李國(guó)欣，羅凱，石德勤

（1.中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司，北京 100007；2.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司科技管理部，北京 100007；3.中國(guó)石油集團(tuán)油田技術(shù)服務(wù)有限公司，北京 100007）

0 引言

據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，至21世紀(jì)中葉全球油氣需求仍將持續(xù)增長(zhǎng)[1-2]。近年來(lái)，頁(yè)巖革命的發(fā)生，一是促使美國(guó)于2020年成為油氣凈出口國(guó)[2]，二是使美國(guó)對(duì)全球石油市場(chǎng)的影響力持續(xù)增強(qiáng)，全球油氣供給格局產(chǎn)生深刻變化，三是對(duì)全球能源發(fā)展態(tài)勢(shì)及地緣政治都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。近20多年來(lái)，國(guó)內(nèi)油氣需求快速增長(zhǎng)，對(duì)外依存度不斷攀升，2019年原油、天然氣對(duì)外依存度分別達(dá)72.5%、45.2%[3]，未來(lái)需求仍將持續(xù)增長(zhǎng)。但中國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，部分主力含油氣盆地已進(jìn)入常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)中—后期階段，非常規(guī)油氣成為增儲(chǔ)上產(chǎn)的主力，特別是新發(fā)現(xiàn)油氣資源劣質(zhì)化顯著，且這種趨勢(shì)呈逐年遞增態(tài)勢(shì)。這就需要加大國(guó)內(nèi)勘探開(kāi)發(fā)力度，特別是加快非常規(guī)資源開(kāi)發(fā)動(dòng)用，保障國(guó)家油氣供給安全。中國(guó)頁(yè)巖油氣資源豐富，近幾年在準(zhǔn)噶爾、渤海灣、鄂爾多斯、四川等盆地取得了重大突破，經(jīng)過(guò)前期勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐，目前對(duì)國(guó)內(nèi)主要盆地的頁(yè)巖油氣特征取得了一些重要認(rèn)識(shí)[4-5]，但要實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油氣革命，亟待理論、技術(shù)及管理3大領(lǐng)域取得重大創(chuàng)新[4]。北美地區(qū)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)取得了巨大成功，積累了豐富的理論認(rèn)識(shí)和關(guān)鍵技術(shù)，形成了卓越的管理理念和先進(jìn)的管理模式，對(duì)助推中國(guó)頁(yè)巖油氣革命、加快資源高效開(kāi)發(fā)利用具有重要的指導(dǎo)意義。結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研[6-20]，本文以加拿大都沃內(nèi)（Duvernay）項(xiàng)目為例，較為系統(tǒng)地總結(jié)北美地區(qū)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的先進(jìn)技術(shù)和工程管理模式，并結(jié)合國(guó)內(nèi)頁(yè)巖油資源現(xiàn)狀和勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展，提出加快國(guó)內(nèi)陸相頁(yè)巖油商業(yè)化開(kāi)發(fā)的初步建議。

1 都沃內(nèi)項(xiàng)目概況

都沃內(nèi)項(xiàng)目位于非常規(guī)油氣資源富集的西加拿大盆地（簡(jiǎn)稱西加盆地）（見(jiàn)圖1）。西加盆地為典型的前陸盆地，面積為140×104km2，地理位置位于加拿大地盾和落基山脈之間，橫跨加拿大西北地區(qū)、不列顛哥倫比亞、阿爾伯塔、薩斯喀徹溫和馬尼托巴省，部分向南延伸至美國(guó)的蒙大拿州、北達(dá)科他州和南達(dá)科他州。自加拿大地盾西邊緣至落基山山前，西加盆地地層呈一向北東方向減薄的楔狀體，東北近加拿大地盾一側(cè)中元古代—新生代地層完全遭受剝蝕，科迪勒拉山系一側(cè)厚度可達(dá)20 km。楔狀體下部發(fā)育寒武系碎屑巖地層，但僅局限于落基山脈地區(qū)；中部發(fā)育奧陶系—下石炭統(tǒng)碳酸鹽巖地層；上部三疊系—第三系地層也較為發(fā)育。以北部的泰斯利納高地（Ththlina High）和南部的香草隆起（Sweet Grass Arch）為界，西加盆地劃分為麥肯奇、阿爾伯塔和威利斯頓3個(gè)次級(jí)盆地，都沃內(nèi)項(xiàng)目位于阿爾伯塔盆地西部的深盆。

圖1 都沃內(nèi)項(xiàng)目地理位置圖

圖2 都沃內(nèi)項(xiàng)目區(qū)塊平面分布圖

2012年12月，中國(guó)石油天然氣股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)石油）進(jìn)入都沃內(nèi)項(xiàng)目，合同模式為礦稅制，中國(guó)石油權(quán)益為49.9%，Encana公司權(quán)益為50.1%，聯(lián)合作業(yè)。截至2018年底，都沃內(nèi)項(xiàng)目區(qū)塊總面積為1 555 km2，總資源量約18.29×108m3油當(dāng)量（115×108boe），根據(jù)地理位置劃分為Simonette、Pinto、Edson和Willesden Green 4個(gè)區(qū)塊（見(jiàn)圖2）。其中Simonette區(qū)塊為項(xiàng)目主力開(kāi)發(fā)區(qū)塊，“甜點(diǎn)區(qū)”面積約400 km2，資源量為天然氣4 409×108m3，凝析油3.97×108t。作為西加盆地主要的烴源巖之一，泥盆系Duvernay組頁(yè)巖為都沃內(nèi)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的主力層系，為一套最大海侵期形成的富含瀝青質(zhì)暗色頁(yè)巖，埋深在3 000～4 200 m，儲(chǔ)集層有效厚度為30～45 m（平均39 m），有效孔隙度為3%～6%，滲透率為（0.000 1～0.000 3）×10-3μm2；TOC值為2%～6%（平均3.5%），Ro值為0.6%～2.9%（平均1.2%），吸附氣含量為0.5～2.5 m3/t，凝析油含量主要為120～2 028 g/m3。

