地處黃土高原的鄂爾多斯盆地油氣資源儲量達249億噸，是我國第二大含油氣盆地，也是世界罕見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硬儲層中，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毫達西，大致與磨刀石相當，被業(yè)內(nèi)形象地稱為“在磨刀石里找油”，其開采難度堪稱世界之最。

　　由西安石油大學、延長油田股份有限公司、中國石油集團川慶鉆探工程有限公司、西北大學聯(lián)合開發(fā)的“致密砂巖油藏持續(xù)高效開發(fā)關(guān)鍵理論技術(shù)創(chuàng)新及應用”正是針對這一迫切需要，開發(fā)的銜接油藏評價—開發(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)在延長油田、長慶油田推廣應用后，取得了顯著的社會和經(jīng)濟效益。近日，該技術(shù)成果獲陜西省科技獎科學技術(shù)進步獎一等獎。

　　深耕不輟　破解世界級難題

　　2009年以來，西安石油大學聯(lián)合國內(nèi)高校和企業(yè)，本著敢為天下先的精神，向這個“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)團隊創(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價方法，突破了定量評價技術(shù)瓶頸；提出了針對微納米尺度孔隙的多種氣驅(qū)協(xié)同提高采收率技術(shù)，實現(xiàn)了水驅(qū)后微觀剩余油的高效動用；創(chuàng)新了清潔壓裂液納米改性理論方法和長期注采條件下的地應力、井周應力變化及弱面開啟狀態(tài)變化評價方法，構(gòu)建了致密砂巖油藏評價、開發(fā)、挖潛改造和提高采收率的一體化技術(shù)。

　　目前，該項目理論方法和技術(shù)已獲授權(quán)發(fā)明專利21項。經(jīng)權(quán)威機構(gòu)驗收評價和成果鑒定，專家認為該技術(shù)總體達到國際先進水平，部分達到國際領(lǐng)先水平，具有較高的推廣價值和廣闊的應用前景。

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

　　微觀入手　想辦法讓油動起來

　　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)，是油水流動和賦存的場所，控制著儲層品質(zhì)，決定最終開發(fā)效果和采收率，就像人體的毛細血管一樣復雜。因此，評價孔—喉—縫系統(tǒng)的形成、變化及其對油水分布的影響是致密油藏高效開發(fā)的核心和關(guān)鍵。

　　對此，西安石油大學建立了從宏觀沉積成巖到微觀孔隙結(jié)構(gòu)，從微米級到納米級孔—喉—縫系統(tǒng)表征，從孔—喉—縫系統(tǒng)動態(tài)變化到剩余油賦存，再到挖潛改造和提高采收率全過程、一體化的研究思想與評價方法，通過機理和微觀結(jié)構(gòu)研究想辦法讓油動起來，并取得了系列創(chuàng)新成果。

　　為了研究的順利推進，該校石油與天然氣工程實驗中心專門配備了進口的核磁共振驅(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通過可視化方法，對直徑2至3厘米、像石頭一樣致密的砂巖樣品進行掃描檢測一探究竟，就像醫(yī)學為人體儀器檢查一樣，其儲層微觀結(jié)構(gòu)、三維圖像等清晰可見，研究分析巖石孔隙發(fā)育過程、油氣儲藏以及驅(qū)油開采機理，為有效開發(fā)油氣資源提供技術(shù)支撐。

　　西安石油大學石油工程學院教授高輝創(chuàng)建的提高單井產(chǎn)能及采收率技術(shù)應用研究室，除常規(guī)實驗儀器外，還開發(fā)了“高溫高壓真實巖芯可視化驅(qū)替系統(tǒng)”專利技術(shù)，開展巖芯流體動態(tài)研究實驗。記者看到，像頭發(fā)絲一樣細的薄薄一層切片巖芯，被置于模擬儲層高溫高壓環(huán)境的小型容器中，通過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，再通過不同介質(zhì)驅(qū)油后才能采出油?！备咻x說，他們研究地下儲層性質(zhì)、流體性質(zhì)，流體與儲層相互作用機理，通過增加壓力實驗使油藏在儲層動起來，并采取相應的增產(chǎn)措施。

　　油田應用　增產(chǎn)創(chuàng)效數(shù)十億元

　　10多年來，研究團隊發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢深耕鄂爾多斯盆地，將致密砂巖油藏高效開發(fā)技術(shù)系列成果相繼在中國石油長慶油田分公司、川慶鉆探工程有限公司和延長油田股份有限公司的致密砂巖油藏先導試驗區(qū)近4000口油井規(guī)?；茝V應用，取得了顯著的經(jīng)濟效益。2010年至今，應用該技術(shù)累計新增銷售收入75.13億元，新增利潤37.33億元，其中近3年新增銷售收入21.76億元、利潤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)高效開發(fā)。

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

作者：李軍