續(xù)地探索、反復(fù)地一線實驗和不斷創(chuàng)新，才能將氣藏有效益地開采出來。

為此，中國石化人對每一塊頁巖氣藏都“精雕細刻”，以永葆創(chuàng)新的思維在“無人區(qū)”探路。

橋塞主要用于水平井“分割”，而水平井分段壓裂技術(shù)被視作頁巖氣開采的“命門”。鉆通橋塞的過程類似時下流行的電子游戲“天天愛消除”。但在地下3000米完成“游戲”的難度可想而知，它對橋塞的結(jié)構(gòu)、材料提出了更高要求。

在完成橋塞攻關(guān)之前，中國石化已經(jīng)相繼實現(xiàn)了頁巖氣鉆井、壓裂試氣、測錄井工程核心技術(shù)和國家科技重大專項——3000型成套壓裂裝備的國產(chǎn)化。

但這小小的橋塞卻久攻未下。因為，橋塞的性能要求“剛?cè)岵保杭纫軌虺惺茏〉叵碌母邷馗邏?，又要容易被鉆頭鉆通以便氣體匯集，研發(fā)、制造難度極大。

橋塞雖小，但意義重大。橋塞最終的成功應(yīng)用完成了頁巖氣工程技術(shù)裝備自主化、國產(chǎn)化的“最后一塊拼圖”。自此，中國石化也成為國內(nèi)第一個全面掌握擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)裝備系列的企業(yè)。

為了打通開采“藍金”頁巖氣的立體通道。如今，“國產(chǎn)鉆具+國產(chǎn)隨鉆測井系統(tǒng)”已經(jīng)成為涪陵頁巖氣產(chǎn)能建設(shè)示范區(qū)最常見的“組合”之一。安裝了隨鉆測井系統(tǒng)的鉆具好似有了“千里眼”，能夠隨時將“鉆進沿途”的井下地質(zhì)數(shù)據(jù)反饋至地面。工程師根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)實時調(diào)整井眼軌跡，控制井下鉆進方向，從而保證鉆具可以像“貪吃蛇”一樣在地下幾千米深處“轉(zhuǎn)向”穿行。并且，采用國產(chǎn)鉆具的成本比進口的“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向”系統(tǒng)低50%。

經(jīng)歷了不斷自主創(chuàng)新的中國石化人，用自己的集智、實干觸摸那些技術(shù)前沿，比全球勘探開發(fā)工作探索走得更加高遠。

經(jīng)過十幾年的勘探開發(fā)，如今，在涪陵地下數(shù)千米的頁巖層中，中國石化人建造出一段段長達幾公里的“高速通道”，讓頁巖氣能從地下幾千米處順利涌出，在山間蜿蜒的輸氣管道中靜靜地流淌……

每天，這些頁巖氣大約可滿足4600萬戶居民用氣。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，四川盆地累計頁巖氣探明儲量已超萬億立方米，這又是一塊保障國家能源安全的新陣地。

喚醒“沉睡的寶藏”

2021年11月3日，一則重要的消息從中國東部的渤海之濱傳來。

中國石化勝利油田部署在東部探區(qū)的4口頁巖油探井獲高產(chǎn)油流，其中，樊頁平1井峰值日產(chǎn)油達171噸，創(chuàng)國內(nèi)頁巖油單井日產(chǎn)最高紀錄。

“這標志著中國石化勝利油田實現(xiàn)頁巖油勘探開發(fā)突破?！眲倮吞锔呒墝＜彝鯇W(xué)軍說。

僅僅三個月后，中國石化勝利油田投產(chǎn)的豐頁1-1HF井再傳好消息，其峰值日產(chǎn)油262.8噸，再次刷新了單井日產(chǎn)最高紀錄！

自此，渤海之濱千萬年前“沉睡的寶藏”被喚醒。

2022年8月26日，我國首個陸相斷陷盆地頁巖油國家級示范區(qū)——中國石化勝利濟陽陸相斷陷湖盆頁巖油國家級示范區(qū)揭牌。

時至今日，渤海灣盆地的濟陽坳陷發(fā)現(xiàn)并落實了超十億噸級陸相頁巖油增儲陣地。

這無疑是一個重大突破！

“我國頁巖油資源豐富，對‘端牢能源飯碗’具有重要戰(zhàn)略意義?！敝袊麻L、黨組書記馬永生在今年兩會期間指出。

頁巖油是指以頁巖為主的頁巖層系中所含的石油資源。我國頁巖油資源勘探潛力巨大，是國家重要的戰(zhàn)略資源。

相關(guān)資料顯示，全球已在21個國家75個盆地發(fā)現(xiàn)頁巖油，可采資源量700億～800億噸。其中，北美頁巖油革命實現(xiàn)了頁巖油的大規(guī)模商業(yè)開發(fā)，深刻影響了世界能源格局。因此，加快國內(nèi)頁巖油勘探開發(fā)對保障我國能源安全意義重大。