2012年12月中國(guó)石油進(jìn)入都沃內(nèi)項(xiàng)目時(shí)，年產(chǎn)油氣當(dāng)量?jī)H為1.77×104t。截止到2018年，該項(xiàng)目年產(chǎn)天然氣由0.13×108m3增加到14.4×108m3，年產(chǎn)凝析油由0.75×104t增加到73×104t，年產(chǎn)油氣當(dāng)量達(dá)到188×104t，油氣產(chǎn)量顯著增大。這首先得益于中國(guó)石油與Encana公司在產(chǎn)能評(píng)價(jià)和建產(chǎn)方面密切協(xié)作，不斷開(kāi)展精細(xì)研究，定期系統(tǒng)交流。在項(xiàng)目產(chǎn)能評(píng)價(jià)階段（2012年—2014年）采用分輪評(píng)價(jià)理念，優(yōu)選“甜點(diǎn)區(qū)”；在規(guī)模建產(chǎn)階段（2015年—2018年）不斷驗(yàn)證與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊接替滾動(dòng)開(kāi)發(fā)。其次得益于聯(lián)合公司充分優(yōu)選技術(shù)先進(jìn)的服務(wù)商，其中參與鉆井的國(guó)際和本地技術(shù)服務(wù)商達(dá)到14家以上，參與完井的國(guó)際和本地技術(shù)服務(wù)商達(dá)到12家以上，從而使技術(shù)不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)“少井高效”。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 地質(zhì)選區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù)

都沃內(nèi)項(xiàng)目的地質(zhì)選區(qū)評(píng)價(jià)是不斷認(rèn)識(shí)、驗(yàn)證、再認(rèn)識(shí)、再驗(yàn)證、再深化并優(yōu)化調(diào)整的過(guò)程。前期通過(guò)對(duì)多個(gè)區(qū)塊逐步開(kāi)展產(chǎn)能評(píng)價(jià)，不斷完善不同階段“甜點(diǎn)區(qū)”評(píng)價(jià)技術(shù)，從而優(yōu)選“甜點(diǎn)區(qū)”，進(jìn)入規(guī)模建產(chǎn)階段遵循的原則是以最少的工作量有效動(dòng)用儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)“少井高效”。

2012年—2014年，都沃內(nèi)項(xiàng)目采用分輪評(píng)價(jià)理念，共開(kāi)展3輪產(chǎn)能評(píng)價(jià)工作，并根據(jù)三維地震資料對(duì)Simonette、Willesden Green、Pinto、Edson 4個(gè)區(qū)塊進(jìn)行了鉆探評(píng)價(jià)。

第1輪是2012年底前，項(xiàng)目已投產(chǎn)4口分段壓裂水平井，年產(chǎn)油氣當(dāng)量1.77×104t。其中Willesden Green區(qū)塊Duvernay組3口，Simonette區(qū)塊Duvernay組1口，但Willesden Green區(qū)塊生產(chǎn)效果較Simonette區(qū)塊差；此外，在Pinto區(qū)塊鉆了1口直井，證實(shí)為干氣，未投產(chǎn)。在此階段，形成了基于氫指數(shù)的凝析油含量預(yù)測(cè)技術(shù)，即根據(jù)巖心或巖屑地球化學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)氫指數(shù)與凝析油含量存在良好的相關(guān)性，且氫指數(shù)可以由δ13C2、δ13C3和丁烷異構(gòu)體比來(lái)進(jìn)行計(jì)算。采用上述技術(shù)，可以初步預(yù)測(cè)凝析油含量分布。

第2輪是2013年，因先前證實(shí)Pinto區(qū)塊為干氣，故制定了暫不開(kāi)發(fā)Pinto區(qū)塊的策略，同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)Willesden Green區(qū)塊的評(píng)價(jià)。2013年項(xiàng)目新投產(chǎn)17口井，其中Willesden Green區(qū)塊9口，Simonette區(qū)塊8口，年產(chǎn)油氣當(dāng)量合計(jì)12.66×104t。Willesden Green區(qū)塊單井平均高峰產(chǎn)氣5.38×104m3/d（1.9 MMscf/d），高峰產(chǎn)凝析油43.0 m3/d（270.6 bbl/d），天然氣預(yù)計(jì)單井平均最終累計(jì)產(chǎn)量（EUR）為3 398.04×104m3（1.2 bcf），凝析油EUR為15 264.0 m3（96 Mbbl）。Simonette區(qū)塊單井平均高峰產(chǎn)氣8.21×104m3/d（2.9 MMscf/d），高峰產(chǎn)凝析油119.9 m3/d（754 bbl/d），天然氣EUR為5 097.06×104m3（1.8 bcf），凝析油EUR為51 404.7 m3（323.3 Mbbl）。進(jìn)一步證實(shí)Willesden Green區(qū)塊單井生產(chǎn)效果遠(yuǎn)比Simonette區(qū)塊差，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。

第3輪是2014年，項(xiàng)目新投產(chǎn)19口井，年產(chǎn)油氣當(dāng)量合計(jì)39.18×104t，其中Simonette區(qū)塊16口，鑒于Willesden Green區(qū)塊已鉆井生產(chǎn)效果不理想，嘗試改進(jìn)壓裂工藝在Willesden Green區(qū)塊繼續(xù)試驗(yàn)3口井，但單井生產(chǎn)效果依然沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。同時(shí)，在Edson區(qū)塊鉆1口水平井，證實(shí)Edson區(qū)塊為干氣，故制定了暫不開(kāi)發(fā)Edson區(qū)塊且暫緩開(kāi)發(fā)Willesden Green區(qū)塊的策略。在此階段，進(jìn)一步引入分段壓裂水平井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和水平井水平段不同位置巖屑地球化學(xué)數(shù)據(jù)（1口水平井可定量表征水平段上多個(gè)不同位置的凝析油含量），從而豐富對(duì)平面凝析油含量分布的認(rèn)識(shí)，有效提高預(yù)測(cè)精度。在此基礎(chǔ)上，將凝析油含量為540～1 125 g/m3的區(qū)帶劃分為特高（630～1 125 g/m3）/高含凝析油（540～630 g/m3）區(qū)帶，為規(guī)模開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

從2015年開(kāi)始，項(xiàng)目進(jìn)入規(guī)模建產(chǎn)階段，并制定策略：在2015年—2016年重點(diǎn)開(kāi)發(fā)Simonette區(qū)塊Duvernay組，優(yōu)先開(kāi)發(fā)特高/高含凝析油區(qū)帶，接替開(kāi)發(fā)揮發(fā)性油區(qū)帶，放緩開(kāi)發(fā)含凝析油區(qū)帶。新投產(chǎn)96口井，全部位于Simonette區(qū)塊Duvernay組，截至2016年底產(chǎn)能達(dá)到179.36×104t。2017年，在重點(diǎn)開(kāi)發(fā)Simonette區(qū)塊主力Duvernay組基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)淺層Montney組和Nordegg組潛力，新投產(chǎn)27口井，產(chǎn)能達(dá)到200×104t以上。其中Montney組高峰產(chǎn)氣18×104m3/d、產(chǎn)凝析油40 t/d，Nordegg組高峰產(chǎn)氣4×104m3/d、產(chǎn)凝析油50 t/d，評(píng)價(jià)井試采效果良好，揭示了淺層Montney組和Nordegg組具有一定開(kāi)發(fā)潛力，有望成為主力Duvernay組的產(chǎn)能接替。截止到2018年底，共鉆水平井180口，投產(chǎn)172口，2018年年產(chǎn)油氣當(dāng)量188×104t。

