文/圖 潘月斌 本刊資深主筆 高凡婷

“在頁巖油勘探開發(fā)領域，江蘇油田是跟跑者，但我們要跑出加速度，以起步即沖刺的使命感，奮起直追，爭取用一兩年時間實現(xiàn)勘探突破?！苯K石油勘探局執(zhí)行董事、黨委書記，油田分公司代表方志雄一年前的這段話擲地有聲。

如今，蘇北盆地高郵凹陷三口頁巖油探井花頁1HF、花2側HF、花頁3HF井先后獲得突破。江蘇油田已華麗轉身為頁巖油勘探賽道上的競跑者。

背水一戰(zhàn)，轉向頁巖油開采

作為我國東部老油田，江蘇油田在素有“地質家考場”之稱的蘇北盆地已深耕了47個春秋，為國家累計生產原油5000多萬噸。

近年來，油田常規(guī)油氣勘探“越找越小，越找越貧，路子越走越窄”的問題日益凸顯?！叭硕嘤蜕佟钡睦Ь唱q如一塊大石頭，壓得干部員工喘不過氣來。

盡管通過不斷創(chuàng)新和新技術廣泛應用，油田產量止跌回升，經(jīng)營形勢向好，但是困擾油田高質量發(fā)展的資源問題并沒有解決。

“油田還能開發(fā)多少年？”“老區(qū)勘探還有希望嗎？”類似的質疑不斷消磨著干部員工對油田未來發(fā)展的信心。

“無論是站在保障國家能源供應或是自身發(fā)展的角度，江蘇油田只能背水一戰(zhàn)，挑戰(zhàn)頁巖油開采，并且實現(xiàn)低成本開采，才能扭轉資源逐漸枯竭的命運”，中國石化江蘇油田勘探管理部副總經(jīng)理錢詩友表示。

2020年3月，江蘇油田決策層在職代會上對廣大干部員工進行戰(zhàn)前動員，提出由常規(guī)油藏勘探向“油氣并舉、常非并進”轉變，重點加強非常規(guī)區(qū)帶評價和甜點預測，勇闖頁巖油勘探難關。

“域外優(yōu)質區(qū)塊等不來、盼不來，唯一能夠把握的就是頁巖油，這是打贏增儲上產翻身仗的關鍵”，方志雄對頁巖油勘探提出了明確目標，“要加快頁巖油地質工程基礎研究和科學試驗，創(chuàng)新工程工藝，形成江蘇油田特色頁巖油勘探開發(fā)技術體系，實現(xiàn)從跟跑到領跑的轉變、力爭頁巖油‘一年見成效、兩年大發(fā)展、三年上規(guī)模、五年成接替’。”

其實，早在2011年，江蘇油田就開始了頁巖油方面的研究。此后的8年時間，經(jīng)過不斷夯實資料基礎、加強頁巖油理論與技術攻關，油田對近千米巖芯精細描述、上萬塊次巖芯樣品實驗室分析，一直持續(xù)推進頁巖油基礎地質條件和資源潛力評價研究，并初步判斷出蘇北盆地的高郵凹陷、金湖凹陷可能是頁巖油的“藏身之地”。然而，油田頁巖油勘探在當時可以說是“一窮三白”，不僅沒有系統(tǒng)取芯井，而且存在地質資料空白、理論基礎空白、技術手段空白等問題，因此始終沒有實施鉆探。

蘇北盆地頁巖油潛力到底有多大？將來能否成為江蘇油田的資源接替領域？這成為江蘇油田轉戰(zhàn)頁巖油勘探開發(fā)必須要解決的首要問題。

打虎上山，勘探路柳暗花明

向“油氣并舉、常非并進”戰(zhàn)略轉變 ——江蘇油田領導掛帥，成立了頁巖油領導小組、技術小組、項目組，加快了向頁巖油進軍的步伐。

“油田領導頂著巨大的壓力鼓勵我們，搞勘探就是面對未知和不確定性的探索，不要怕冒險、怕失敗”，江蘇油田勘探開發(fā)研究院副院長段宏亮回憶道：“正是油田領導的鼓勵和信任，讓所有研究人員干勁兒十足。”

