科技日報記者 朱虹

隆冬時節，大慶油田古龍陸相頁巖油國家級示范區冰封嚴寒。在12月5日這天，響徹曠野的歡呼聲蓋過凜冽風聲——僅用不到五年時間，這片曾被視為勘探“無人區”的土地，年產量一舉跨越100萬噸大關。

我國頁巖資源儲量位居世界前列，但絕大多數為陸相地層生成，開采難度遠高于北美海相頁巖，堪稱“從石頭縫里擠油”。而古龍頁巖油更是其中的“硬骨頭”，獨特地質使得傳統勘探開發技術幾乎全“失靈”。

大慶油田科研人員迎難而上，從理論空白起步，在實驗困境突圍，于工程瓶頸破局，叩開古龍油藏的“地宮之門”。

破解理論“密碼”

翻看大慶油田60余年的勘探開發版圖，長垣構造周邊的油氣發現早已星羅棋布，唯獨古龍鎮附近，是開采“禁地”。高黏土含量、軟巖石、納米級孔喉……這些獨特的地質特征，曾讓國內外專家斷言：這種陸相頁巖只能生油，難以大量產油，其開采更是世界級難題。

轉機出現在2020年6月。當時，大慶油田部署在該區的一口探井——古頁油平1井獲得工業油流?！肮I油流”是一個令人振奮的信號，意味著該區域地下確實存在可動用的油氣藏。

興奮之余，疑問接踵而至：這會不會是偶然？古龍頁巖油的開發潛力能有多大？

為找到確切答案，科研團隊開啟了“地毯式”勘探。39口取心井在不同區域精準布設，8000多米巖心被小心翼翼地取出，640多萬個數據被逐一采集分析。借助可放大6萬倍的顯微鏡，他們在納米級的孔隙中反復搜尋。

科研團隊驚喜地發現，古龍頁巖不僅含油性好、連續含油，就連只有頭發絲1/500大小的孔隙中也含油。這一特征，與國內外已知類型頁巖油都不同，被業內院士評價為“顛覆性的認識”。

但一個核心謎題懸而未決：“為什么孔隙這么小，還能含油？”

“乘務員，請給我拿支筆！”2020年，一趟飛回大慶市的航班上，一位中年男子忽然在清潔袋上奮筆疾書。

這人正是大慶油田頁巖油研究院副院長張金友，而那幾行字，將成為破解古龍頁巖油富集規律的理論“密碼”：得把時間和空間維度放大，才能摸清它從生到儲的來龍去脈！

飛機一落地，張金友直奔巖芯庫，要求調取哈爾濱區域的巖芯。管理人員詫異：“你一直研究大西邊的古龍鎮，怎么轉向幾百里之外的大東邊？”

張金友難掩激動道：“要摸透古龍頁巖油的‘脾氣秉性’，得先摸清它的‘原生家庭’。”

這次“跨界”研究，讓科研團隊終于厘清了古龍頁巖油的富集規律，創新建立起“原位富集”理論。這一理論不僅填補了我國陸相高黏土泥級頁巖勘探的空白，更直接讓巨量資源“顯形”——大慶油田于2021年一舉提交12.68億噸規模預測儲量。

至此，古龍這片“無人區”，一躍成為“希望田”。

摸清地質“底細”

“同一口井的巖芯，不同方法測出的數據，咋差這么多？”在古龍頁巖油勘探初期，這個問題像根刺，扎在科研人員的心頭。

埋在兩千多米地下的古龍頁巖油，看不見、摸不著，測量數據就是科研人員“透視”地下的“眼睛”——既要靠它找到油藏的“門”，也要憑它探明儲量的“底”。可這雙“眼睛”，一開始就出了問題。

團隊反復比對發現，巖芯一出地面就“變樣”。離井口越近、測得越早，數據越準。常規實驗體系在這兒徹底“水土不服”。

“數據不準，所有判斷都是盲人摸象！”大慶油田勘探開發研究院頁巖油研究院成藏理論研究室副主任高波說。

大慶油田打響了一場“還原真實”的攻堅戰。7個實驗科室、數百人分工攻堅。測儲量關鍵的參數——孔隙度、滲透率，必須模擬地下近40倍壓力、數倍高溫的極端環境。然而，全球范圍內尚無現成設備，也沒成熟經驗可借鑒，一切只能靠自己動手。

初期采用常規密封方案，每次加壓都以失敗告終?！皽y量所用的介質氣體順著縫隙‘逃逸’，警報聲震得頭疼，大家信心也一次次往下掉。”中心化驗室副主任王海勇回憶道。但沒人退縮，科研團隊從基礎原理和結構“啃”起，創新設計出“雙重密封保險”——就像給裝置上了兩道“安全鎖”，把氣體牢牢“困”在里面。

密封、穩壓、控溫……團隊一步一個腳印推進。歷經數年打磨，2022年6月，完全自主研發的高溫高壓條件巖石孔隙度、滲透率測量儀終于問世。它如同一雙“火眼金睛”，可精準捕捉到頁巖儲集能力的真實數據，不僅助力大慶油田重新評估古龍油藏儲量，更給我國多個盆地的頁巖油評價提供了關鍵支撐。

與此同時，大慶油田科研團隊先后自主研發8套新裝置、創建10項新方法、再造5個新流程，可給頁巖油做“全身精準體檢”——從井口到實驗室，每一步都無限逼近地下真實環境，為“找甜點”“算儲量”“定方案”提供了可靠的數據底氣。

打通頁巖“隧道”

理論通了，數據準了，如何把油高效采出？

壓裂是關鍵。頁巖油的壓裂是向地層注入壓裂液，讓2000多米深的頁巖產生人工“隧道”，幫助原油流入“隧道”，再匯到井筒中開采出來。

可古龍頁巖就像濕泥巴，壓裂時容易“和稀泥”，難以形成穩定的“隧道”，既有技術幾乎全部失效。

古頁油平1井的壓裂施工時，大慶動用了所有新技術，熬了163天終于出油，卻難言大捷：成本高，產量也很快下滑。

“當時各種工藝‘一鍋燴’，我們也搞不清到底哪種技術起了作用?！贝髴c油田采油工藝研究院頁巖油增產改造項目經理部經理劉鵬回憶說。

要破局，必須精準鎖定關鍵變量。團隊設計5個試驗井組測試，起初借鑒北美技術路線，連續兩批井均告失敗?！皼]有兩片相同的頁巖，也沒有一把‘萬能鑰匙’！”劉鵬說。

團隊果斷放棄國外路線，歷經無數次實驗，終于“踩”中了關鍵——胍膠。這種壓裂用的藥劑，雖然成本比略高，但攜砂能力更強，能把更多支撐劑送到裂縫里，撐起更穩固的“隧道”。

找準方向后，采油工藝研究院頁巖油增產改造項目經理部副經理鄧大偉帶著團隊，又進一步提出“少簇、大排量、增加胍膠比例”的自主壓裂技術路徑，打出一批高產穩產的標桿井。這條自主工藝路線，自此在古龍大地扎下了根。

團隊也最終摸清裂縫延伸規律，在國際上首創“泥紋型頁巖人造多級縫網技術”，一舉破解了世界級難題。

“我們把古龍頁巖油從下到上分了9層，現在最上面的Q9油層已形成經濟高效的開發模式，助力年產量破百萬噸?！眲Ⅸi說。

眼下，科研工作者又將目光投向其他油層。在他們眼中，這場陸相頁巖革命遠未結束，更多“地宮之門”等待叩開。