古龙页岩油的开采，是一项看不见的大规模地下工程，力在其中时时刻刻起着关键作用。该如何克服不利之力、运用有利之力？都是摆在古龙页岩油开采面前的重要问题。

    用水之矛，攻地之盾

    在古龙页岩油开采前，需要在页岩中钻进形成一个长达2500多米、直径十几厘米的水平井。2500米深的古龙页岩承受的压强是650个大气压，这就是垂直方向的地应力。水平井在巨大的地应力挤压下会发生变形。因此，石油开采过程中需要将高强度的钢制套管固定在2500多米长的水平井中，以支撑井眼。然而，钢制套管会阻隔页岩油直接流入水平井中。

    为了建立油气流通的通道，工程师需要使用射孔枪，按照一定距离，在钢制套管上射出20多个孔，其爆破之力会形成高压流体冲击力，能在页岩中形成一个深约几十厘米的孔眼。然而，古龙页岩特别致密，页岩油几乎只能通过这些小孔眼一滴一滴地流到井里，无法形成工业油流。

    如何让页岩油快速地流出来？水之力成为最佳选择。通过地面的泵，水压可提高到100兆帕左右，即在一个大拇指指甲盖大小的面积上，施加1吨的重量。这样的水流蕴含着巨大的力量，在劈开岩石的同时还克服了地应力，继而把缝隙撑开，但是被撑开的裂缝最大开度也只有1厘米左右。为了让水力压裂的效果更好，需要在水中添加多种化学物质，混合成压裂效果更好的压裂液，在压开页岩的同时携带石英细砂支撑裂缝。

    以力之源，解油之困

    水力将页岩打碎，石英砂支撑了压裂的裂缝，页岩油的流动通道就此形成。那么，是什么力在驱动着页岩油的流动呢？

    在2500米深的古龙页岩中，正常的流体压力应为250个大气压。由于古龙页岩油保存条件好，某些区域的页岩油压力能达到300多个大气压。页岩油的高压与水平井中的低压会形成一个压力差，这就是古龙页岩油开采的动力之源。

    此时，石油开采面临的问题是如何合理地使用页岩油的压力，让它逐渐有序地释放，并在尽可能短的时间里最大限度地流出页岩油。

    由于古龙页岩油大量赋存在比头发丝还要细小近百千倍的孔隙之中，细小孔隙对液体具有巨大的毛细管力。比如，在为患者指尖采血时，护士用一根细管往血滴上一放，血液便被吸到细管里面，这就是毛细管力的作用。毛细管力导致油在微纳米大小的孔隙中不易流出，从而对页岩油的流动产生了极大的束缚效应。同时，页岩中的孔隙尤其是有机质孔的表面，对油气分子具有极强的吸附力，因此孔隙表面的油气分子会受到限制，基本无法移动。

    然而，我们可用一些流体去置换页岩微纳米孔中被束缚的页岩油。

    物化反应，各有利弊

    在古龙页岩油开采过程中，流体和页岩矿物与其原生的流体会发生复杂的物理和化学反应，这些物化反应对石油开采也起着微妙作用。

    由于古龙页岩黏土矿物含量高，其比例高达35%至50%，黏土矿物与水的反应比较强烈，容易造成页岩破裂。这种破裂是把“双刃剑”，既可以使页岩油拥有更多的流动通道，也能使页岩的力学性质变差，造成水平井的“地基”不稳，影响页岩油的生产。

    压裂液和二氧化碳作为置换页岩油的外来流体，它们都能增加古龙页岩油的产量，但是也有缺点。古龙页岩油富含大量蜡质成分，在地下温度为80摄氏度左右时，页岩油以液体形式呈现。目前加入的压裂液和二氧化碳的温度均远低于80摄氏度，这些“冷”的外来流体遇到“热”油，会使油中重质成分沉淀析出，就像热的猪油遇到冷水会发生凝固一样。析出的蜡质成分会暂时堵塞古龙页岩的孔隙通道，从而影响页岩油的生产。

    如何利用好物化之力是提高古龙页岩油产量的关键。

    （作者系东北石油大学教授）