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破非常规 创新标杆——新疆油田勇于创新再次实现跨越发展综述

2025-10-15  

  克拉玛依融媒记者 关祥荣

  2017年11月,新疆油田公司宣布发现全球最大规模的砾岩油田——玛湖油田,探明地质储量达10亿吨级;2024年11月,新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区再传捷报,年产油量突破100.6万吨,成为我国首个迈入百万吨级别的页岩油示范区……经历60余年的勘探开发后,就在不少人认为新疆油田很难再有大作为、无法再创昔日辉煌之时,新疆油田以一连串振奋人心的突破,回应了所有质疑。

  从常规油气到非常规油气,从认识不清到精准刻画,从跟随学习到自主创新……几十年间,新疆石油人不断突破认识领域,引领“非常规”、挑战“不可能”,尤其是在页岩油和砾岩油的技术创新和管理创新方面,取得了一个又一个令世界瞩目的成绩。

新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区产能建设场景。(《克拉玛依日报》资料图)

  一次次跨越,一次次突破,新疆油田以非常规资源为支点,不仅撬动了自身发展的新高度,也为我国能源安全与绿色转型贡献出坚实的“新疆力量”。未来,它将始终以开拓者之姿,书写中国能源工业的崭新篇章。

砺剑出锋芒

  从1994年“第一次玛湖战役”结束之后,“玛湖”这个名字一沉寂便是十几年。

  为保障国家能源安全,新疆油田公司大胆创新、科学部署,进一步在玛湖勘探工作上加速提质。通过对环玛湖凹陷斜坡带新一轮的整体研究,新疆油田公司明确了玛湖斜坡区西环带是石油预探的重大战略领域。

2017年4月,钻井员工在玛湖油区玛18井区作业中。(《克拉玛依日报》资料图)

  2012年3月,玛131井的出油,标志着玛北斜坡区百口泉组勘探获得重大突破,拉开了斜坡区油气勘探的序幕。同年夏秋季节,风南4井、夏7202、夏89井等恢复试油的老井,以及新部署的玛132-H井、玛133井,都接连不断地获得了稳定的工业油流。

  当年,在中国石油召开的战略研讨会上,股份公司和勘探与生产公司在听取新疆油田公司关于玛湖勘探的最新战报之后,当场决定再批给新疆油田公司10口井,在玛湖凹陷斜坡区搞出大场面,在规模中寻找高效。

  这10口井的战略思路,完全按照大面积成藏的模式进行。简而言之,就是要在“规模中寻找高效”。

  功夫不负有心人。2013年10月,玛北斜坡区落实了亿吨级控制储量。

  虽然搞出了这么大的动静,但相对于它的“块儿头”,还只是在一个扇体中折腾。斜坡区的组成单元——冲积扇是有镜像规律的,也就是在目前得手地域的对称位置,一定还有油气资源。

  早在2012年11月,新疆油田公司就在黄羊泉扇体南翼前缘相带部署了风险探井玛18井。第二年7月,玛18井未压裂即获高压工业油流,玛西斜坡首个高产高效油藏由此诞生。紧接着,新疆油田公司又整体部署了14口井,力图实现效益储量区整体快速控制。

  2014年10月,斜坡区下盘玛18井区获工业油流7井9层;2016年,斜坡区上盘艾湖2井区获工业油流5井5层,累计落实了亿吨级规模储量。

  此后的开发进程势如破竹。通过深入系统研究,新疆油田公司确定“二台阶”之下的二叠系、三叠系同样发育大型地层超削带,并且存在东西向大侏罗沟断裂,与南北向超削尖灭线形成系列断层地层圈闭,勘探潜力巨大。

  时间再往前,2012年,新疆油田公司在玛南斜坡区沿大侏罗沟断裂二台阶之下地层岩性目标部署了风险探井——玛湖1井。2013年4月,该井在百口泉组射孔,未经压裂即获日产原油38至58立方米、日产天然气2000立方米高产工业油气流,成为玛湖凹陷斜坡区产量最高的直井。

  为了早日为祖国拿下这个“注定很大、但还不确定到底有多大”的油田,预探评价一体化工作从2017年开始实施。按照“一砂一藏”模式整体部署了3口井,快速落实了3000万吨储量规模。

  就在玛西斜坡百里油区逐步拓展与巩固的同时,玛东斜坡经过5年持续探索,2016年达巴松扇达13井首获重大突破,随后夏盐扇盐北4井又获工业油流,落实三级储量1.4亿吨,又一百里油区初步展现。

油腾玛湖梦

  至此,玛北、玛西、玛东的形势向好,玛中又如何呢?