面對油田頁巖油勘探開發(fā)現(xiàn)狀，研究人員以繡花女飛針走線的慧心，從觀察歷史鉆井的泥頁巖巖心入手，對基礎資料精雕細刻。同時，通過地質工程“甜點”精細刻畫和預測，優(yōu)選中高成熟區(qū)、有異常高壓且斷裂發(fā)育程度相對較低的高郵深凹-內坡帶花莊南地區(qū)，實施頁巖油鉆探。

據(jù)介紹，整個花莊地區(qū)有132口井，為了找到合適的地層，研究人員從2021年1月就開始了多輪次的老井巖心復查。在60多天的時間里，大家對76口泥頁巖取心井共1840余米巖心進行了細致觀察描述，共完成地化、儲層、巖礦等各類實驗分析測試16000余項次。對缺少取心資料的關鍵井，大家就利用巖屑按1-2米1個樣進行加密分析，最終建立起一個個完整的單井六性“鐵柱子”，完成了10余項課題，進一步明確了頁巖油藏類型、有利勘探層系和區(qū)帶，查明了蘇北盆地具有11億噸的頁巖油資源儲量，并依據(jù)對頁巖“六性”綜合評價，優(yōu)選了阜二段為首選勘探目的層。

緊跟著，“首口探井究竟應該打在哪里？”“水平井段如何設計？”“壓裂施工時如何實現(xiàn)地質工程一體化？”一系列勘采問題又擺在了研究人員的面前。

“蘇北盆地頁巖油地層埋深大多在3500米以上，在該區(qū)進行頁巖油開發(fā)既要考慮頁巖層含油豐度和水平井段有效長度，還要顧

6月29日1時，鉆頭按照預設軌跡順利鉆入甜點段。兩個半小時后，花頁1井槽面和振動篩持續(xù)見大量原油，至30日9時10分共返出原油25.6噸?，F(xiàn)場人員取綜合錄井儀管線處氣樣點火，火焰呈天藍色，火焰高度30厘米。

消息傳來，群情振奮。10年的潛心研究終于見到成果了。

花頁1井H F井的好消息，加速了花2側HF井的實施?；?側HF井是利用原直井老井眼進行開窗側鉆打水平井，因其所處及后期壓裂造縫效果”，江蘇油田勘探開發(fā)研究院非常規(guī)勘探開發(fā)室黨支部書記楊艷這樣描述勘采難度。

地上一塊田，地下一條線。研究人員在進行地質、地震、工程“甜點”綜合預測與識別的基礎上，結合地下目標進行多輪次地面踏勘、篩選和多項條件比對，率先部署了花頁1井。

2021年5月28日，花頁1井（導眼井）開鉆。位置、地層埋深，還是套管直徑等，均符合頁巖油勘探所需條件，更重要的是當年在鉆探過程中，油井明顯有油氣顯示，并試出少量原油。

2021年11月20日，花2側 井 開 始 加深鉆探導眼井，當進入目的層后，一度鉆遇良好油氣顯示，氣測異常升高至100%。

今年2月7日，農歷虎年第一個工作日，江蘇油田第一口頁巖油探井——花頁1H F井噴出高產工業(yè)油流，花莊頁巖油先導示范區(qū)也在漫天飛雪中揭牌。

瑞雪兆豐年。隨著第一口頁巖油井的放噴，花頁3HF、坤頁1HF、花頁5HF、銅頁1井等頁巖油探井陸續(xù)開鉆。

5月24日，花2側HF井壓裂后用3毫米油嘴放噴求產，在噴出26.6立方米的液量后見油。目前，花2側H F井日產油超過40噸。30多年的老井終于華麗變身為頁巖油“新兵”。

多點突破，低成本“效益開發(fā)”

找到甜點層和成功利用相應的開發(fā)技術，是經(jīng)濟高效打出頁巖油的關鍵。

頁巖油鉆探涉及鉆井軌跡把控、鉆井參數(shù)選擇、個性化鉆頭優(yōu)選、鉆井液體系優(yōu)化、固井工藝創(chuàng)新等眾多環(huán)節(jié)。任何一個環(huán)節(jié)沒有做到位，就可能出現(xiàn)問題。在花頁1H F井鉆探的過程中，雖然收集了很多不同頁巖層的技術數(shù)據(jù)，但由于缺乏判斷的經(jīng)驗和依據(jù)，從中很難確定真正的甜點層。

