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圖為古龍地貌。中國工程院院士 孫龍德 攝
圖為劉合院士。蘇健 攝
開篇語：古老而又神秘的東北松遼盆地在億萬年前，歷經(jīng)了無數(shù)次造山運動和大古湖變遷。300多年前，古魯驛站設(shè)立；65年前松基三井噴油，大慶油田橫空出世，累計產(chǎn)油25億噸。今天，古龍地區(qū)鉆塔林立，古龍頁巖油國家示范區(qū)落戶這里，一場新時代奪油大戰(zhàn)鋪展開來。
頁巖油來自哪里？地下有多少頁巖油？如何高效開采這些頁巖油？今天帶你揭秘古龍頁巖油的前世今生，解剖頁巖地層真容，認知頁巖油的“金身”。
松嫩沃野，蘊億年油脈，鑄陸相生油理論，貧油帽子終拋棄；古龍驚雷，承甲子雄風(fēng)，破陸相頁巖關(guān)隘，百年大慶續(xù)輝煌。
2020年4月的一天，黑龍江大慶氣溫乍暖還寒，地面上水泡子都還結(jié)著冰，即將抵達大慶薩爾圖機場的飛機朝東北方向飛行。隨著飛機高度的下降，乘客可以從空中俯瞰松花江流域肇源縣古龍鎮(zhèn)。曲流河、水泡子、淺洼子、黑土地勾畫的一幅圖景吸引了中國工程院院士孫龍德，他急忙打開手機抓拍了圖片，端詳一番后，越看越興奮。眼前呈現(xiàn)出的神奇畫面，看起來恰似一條舞動的巨龍，這正是古龍地區(qū)的地形新貌。
古龍頁巖油源于億萬年前地質(zhì)變遷
古龍地區(qū)注定是一塊神奇的土地。古龍鎮(zhèn)坐落在大慶市西南120公里處。古龍鎮(zhèn)為清代古驛站，舊稱古魯站，后來發(fā)音逐漸演化為古龍。
神奇的古龍新貌是如何形成的呢？肥沃的土地、連片的大小湖泊又是怎么來的？我們得從松遼大地億萬年的地質(zhì)變遷說起。
滄海桑田，時間宛如一位魔術(shù)師。從地球演變上看，在松遼盆地出現(xiàn)之前，這里是古生代晚期形成的山系。侏羅紀(jì)末，大規(guī)模的造山運動開啟，產(chǎn)生了一系列的大斷裂。松遼盆地大面積下陷，盆地內(nèi)形成了許多彼此分割的小斷陷盆地，整個盆地的基底是古生代的變質(zhì)巖和花崗巖。在盆地發(fā)展的第二個時期，盆地繼續(xù)下降，一個較大的湖泊形成。第三個時期，地殼繼續(xù)下沉，湖盆繼續(xù)擴大，湖水變深，氣候溫暖潮濕，生物大量繁殖，這是重要的生油期。到了第四個時期，湖盆繼續(xù)下降，達到了全盛時期。
億萬年前，即松嫩大湖發(fā)展中期，湖邊生長著高大的植物、居住著身體龐大的恐龍，湖里有大量的低等生物和微生物，還有介形蟲、葉肢介、魚、螺、蚌等。低等生物和微生物繁殖快、死亡率高，數(shù)量驚人，這些有機質(zhì)沉積在湖底，形成了石油生成的物質(zhì)條件。
經(jīng)過億萬年的風(fēng)吹、雨淋、日曬，湖泊四周高山上的巖石被風(fēng)化成大量泥沙，被雨水帶到湖盆里并不斷沉積下來，把大量低等生物和微生物掩埋起來。隨著地殼不斷沉降，有機質(zhì)堆積越來越厚，形成上千米厚的地層，后來地殼再次抬升，最終湖水離場，油氣開始埋藏聚集。經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代，松嫩大古湖變成了今天的松嫩平原。松遼盆地晚白堊紀(jì)頁巖的調(diào)查研究始于20世紀(jì)20年代。1929年，國民政府農(nóng)商部地質(zhì)調(diào)查所譚錫疇、王恒升提出命名“嫩江組”，這套巖層主要有青灰、灰、灰黑、黑色為主的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、油頁巖加細砂巖組成。