  2016年,通过新地震资料分析,首次在玛中平台区发现玛中构造带,具备高产潜力。

  因此,新疆油田公司部署玛中2和玛中4井。次年,玛中4井在百口泉组和三叠系白碱滩组相继获高产工业油流,玛中2井在下乌尔禾组日产油21.29立方米,证实多层系勘探潜力,实现东西油区连片。

  同年,艾湖5和艾湖12井在克拉玛依上亚组获工业油流,进一步推动斜坡区勘探,研究院勘探团队锁定断块型油气藏。2016年,钻探玛27井,次年,其克拉玛依组日产油达37.26立方米,证实浅层效益潜力。随后,玛中4井、玛湖1井老井复试及盐探1井、艾湖2井评价井均在三叠系白碱滩组发现高产或良好显示,展现中浅层高效勘探前景。玛湖地区实现“满凹含油”,百口泉组规模开发与中浅层高效突破同步推进。

  现在,只剩下玛南尚待发掘。

  2016年,新疆油田公司在传统“水区”部署玛湖8井,试获日产油11.8立方米、天然气7450立方米,首次验证富水区含油量高于含水量。随后通过老井复查,重新解释10个油层,复试8井8层全部获工业油流;新部署的金龙42、43井也获高产,共提交控制储量5616万吨。针对北部低勘探区历史钻井显示差的问题,科研团队采用大面积成藏模式重新评价,在玛湖1井恢复试油发现潜力。

  2017年,按扇体前缘相整体含油思路,在白碱滩扇西翼部署8口探井均揭示厚油层,其中玛湖013、8、014井实现日产百吨级突破。新区甩开勘探更发现近千平方公里高产富集带,通过新老井协同验证提交预测储量1.08亿吨。

2018年8月,玛湖油区提前12天完成了最深水平井的施工,创造了玛湖油田五项纪录的消息后,员工们欢呼雀跃。(《克拉玛依日报》资料图)

  2018年,新疆油田《凹陷区砾岩油藏勘探理论技术与玛湖特大型油田发现》项目获国家科学技术进步奖一等奖。自此,1个十亿吨级的大油田在新疆油田诞生!

难“动”的储量

  “吉木萨尔可产页岩油!”很多人可能在2015年才第一次听说这句话。但实际上,早在上世纪八九十年代,新疆石油人就开始了对页岩油开发的摸索。只不过,它被称为致密油。

  由于认识上的不足,加之钻井、压裂等工程技术还未达到对深井的开采要求,因此,即使吉木萨尔野外有不少页岩油的天然露头,但对它的开发依旧没能提上日程。

2018年7月,玛湖水平井压裂施工现场,员工使用智能设备调节柔型水罐参数。(《克拉玛依日报》资料图)

  不久后,新疆油田公司对现有难采储量进行摸底,吉木萨尔致密油又一次回到了人们的视野中。随后,新疆油田公司在准东采油厂成立了致密油开发作业区,针对此类油藏开展针对性研究。

  大家认为,要实现此类油藏有效开采,必须通过先进的压裂技术“压碎”致密储层,在岩石的微小孔喉与井筒之间构建起可以让原油流动的“快速通道”。

  2012年,新疆油田公司请来国外技术团队,使用了当时最先进的体积压裂技术,首次对吉172_H井采用“万方液、千方砂”的压裂模式。结果证明这一模式增油效果非常显著,吉172_H井初期原油产量达到了70吨/天。

  新疆油田公司乘胜追击,于2013年至2014年在吉172_H井西南方位部署了10口先导试验井。技术人员一边努力学习先进技术,摸索试验体积压裂;一边尝试以不同规模的压裂液、石英砂组合降低压裂成本。然而,令人意想不到的是,经过各种尝试,这10口井的产量加在一起,还没有吉172_H井一口井的产量高。

