在中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的“2024年度地質(zhì)調(diào)查十大進(jìn)展”中，“鄂西渝東地區(qū)二疊系頁巖氣調(diào)查評(píng)價(jià)拓展新區(qū)新層系”項(xiàng)目入選。

這離不開中國石化突破鄂西渝東二疊系頁巖氣勘探關(guān)鍵技術(shù)，以及創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)多年技術(shù)攻關(guān)的強(qiáng)力支撐。截至目前，在鄂西渝東紅星地區(qū)部署的多口頁巖氣井試采穩(wěn)定，累計(jì)生產(chǎn)天然氣3.25億立方米，展現(xiàn)出良好的開發(fā)前景。

突破下限尋找新層系

紅星地區(qū)位于重慶市石柱縣至湖北省利川市境內(nèi)，地質(zhì)上屬于四川盆地周緣。在該地區(qū)二疊系的油氣勘探可追溯到上世紀(jì)五六十年代。但是，由于沉積相變快、厚度薄、埋深大等地質(zhì)條件的制約，這里的非常規(guī)天然氣勘探一直未有大的突破。

2019年，成立鄂西渝東二疊系頁巖氣勘探突破關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，持續(xù)深化海相頁巖氣勘探研究，強(qiáng)化海相地質(zhì)、地球物理和工程技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，對(duì)紅星地區(qū)二疊系進(jìn)行了兩輪整體評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了二疊系海相頁巖氣勘探的重大突破。

“我們到野外看剖面、測剖面，取樣分析化驗(yàn)，對(duì)該層系的頁巖氣指標(biāo)描述了一遍。”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員、勘探管理部經(jīng)理李雄介紹說。經(jīng)過一番研究后，他們對(duì)二疊系的生烴條件、厚度等有了新的認(rèn)識(shí)。大家有了極大信心。

“按照涪陵氣田的勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)外都將30米視作頁巖氣有效氣層的厚度下限。低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，頁巖氣就無法開發(fā)。”李雄表示。正是因?yàn)檫@種思維禁錮，面對(duì)紅星區(qū)塊二疊系儲(chǔ)層厚度不足20米的現(xiàn)狀，是否加大二疊系勘探力度，成為了他們面前的一道選擇題。

面對(duì)爭議，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)充分利用老井及野外剖面資料，創(chuàng)新形成了二疊系薄層頁巖氣富集理論，最終打破頁巖氣有效氣層厚度必須大于30米的認(rèn)識(shí)。部署的紅頁1HF井測試獲得產(chǎn)量8.9萬立方米/天工業(yè)氣流，填補(bǔ)了國內(nèi)二疊系頁巖氣勘探開發(fā)空白。這一勘探成果在 2021年獲得中國石化勘探突破特等獎(jiǎng)，在2023年獲得中國地質(zhì)學(xué)會(huì)頒發(fā)的“中國十大地質(zhì)找礦成果獎(jiǎng)”。

快速展開獲得新成果

紅頁1HF井突破后，針對(duì)紅星地區(qū)二疊系的勘探快速展開。

創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開展了大量基礎(chǔ)研究工作。對(duì)該地區(qū)與二疊系有關(guān)的老井，進(jìn)行地質(zhì)資料復(fù)查；利用測井和地震的精細(xì)解釋、預(yù)測，按照頁巖氣勘探開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)二疊系進(jìn)行重新再分析、再認(rèn)識(shí)…

“我們發(fā)現(xiàn)二疊系的優(yōu)質(zhì)頁巖儲(chǔ)層大面積連片分布，頁巖氣規(guī)模儲(chǔ)量很大，含氣面積廣。二疊系非常有潛力，大有可為，但需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行有效改造，才能實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)?！崩钚劢榻B說。

為深化紅星地區(qū)資源潛力評(píng)價(jià)，夯實(shí)天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)基礎(chǔ)，按照“展開建南、突破三星、準(zhǔn)備新區(qū)新層系新類型”的思路，圍繞紅頁1HF井，在不同方向快速部署紅頁2HF、3HF、4HF、5HF以及紅頁茅1HF、2HF共6口探井，開展紅星地區(qū)建南區(qū)塊吳家坪組頁巖氣整體評(píng)價(jià)及三星區(qū)塊、建南區(qū)塊茅口組頁巖氣預(yù)探，進(jìn)一步擴(kuò)大紅星區(qū)塊勘探成果。