2.2 超長(zhǎng)水平井優(yōu)快鉆井技術(shù)

都沃內(nèi)項(xiàng)目重要的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)是，長(zhǎng)水平段是提高單井控制儲(chǔ)量和EUR的核心。通過(guò)井眼瘦身、優(yōu)化鉆頭、優(yōu)選鉆井液、強(qiáng)化鉆井參數(shù)等措施，盡可能延長(zhǎng)水平段以確保單井控制更多的儲(chǔ)量，追求更大的EUR；同時(shí)，實(shí)施地質(zhì)和工程一體化，在地質(zhì)條件允許情況下盡可能增加水平段長(zhǎng)度，為效益開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

2012年—2018年，都沃內(nèi)項(xiàng)目水平段長(zhǎng)度從1 300 m增加到3 000 m以上（見(jiàn)圖3），6年間水平段長(zhǎng)度增加1倍以上；井深從5 000 m增加至7 000 m以上（見(jiàn)圖3），平均完鉆井深增加了40%，單井可動(dòng)用證實(shí)儲(chǔ)量達(dá)到21.5×104t油當(dāng)量，單井控制儲(chǔ)量與初期相比增加2～3倍。從項(xiàng)目鉆井技術(shù)的進(jìn)步來(lái)看，有以下幾點(diǎn)值得借鑒。

圖3 都沃內(nèi)項(xiàng)目歷年鉆井深度和水平段長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)圖

①井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化。都沃內(nèi)項(xiàng)目采用三開(kāi)井身結(jié)構(gòu)。一開(kāi)鉆349.3 mm（）井眼，表層套管尺寸由273.1 mm（）縮小為244.5 mm（），經(jīng)濟(jì)安全實(shí)用。二開(kāi)鉆井時(shí)井眼尺寸由250.8 mm（）縮小至222.3 mm（），使用193.7 mm（）技術(shù)套管，大大提高了鉆進(jìn)速度。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化后的二開(kāi)井眼鉆井周期平均縮短了6.7 d。三開(kāi)時(shí)，水平段井眼尺寸由155.6 mm（）增加到171.5 mm（），油層套管由114.3 mm（）套管/尾管優(yōu)化為139.7 mm（）+114.3 mm（）復(fù)合套管。水平段井眼的擴(kuò)大和復(fù)合管柱的應(yīng)用更有利于長(zhǎng)水平段油層套管的安全下入，同時(shí)水泥環(huán)厚度由21 mm增加至28 mm，固井質(zhì)量提高的同時(shí)也降低了套變風(fēng)險(xiǎn)。

②先進(jìn)鉆機(jī)配備。都沃內(nèi)項(xiàng)目應(yīng)用了先進(jìn)的鉆井設(shè)備工具，自動(dòng)化程度高，主要以AC（交流）鉆機(jī)為主，占比70%以上。此鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要是鉆井參數(shù)調(diào)整范圍靈活，能夠滿足施工期間各種工序的要求。例如，井架立柱由3個(gè)單根向2個(gè)單根過(guò)渡，鉆桿長(zhǎng)度由9.55 m增加到14.30 m，節(jié)省了接單根、甩單根時(shí)間；起下鉆時(shí)間由4.6 min/柱降至2.7 min/柱，下套管時(shí)間由5.1 min/根降至1.9 min/根，大大縮短了鉆井周期；此外，AC70鉆機(jī)所有設(shè)備以模塊撬裝為主，搬家和安裝時(shí)間也由原來(lái)的4 d減少到2 d，節(jié)省了一半時(shí)間。

③鉆頭及鉆井參數(shù)優(yōu)選。全部選用PDC鉆頭，優(yōu)勢(shì)在于鉆井一開(kāi)時(shí)可針對(duì)表層礫石夾層、軟硬互層、研磨性強(qiáng)的地層，選用刮刀型翼狀結(jié)構(gòu)——斜型刀翼、螺旋結(jié)構(gòu)布齒，實(shí)現(xiàn)一開(kāi)僅用1只PDC鉆頭完鉆。二開(kāi)時(shí)，鉆遇研磨性低的地層時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)1只PDC鉆頭完鉆，鉆遇研磨性高的地層時(shí)，則需要2～3只PDC鉆頭；在鉆達(dá)造斜點(diǎn)之前的井段時(shí)，PDC鉆頭不僅可以滿足定向的要求，而且可以最大限度鉆穿研磨性強(qiáng)的地層，并且減少白云巖和硬石膏層對(duì)鉆頭的損害。三開(kāi)選擇PDC鉆頭，可以滿足導(dǎo)向能力強(qiáng)、漂移趨勢(shì)小、軸向效率高等要求，通過(guò)優(yōu)選可實(shí)現(xiàn)單只鉆頭進(jìn)尺達(dá)3 000～3 500 m。同時(shí)，在參數(shù)優(yōu)選方面，以不同開(kāi)次螺桿尺寸為基礎(chǔ)，參照螺桿參數(shù)最大化進(jìn)行優(yōu)選，如水平段排量由0.9 m3/min提高至1.2 m3/min，泵壓由27 MPa提高至41 MPa，鉆壓由8 t提高至14 t，轉(zhuǎn)速由50 r/min提高至100 r/min，實(shí)現(xiàn)水平段鉆速由15 m/h提高到49 m/h，目的是提高排量和攜砂能力，保障安全快速鉆井。

④鉆具組合優(yōu)化。都沃內(nèi)項(xiàng)目因目的層巖性均質(zhì)、儲(chǔ)集層較厚，與使用旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向工具相比，使用MWD（隨鉆測(cè)量）更經(jīng)濟(jì)合算。但項(xiàng)目?jī)?nèi)個(gè)別井由于水平段更長(zhǎng)，為保證井眼平滑，防止出現(xiàn)復(fù)雜情況，則優(yōu)先使用旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向工具。從中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司在加拿大阿爾伯塔省米灣湖項(xiàng)目應(yīng)用旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向工具的實(shí)際情況看，機(jī)械鉆速?gòu)?0 m/h提高到40 m/h，單井節(jié)約周期3.5 d，看似經(jīng)濟(jì)性不優(yōu)，但從長(zhǎng)周期整體衡量，使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具可以提供一個(gè)光滑平整的井眼，對(duì)于后期套管下入、固井質(zhì)量和井的長(zhǎng)期安全較為有益。