  这一事实,像一盆盆冷水接连不断地浇在了新疆油田技术人员的头顶上。对致密油的开发再一次陷入停滞。

认识的纠偏

  但这次失利并未吓退新疆油田公司技术人员。很快,大家振作精神,“解剖”分析失利原因。

2019年5月,新疆油田加快玛湖油田勘探开发步伐,玛湖油区钻井架林立。(《克拉玛依日报》资料图)

  “在分析过程中,我们才意识到,此前认为吉木萨尔凹陷中‘满盆是油’可以‘随意钻井’的想法太过乐观。”吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)党委委员、总地质师陈依伟回忆,正是这一错误的认知,导致在此前钻井过程中对地层认识不清,对钻井轨迹的调整不够谨慎。

  大家理清思路,开始从地质上对储层和地层重新展开认识。“对致密油的属性认识不应只停留在开采出的原油性质上,还应用来描绘原油所在储层的性质。”吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)技术专家、二级工程师吴承美说,例如,按照储层源岩的形成,页岩油储层大致可分为沉积型、混积型、纹层型和夹层型4类。吉木萨尔页岩油的储层类型是以火山灰、碎屑岩、化学物质共同组成的三元沉积型。

2019年7月,新疆油田吉木萨尔页岩油开发现场。(《克拉玛依日报》资料图)

  “储层类型的确定,对我们今后对建立储层中‘甜点’(页岩油藏中最富含油气的部分)的识别、提升钻遇率有着极大的帮助。”陈依伟说。

  同时,地质人员对储层中“甜点”着重进行了研究。

  2019年,吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)成立后,地质人员根据地质评估,大致判定吉木萨尔页岩油含油储层加起来共计240米左右,再将这些含油储层划分为“上、下甜点”两大类,每一类中再细化三到四个小层位,并分析出每一小层位的特点。

  吴承美介绍,对“甜点”进行分类的好处十分明显:通过对靶向集中在“上甜点”的油井进行统计,地质人员发现,整个“上甜点”油层在平面上的含油性差异很大。有的“上甜点”井在压裂后返排液中含水量很大。地质人员对比多口井的数据后得出结论,“上甜点”油层的油实际上是从下部生油岩中运移到了现在这个稍微大一点的储油层,因此,其油质中就含有一定量的水。而对“下甜点”来说,由于油层未发生运移,因此其所在层位比较稳定,原油品质也比较好。

  这样精细的“甜点”划分,为提高“上、下甜点”钻遇率奠定了基础。

“利器”的升级

  2015年至2016年间,新疆油田公司在吉木萨尔凹陷部署了40口开发控制井,目的就是要落实清楚油层在各平面不同“甜点”层位上的发育情况。

  在一批开发控制井试油后,大家发现各井的产量高低不同,且没有一定规律。为了弄清各井在钻井及压裂中动用的是否是最优“甜点”所在层位,技术人员开始了对油层新一轮的评价分析。

2023年5月,吉庆油田作业(吉木萨尔页岩油项目经理部)员工奋战在页岩油60号平台。(《克拉玛依日报》资料图)

  在分析测井数据时,技术人员发现,传统的电测工具只能测出孔隙体积在一个油层内的占比,而这一数据并不能对孔隙内含油数量进行评价。这时,技术人员启用了在常规油开发中常见的核磁测井仪器。

  “给油井做核磁,可以清楚地找到‘病灶’所在。”陈依伟介绍,“通过核磁测井,我们就可以明确哪些孔隙较大、内部含油多,这类的孔隙就被我们确定为‘可动孔’,需要我们集中力量去攻克它。”

  2020年,基于这项利器,陈依伟带领团队创造了国内首个核磁分频处理储层识别技术,将静态评价与预期产量符合率从56%提升到85%。

  如果说用核磁测井解决了寻找含油最佳孔隙的问题,那么使用XRD(岩性分析仪)就能帮助钻头在钻进时精准地在“甜点”中穿行不跑偏。

  科研人员将“上甜点”细分为四个层位,再对每个层位的岩性和油层分别进行分析,从而确定出最佳的钻井轨迹,找到“黄金靶体”(产油最好的油层)。

  针对在油藏埋深3500米以上、油层厚度仅有1.5米的“下甜点”,准确识别出“下甜点”细分出的三个层位之间的界限尤为重要。利用XRD,可以控制直径约20厘米的钻头又快又好地穿过“黄金靶体”,并为此后的压裂造出最合适的通道。