針對(duì)薄層頁巖氣儲(chǔ)層甜點(diǎn)層不明的問題，創(chuàng)建了薄層強(qiáng)非均質(zhì)頁巖氣測井表征及地震預(yù)測技術(shù)系列。部署的紅頁2HF井測試獲得15.1萬立方米/天工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)從地質(zhì)甜點(diǎn)到地質(zhì)工程雙甜點(diǎn)的轉(zhuǎn)變；部署在區(qū)塊北邊的紅頁3HF井測試獲得11.5萬立方米/天工業(yè)氣流；先天條件不足的紅頁4HF井，頁巖儲(chǔ)層最薄，只有13米多，而且構(gòu)造最復(fù)雜、儲(chǔ)層改造難度最大，測試獲得8.63萬立方米/天工業(yè)氣流。

值得一提的是，紅頁3-2HF井測試獲得23.8萬立方米/天高產(chǎn)工業(yè)氣流，是當(dāng)時(shí)紅星地區(qū)二疊系吳家坪組埋深最大、測試產(chǎn)量最高的一口探井。該井的測試成功，證實(shí)紅星地區(qū)二疊系吳家坪組吳二段深層頁巖可獲高產(chǎn)，標(biāo)志著掌握的壓裂工藝與紅星區(qū)塊地質(zhì)條件適配度更高，為該地區(qū)進(jìn)一步提升單井產(chǎn)量指明方向。

實(shí)現(xiàn)測試產(chǎn)量三級(jí)跳

根據(jù)國內(nèi)外勘探向深層、超深層進(jìn)發(fā)的趨勢(shì)，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)二疊系儲(chǔ)層埋深大、高模量、多夾層帶來的難鉆難壓的難點(diǎn)開展攻關(guān)。

依據(jù)以往國內(nèi)外的研究經(jīng)驗(yàn)來看，海相頁巖氣儲(chǔ)層隨著埋深增大，成巖作用中的壓實(shí)作用會(huì)逐步增強(qiáng)。這導(dǎo)致儲(chǔ)層內(nèi)的有效孔隙度進(jìn)一步降低，整體含氣性降低，連通性變差?！按送?，埋深的增加，對(duì)鉆井工程工藝提出了更大的挑戰(zhàn)，針對(duì)性的工藝措施亟待突破?！崩钚劢榻B說。

創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在系統(tǒng)研究紅星地區(qū)二疊系不同埋深下的儲(chǔ)層孔隙特征后，明確了儲(chǔ)層中的硅質(zhì)礦物有很強(qiáng)的支撐作用，在受到由壓實(shí)作用帶來的負(fù)面影響后，其依然能在孔隙內(nèi)保持正常的有效空間。

通過觀察不同巖心薄片資料，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)均在目的層發(fā)現(xiàn)了顯著的生烴時(shí)產(chǎn)生的超壓縫，可以有效抵抗壓實(shí)作用，使頁巖氣能有效向上疏導(dǎo)，維持儲(chǔ)層的高含氣性。隨著目的層段埋深從西南向東北逐步增大，儲(chǔ)層孔隙度未產(chǎn)生明顯變化，含氣性表現(xiàn)更好。

根據(jù)這些研究成果和認(rèn)識(shí)，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)形成了頁巖地質(zhì)工程一體化鉆完并技術(shù)，部署的紅頁7井測試獲得了32.35萬立方米/天的高產(chǎn)工業(yè)氣流，取得了紅星地區(qū)二疊系吳家坪組超深層頁巖氣勘探重大突破，實(shí)現(xiàn)了測試產(chǎn)量的三級(jí)跳。

截至目前，紅星一復(fù)興地區(qū)二疊系吳家坪組資源量已超過萬億立方米，其中埋深大于4500米資源量占比超過66% 。紅頁7井取得的超深層勘探重大突破，為紅星地區(qū)二疊系高效勘探、效益開發(fā)、規(guī)模建產(chǎn)積累了技術(shù)儲(chǔ)備，對(duì)推動(dòng)復(fù)興一紅星地區(qū)二疊系深層超深層規(guī)模增儲(chǔ)具有重大意義，意味著有望在涪陵志留系之后，落實(shí)又一個(gè)新區(qū)新層系萬億立方米規(guī)模增儲(chǔ)陣地。

下一步，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)將向西拓展突破深層、向東拓展突破復(fù)雜構(gòu)造區(qū)淺層，進(jìn)一步夯實(shí)資源陣地?！拔磥?年，我們將以勘探突破為重點(diǎn)，以發(fā)現(xiàn)大中型氣田為目標(biāo)，重點(diǎn)針對(duì)四川盆地海相頁巖氣領(lǐng)域，加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)研究和地球物理、工程工藝等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，力爭實(shí)現(xiàn)勘探新突破，持續(xù)帶動(dòng)四川盆地頁巖氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量快速增長，推動(dòng)國內(nèi)相似勘探領(lǐng)域發(fā)展?！奔拘郾硎尽?/p>