⑤更穩(wěn)定、適合的鉆井液。都沃內(nèi)項(xiàng)目二開(kāi)后全部使用油基鉆井液，性能穩(wěn)定，抑制性強(qiáng)，可解決頁(yè)巖遇水膨脹縮徑、垮塌的問(wèn)題，也降低了造斜段、水平段磨阻，減少了長(zhǎng)水平段卡鉆等復(fù)雜事故的發(fā)生；而且油基鉆井液現(xiàn)場(chǎng)更易于配置，維護(hù)方便，攜砂效果好，體系性能完全能夠滿足長(zhǎng)裸眼井段安全鉆進(jìn)的要求，同時(shí)油基鉆井液還可以重復(fù)利用，降低成本。

2.3 井網(wǎng)井距優(yōu)化技術(shù)

井網(wǎng)井距優(yōu)化是油氣資源高效開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，主要以提高單井控制儲(chǔ)量、資源動(dòng)用率、采收率及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益為核心目標(biāo)。都沃內(nèi)項(xiàng)目針對(duì)滲透率極低的頁(yè)巖油地層，進(jìn)行了不同井距的開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)井網(wǎng)井距持續(xù)優(yōu)化，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，形成了頁(yè)巖油儲(chǔ)集層分段壓裂水平井井距和井網(wǎng)布局優(yōu)化技術(shù)。既保證單井控制足夠大的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量，又避免由于人工壓裂縫溝通導(dǎo)致的井間干擾或井距過(guò)大導(dǎo)致的資源浪費(fèi)。當(dāng)前北美水平井井距為100～500 m。

都沃內(nèi)項(xiàng)目通過(guò)分析井距150 m的相鄰3口井干擾情況，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)井的壓力波動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響中間井的產(chǎn)量，表明井間存在干擾，明確了150 m井距偏小。同時(shí)，選取壓裂工藝基本相當(dāng)?shù)?50，200，400 m井距的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析（見(jiàn)圖4），發(fā)現(xiàn)邊界反饋時(shí)間隨井距增加大幅延遲，進(jìn)一步表明150 m和200 m井距存在井間干擾。兼顧儲(chǔ)量控制，2017年—2018年項(xiàng)目提出適度擴(kuò)大井距到300 m，并開(kāi)展300 m井距的先導(dǎo)試驗(yàn)。試驗(yàn)表明300 m與400 m井距下產(chǎn)量相近（見(jiàn)圖5），在目前技術(shù)條件下，300 m井距較為合理，400 m井距可能會(huì)過(guò)大而較難控制儲(chǔ)量。與原200 m井距相比，300 m井距單井首年累產(chǎn)可提高40%左右（見(jiàn)圖5）。都沃內(nèi)項(xiàng)目采用此方案部署，減少鉆井243口，實(shí)現(xiàn)了少井高效。

圖4 不同井距的邊界反饋

2.4 密切割水力壓裂技術(shù)

近年來(lái)，大規(guī)模密切割體積壓裂是北美普遍應(yīng)用的提產(chǎn)增效核心技術(shù)[13-14]，即踐行密切割蓄能體積壓裂理念，縮短段/簇間距，通過(guò)套管壓裂提高施工排量，增大加砂/加液強(qiáng)度，有效提高單井控制體積（SRV）；通過(guò)優(yōu)化壓裂材料，采用石英砂替代陶粒等，大幅降低壓裂成本，提升開(kāi)發(fā)效益。

都沃內(nèi)項(xiàng)目采用可降解橋塞+分簇射孔壓裂工藝，2012年—2018年，段間距不斷縮小，自2012年的89 m降至2018年的49 m（見(jiàn)圖6），縮短了45%，產(chǎn)量隨段間距縮小不斷增加。通過(guò)對(duì)比都沃內(nèi)項(xiàng)目、相鄰?fù)瑢娱_(kāi)發(fā)區(qū)塊及殼牌作業(yè)區(qū)塊產(chǎn)量隨段間距變化趨勢(shì)（見(jiàn)圖7）發(fā)現(xiàn)，都沃內(nèi)項(xiàng)目段間距主要在50～100 m，相鄰?fù)瑢娱_(kāi)發(fā)區(qū)塊段間距主要在70～150 m，殼牌作業(yè)區(qū)塊段間距則主要在100～250 m；對(duì)比兩年累計(jì)產(chǎn)量，總體上從大到小依次為都沃內(nèi)項(xiàng)目、相鄰?fù)瑢娱_(kāi)發(fā)區(qū)塊、殼牌作業(yè)區(qū)塊，表明較小段間距可獲得較高累計(jì)產(chǎn)量。

圖5 不同井距平均單井累產(chǎn)油氣當(dāng)量對(duì)比曲線

圖6 壓裂段數(shù)與段間距變化圖

圖7 產(chǎn)量隨段間距變化趨勢(shì)

在縮短段間距的同時(shí)，都沃內(nèi)項(xiàng)目持續(xù)增加單段壓裂簇?cái)?shù)，由開(kāi)始的3～4簇增加到7簇，簇間距由開(kāi)始的15 m逐漸減少至7 m（見(jiàn)圖8）。通過(guò)對(duì)比都沃內(nèi)項(xiàng)目、相鄰?fù)瑢娱_(kāi)發(fā)區(qū)塊及殼牌作業(yè)區(qū)塊產(chǎn)量隨每50 m簇?cái)?shù)變化趨勢(shì)（見(jiàn)圖9）發(fā)現(xiàn)，都沃內(nèi)項(xiàng)目每50 m簇?cái)?shù)主要在4～8，高于相鄰?fù)瑢娱_(kāi)發(fā)區(qū)塊及殼牌作業(yè)區(qū)塊的2～6，對(duì)比兩年累計(jì)產(chǎn)量，總體上從大到小依次為都沃內(nèi)項(xiàng)目、相鄰?fù)瑢娱_(kāi)發(fā)區(qū)塊、殼牌作業(yè)區(qū)塊，表明更多的簇?cái)?shù)有利于提高累計(jì)產(chǎn)量。

圖8 段/簇間距優(yōu)化示意圖

圖9 產(chǎn)量隨簇?cái)?shù)變化趨勢(shì)圖

與當(dāng)前北美地區(qū)工業(yè)界的普遍認(rèn)識(shí)一樣，都沃內(nèi)項(xiàng)目基于“砂就是油，砂量就是油量”的理念，采用滑溜水+新型高黏聚合物壓裂液，加砂強(qiáng)度自2012年的1.69 t/m增加到2018年的3.90 t/m（見(jiàn)圖10），攜砂段最高支撐劑濃度達(dá)600 kg/m3；同時(shí)，全部采用100目+40/70目（0.150 mm+0.380/0.212 mm）石英砂代替陶粒支撐劑，大幅降低壓裂成本。通過(guò)對(duì)比都沃內(nèi)項(xiàng)目、相鄰?fù)瑢娱_(kāi)發(fā)區(qū)塊及殼牌作業(yè)區(qū)塊產(chǎn)量隨支撐劑加量變化趨勢(shì)（見(jiàn)圖11）發(fā)現(xiàn)，較高的支撐劑添加量有利于提高累計(jì)產(chǎn)量。

