地處黃土高原的鄂爾多斯盆地油氣資源儲(chǔ)量達(dá)249億噸，是我國(guó)第二大含油氣盆地，也是世界罕見(jiàn)的典型淺埋深裂縫性特—超低滲油藏。90%的原油存在于極其致密的堅(jiān)硬儲(chǔ)層中，集特低滲、低壓、低產(chǎn)巖性油藏等不利因素于一體，原油自然遞減率10%左右，地層能量較低，滲透率僅僅0.1~1毫達(dá)西，大致與磨刀石相當(dāng)，被業(yè)內(nèi)形象地稱為“在磨刀石里找油”，其開(kāi)采難度堪稱世界之最。

　　由西安石油大學(xué)、延長(zhǎng)油田股份有限公司、中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司、西北大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“致密砂巖油藏持續(xù)高效開(kāi)發(fā)關(guān)鍵理論技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”正是針對(duì)這一迫切需要，開(kāi)發(fā)的銜接油藏評(píng)價(jià)—開(kāi)發(fā)—挖潛—改造—提高采收率各階段、覆蓋全生命周期的一體化技術(shù)。該技術(shù)在延長(zhǎng)油田、長(zhǎng)慶油田推廣應(yīng)用后，取得了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。近日，該技術(shù)成果獲陜西省科技獎(jiǎng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

　　深耕不輟　破解世界級(jí)難題

　　2009年以來(lái)，西安石油大學(xué)聯(lián)合國(guó)內(nèi)高校和企業(yè)，本著敢為天下先的精神，向這個(gè)“勘探禁區(qū)”的非常規(guī)油氣資源發(fā)起攻關(guān)，取得了多項(xiàng)核心理論與技術(shù)重大創(chuàng)新成果，終于啃下了這塊“硬骨頭”。

　　研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了致密砂巖油藏的定量表征理論與方法，解決了多尺度表征難題；創(chuàng)新了孔隙空間演化和流體分布評(píng)價(jià)方法，突破了定量評(píng)價(jià)技術(shù)瓶頸；提出了針對(duì)微納米尺度孔隙的多種氣驅(qū)協(xié)同提高采收率技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了水驅(qū)后微觀剩余油的高效動(dòng)用；創(chuàng)新了清潔壓裂液納米改性理論方法和長(zhǎng)期注采條件下的地應(yīng)力、井周應(yīng)力變化及弱面開(kāi)啟狀態(tài)變化評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建了致密砂巖油藏評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)、挖潛改造和提高采收率的一體化技術(shù)。

　　目前，該項(xiàng)目理論方法和技術(shù)已獲授權(quán)發(fā)明專利21項(xiàng)。經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)驗(yàn)收評(píng)價(jià)和成果鑒定，專家認(rèn)為該技術(shù)總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，具有較高的推廣價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

　　早在2004年，該項(xiàng)目第一完成人、西安石油大學(xué)副校長(zhǎng)張榮軍在西北大學(xué)油氣田地質(zhì)與開(kāi)發(fā)專業(yè)就讀研究生時(shí)，就在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下，與同窗好友高輝、屈樂(lè)和張創(chuàng)等專注研究致密砂巖油藏高效開(kāi)發(fā)課題，參加工作后盡管經(jīng)歷和崗位各異，但這項(xiàng)課題研究不曾停頓。如今，他們20年前的夢(mèng)想終于開(kāi)花結(jié)果。

　　微觀入手　想辦法讓油動(dòng)起來(lái)

　　記者了解到，致密砂巖油藏在沉積和成巖作用下形成的孔—喉—縫系統(tǒng)，是油水流動(dòng)和賦存的場(chǎng)所，控制著儲(chǔ)層品質(zhì)，決定最終開(kāi)發(fā)效果和采收率，就像人體的毛細(xì)血管一樣復(fù)雜。因此，評(píng)價(jià)孔—喉—縫系統(tǒng)的形成、變化及其對(duì)油水分布的影響是致密油藏高效開(kāi)發(fā)的核心和關(guān)鍵。