然而，我國的陸相頁巖油，具有“低、深、厚、高”的特點。與具有兩三億年地質(zhì)歷史的北美海相頁巖油相比，我國濟陽坳陷陸相頁巖油地質(zhì)歷史只有幾千萬年，卻是目前國內(nèi)陸相頁巖油埋藏最深的油藏。其平均埋藏深度達3000～5000米，局部可達5500米；連續(xù)厚度也在國內(nèi)最大，平均厚度達300～500米，局部厚度達千米以上。此外，該油藏高溫高壓，油藏儲存空間比頭發(fā)絲還細微，演化程度低、密度大、流動性差，開發(fā)難度非常大，給鉆井、壓裂等工藝技術(shù)帶來了極大的挑戰(zhàn)。

這又是一個世界級難題。

然而，中國石化勝利油田僅用3年時間就走完了北美頁巖油10年技術(shù)迭代之路，彰顯了中國石化“硬核”的科技力量。

從“十二五”開始，中國石化就先后開展國家973、重大專項等各層級頁巖油攻關(guān)課題40余項。十多年來，創(chuàng)新建立了陸相斷陷盆地頁巖油成藏富集模式，形成了頁巖油優(yōu)選評價技術(shù)，揭開了頁巖油的“藏身之地”；研發(fā)形成了以合成基鉆井液體系為核心的優(yōu)快鉆井技術(shù)，在地下3300米以下使得水平段超2000米以上的水平井得以高效鉆進；創(chuàng)新形成了多尺度組合縫網(wǎng)壓裂技術(shù)，讓頁巖油在人工制造的數(shù)百條毫米級“高速公路”上流出。

特別是多尺度組合縫網(wǎng)壓裂技術(shù)，實現(xiàn)了致密頁巖的有效改造，極大提升了單井產(chǎn)能，屢次刷新國內(nèi)頁巖油產(chǎn)量紀錄。

這一系列關(guān)鍵技術(shù)，最終揭開了濟陽頁巖油的神秘面紗，將“沉睡了”千萬年的頁巖油“寶藏”喚醒。

目前，勝利油田濟陽頁巖油初步測算資源量105.2億噸，已落實預(yù)測儲量12.91億噸。

不止如此，除濟陽頁巖油外，近幾年間，中國石化在頁巖油勘探開發(fā)領(lǐng)域可謂多點開花，多個探區(qū)取得了一系列突破——

2021年1月，中國石化勘探分公司在重慶涪陵地區(qū)試獲高產(chǎn)頁巖油氣井——泰頁1井，初步預(yù)測該地區(qū)頁巖氣資源量2000億立方米、凝析油資源量2800萬噸；

2021年12月，中國石化華東石油局在蘇北盆地溱潼凹陷地區(qū)落實有利區(qū)面積420平方千米、頁巖油資源量3.5億噸；

2022年7月，中國石化江蘇油田在蘇北盆地再獲突破，頁巖油探井花2側(cè)HF井獲日產(chǎn)油超30噸、天然氣1500余立方米，標志著蘇北盆地高郵、金湖凹陷的11億噸頁巖油資源量被激活。

“從我國油氣資源的總體情況看，頁巖油是戰(zhàn)略性接替資源，‘十四五’將成為原油穩(wěn)產(chǎn)的重要支撐。我們要以地質(zhì)理論創(chuàng)新引領(lǐng)勘探突破，以技術(shù)進步促進降本增效，有效推動頁巖油擔當油氣增儲上產(chǎn)主力軍重任……”國家能源局黨組書記、局長章建華說。

而眼下中國石化正致力于繼續(xù)鍛造科技創(chuàng)新利器，走在踐行這一使命的路上。

向深地進軍

8000米超深層油氣勘探是條“死亡線”！這是全球油氣勘探開發(fā)界的共識。然而，面對世界級技術(shù)難題，中國石化率先跨越了過去。

2020年10月23日，中國石化西北油田分公司所屬順北油氣田再創(chuàng)紀錄：順北53-2H井完鉆井深8874.4米，超過當年7月完鉆井深8725米的順北55X井，再創(chuàng)亞洲陸上最深定向井紀錄。這一深度已經(jīng)超過了世界最高峰珠穆朗瑪峰的海拔高度，就像一座“地下珠峰”。

順北油氣田位于新疆阿克蘇地區(qū)和庫爾勒地區(qū)交界處，儲層平均深度在8000米以上，經(jīng)鑒定為亞洲陸上最深油氣田，具有超深、超高壓、超高溫的特點，勘探開發(fā)難度極大。