圖10 加砂強(qiáng)度變化趨勢(shì)圖

圖11 產(chǎn)量隨支撐劑添加量變化圖

此外，都沃內(nèi)項(xiàng)目推行“用較少的液量攜入地層更多的砂”，以降低壓裂成本和環(huán)保壓力，單位加砂用液量由2012年的11.2 m3/t降低到2018年的5.1 m3/t，單簇用液量由509 m3/簇降低到139 m3/簇，降低70%以上（見(jiàn)圖12）。此舉值得國(guó)內(nèi)借鑒并引起重視，特別是在西部水資源相對(duì)匱乏的地區(qū)，降低液量，實(shí)現(xiàn)水資源高效利用，并且兼顧環(huán)境保護(hù)尤為重要。

圖12 每段液量與壓裂成本變化趨勢(shì)圖

2.5 開(kāi)發(fā)效果

都沃內(nèi)項(xiàng)目成功應(yīng)用以上技術(shù)后，單井峰值產(chǎn)量與EUR指標(biāo)上升幅度較大。自2012年以來(lái)，隨著“甜點(diǎn)區(qū)”的確定，開(kāi)發(fā)范圍從Willesden Green和Simonette兩個(gè)區(qū)塊變?yōu)榧性赟imonette區(qū)塊的特高/高含凝析油區(qū)帶“甜點(diǎn)區(qū)”。同時(shí)，隨著鉆完井工藝技術(shù)進(jìn)步，分段壓裂水平井的單井峰值產(chǎn)量和EUR呈逐年上升趨勢(shì)（見(jiàn)圖13、圖14）。分段壓裂水平井單井的天然氣峰值產(chǎn)量從2012年的8.08×104m3/d增長(zhǎng)到2018年的17.09×104m3/d，EUR從2012年的0.4×108m3增長(zhǎng)到2018年的0.9×108m3；單井凝析油峰值產(chǎn)量從2012年的70.93 t/d增長(zhǎng)到2018年的196.36 t/d，EUR從2012年的2.6×104t增長(zhǎng)到2018年的6.9×104t。

圖13 分段壓裂水平井單井峰值產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖

圖14 分段壓裂水平井單井可采儲(chǔ)量變化趨勢(shì)圖

3 先進(jìn)的工程管理模式

3.1 全生命周期管理

全生命周期管理是非常規(guī)資源高效動(dòng)用最有效的組織模式，合理設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)及其管控是整個(gè)管理體系的核心。北美地區(qū)非常規(guī)油氣項(xiàng)目決策原則及程序?qū)嵭许?xiàng)目全生命周期管理，包括初期勘探、評(píng)價(jià)、優(yōu)選、定案、實(shí)施（計(jì)劃、運(yùn)行）、執(zhí)行（評(píng)估、調(diào)整）6個(gè)階段，施行“一體化”管理，高效融合運(yùn)作，特別是對(duì)于勘探、評(píng)價(jià)、優(yōu)選、定案這幾個(gè)承受主要風(fēng)險(xiǎn)的階段，設(shè)定相應(yīng)的投資成本浮動(dòng)區(qū)間。①勘探初期階段，由于受區(qū)域地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度不足和其他因素限制，項(xiàng)目勘探開(kāi)發(fā)不確定性大，因而允許承受較大的風(fēng)險(xiǎn)，可承受成本浮動(dòng)預(yù)計(jì)在-20%～+50%，即勘探階段的預(yù)算超出計(jì)劃50%是可以接受的。②評(píng)價(jià)階段主要目的是獲取目標(biāo)區(qū)域靜態(tài)參數(shù)，充分評(píng)價(jià)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)展井位初步設(shè)計(jì)及試驗(yàn)；該階段仍然允許承受較大的風(fēng)險(xiǎn)，可承受成本浮動(dòng)預(yù)計(jì)在-20%～+40%。③優(yōu)選階段通過(guò)對(duì)前期的研究評(píng)價(jià)、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)分析，進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)方案和投資管控，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算，由于該階段已經(jīng)基本完成靜態(tài)認(rèn)識(shí)任務(wù)，不確定性有所降低，所以可承受成本浮動(dòng)設(shè)定在-15%～+25%。④定案階段主要是在規(guī)模開(kāi)發(fā)前，編制預(yù)可行性方案，確定開(kāi)發(fā)產(chǎn)建部署、鉆完井工程方案、投資效益方案等，在最終方案確定前，允許有失誤并且可以承擔(dān)一定風(fēng)險(xiǎn)，該階段可承受成本浮動(dòng)設(shè)定在-10%～+10%。此后，通過(guò)前期的不斷評(píng)價(jià)、優(yōu)化、調(diào)整，在方案實(shí)施前解決所有認(rèn)識(shí)問(wèn)題，確保實(shí)施階段萬(wàn)無(wú)一失。⑤實(shí)施階段是在方案確定后，必須按照計(jì)劃嚴(yán)格實(shí)施，理論上該階段不再允許出現(xiàn)任何失誤。⑥執(zhí)行階段對(duì)已實(shí)施的井進(jìn)行效果評(píng)估，包括地質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)效益等方面評(píng)估，并將結(jié)果應(yīng)用到新實(shí)施井，往復(fù)迭代不斷優(yōu)化井位，提高工程效率，得出更適合的技術(shù)和各項(xiàng)參數(shù)，持續(xù)推進(jìn)降本增效。每個(gè)階段都需要科學(xué)論證并持續(xù)完善，突出各階段銜接性、系統(tǒng)性、統(tǒng)一性與協(xié)同性。

