专项团队优化光纤井定向射孔枪

庆H检41-1岩芯描述现场，首次获取到红色支撑剂填充人工支撑裂缝

庆H41平台水力压裂试验场测试部署图

　　◆本报记者 段睿 通讯员 李迪 陈强
　　十月，黄土塬的风掠过井架。截至目前，国内首个页岩油水力压裂试验场（HydraulicFracturingFieldLab）已顺利收官。
　　把时钟拨回2021年6月20日，中央电视台新闻频道《新闻直播间》播发消息：我国页岩油勘探取得重大成果，庆城油田探明储量突破10亿吨。有评论认为，这标志着中国在页岩油勘探领域取得重大成果，但探明不等于能动用，必须依靠持续的技术革命，方能保障国家油气安全。
　　此论一语中的。
　　站在“十五五”开局之年，中国石油长庆油田页岩油累计产量超两千万吨，已成为我国页岩油上产的主力军。
　　取得这样的成绩，谈何容易。
　　回望来路，从对地下压裂情况凭经验推测，到亲眼看，长庆油田走了五年。专项团队自主构建整套试验技术体系，建成页岩油水力压裂试验场，收获一批关键创新认识，助推陆相页岩油规模效益开发提质增效，为全国陆相页岩油开发提供可复制、可推广的技术体系和认识成果。
　　建设页岩油水力压裂试验场是战略需要
　　我国原油产量居世界第五位。然而，我国又是一个能源消耗大国，原油对外依存度长期保持在70%以上。
　　习近平总书记多次强调，要把能源的饭碗牢牢端在自己手里。这一重要论述，深刻揭示了能源安全在国家安全大局中的基础性地位。端牢能源饭碗，本质上端的是发展的主动权、经济的安全线。
　　页岩油等非常规油气资源是油气增储上产的重要接替领域。本世纪初，美国凭借水平井钻井与水力压裂技术的突破，掀起“页岩革命”，一举从全球最大原油进口国转变为净出口国。这场革命不仅重塑全球能源格局，更印证了一个道理：非常规资源不是“有没有”的问题，而是“能不能采出来”的问题——技术一旦突破，资源禀赋就能转化为实实在在的产量。
　　反观我国，页岩油地质资源量位居世界前列，仅鄂尔多斯盆地就蕴藏着规模可观的页岩油储量，是国内最具现实开发价值的地区之一。这些资源不是远在天边的“画饼”，而是近在脚下的“粮仓”。
　　2018年12月12日，中国石油正式宣布推动陆相页岩油开发技术革命。“十五五”规划纲要明确提出，原油年产量要稳定在2亿吨左右。随着国内原油产量中非常规资源的占比持续提升，做好非常规资源接替已成为托住核心产业与民生基本运转的关键一环。
　　然而，与北美海相页岩油不同，我国陆相页岩油储层非均质性极强、单层厚度薄、压力低，被国际上认为是“极难有效开发”的类型。北美的那套技术拿到中国来“水土不服”，必须走出一条自己的路。而这条路的起点，就是实现对地下的精确认识。
　　——要知道，低成本开发是页岩油的生命线。成本怎么降？不是简单凭经验少加砂、少注液，而是要在精确认识地下的基础上，把每一方液、每一吨砂都用在刀刃上。
　　——提高采收率是延长油田生命周期最管用、最经济的方法。采收率怎么提？每提升一个百分点，都建立在对裂缝和油流规律的精确认识之上。这些问题不搞清楚，提高采收率就是一句空话。
　　因此，建设页岩油水力压裂试验场，正是为这条路夯基垒台的关键工程，也是保障国家能源安全的必然之举。
　　突破“卡脖子” 没有退路的强势突围
　　探明的庆城油田不是“拿到手里就有油”。为了采油，体积压裂是主体技术，但在压裂后，地下的裂缝到底长什么样？哪些裂缝被有效支撑？哪些油流通道是通的，哪些又是“死胡同”？