  仪器工具的迭代升级,大幅提升了“黄金靶体”的钻遇率。陈依伟介绍说,截至目前,“黄金靶体”钻遇率已从44%提升至89%。同时,钻井工期也由之前的91天大幅缩减至32天。

立体式“榨油”

  近年来,人们常常把页岩油的开采比喻为石头缝中“榨”油。

  不同于常规油气藏需要借助地壳内部压力开采,页岩油的开采则需要对含油页岩进行加压,用水、砂和化学剂使含油页岩中的裂缝扩大,以释放出页岩油,因此体积压裂作业是页岩油开采的重要手段。


2025年6月,钻井专班人员在吉木萨尔页岩油示范区现场检查油层套管型号。(《克拉玛依日报》资料图)

  如果将页岩油层比作千层威化饼干,那么原油就是夹在饼干中间的奶油,运用体积压裂技术就像是用压力将千层威化饼干中的奶油“挤榨”出来。不过,以吉木萨尔页岩油岩层的复杂性,仅依靠单一的体积压裂手段并不能搞定“榨油”过程。

  从吉172_H井开启吉木萨尔页岩油体积压裂先河,到该示范区大规模推广体积压裂的十余年间,吉庆油田作业区已经发展出了一套“缝藏匹配+精准改造+全域支撑+ CO2前置”组合式的压裂技术。

  这套压裂技术具体是指在压裂方案设计时,根据不同油藏的特性设计不同的压裂方式。例如,布下管网时,缝隙要设计到多宽才合适,不同的地层需要设计成多少段等等,均要进行立体式综合考虑。

2025年3月,吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)吉7运行维护中心生产技术组组长袁丽霞正在检查设备。(《克拉玛依日报》资料图)

  通过多方位论证压裂工艺、压裂参数与储层的适配性以及缩小簇间距,该示范区在压裂中大幅降低了原油流动阻力,保证了储层充分动用。

  为了确保每一条裂缝都能在压裂过程中维持稳定,工程技术人员对不同宽度的裂缝注入不同粗细的材料。压力产生的裂缝宽度不一,不同的裂缝需要采取不同的石英砂粒径组合:主缝相当于一条“高速公路”,需要对它拓宽;小缝则是一条条“乡村小道”,需要把它铺到裂缝的最前端。同时,按照绿色开发理念,开展CO2前置压裂,将液态CO2注入地层中,在有效驱油的同时,还能实现碳埋存与利用。

寻求最优解

  回首吉木萨尔页岩油的开发历程,一个认识愈发清晰——没有因地制宜的技术创新,吉木萨尔页岩油的开发可能就会停滞不前;没有“一全六化”的新型管理模式,新疆油田公司就无法对页岩油实现经济开采。

  所谓“一全”,即是指对非常规资源要实现效益开发的全生命周期管理,“六化”则是指在设计方面一体化统筹,操作方面专业化协同,运行方面市场化运作,后勤保障方面社会化支持,油田生产方面实行数字化管理,最终实现绿色化发展。

2025年6月,吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)员工在57号采油平台巡检。(《克拉玛依日报》资料图)

  在吉木萨尔页岩油开发过程中,一体化统筹既是一种工作组织模式,又是一种系统管理理念,它改变了过去各专业“铁路警察各管一段”的思维方式,通过勘探开发一体化、地质工程一体化、地上地下一体化、科研生产一体化、生产经营一体化、设计监督一体化等来实现通盘考虑。

  2024年1月,新疆油田公司成立吉木萨尔页岩油产能建设工作专班,由公司主要领导挂帅开展专业化协同推进。该专班集中了新疆油田公司机关、科研单位和参建单位等13个部门多专业力量,靠前支持与决策、现场协调解决问题,将过去的直线式管理向矩阵式管理转变。而多年来的市场化运作、无杆泵采油关键技术应用、物联网建设和数字化生产等,也让吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)成为绿色高效智能油田的典范。

  “吐哈油田在页岩油开发初期,照搬了吉庆油田的‘甜点’识别、钻井及压裂以及无杆泵采油等一系列技术和先进做法。”吐哈油田准东采油管理区总工程师孙辉辉说,“如今,我们正在此基础上进一步开展成本控制,全力实现效益开发,共同为吉木萨尔国家级页岩油示范区建设贡献力量。”

