從常規(guī)到非常規(guī)——涪陵頁巖氣田勘探開發(fā)系列報道之二

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川東南地區(qū)焦頁1井試氣放噴場景，照片被命名為“氣寶寶”。

樹影搖曳的黃昏，一個沖天而起的“火娃”在半空飛舞。這是焦頁1HF井試氣放噴時照的一張被命名為“氣寶寶”的照片。為了抱出這個沉睡地下已經(jīng)數(shù)億年的“金娃娃”，中國石化科研團(tuán)隊以攻堅克難的勇氣，破解了一個個理論和實踐難題。

探尋頁巖氣“大糧倉”

在勘探南方分公司巖芯庫，勘探南方分公司總經(jīng)理郭旭升指著一筒來自焦頁1HF井3000多米深處的深灰色頁巖告訴記者：“這就是存儲頁巖氣的大糧倉，整個焦石壩的頁巖氣就像是床大棉被，豐厚。”

受地質(zhì)認(rèn)識和關(guān)鍵技術(shù)制約，2009年在全國掀起的頁巖氣勘探熱潮并沒有取得理想效果，到2012年，國內(nèi)頁巖氣發(fā)展前景受到業(yè)界普遍質(zhì)疑。但在這個短暫充滿懷疑的悲觀時期，中國石化沒有放棄，中國石化頁巖氣勘探工作者在深刻反思中摸索前行。

科研團(tuán)隊將已實現(xiàn)成功開發(fā)的北美地區(qū)與我國南方地區(qū)的頁巖氣地質(zhì)條件進(jìn)行對比研究，將常規(guī)油氣地質(zhì)與頁巖油氣地質(zhì)進(jìn)行對比研究，試圖找出保存頁巖氣的“大糧倉”——有利勘探區(qū)。他們通過學(xué)習(xí)國外頁巖氣勘探開發(fā)的成功理念和經(jīng)驗，深入研究國內(nèi)外頁巖氣井資料，逐步“洗腦”，跳出了以鉆探圈閉尋找隱蔽油氣藏為主的常規(guī)勘探思路，形成了以鉆探頁巖尋找連續(xù)型油氣聚集為主的非常規(guī)勘探理念；通過開展扎實的野外調(diào)查、分析化驗以及老井復(fù)查工作，開展頁巖氣測井模型建立及解釋、地震資料綜合解釋、頁巖氣富集研究，逐漸摸清了泥頁巖發(fā)育和展布規(guī)律。

到2012年初，勘探南方分公司的頁巖氣勘探專家完成了四川盆地周緣下古生界10條地質(zhì)剖面的野外觀察描述及樣品采集，南方探區(qū)13口井的頁巖層巖芯和41口井的巖屑觀察、描述及樣品采集和分析化驗，25口井測井資料頁巖氣綜合解釋；完成了元壩地區(qū)三維地震資料和涪陵地區(qū)二維地震資料的頁巖氣綜合解釋，以及構(gòu)造、層序地層、沉積、頁巖氣基本地質(zhì)條件、富集主控因素、資源潛力、有利層段與有利目標(biāo)區(qū)等方面的綜合研究，編制了涪陵、元壩頁巖氣勘探成果圖等各類成果圖件。

通過扎實的基礎(chǔ)研究，他們對頁巖氣的富集和保存認(rèn)識逐漸清晰，創(chuàng)新性地提出了“良好的頂?shù)装鍡l件、適中的埋深、遠(yuǎn)離開啟斷裂、不整合面和抬升剝蝕區(qū)是保存關(guān)鍵，儲層高壓—超高壓是頁巖氣保存條件好的表征”的新觀點，實現(xiàn)了頁巖氣地質(zhì)認(rèn)識第一次飛躍。

在新思路和新觀點的指引下，他們從露頭和剖面分析入手，重新精細(xì)解釋涪陵地區(qū)的新老地震資料，發(fā)現(xiàn)涪陵東北部的焦石壩區(qū)塊雖然整體保存條件差，常規(guī)油氣勘探潛力小，但海相龍馬溪組頁巖層穩(wěn)定性好，是保存相對完整的“大棉被”。2011年底，他們據(jù)此完成了第一口海相頁巖氣參數(shù)井焦頁1HF井的論證，由此打開了海相頁巖氣勘探新領(lǐng)域。

建立優(yōu)質(zhì)頁巖氣評價選擇標(biāo)準(zhǔn)

2012年底，焦頁1HF井試獲高產(chǎn)海相頁巖氣，取得了商業(yè)頁巖氣戰(zhàn)略性突破。集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)及時給勘探南方分公司下達(dá)了重大理論攻關(guān)任務(wù)——研究海相頁巖氣高產(chǎn)富集規(guī)律，為頁巖氣勘探發(fā)展提供理論支撐。

從認(rèn)識到實踐是第一次飛躍，再從實踐到認(rèn)識是第二次飛躍。南方海相頁巖氣勘探第一次飛躍的重大成果是焦頁1HF井頁巖氣勘探的戰(zhàn)略性突破。第二次飛躍的目標(biāo)更加明確，就是要在認(rèn)真研究總結(jié)焦石壩海相頁巖氣勘探開發(fā)資料和成果的基礎(chǔ)上，形成海相頁巖氣高產(chǎn)富集理論。

