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标题: 低成本开采大庆古龙页岩油 [打印本页]

作者: qu-xi-sheng 时间: 2026-1-18 21:01
标题: 低成本开采大庆古龙页岩油
低成本开采大庆古龙页岩油
—— 二氧化碳驱油会导致页岩致密?
作者：屈习生单位：个人发明人通讯居住地址：陕西省咸阳市咸兴东路7号内陕广生活小区邮寄地址：陕广邮政局邮编：712023
摘要：大庆古龙油区储层薄、储层多，欲实现低成本开采、长期稳定开采，或许应该使用单井多段射孔，补热井加热储层，相变热驱的开采方法。
关键词：气渗流补热井临界态轻烃直井屈塔发电塔
网络搜索到的信息令人鼓舞：大庆油田的页岩油勘探硕果累累，页岩油从西部齐家、古龙到东部三肇等地均有分布，勘探队伍直井试油48口，井井见油，层层见油，日产油1.3吨～6.7吨。从石油商报等关于古龙页岩油效益开发的报道还可以知道，中国工程院的石油院士们最为重视的油区是古龙页岩油区，中国工程院院士刘合率先成立了中国石油勘探开发研究院古龙页岩油地质工程一体化创新团队，他的《古龙页岩油相态渗流机理及地质工程一体化改造研究》，在页岩油开采理论方面取得了突出成果和重要进展。
根据有关报道可以结论说，20世纪70年代以来，大庆外围找大庆、大庆底下找大庆的勘探开发方案是正确的。地球自西向东旋转的漫长岁月里形成的大庆长垣，能够找到砂岩油为主的大庆油田，大庆长垣周围，也能找到页岩油为主的含油构造。
本文作者在大庆油田生活过，一直在关注古龙油区的勘探开发，关注国内其他油田的勘探开发，还发明了补热井为代表的石油工程技术。古龙油区传来的消息确实令人振奋，大庆油田不会陷入等米下锅的窘境了。砂岩油储层上面找大庆可以使用补热井技术，使注水采油方法导致上行的砂岩油回落；大庆长垣周围的页岩油区，也可以使用补热井技术，使页岩中的页岩油相变渗流，汇聚到套管中自然喷出。
有理由认为，专业队伍的页岩油开采技术取得了多项成果，个人发明人的能源技术对页岩油开采的重要性也是不容忽略的。作为屈塔（负压塔）发电塔的发明人和权益人，作为从事过油田地面工程设计制图的工人，作为无油口补热井和筛管补热井以及烯炔塔的发明人和权益人，本文作者认为，页岩油的勘探开发队伍，应该注意能源机械新发明会导致能源结构产生颠覆性改变的可能性，全面使用页岩油开发新技术，并将页岩油开采成本的考虑放在首位。
本文作者认为，我国各大油田的页岩油示范区使用的二氧化碳驱油方法，会使页岩油开采成本增高。页岩油使用二氧化碳驱油方法开采，虽然最初能增加储层水平井段周围的临界态轻烃数量，能增加直井套管段中临界态轻烃的高度，此后不很久就会导致页岩油层整体温度和压力的明显下降。有理由认为使用二氧化碳采页岩油的方法，会使页岩油生产成本增加不是危言耸听。
论述至此有必要说明，直井套管中临界态轻烃理论是本文作者总结创建的。从理论上说，油井产油的最初阶段，直井套管中温度自上而下均匀增加，直井套管中的平均温度低于储油层的原始温度是必然。烃类储层环境温度高，直井套管中烃类环境温度低，会导致直井套管中或水平井的直井段套管中出现气液临界态轻烃的学说，应该得到专业石油工程技术队伍的重视。
本文的有关论述，主要理论依据就是套管临界态轻烃理论。
四川油田的3000米井，储层的烃类高温高压，出井烃类温度必定低于储层烃类温度；大庆油田古龙的2000米井也如此，临界态轻烃理论属于应用性工程技术理论，不是本文作者有意杜撰的理论。
本文附图右图部分的描述，有助于理解套管中临界态轻烃理论。
有必要再次说明，套管中临界态轻烃理论的总结创建，主要与四川油田的页岩油井仅仅产页岩气有关。本文作者认为，由于套管中临界态轻烃汇聚在套管下部和中部，温度低压力低都会影响液烃自喷出井，都会导致生产成本增加。欲解决四川油田的页岩油井仅仅产页岩气的问题，有必要为四川油田的页岩油井，设置无油口补热井或筛管补热井。
涉及套管中临界态轻烃理论的总结创建，本文明确了套管中轻烃环境温度自上而下增加。并且还有必要明确，本文作者之所以总结创建套管中临界态轻烃理论的主要目的，是降低四川油田的烃类产品的出井成本，所以本文作者还通过博客文章提建议，希望四川油田使用烯炔塔。资源有限，油田仅产气不产油带来的开采成本问题很明显，不可以不考虑烯炔塔之类方案。——或许有一定必要提醒石油工程技术队伍，所谓烯炔塔是使页岩气增加乙烯乙炔之类组分的简易化工塔。
有关四川油田页岩油开采成本问题的论述，当然可以用于大庆古龙油区开发出现的类似问题的解决。
谈论大庆古龙油区的页岩油开采成本问题，进一步论证分析还可以结论说：只要套管中存在气烃液烃临界层，使用无油口补热井或筛管补热井技术，能使得温度高压力高、埋深大的页岩油自喷出井。大庆古龙油区的页岩油开采，使用液化二氧化碳高压注入页岩油矿层的驱油方法，液化二氧化碳膨胀降温会吸收大量热，开采初期能喷出几十吨油气（气当量），不很久时间就会使水平井段的凝析油（轻烃）数量明显下降，使0自喷采油阶段结束，抽油机采油阶段开始。