　　通常，获得答案的方法是：猜——靠微地震间接反演、靠数值模拟推算、靠邻井生产倒推。
　　可“猜”得再准，也替代不了“看见”。
　　2022年5月，为提高水平井单井产量和经济效益，长庆油田联合12家工程技术公司与科研院校，锚定“重新评价页岩油甜点、体积压裂效果、水平井井网开发”三大目标，组建专项团队，提出在庆城页岩油建设水力压裂试验场。
　　“庆H41平台水力压裂试验场应用的整套框架方案，全部由团队自主创新形成。”油气工艺研究院油田压裂技术研究所副所长拜杰介绍。
　　2018年以来，美国在关键技术领域对华不断升级打压与封锁。仅水力压裂一项，美国能源部就要求，其主导的HFTS项目完整报告不允许对华公开，且对相关项目采取严格限制——一旦发现有项目成员向中方透露试验数据，将立即终止该项目的全部资金。
　　关键核心技术，要不来、买不来、讨不来！
　　“况且我们的地质条件、攻关目标和美国存在巨大差异，照搬国外经验行不通，必须坚持自力更生。”储层改造首席专家慕立俊语气笃定。
　　那段时间，团队成员一股脑泡进文海里。看国际期刊、查学术论文，参加学术论坛，与国外技术公司先后组织多次方案交流及讨论审查……
　　400余个日夜，1600余份文件，案头的资料摞起来比一个成年人还要高。
　　集成创新也是创新，亦是破局之道。
　　2022年11月，长庆夹层型页岩油水力压裂试验场整体基本设计框架问世：一个集成式现场试验平台、两口水平井的地质工程试验、两口检查井长井段取芯、四大类现场集成测试和四项模拟研究。
　　“与往常一样，两口水平井均采用体积压裂2.0技术。”页岩油产能建设项目组试油副经理薛小佳说，“但不同之处是，我们在压裂环节首次应用分布式光纤监测技术、染色支撑剂、示踪剂、邻井光纤DSS等28项集成测试技术。自2023年5月投产以来，两口井三年累计产油1.5万吨，单井日产油稳定保持在7~8吨。”
　　在压后取芯环节，团队将2口检查井增至5口，从纵向、横向、井间等多个维度，重新评价裂缝形态与动用程度。
　　检查1井：大斜度井，评价裂缝纵向扩展及支撑特征。
　　检查2井：变井距设计，评价缝长方向裂缝分布特征。
　　…………
　　其中，检查3井最为精妙。它卡在两口主力井中间，采用了“裸眼封隔器+全通径开关滑套”完井工艺和分段酸化合层试采工艺。
　　“这些工艺是国内首次本土化应用。”薛小佳说，“核心目的就是要看看，井网之间的油到底有没有被充分‘唤醒’。”
　　认识再认识 自主创新掌握技术“撒手锏”
　　宏大画卷，往往起笔于小小的一点墨。
　　2023年9月26日，“快看，一块有着裂缝的岩芯！”
　　“不对！是一块裂缝中有红色支撑剂的岩芯！”
　　“搞了20多年压裂，这次才算亲眼实实在在地看见了地下是啥样。”慕立俊盯着岩芯里的红色支撑剂，半晌没抬头，喃喃道：“值了。”
　　自此，长庆油田页岩油开发从“经验驱动”大步走向“认知驱动”。
　　本次试验场共获取岩芯1075米，创造水平井连续取芯361米纪录。
　　为最大限度还原岩芯裂缝的流体分布、压裂液填充状态等细节，团队把CT扫描、岩芯3D激光扫描、微观电镜观测等10余套设备从实验室搬到现场，并在开桶后5小时内集中完成了岩芯描述、裂缝表征等分析工作。
　　交叉验证，眼见为实，一系列颠覆性认识浮出水面：
　　裂缝形态：压裂缝并非平直的一簇一缝或网状，而是呈“集群式”的一簇多缝，像扫帚一样散开；