3.2 前期評(píng)價(jià)地質(zhì)工程一體化及學(xué)習(xí)曲線管理

前期評(píng)價(jià)及其研究工作是整個(gè)項(xiàng)目高質(zhì)量開(kāi)發(fā)建設(shè)的關(guān)鍵，不僅可以極大地降低項(xiàng)目后期的風(fēng)險(xiǎn)，更可為項(xiàng)目后期高質(zhì)量建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。優(yōu)化設(shè)計(jì)、確定設(shè)計(jì)及建井執(zhí)行幾乎貫穿了整個(gè)項(xiàng)目周期，優(yōu)化設(shè)計(jì)起到了承前啟后的核心作用，這個(gè)過(guò)程就是一個(gè)深化認(rèn)識(shí)、完善技術(shù)、降低風(fēng)險(xiǎn)的過(guò)程，要容忍前期較高的投入并允許犯一些非顛覆性錯(cuò)誤。前幾個(gè)階段的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，合理控制節(jié)奏十分必要，同時(shí)要善于構(gòu)建項(xiàng)目學(xué)習(xí)曲線，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)，不斷迭代改進(jìn)，以降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由于頁(yè)巖油氣井產(chǎn)量遞減快，基本無(wú)穩(wěn)產(chǎn)期，常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)方案編制理念、審批制度及工程建設(shè)模式等，已遠(yuǎn)不能適應(yīng)非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)快速反應(yīng)和調(diào)整的需求。

從圖15更能清晰地看出前期研究的重要性。根據(jù)北美地區(qū)實(shí)踐，各階段項(xiàng)目?jī)r(jià)值及投資成本不同，項(xiàng)目前期研究、優(yōu)選與決策階段時(shí)間周期較長(zhǎng)，總花費(fèi)較少，但對(duì)項(xiàng)目最終價(jià)值貢獻(xiàn)大。項(xiàng)目要素確定后，一旦進(jìn)入執(zhí)行實(shí)施階段，規(guī)模建產(chǎn)投資急劇上升。建產(chǎn)后產(chǎn)量的逐步上升對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)金流的貢獻(xiàn)才逐漸增大，這充分說(shuō)明最終投資決定之前的前期評(píng)價(jià)工作階段對(duì)項(xiàng)目整體價(jià)值影響最大。因此，加拿大非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)對(duì)項(xiàng)目前期評(píng)價(jià)工作極其重視，寧愿前期“慢”、多花時(shí)間也要做細(xì)做實(shí)，當(dāng)方案一旦確定進(jìn)入實(shí)施階段后，工程施工過(guò)程中開(kāi)發(fā)方案幾乎不做大的調(diào)整，保證了開(kāi)發(fā)質(zhì)量與速度，保障了最終開(kāi)發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目整體的快速勘探開(kāi)發(fā)。

圖15 不同階段投資成本與價(jià)值影響變化趨勢(shì)

3.3 大數(shù)據(jù)信息共享平臺(tái)建設(shè)

北美地區(qū)非常重視非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的信息共享和平臺(tái)建設(shè)。加拿大能源主管部門(mén)通過(guò)制定完整的管理制度體系，主導(dǎo)建立了專門(mén)的油氣勘探開(kāi)發(fā)信息化平臺(tái)，出臺(tái)了數(shù)據(jù)共享規(guī)定，強(qiáng)制性要求所有作業(yè)者的鉆完井、測(cè)井、測(cè)試、生產(chǎn)等資料和信息在規(guī)定時(shí)間內(nèi)必須上傳管理平臺(tái)。其他作業(yè)者花很少的資金購(gòu)買(mǎi)權(quán)限，就可以直接查詢使用。通過(guò)這種共享方式，許多小公司甚至可以通過(guò)研究鄰區(qū)數(shù)據(jù)及各種設(shè)計(jì)案例、實(shí)施方案，直接編制自己的方案，可以避免大量的重復(fù)性研究，大大節(jié)約了社會(huì)總成本；對(duì)大公司而言，包括作業(yè)者、承包商、鉆完井等服務(wù)公司，有自己的研發(fā)力量，往往可以借助全面豐富的勘探開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)信息庫(kù)，充分利用大數(shù)據(jù)分析等手段，通過(guò)研究大量實(shí)際案例，制定、完善項(xiàng)目各種單井、井組、區(qū)塊甚至油田的工程方案及開(kāi)發(fā)方案，特別是用于鉆完井方案設(shè)計(jì)、工藝改進(jìn)、工具優(yōu)選等方面，有效避免了大量的重復(fù)試錯(cuò)，大幅度降低作業(yè)成本，提升作業(yè)效率和工程質(zhì)量。

3.4 市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)精準(zhǔn)激勵(lì)與管理

市場(chǎng)化是全球油氣行業(yè)最普遍、最高效的組織模式。北美頁(yè)巖油鉆井完井均采用市場(chǎng)化模式，實(shí)行“日費(fèi)制”精細(xì)管理。鉆井、固井、完井等各專業(yè)分工明確，油公司作為甲方負(fù)責(zé)井場(chǎng)和道路等基礎(chǔ)設(shè)施的修建，以及鉆井、固井、鉆井液等方案的設(shè)計(jì)，并與鉆井、錄井、測(cè)井、固井、鉆頭、定向、鉆井液等專業(yè)服務(wù)公司單獨(dú)簽署合同，同時(shí)派駐鉆井總監(jiān)負(fù)責(zé)每口井的現(xiàn)場(chǎng)施工，全權(quán)負(fù)責(zé)各專業(yè)公司的生產(chǎn)組織管理，下達(dá)施工指令，各專業(yè)公司（乙方）僅負(fù)責(zé)設(shè)備和人員管理。

北美地區(qū)市場(chǎng)化組織模式的先進(jìn)做法具體包括以下幾個(gè)方面：①甲方和乙方嚴(yán)格按照合同條款執(zhí)行，保障項(xiàng)目各環(huán)節(jié)無(wú)縫銜接，非生產(chǎn)時(shí)間得到了有效控制；②擴(kuò)大技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)化規(guī)模，充分引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，甲方可以通過(guò)乙方的業(yè)績(jī)表現(xiàn)，選擇服務(wù)質(zhì)量最好的公司簽署合同，也可以對(duì)不達(dá)標(biāo)乙方終止合同；③為實(shí)現(xiàn)成本遞減、利潤(rùn)遞增，建立了完善的定額、結(jié)算、考核、激勵(lì)制度，一是鉆遇率獎(jiǎng)勵(lì)，以最低鉆遇率80%為投標(biāo)設(shè)計(jì)底線，設(shè)立超過(guò)10%和20%兩個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)范圍，精準(zhǔn)獎(jiǎng)勵(lì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，極大地激發(fā)了現(xiàn)場(chǎng)人員的工作熱情。二是設(shè)立服務(wù)方施工天數(shù)考核獎(jiǎng)：用區(qū)塊已鉆井的歷史數(shù)據(jù)平均值，作為基本獎(jiǎng)勵(lì)考核點(diǎn)，縮短鉆井周期則給予獎(jiǎng)金獎(jiǎng)勵(lì)或進(jìn)行新鉆井工作量激勵(lì)。以上市場(chǎng)化的先進(jìn)理念及做法，倒逼工程技術(shù)服務(wù)公司加強(qiáng)科技創(chuàng)新，持續(xù)降本增效，提高競(jìng)爭(zhēng)力。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建協(xié)同一致、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享的管理機(jī)制，共同推動(dòng)非常規(guī)資源持續(xù)降本增效和效益開(kāi)發(fā)。

