中原油田鐵北1側(cè)HF井在普光探區(qū)二疊系超深層頁(yè)巖氣領(lǐng)域取得了重大突破。

5300米！中國(guó)石化在普光探區(qū)鉆成的鐵北1側(cè)HF井刷新國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣井垂深紀(jì)錄，并試獲日產(chǎn)31.45萬(wàn)立方米工業(yè)氣流。

我國(guó)頁(yè)巖氣井垂深紀(jì)錄被刷新的消息，向世人宣告：在地下5000米以深的“禁區(qū)”開采頁(yè)巖氣，不再是遙不可及的設(shè)想。這不僅標(biāo)志著普光地區(qū)打開了新的規(guī)模增儲(chǔ)空間，而且在超深層頁(yè)巖氣勘探領(lǐng)域樹起了一座里程碑。

資源接續(xù)的深地突圍

作為我國(guó)首個(gè)特大型深層高含硫氣田，普光氣田2005年投產(chǎn)以來(lái)，累計(jì)產(chǎn)氣超千億立方米，默默支撐著“川氣東送”沿線數(shù)十座城市的能源命脈。然而，隨著主力氣田進(jìn)入開發(fā)中后期，地層壓力下降、硫沉積加劇等問(wèn)題日益凸顯。

“普光氣田要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)，找到接 續(xù)資源是關(guān)鍵。向深部地層要儲(chǔ)量、向 未知領(lǐng)域要資源，是我們唯一且必須打 贏的‘補(bǔ)糧’之戰(zhàn)?！笔紫瘜＜?彭君的判斷，一針見血地揭示了深層勘 探的緊迫性。

地質(zhì)資料揭示，普光探區(qū)二疊系蘊(yùn)藏著萬(wàn)億立方米的頁(yè)巖氣資源，但這些資源深埋在4500米以下的巖層中。這里地層壓力高達(dá)107.65兆帕，地層溫度超過(guò) 122.5^qC ，灰?guī)r與頁(yè)巖交錯(cuò)的“千層餅”結(jié)構(gòu)讓鉆探風(fēng)險(xiǎn)倍增。如此極端環(huán)境，被業(yè)界視為不可觸碰的深地禁區(qū)。

“在這樣的地層中鉆探，猶如在千米深的地下進(jìn)行‘穿針引線’，稍有偏差就可能與優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖層失之交臂?！迸砭钢刭|(zhì)剖面圖感慨道。普光氣田的實(shí)踐表明，深層、超深層頁(yè)巖氣開發(fā)需要突破三大技術(shù)桎梏。

首先是“看不清”的難題。傳統(tǒng)地震勘探技術(shù)在地下5000米深度誤差超過(guò)300米。技術(shù)人員通過(guò)地震成像難以識(shí)別微小的地質(zhì)構(gòu)造。這就如同讓畫師蒙眼作畫，無(wú)法準(zhǔn)確描繪出地下巖層的真實(shí)面貌。

其次是“打不準(zhǔn)”的困境。千米級(jí)水平段軌跡控制精度要求達(dá)到米級(jí)，施工難度極大。在如此深的地下，精確控制鉆頭軌跡，確保其沿著優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖層前進(jìn)，就像是在黑暗中精準(zhǔn)射擊目標(biāo)，容不得半點(diǎn)偏差。

最后是儲(chǔ)層“壓不開”的瓶頸。壓裂改造是讓頁(yè)巖氣從巖層中釋放出來(lái)的關(guān)鍵步驟，但在這里面臨著諸多難以克服的困難。例如，超高壓地層能量衰減快，多夾層地層致使裂縫易偏離目標(biāo)頁(yè)巖層，壓裂改造難度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

面對(duì)這些重量級(jí)難題，科研人員沒有退縮，而是以科技為刃，集結(jié)了一支由地質(zhì)、物探、鉆井、壓裂等多個(gè)專業(yè)組成的跨領(lǐng)域攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，開啟了一場(chǎng)歷時(shí)5年的超深層頁(yè)巖氣攻堅(jiān)戰(zhàn)。

優(yōu)質(zhì)氣層的精準(zhǔn)識(shí)別

鐵北1側(cè)HF井能夠取得這樣的勘探成果，源于背后蘊(yùn)含的科技分量。

二疊系頁(yè)巖氣藏并非傳統(tǒng)認(rèn)知的塊狀分布，而是像千層蛋糕一樣，由多個(gè)8～12米厚的優(yōu)質(zhì)氣層疊合而成，存在薄互層非均質(zhì)性強(qiáng)、薄層橫向不連續(xù)、小斷層識(shí)別難等勘探難點(diǎn)。

面對(duì)深地探測(cè)的“視覺障礙”，技術(shù)團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，創(chuàng)新研發(fā)“各向異性波動(dòng)方程快速疊前全深度域偏移技術(shù)”，精準(zhǔn)模擬地震波在復(fù)雜各向異性介質(zhì)中的傳播路徑。