　　甜点评价：优质钻遇率仅有60%左右；
　　缝控程度：缝控程度为66%；
　　支撑特征：有效缝长仅为井距的65%。
　　“原来，需要我们进行地下改造的空白带还有很多……”油田压裂技术研究所张同伍感慨道。在看到结果的这一刻，他已在现场坚守了70多天。
　　如果上述集成测试是科学试验，那么检查3井的布设则是更长周期的生产试验。
　　时至今日，这口井日均产油还有4.35吨，再一次证明：井网间仍有潜力，认知革命经得起时间检验！
　　试验场的突破带来连锁变革。
　　体积压裂从工程操作变成可观测、可验证、可迭代的科学对象。压裂参数不再照搬北美，而是按照长7储层“量身定制”。
　　技术成果也从单点突破逐步转向全域见效。2024年，团队强化参数改造，在庆H45等平台17口井开展先导试验。截至目前，试验井单井日产油达18吨，较此前增幅30%。
　　2025年，乘胜追击，团队优化形成体积压裂2.0+技术，并在长庆油田页岩油区域加强推广应用。在储层类型变差、油层厚度变薄的不利情况下，改造后的单井，日产量从11.9吨不降反升至12.3吨。
　　去年，长庆油田页岩油年产量达到361万吨，创下新高。
　　价值裂变 向更深更智更融挺进
　　先看懂地下，再改造地下。
　　回顾长庆油田页岩油体积压裂的发展历程，可以看到：体积压裂1.0时代，突破产量关，实现单井缝控；体积压裂2.0时代，突破效益关，实现平台缝控。
　　每一次的技术升级，都伴随着对地下认识的逐渐加深，同时也始终受制于“黑箱”带来的认知瓶颈。
　　当前，人工智能加速赋能油气产业，体积压裂2.0+技术正融合智能技术，在“认识—实践”的螺旋上升中，向着以“均衡扩展、全域支撑、智能压裂”为核心的压裂3.0技术迈进。
　　“试验对于压裂裂缝取得的颠覆性认识，会反哺页岩油开发全过程。”拜杰说，“压裂技术和地震、物探、测井等开发技术都将随之升级。”
　　未来的智能化压裂现场，将是一番新景象：
　　压裂设计阶段，人工智能精准设计参数，摒弃人工随机性。
　　压裂施工阶段，各类智能监测仪器实时接入，动态跟踪裂缝扩展并调整施工方案；压裂机组根据智能系统反馈自动完成加砂、供液，实现全流程智能调控。
　　从“人控”到“智控”，地下世界将被看得更清、算得更准、改得更高效。
　　一家创新、百家应用。专项团队在组建之初就定下了“共同建设、共同分享、共同认识、共享成果”十六字原则。
　　“我们计划出版五部系列专著，内容覆盖试验场建设综述、取芯分析、集成技术应用等流程，所有研究成果全面公开。”工程技术部党委书记齐银拿着《庆城油田页岩油水力压裂试验场检查井取芯手册》自豪地说，“这第一本书已经出版了。”
　　“我们还建立了数字化多专业协同研究平台，实现了地质模型、三维地震、CT扫描、光纤测试等资料在线可视化应用，让2.1万个文件实现‘颗粒归仓’与精细化管理。”勘探开发研究院副总师姚卫华补充道。
　　博观而约取，厚积而薄发。
　　“长庆油田在庆城油田开辟国内首个页岩油水力压裂试验场，为中国陆相页岩油气革命树立了一个重要的里程碑。”中国工程院院士李根生评价道，“期待国内油田及相关科研院所，加大科技攻关力度，共同开创页岩油开发的美好未来！”
　　打开“黑箱”是成功的第一步……
　　当认知的星火不断燎原，试验场孕育的理论突破与技术体系，就会凝结成可复制、可推广的“长庆方案”“中国方案”，为国内外陆相页岩油效益开发蹚出一条新路。
　　图片由曹炜 任怡瑄提供