4 啟示與建議

4.1 來(lái)自北美頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)的啟示

都沃內(nèi)項(xiàng)目是中國(guó)石油近年來(lái)在海外非常規(guī)油氣領(lǐng)域的明星項(xiàng)目，以其為代表的北美頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)帶來(lái)的啟示如下。

①合理的開(kāi)發(fā)策略是項(xiàng)目成功的基礎(chǔ)。非常規(guī)資源具有特殊性，其開(kāi)發(fā)方式與常規(guī)資源有顯著區(qū)別，開(kāi)發(fā)策略也完全不同[21-26]。特別是從油氣資源開(kāi)發(fā)整體動(dòng)用的角度，常規(guī)油氣藏開(kāi)發(fā)最基本的出發(fā)點(diǎn)通常是要盡量避免井間干擾，但非常規(guī)油氣卻正好相反，其出發(fā)點(diǎn)就是希望通過(guò)超高強(qiáng)度壓裂（近年來(lái)更發(fā)展到超高密度壓裂），在超致密的地層中盡可能人為創(chuàng)造最大的改造體積，以形成井間干擾，增強(qiáng)井間連通程度和儲(chǔ)量控制程度，從而最大限度地溝通在納米尺度空間自身難以自由流動(dòng)的油氣；另一方面，又要充分利用井間干擾信息，避免形成較大的井間干擾[27-28]，以實(shí)現(xiàn)單井平均EUR最大、開(kāi)發(fā)效果最佳、采收率最大、效益最好的終極目標(biāo)。如都沃內(nèi)項(xiàng)目就通過(guò)不同井距的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和井間干擾分析，將井距擴(kuò)大100 m，單井首年累計(jì)產(chǎn)量提高40%。

②適用的技術(shù)評(píng)價(jià)方法是項(xiàng)目成功的保障。近年來(lái)，密切割壓裂已成為國(guó)內(nèi)外非常規(guī)資源開(kāi)發(fā)最流行的技術(shù)[6-7]。此類(lèi)超高強(qiáng)度、超高密度壓裂的改造效果評(píng)價(jià)，早期常常采用微地震等監(jiān)測(cè)手段，但更多的監(jiān)測(cè)手段表明非常規(guī)油氣的實(shí)際泄流范圍遠(yuǎn)小于微地震監(jiān)測(cè)的改造體積[21]。特別是高強(qiáng)度壓裂是否真正打碎了巖石、其改造效果如何，這不僅是一個(gè)重要的工程實(shí)踐難題，也是一個(gè)值得深入研究的重要科學(xué)問(wèn)題?？捣乒咀钚碌默F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及研究表明[21-23]，與常規(guī)假設(shè)壓裂時(shí)會(huì)在起裂處形成平面延伸裂縫不同，實(shí)際地層中會(huì)沿水平段形成分布極不均勻的密集的不同尺度裂縫簇；但沿水平井段壓力干擾測(cè)試表明，從流動(dòng)的角度看只有部分尺度相對(duì)較大的裂縫（見(jiàn)圖16，主裂縫）才對(duì)單井產(chǎn)量有貢獻(xiàn)[21]，增加壓裂密度實(shí)際上是增加較大裂縫的數(shù)目，從而增大了泄流范圍，當(dāng)流動(dòng)裂縫間存在較大干擾時(shí)，進(jìn)一步增加壓裂密度，壓裂效率（即每米水平段的產(chǎn)量貢獻(xiàn)）反而降低[13]。因此，研發(fā)新技術(shù)對(duì)每段甚至每簇壓裂效果進(jìn)行低成本測(cè)試、科學(xué)評(píng)價(jià)及模擬，有效避免儲(chǔ)量動(dòng)用盲區(qū)，已成為當(dāng)前北美非常規(guī)油氣領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[29-31]。

圖16 康菲公司分段壓裂水平井SRV現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果[29]

③理念轉(zhuǎn)變是項(xiàng)目成功的前提。北美地區(qū)高度活躍的市場(chǎng)化體制和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，孕育了極具創(chuàng)新思想的非常規(guī)理念、技術(shù)及管理模式，形成了體系化的尖端裝備、工具、產(chǎn)品及核心軟件等，可供優(yōu)選應(yīng)用，特別是構(gòu)建了數(shù)據(jù)全行業(yè)低成本共享、項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃與優(yōu)選[24]、鉆井壓裂適時(shí)監(jiān)控優(yōu)化調(diào)整[29-30]、物探測(cè)井?dāng)?shù)模采油全鏈條貫通的地質(zhì)工程一體化工程管理決策平臺(tái)和地下地面生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)優(yōu)化系統(tǒng)等?？梢哉f(shuō)，這些基礎(chǔ)軟件平臺(tái)有力支撐了北美地區(qū)非常規(guī)項(xiàng)目高效的管理體系，與先進(jìn)的裝備、工具及產(chǎn)品一起，共同推動(dòng)了北美非常規(guī)油氣資源開(kāi)發(fā)成本的持續(xù)遞減、效果的持續(xù)提升。如圖17所示，美國(guó)各主要盆地每年初的新井單井產(chǎn)量近年來(lái)一直持續(xù)增長(zhǎng)[2]，原油生產(chǎn)成本大幅度下降，桶油成本早已低于50美元[6]。據(jù)Rystad能源公司評(píng)估，美國(guó)各主要盆地的桶油成本大部分在30～40美元（見(jiàn)圖18），目前，80%已完成鉆井、待完井的新井的盈虧平衡成本已低于25美元。近年，人工智能、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生等新興技術(shù)在北美非常規(guī)資源勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域正快速滲透及應(yīng)用[32-33]，必將有力推動(dòng)非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)及管理模式新的變革。國(guó)內(nèi)倡導(dǎo)地質(zhì)工程一體化并推行了多年，但整體進(jìn)展不突出，成效不顯著，其中一個(gè)重要的原因也在于缺乏自主基礎(chǔ)平臺(tái)、核心軟件及其應(yīng)用工具，極大地制約了地質(zhì)工程一體化技術(shù)及管理模式的有效推廣，特別是積累的地質(zhì)、油藏、物探、鉆井、油氣生產(chǎn)和井下作業(yè)等不同領(lǐng)域、不同類(lèi)型的海量數(shù)據(jù)難以有效形成無(wú)縫的數(shù)據(jù)流、流暢的信息流、高價(jià)值的知識(shí)流，導(dǎo)致各領(lǐng)域創(chuàng)新形成的寶貴知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)及理念難以及時(shí)固化、有形化，難以大范圍傳承與規(guī)模化推廣，也就更難以有力實(shí)時(shí)解決工程實(shí)施及項(xiàng)目管理問(wèn)題。正如有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，當(dāng)前擁有的僅僅是“數(shù)據(jù)大”而非“大數(shù)據(jù)”[34]。