　　對(duì)此，西安石油大學(xué)建立了從宏觀沉積成巖到微觀孔隙結(jié)構(gòu)，從微米級(jí)到納米級(jí)孔—喉—縫系統(tǒng)表征，從孔—喉—縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化到剩余油賦存，再到挖潛改造和提高采收率全過(guò)程、一體化的研究思想與評(píng)價(jià)方法，通過(guò)機(jī)理和微觀結(jié)構(gòu)研究想辦法讓油動(dòng)起來(lái)，并取得了系列創(chuàng)新成果。

　　為了研究的順利推進(jìn)，該校石油與天然氣工程實(shí)驗(yàn)中心專門(mén)配備了進(jìn)口的核磁共振驅(qū)替成像、三維CT掃描、巖芯高壓驅(qū)油等高端儀器設(shè)備?？蒲腥藛T通過(guò)可視化方法，對(duì)直徑2至3厘米、像石頭一樣致密的砂巖樣品進(jìn)行掃描檢測(cè)一探究竟，就像醫(yī)學(xué)為人體儀器檢查一樣，其儲(chǔ)層微觀結(jié)構(gòu)、三維圖像等清晰可見(jiàn)，研究分析巖石孔隙發(fā)育過(guò)程、油氣儲(chǔ)藏以及驅(qū)油開(kāi)采機(jī)理，為有效開(kāi)發(fā)油氣資源提供技術(shù)支撐。

　　西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院教授高輝創(chuàng)建的提高單井產(chǎn)能及采收率技術(shù)應(yīng)用研究室，除常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器外，還開(kāi)發(fā)了“高溫高壓真實(shí)巖芯可視化驅(qū)替系統(tǒng)”專利技術(shù)，開(kāi)展巖芯流體動(dòng)態(tài)研究實(shí)驗(yàn)。記者看到，像頭發(fā)絲一樣細(xì)的薄薄一層切片巖芯，被置于模擬儲(chǔ)層高溫高壓環(huán)境的小型容器中，通過(guò)泵注水或注氣增加壓力驅(qū)油，在高倍顯微鏡下，巖芯中的油、氣、水各相流體動(dòng)態(tài)情況一目了然。

　　“致密砂巖油藏必須靠施加較大壓力使砂巖出現(xiàn)裂縫，再通過(guò)不同介質(zhì)驅(qū)油后才能采出油?！备咻x說(shuō)，他們研究地下儲(chǔ)層性質(zhì)、流體性質(zhì)，流體與儲(chǔ)層相互作用機(jī)理，通過(guò)增加壓力實(shí)驗(yàn)使油藏在儲(chǔ)層動(dòng)起來(lái)，并采取相應(yīng)的增產(chǎn)措施。

　　油田應(yīng)用　增產(chǎn)創(chuàng)效數(shù)十億元

　　10多年來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢(shì)深耕鄂爾多斯盆地，將致密砂巖油藏高效開(kāi)發(fā)技術(shù)系列成果相繼在中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司、川慶鉆探工程有限公司和延長(zhǎng)油田股份有限公司的致密砂巖油藏先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)近4000口油井規(guī)模化推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2010年至今，應(yīng)用該技術(shù)累計(jì)新增銷售收入75.13億元，新增利潤(rùn)37.33億元，其中近3年新增銷售收入21.76億元、利潤(rùn)11.38億元，有效助推鄂爾多斯盆地致密砂巖油藏資源持續(xù)高效開(kāi)發(fā)。

　　比如，研究成果“致密油藏高效注水開(kāi)發(fā)技術(shù)組合方式優(yōu)化”等技術(shù)用于長(zhǎng)慶油田第十二采油廠低滲透/致密油藏注水開(kāi)發(fā)和壓裂改造，注水開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)采收率平均提高3.8%，壓裂改造試驗(yàn)區(qū)壓裂有效率平均提高了15%。至2020年，應(yīng)用此成果累計(jì)部署了1200口油井，新增利潤(rùn)7.39億元。

作者：李軍