2025年6月,在吉庆油田作业区,石油工人正在页岩油产能建设区块压裂现场作业。(《克拉玛依日报》资料图)

  雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。当前,我国首个国家级陆相页岩油示范区建成已进入百日倒计时。在陆相页岩油勘探开发方面进行的持续探索和变“不可能”为“一定能”的实践,必将成为新疆油田公司“端牢能源饭碗”、保障国家能源安全和经济发展的强大基础和冲刺动力。

记者手记

以科技自立自强端牢能源饭碗

●关祥荣

  站在准噶尔盆地的戈壁荒滩上,钻机的轰鸣与呼啸的风沙交织成一首能源强国的进行曲。在这里,新疆油田用十余年时间,将“磨刀石”般的非常规油气藏变为“聚宝盆”,以科技自立自强书写了中国石油工业的新传奇。

  2017年,在准噶尔盆地西北缘,玛湖油田的发现改写了世界石油工业的版图。这座全球最大砾岩油田的诞生,不仅是中国石油勘探史上的里程碑,更是一部科技自立自强的奋斗史诗。

  面对玛湖油田的横空出世,最让外媒惊叹的并不是它的产量和规模,而是它是罕见的砾岩油田。根据勘探结果,玛湖油田不止有石油,还有丰富的天然气和“石油中的稀土”环烷基原油。石油和天然气是容易伴生出现的,但是环烷基原油的出现则是珍贵的意外之喜。绝大多数国家使用的环烷基原油是从石油中提炼出来的,它是大功率煤油和润滑油的必备之物,橡胶加工也要用到它。环烷基原油在全球都极为稀缺,是国家稀缺战略物资。正是因为其稀缺性,玛湖油田的价值才格外不同。

  回溯勘探历程,新疆油田人面对的是一片理论空白。

  玛湖油田地处海拔3000米的高海拔区,地质条件复杂,开发难度大。玛湖油田属于致密性砾岩油田,原油藏在肉眼难以看到的岩石孔隙中。因此,开发面临储层条件差、现有工程技术不配套等世界级难题。

  如何破局?当以科技自立自强为之。

  科技自立自强是落实创新驱动发展战略、端牢能源饭碗的必然要求。习近平总书记强调,中国要发展实体经济,能源的饭碗必须端在自己手里。

  接下来的几年时间里,新疆油田团队通过“一砂一藏”精细勘探模式,在玛北、玛西、玛东等区域多点突破。玛18井未压裂即获高压工业油流,玛湖1井日产原油58立方米,验证了斜坡区高效开发的可行性。面对砾岩非均质性强、油水界面模糊的难题,水平井与体积压裂技术的结合成为“钥匙”——2022年玛湖油田日产量达8200吨。外媒曾质疑“十亿吨储量是否可采”,中国则以技术实力给出了答案。

  与此同时,吉木萨尔页岩油示范区年产突破百万吨的壮举,也印证了中国在非常规油气领域的突破性进展。

  如果说玛湖油田是“天赐宝藏”,吉木萨尔页岩油则是“人工雕琢的奇迹”。页岩油储层如千层威化饼,原油深嵌于纳米级孔隙中,传统技术束手无策。2012年,新疆油田引入国外体积压裂技术,吉172_H井初战告捷,但随后10口试验井的失败揭示了“甜点”定位的复杂性。

  技术团队没有退缩,他们通过国内首个核磁分频处理储层识别技术,将静态评价与预期产量符合率从56%提升到85%,并利用岩性分析仪,将“黄金靶体”钻遇率提高到87.3%,钻井周期也从91天压缩至32.6天。2024年,吉木萨尔成为我国首个百万吨级页岩油示范区,标志着陆相页岩油经济开采从梦想照进现实。

  从玛湖到吉木萨尔,新疆油田的每一步都镌刻着“自立自强”四字。玛湖油田与吉木萨尔示范区的成功绝非偶然,它们是中国石油工业从“跟跑”到“领跑”的缩影,更是国家能源安全战略的坚实支撑。新疆石油人用“十年磨一剑”的定力告诉世人,“科技自立自强”从来不是一句口号,而是一次又一次脚踏实地的技术革新。

责任编辑:屈斌
本期编辑:王丽媛
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