根据网络提供的资料，大庆古龙油区的页岩油属于典型的陆相泥纹型页岩油，储油孔隙以纳米级孔隙为主。欲实现页岩油储层到套管的轻烃渗流，使用高压液化二氧化碳注进储层的开采方法，二氧化碳膨胀驱流的压力，存在被泥纹岩收缩抵消的可能。也就是说，理论上液化二氧化碳使泥纹岩产生的渗流通道，很可能仅存在于水平段套管周围，或者说液化二氧化碳膨胀驱流的方法很可能如同一次性或低频次的页岩油采集方法。
陆相泥纹型页岩油的储层结构，储油孔隙为头发丝百分之一的情况，烃类渗流为液态的可能性很小，使用补热井增加储层的气态渗流，才有条件增加套管中临界态轻烃的数量。
具体的谈论大庆古龙油区页岩油的开采成本问题，还涉及直井开采或水平井开采的问题。
大规模开采页岩油是21世纪以来的事情，页岩油储层均为薄层重叠，开采之初似乎除了水平井没有其他选择，并且使用水平井技术，我国的页岩油确实实现了大规模开采。但水平井完井成本高，使用时间短，美国之类国家的页岩油埋深浅，有条件实现低成本开采，我国的页岩油埋深深，低成本开采困难重重。
根据网络的报道可以推测，我国的各大油田的页岩油开采，普遍存在开采成本高的问题。并且吉林省油田使用的火烧采页岩油法，胜利油田使用的水力碎页岩采页岩油法，与二氧化碳驱采页岩油法一样，都不是理想的采页岩油方法。
在专业石油队伍使用的页岩油开采方法之外，在大庆油田长大，参加过油田建设、油田地面工程设计制图的本文作者作为个人发明者，提出的无油口补热井开采法和筛管补热井开采法，还没有引起有关方面的注意。
本文作者20世纪80年代初调离大庆油田，作为发明提出的采油方法没有得到油田开发决策部门的重视并不奇怪，我国各个油田的页岩油开采井基本上都是水平井，本文作者发明的补热井适合直井使用。并且补热井消耗电量大，在大部分人眼中，使用补热井使页岩油的渗流增加，属于增加成本的开采方法。
网络一些年前报道过，近些年大庆油田的用电费用15亿元左右。没有廉价电力来源，使用补热井方法开采页岩油，大庆油田的用电费用肯定会大幅度增加。为了使本文作者的发明能得到油田决策部门的重视，论述至此还有必要指出，在油田专用的补热井发明的同时，本文作者还发明了屈塔（负压塔）发电塔。
与德国发明家史兰赫发明的太阳能发电烟囱类似，屈塔发电塔也属于空气动力塔。两者的明显不同之处在于，太阳能发电烟囱是烟囱结构，不消耗来自太阳的能量之外的能量；屈塔发电塔具有塔结构，一级气体动力来自少量天然气的燃烧，二级气体动力来自反馈电热装置对塔中气流的加热。
作为发电装置的屈塔发电站显然属于通用发电装置，但用于油田工程有燃料的方便，勘探钻进阶段使用液化气供能，开采阶段用页岩气供能，理论上电力消耗费用问题不存在。并且关键之处在于，那些产气量的低产井，用于页岩气生产没有经济价值，用于生产电力经济效益明显。
由于屈塔发电塔的发明，使得页岩油矿的开发风险明显降低了，使得页岩油和页岩气的生产成本明显降低了，也使得使用补热井技术需要的电力有了可靠的来源。
论述页岩油生产成本的降低，当然不可以忽视选择直井或选择水平井的问题。本文附图左中图部分的描述，直观的展示了结论：以补热井不适合水平井补热用为依据，页岩油开采应该选择直井。
页岩油田的勘探开发应该选择直井的又一个理由，就是水平井生产需要进行多次压裂作业。表面上看水平井生产有助于页岩油渗透裂缝的增加，实际渗流过程存在页岩局部收缩，阻塞渗流通路的可能。
关系页岩油生产的最重要问题，实际上在于渗流是液烃还是气烃。如果进行页岩压裂作业会导致页岩近套管区的局部收缩，液烃通路和气烃通路都会被阻塞。我国各大页岩油生产区块的页岩油生产实践，足以说明渗流通路的阻塞问题确实存在，对页岩油生产的影响非常突出；——那些生产初期几十吨产量的页岩油井，没有使用怎样长时间，就不得不使用抽油机进行页岩油采集作业。
页岩油井在生产初期，在储层温度高、压力高的阶段，理论上可以看成渗流为气烃渗流阶段。气烃渗流汇聚到温度相对低的套管中，形成临界态轻烃之后，有条件混合轻烃自喷出井，在页岩油井压力高、温度高的阶段，出井页岩油数量大。生产进行一定时间之后，由储层到套管必然出现降温降压现象，随之进行的压裂作业短时间虽有维持生产和持续生产的作用，对储层的温度压力的影响也无法避免。
结论很明白，二氧化碳驱油方法生产成本高，补热井维持储层温度压力的方法生产成本必然低。
有关论述得到的又一个结论，就是页岩油生产应该使用直井，不使用水平井。页岩油矿具有储层多、储层薄的特点，水平井段容易偏离油层，理论上不如直井跨越的油层多。如同本文附图右中图部分描述的那样，水平井单井平面投影区域大，会超出补热井的热辐射热传导区域；补热井的周围可以尽可能多的设置直井。欲实现低成本开采、长期开采，或许应该使用单井多段射孔，补热井加热储层，实现相变热驱的开采方法。

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