2016年以來，中國石化加大了科技攻關(guān)力度，數(shù)年之功，在這里攻克了一系列世界級技術(shù)難題，并打造了“深地工程·順北油氣田基地”。據(jù)稱，這是我國第一個以“深地工程”命名的油氣項目，被業(yè)界譽為“深地一號”。

“‘深地工程’既是中國石化貫徹落實‘深海、深地、深空’戰(zhàn)略的實際行動，也體現(xiàn)了打造深地技術(shù)原創(chuàng)策源地的階段性成果?！?022年，中國石化董事長、黨組書記馬永生在為“深地一號”揭牌時說，“未來，中國石化將持續(xù)推進深地領(lǐng)域前瞻性、先導(dǎo)性、探索性技術(shù)研發(fā)和成果應(yīng)用，為更好端牢能源飯碗提供戰(zhàn)略科技力量?！?/p>

中國石化儼然是“行之實者”。

2023年11月15日，“深地一號”躍進3-3XC井測試獲得高產(chǎn)油氣流，日產(chǎn)原油200噸，天然氣5萬立方米。該井完鉆井深達9432米，比珠穆朗瑪峰的高度還要多584米，再次刷新了亞洲陸上最深井紀錄！不僅如此，該井除了面臨超深井具有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高溫、高壓等一系列難題，還設(shè)計有3400多米的水平距離，面臨套管下入難、巖屑在水平段易形成“巖屑床”等新難題，施工難度國內(nèi)外罕見。

中國石化攜科技創(chuàng)新利器，再次突破了這一從所未遇的勘探開發(fā)難題。

有數(shù)據(jù)顯示，截至2023年，中國石化順北油氣田已落實4個億噸級油氣區(qū)帶，累計新增探明儲量石油2.76億噸、天然氣2667億立方米；區(qū)塊內(nèi)鉆探深度超過8000米的鉆井達95口。

近年來世界新增油氣儲量60%來自深部地層。深層、超深層也已經(jīng)成為我國油氣重大發(fā)現(xiàn)的主陣地。數(shù)據(jù)顯示，我國深層、超深層油氣資源達671億噸油當量，占全國油氣資源總量的34%。以塔里木盆地為例，僅埋深在6000至10000米的石油和天然氣資源就分別占其總量的83.2%和63.9%，勘探潛力巨大。

習(xí)近平總書記強調(diào)，向地球深部進軍是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問題。而深層油氣資源勘探開發(fā)正是開展地球深部探測的重要組成部分。通過“大兵團”聯(lián)合攻關(guān)，近幾年來，中國石化在深地油氣富集理論、深地油氣勘探開發(fā)技術(shù)等方面取得了重大突破，并形成了配套的深地技術(shù)系列——形成超深層角度域成像技術(shù)，可以實現(xiàn)為地球做“CT”掃描，精準識別斷裂帶；超深層地震精細描述與斷裂三維立體解析技術(shù)，可以實現(xiàn)斷裂帶的精細刻畫，精準鎖定有利區(qū)帶；走滑斷裂帶斷控儲集體地質(zhì)建模、縫洞體精細雕刻與三參數(shù)空間定位技術(shù)，可實現(xiàn)斷裂帶內(nèi)部儲集體結(jié)構(gòu)解析，精準識別地下8000米斷裂帶內(nèi)部的米級縫洞。

中國石化還創(chuàng)新研發(fā)了微納米封堵與化學(xué)膠結(jié)固壁協(xié)同防塌技術(shù)，構(gòu)建高等級的鉆井液體系，進一步把破碎地層粘結(jié)在一起，實現(xiàn)安全鉆進。同時，公司自主研發(fā)了國內(nèi)首套抗溫200攝氏度、耐壓207兆帕的高精度隨鉆測量儀器，成功打破國外技術(shù)壟斷，做到了“指哪打哪”。

“躍進3-3XC井的成功鉆探再次證明中國深地系列技術(shù)已跨入世界前列，為進軍萬米超深層提供了重要技術(shù)和裝備儲備。”中國工程院院士、中國石化石油勘探開發(fā)研究院院長郭旭升指出。

“當前，科技對國家命運、經(jīng)濟社會發(fā)展影響范圍之大、程度之深前所未有……”中國石化董事長、黨組書記馬永生說。

的確，躍遷之道，首在創(chuàng)新。特別是在如今全球經(jīng)濟格局的變遷、能源發(fā)展迎來新挑戰(zhàn)的大背景下。

科技創(chuàng)新是新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素，也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生命線。中國石化以實際行動將戰(zhàn)略基點放在了科技創(chuàng)新上，不遺余力地進行極致探索，以強大的技術(shù)競爭力塑造新質(zhì)生產(chǎn)力，進而激發(fā)出能源產(chǎn)業(yè)的新活力。

責任編輯：石杏茹

znshixingru@163.com

我國第一座進入商業(yè)開發(fā)的頁巖氣田，中國石化建。 供圖/中國石化