古龍頁巖油勘探開發(fā)挑戰(zhàn)性大
頁巖油是指蘊藏在富有機質(zhì)、頁理與紋層發(fā)育、具有超低孔隙度和滲透率的頁巖層系中的石油資源。頁巖主要由粒度小于0.0039毫米的黏土礦物組成，經(jīng)過億萬年的演化，其內(nèi)部的有機質(zhì)在高溫高壓條件下逐漸生成石油。
古龍頁巖油為頁巖型頁巖油。古龍頁巖油勘探與開發(fā)是一項科技含量高、挑戰(zhàn)性大的工程。高精度三維地震和多參數(shù)測井評價等先進技術(shù)手段，可以更加精準(zhǔn)地搞清楚頁巖油的賦存位置和規(guī)模。開發(fā)主要通過水力壓裂技術(shù)，即通過高壓泵送混有支撐劑的壓裂液進入井下頁巖層，使巖石產(chǎn)生微裂縫，從而釋放并采集出原本儲存在巖石孔隙中的石油。同時，我國積極研發(fā)綠色低碳的開采工藝，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏。
古龍頁巖油的開發(fā)不僅可以拓展我國的石油資源儲備，也在一定程度上能緩解能源自給壓力。未來，我們期待在科技創(chuàng)新的驅(qū)動下，持續(xù)提升古龍頁巖油的勘探開發(fā)效率與環(huán)保性能，為推動經(jīng)濟社會發(fā)展賦予“綠色動能”。
從頁巖里“榨”油意義深遠
1958年6月26日，《人民日報》發(fā)表新華社通訊《松遼平原有石油》，報道松遼盆地初步發(fā)現(xiàn)了厚達幾十米的油層。1959年9月26日，松基三井噴出工業(yè)油流，這無異于一顆驚雷，石破天驚，自此引發(fā)了一場轟轟烈烈的石油大會戰(zhàn)，最終使中國把“貧油”的帽子徹底甩進了太平洋，截至2023年底累計產(chǎn)油25億噸。
1981年，松遼盆地古龍凹陷鉆探的英12井，在青山口組泥頁巖發(fā)現(xiàn)了工業(yè)油氣流。也正是在這一年，美國在Barnett彭迪C.W.Slay#1井發(fā)現(xiàn)了頁巖氣，一場席卷全球的“頁巖革命”序幕徐徐拉開，頁巖開采在東西半球爭相開始。2018年，大慶油田針對青—段油頁巖優(yōu)勢甜點段部署了松頁油1HF和松頁油2HF兩口水平井，均獲得工業(yè)油流。2020年，大慶油田工作會議要求，“抓頁巖油，力爭規(guī)?！噶痢?。同年4月，為探索古龍凹陷深部青山口組泥頁巖油氣富集規(guī)律而鉆探的古頁油平1井試油，試油期間最高日產(chǎn)油30.52噸，日產(chǎn)氣13032立方米，成為古龍凹陷陸相頁巖油勘探的戰(zhàn)略突破井。由于最先獲得工業(yè)油氣流的井在古龍凹陷，因此也就稱為“古龍頁巖油”。
2021年2月24日，中國地質(zhì)學(xué)會發(fā)布2020年度十大地質(zhì)科技進展，大慶油田提報的《松遼盆地北部古龍頁巖油勘探取得重大發(fā)現(xiàn)》榜上有名，齊家—古龍凹陷資源量達到60.58億噸。這是油田發(fā)展新的重要的接替領(lǐng)域，也是大慶油田振興發(fā)展的新希望、新起點。
古龍頁巖油巨量資源是建設(shè)百年油田的重要依托。2021年6月，國家能源局批準(zhǔn)正式設(shè)立大慶古龍陸相頁巖油國家級示范區(qū)，這是大慶未來之夢想和希望，因此，古龍頁巖油的成功開發(fā)具有里程碑意義，也將引領(lǐng)中國陸相頁巖油革命。
（作者系中國工程院院士、能源與礦業(yè)工程管理專家）
責(zé)任編輯：魏敏