團(tuán)隊(duì)在廣袤的探區(qū)共布設(shè)1950平方千米高密度三維地震網(wǎng)，炮道密度高達(dá)66.6萬(wàn)道/平方千米，構(gòu)建出精度達(dá)10米的三維地質(zhì)模型。“這相當(dāng)于給地下巖層做了次納米級(jí)的CT掃描?！迸砭钢娔X屏幕上的立體模型解釋，“每一個(gè)小斷層，每一個(gè)薄甜點(diǎn)層的起伏，都盡在掌握。”

有了精準(zhǔn)的地質(zhì)地圖，如何讓鉆頭在復(fù)雜地層中指哪打哪？交出了智能化答卷。

他們充分發(fā)揮作戰(zhàn)指揮中心集群化功能，依托數(shù)智化遠(yuǎn)程支持系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析隨鉆伽馬等測(cè)錄井?dāng)?shù)據(jù)。專家團(tuán)隊(duì)在千里之外也可進(jìn)行軌跡動(dòng)態(tài)優(yōu)化，導(dǎo)向決策響應(yīng)時(shí)間縮短至分鐘級(jí)。

同時(shí)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合物探資料與隨鉆電測(cè)資料，運(yùn)用自主探索形成的“井震結(jié)合 + 滾動(dòng)探層”技術(shù)，將地面地震數(shù)據(jù)與井下隨鉆電測(cè)資料實(shí)時(shí)融合對(duì)比，使鉆頭在進(jìn)入水平段前即實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)著陸，并在后續(xù)1312米的超長(zhǎng)水平段鉆進(jìn)中，始終如一地咬住薄如窗紙的優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)層，創(chuàng)造了令人贊嘆的零誤差穿行紀(jì)錄。

能源安全的深地維度

要找到資源，更要高效開采。面對(duì)5300米深部?jī)?chǔ)層“壓不開”的頑疾，聯(lián)手中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院，打出了一套石化自研自產(chǎn)的壓裂組合拳。

針對(duì)鐵北1側(cè)HF井超深層頁(yè)巖氣藏存在的地層壓力高、應(yīng)力差大及灰?guī)r夾層多等改造難點(diǎn)，他們應(yīng)用中國(guó)石化自主研發(fā)的175兆帕超高壓壓裂裝備，采用超高壓高排量穿層擴(kuò)縫等改造模式，將超長(zhǎng)水平段細(xì)分為28段、118簇進(jìn)行施工。通過(guò)“一段一策”動(dòng)態(tài)優(yōu)化參數(shù)，在地下5300米的高壓地層中開辟了一條縱橫交錯(cuò)的人造氣路，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)高壓注入到智能精準(zhǔn)造縫的技術(shù)跨越。

超深水平井體積壓裂的順利實(shí)施，可將氣藏最深、最遠(yuǎn)處的資源全部收入囊中，大幅提高單井控制儲(chǔ)量與采收率，助力實(shí)現(xiàn)氣藏效益開發(fā)最大化。

鐵北1側(cè)HF井的突破，其價(jià)值遠(yuǎn)超出單井獲產(chǎn)數(shù)字。

從能源安全角度看，中國(guó)具有富煤、貧油、少氣的資源特點(diǎn)，是油氣進(jìn)口大國(guó)。頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)對(duì)于中國(guó)能源格局轉(zhuǎn)變具有重要戰(zhàn)略意義。這口井驗(yàn)證了四川盆地二疊系頁(yè)巖氣的巨大潛力。萬(wàn)億立方米級(jí)的資源量，具有再造一個(gè)中型氣田的潛力。在當(dāng)今國(guó)際能源形勢(shì)復(fù)雜多變的背景下，這一突破無(wú)疑為我國(guó)能源安全加上了一把鎖。

在技術(shù)創(chuàng)新維度，這場(chǎng)攻堅(jiān)戰(zhàn)鍛造出了一套完整的“深地工程”技術(shù)體系，包括超深層頁(yè)巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)、耐高溫高壓鉆完井工具、智能壓裂改造工藝等。這些技術(shù)的集成應(yīng)用，使得我國(guó)在深地能源開發(fā)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“跟跑”到“并跑”的跨越。特別是175兆帕壓裂裝備的國(guó)產(chǎn)化制造，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷。

更深遠(yuǎn)的影響在于產(chǎn)業(yè)模式的革新。鐵北1側(cè)HF井的成功鉆探，標(biāo)志著我國(guó)超深層頁(yè)巖氣開啟了立體開發(fā)模式。通過(guò)井震結(jié)合的三維地質(zhì)建模，可以實(shí)現(xiàn)地下5000米以深地層結(jié)構(gòu)透明化。在三維地質(zhì)模型的指導(dǎo)下，技術(shù)團(tuán)隊(duì)更加科學(xué)地規(guī)劃井位和開發(fā)方案，提高氣田開發(fā)效率和資源利用率；借助新型、智能壓裂技術(shù)，像雕刻藝術(shù)品般精準(zhǔn)改造地層。這種精細(xì)化的開發(fā)模式，將重塑我國(guó)非常規(guī)油氣勘探開發(fā)格局，持續(xù)為清潔能源發(fā)展注入新理念、新動(dòng)力。

責(zé)任編輯：陸曉如