對此，科技人員通過一系列針對性的后續(xù)實驗，最終建立了準確判斷甜點層的模型和方法，徹底解決了水平井穿越斷層后尋找甜點層的難題，為后續(xù)油井降低開采成本，奠定了堅實的理論基礎。

蘇北盆地頁巖屬于斷塊型混積頁巖地層，必須有與之相適應的鉆井工藝與鉆井參數(shù)。在鉆井液體系上，研究人員研發(fā)出一套強封堵白油基鉆井液體系，確保鉆井過程井壁穩(wěn)定，解決了井壁失穩(wěn)及大摩阻托壓難題。為了解決地層長水平段鉆井導向穩(wěn)定問題，研究人員采用旋轉導向系統(tǒng)，成功化解了復雜的三維鉆井軌跡控制難度大、滑動鉆進托壓、隨鉆地質參數(shù)質量不高等問題。

在花頁1-1H F井的鉆探中，通過多種技術組合，平均機械鉆速提高了70%，頁巖油層鉆遇率達到了100%，先后創(chuàng)造了江蘇油田大井眼最高日進尺等多項新紀錄、中國石化6000米頁巖油井最短鉆井周期紀錄。

為了讓鉆頭準確地穿行在甜點層，江蘇油田還建立導向室對鉆井曲線特征與導眼井進行橫向對比，再結合地層微量元素，準確判斷水平井段軌跡。為了確保后期大型壓裂施工的順利進行，在固井環(huán)節(jié)則采取泡沫水泥漿固井工藝，成功解決了固井漏失、氣竄等技術難題，提高了固井質量。

油田第二口頁巖油井花2側H F井采用這一工藝后，固井質量達到優(yōu)質，20段1077米壓裂施工中未出現(xiàn)“環(huán)空帶壓”的質量問題。

“頁巖油勘探開發(fā)的成本構成主要包括鉆井和壓裂兩大部分。壓裂施工，一般來說，把頁巖壓的越碎，范圍越大，頁巖油的產量就越高，而頁巖油水平井段每壓裂100米長度的頁巖，費用超過100萬元”，中國石化集團公司高級專家王掌洪說：“技術問題解決了，如何降低成本又成為頁巖油勘探開發(fā)的另一個難點。”

為了降低成本，油田專家圍繞鉆井提速進行技術攻關：將井身結構由“三開制”瘦身為“導管+二開制”，減少大井眼進尺，提高機械鉆速；鉆井過程中優(yōu)選個性化鉆頭和大扭矩螺桿，配備高壓泵，采用“大排量、高泵壓、高轉速”高壓噴射鉆井，實現(xiàn)日進尺千米；造斜段采用旋導工具，變滑動鉆進為旋轉鉆進，精準控制井眼軌跡，提高鉆井效率。通過持續(xù)推進技術創(chuàng)新，油田初步形成了頁巖油優(yōu)快鉆井技術，可縮短鉆井周期50%。

同時，油田在井場空閑土地上見縫插針地建起了風力、光伏發(fā)電站，將壓力施工動力進行“油”改“電”，動力費降低20%。

今年4月20日，江蘇油田第一次在蘇北盆地應用全電驅壓裂模式，對花2側H F井進行了壓裂作業(yè)，隨后又對花頁3H F井、花頁5H F井進行了全電驅壓裂，大大降低了頁巖油生產成本。

截至目前，江蘇油田在蘇北盆地先后部署實施了9口頁巖油井。其中，花頁1HF井、花2側HF井、花頁3HF井、花頁5H F井均成功放噴投產，合計日產油超90噸；花頁1-1HF井壓裂后排液，銅頁1HF 井正在壓裂施工，花頁4-1H F井、花頁4-2HF井已完鉆待壓裂，花頁7HF井正在鉆進，江蘇油田頁巖油勘探開發(fā)呈現(xiàn)出蓬勃向上的良好態(tài)勢。