圖17 美國(guó)各主要盆地每年初投產(chǎn)新井平均日產(chǎn)量

圖18 美國(guó)主要盆地作業(yè)者盈虧平衡成本

④提高最終采出程度是永恒的追求。大幅度提高采收率是國(guó)內(nèi)外共同面臨的重大挑戰(zhàn)[35-37]。北美主要從經(jīng)濟(jì)性考慮，基本采用“初期高產(chǎn)快速收回投資、后期長(zhǎng)時(shí)間低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、產(chǎn)能不足區(qū)塊接替”的方式組織生產(chǎn)，目前也開(kāi)展了重復(fù)壓裂、注氣等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得了重要進(jìn)展。國(guó)內(nèi)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)剛剛起步，特別是針對(duì)國(guó)內(nèi)目前“礦權(quán)面積有限、資源回旋余地小”的現(xiàn)狀，哪怕初期限制一定產(chǎn)量，也要努力提高采收率。可以說(shuō)，國(guó)內(nèi)非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)工作需要進(jìn)一步解放思想，打破傳統(tǒng)管理模式[38-39]，遵循“非常規(guī)油氣，非常規(guī)理念，非常規(guī)技術(shù)，非常規(guī)管理”，構(gòu)建非常規(guī)油氣項(xiàng)目全生命周期管理體系、技術(shù)體系，以加速推進(jìn)中國(guó)陸相頁(yè)巖油氣革命。切不可因其一時(shí)的生產(chǎn)成本可能降低到與常規(guī)資源一樣甚至更低，就將它作為常規(guī)資源看待。

4.2 加快中國(guó)非常規(guī)資源開(kāi)發(fā)的幾點(diǎn)建議

在借鑒北美特別是都沃內(nèi)項(xiàng)目頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)先進(jìn)技術(shù)及管理理念的基礎(chǔ)上，針對(duì)中國(guó)頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)實(shí)際，提出以下幾點(diǎn)建議。

①?gòu)谋Ｕ蠂?guó)家油氣能源安全戰(zhàn)略高度，盡快組織開(kāi)展全國(guó)頁(yè)巖油資源評(píng)價(jià)研究，摸清資源基礎(chǔ)，制定國(guó)家/公司頁(yè)巖油發(fā)展戰(zhàn)略及規(guī)劃，并出臺(tái)加快頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的財(cái)稅支持政策，為資源規(guī)?；_(kāi)發(fā)利用營(yíng)造良好的外部環(huán)境。

②盡快構(gòu)建非常規(guī)油氣項(xiàng)目全生命周期管理體系，在準(zhǔn)噶爾、鄂爾多斯、渤海灣、松遼等盆地設(shè)立獨(dú)立項(xiàng)目部，開(kāi)展全生命周期管理試驗(yàn)，實(shí)行投資單列、產(chǎn)量單計(jì)、效益單評(píng)、全生命周期考核、完全一體化模式運(yùn)行，責(zé)、權(quán)、利清晰對(duì)等；踐行“非常規(guī)持續(xù)融合”工程管理[39]，打造樣板工程，實(shí)現(xiàn)“勘探開(kāi)發(fā)、地質(zhì)工程、地上地下、科研生產(chǎn)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、設(shè)計(jì)監(jiān)督”6個(gè)一體化，大幅提高非常規(guī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)效益。

③在引進(jìn)、消化、吸收基礎(chǔ)上，全面聚焦核心技術(shù)攻關(guān)，特別是加快地質(zhì)工程一體化系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建、非常規(guī)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬軟件研發(fā)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向等高端裝備、工具、產(chǎn)品研制與試驗(yàn)，重點(diǎn)突破陸相頁(yè)巖油“甜點(diǎn)區(qū)”預(yù)測(cè)、超長(zhǎng)水平井低成本縫控壓裂、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)技術(shù)瓶頸，加快大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用，以快速適應(yīng)非常規(guī)油氣項(xiàng)目全生命周期管理和提速提質(zhì)提效的迫切需求。

④加快部署典型地區(qū)不同層系、不同水平段長(zhǎng)度、不同井距、不同井網(wǎng)以及重復(fù)壓裂、側(cè)鉆工藝、水吞吐、二氧化碳吞吐、減氧空氣吞吐、燜井等不同開(kāi)發(fā)方式、開(kāi)發(fā)模式先導(dǎo)性試驗(yàn)，為規(guī)模開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支持；盡早開(kāi)展提高非常規(guī)油氣采收率現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，為非常規(guī)資源快速大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)提供科學(xué)指導(dǎo)、奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要以都沃內(nèi)項(xiàng)目為實(shí)例，介紹了北美地區(qū)非常規(guī)資源項(xiàng)目全生命周期管理等新理念、先進(jìn)的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)。中國(guó)頁(yè)巖油以陸相沉積為主，資源量大，是保障國(guó)家油氣供給安全的重要接替資源，但目前國(guó)內(nèi)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)仍處于起步和工業(yè)試驗(yàn)階段，無(wú)論是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是工程作業(yè)效率、作業(yè)成本和單井產(chǎn)量等都與北美存在顯著差距，特別是高端裝備、工具尚待加快國(guó)產(chǎn)化，支撐項(xiàng)目全生命周期管理及地質(zhì)工程一體化軟件系統(tǒng)亟待研發(fā)?？傮w上，中國(guó)頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)亟需結(jié)合自身資源現(xiàn)實(shí)和環(huán)境條件，在科學(xué)借鑒、消化吸收北美先進(jìn)技術(shù)與管理理念基礎(chǔ)上，進(jìn)一步解放思想，大膽探索，因地制宜構(gòu)建一套適合中國(guó)頁(yè)巖油實(shí)際的勘探開(kāi)發(fā)新模式，加快助推國(guó)內(nèi)陸相頁(yè)巖油革命。

致謝：本文在成文過(guò)程中，中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探開(kāi)發(fā)研究院劉合院士給予了精心指導(dǎo)，王紅軍教授、夏朝輝教授、吳志宇教授、江濤教授、于榮澤高級(jí)工程師、汪萍高級(jí)工程師、孔祥文高級(jí)工程師、梁沖高級(jí)工程師、趙文光高級(jí)工程師、蘇建博士提出了寶貴的意見(jiàn)和建議，在此深表感謝。