為了摸清焦石壩地區(qū)海相龍馬溪組頁巖層這個“大倉庫”的容量，2013年上半年，中國石化在焦石壩地區(qū)完成了600平方千米三維地震，并根據(jù)最新的地震資料精細(xì)解釋成果，部署實施了3口評價井和17口開發(fā)試驗井。目前，這輪新部署井都已鉆遇優(yōu)質(zhì)頁巖氣層或高產(chǎn)頁巖氣。這一輪大規(guī)模的勘探開發(fā)，基本落實了焦石壩主體優(yōu)質(zhì)頁巖氣藏。

與此同時，勘探南方分公司聯(lián)合成都理工大學(xué)、浙江大學(xué)、四川省煤田地質(zhì)研究院等單位共同承擔(dān)國土資源部重點科研項目——上揚子及滇黔桂地區(qū)頁巖氣資源調(diào)查評價與選區(qū)，歷時3年，瓜熟蒂落。該項目的一項主要成果是明確了四川盆地及周緣頁巖氣主控因素，建立了海相頁巖氣高產(chǎn)富集理論認(rèn)識。

理論的突破，給地質(zhì)家尋找頁巖氣提供了一盞指路明燈，在原來別人覺得沒潛力的地方就可能有新發(fā)現(xiàn)。在正確理論的指導(dǎo)下，科研團(tuán)隊開展綦江以南、涪陵南部二維地震資料解釋，重新做不同深度的沉積相帶圖，驚喜地發(fā)現(xiàn)中國石化的礦權(quán)主體分布在深水陸棚相帶的有利區(qū)內(nèi)，并于2013年下半年，提出對正在該區(qū)鉆探的常規(guī)探井隆盛2井，進(jìn)行加深后鉆探頁巖氣水平井丁頁2HF井。

勘探南方分公司的頁巖氣勘探專家張漢榮自豪地說：“焦石壩頁巖氣田的發(fā)現(xiàn)和丁頁2HF井的突破，解禁了整個川東南1000多平方千米的頁巖氣勘探面積，焦石壩龍馬溪組海相頁巖氣層這個大倉庫，正逐步擴容。”

深化氣藏認(rèn)識，抓好開發(fā)試驗

勘探突破證實了焦石壩地區(qū)具有頁巖氣商業(yè)開發(fā)的廣闊前景，但怎樣才能實現(xiàn)科學(xué)高效開發(fā)呢？

“開發(fā)非常規(guī)油氣資源必須有非常規(guī)的思路和方法。”江漢石油管理局局長孫健在試驗區(qū)開發(fā)建設(shè)技術(shù)研討會上說。

頁巖氣藏屬特低孔、特低滲且存在吸附解吸等特征的非常規(guī)氣藏，與常規(guī)氣藏相比，它的儲層具有特殊的微觀結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的滲流機理，導(dǎo)致一般無自然產(chǎn)能或低產(chǎn)。因此，認(rèn)清涪陵焦石壩氣藏儲層微觀結(jié)構(gòu)和滲流機理，成為制約產(chǎn)能示范區(qū)合理高效開發(fā)和規(guī)模上產(chǎn)的技術(shù)瓶頸之一。

江漢油田地質(zhì)科研人員把深化涪陵焦石壩頁巖氣藏地質(zhì)研究、進(jìn)一步明確頁巖氣藏特征和焦石壩地區(qū)頁巖氣開發(fā)的重點層系作為重點，從找規(guī)律入手，優(yōu)化頁巖氣微觀評價預(yù)測，積極開展涪陵頁巖氣構(gòu)造特征、層系沉積特征、地化特征研究，與西南石油學(xué)院等單位開展聯(lián)合攻關(guān)，對比分析北美典型頁巖氣藏開發(fā)模式，學(xué)習(xí)借鑒國外頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗，動態(tài)跟蹤鉆井進(jìn)程，把握示范區(qū)整體開發(fā)大局，明確研究細(xì)節(jié)。

在《涪陵地區(qū)龍馬溪組頁巖氣開發(fā)試驗井組方案》編制過程中，地質(zhì)科研人員開展地質(zhì)與地球物理結(jié)合研究，以及地質(zhì)分析與石油工程結(jié)合研究。在深入研究分析的基礎(chǔ)上，地質(zhì)科研人員拿出了系統(tǒng)的試驗井組部署方案，包括探索龍馬溪組頁巖氣合理開發(fā)技術(shù)政策、優(yōu)化主導(dǎo)儲層改造工藝、制定合理生產(chǎn)制度；重點確定了部署區(qū)域、水平段方位、水平段長度、水平井井距和井網(wǎng)模式，綜合對比優(yōu)化選擇了首批17口井的開發(fā)試驗井組方案。試驗井組的部署，采取地面與地下優(yōu)化結(jié)合，無縫式井位對接，以實現(xiàn)地下資源最大化利用為原則，得到總部領(lǐng)導(dǎo)和各油田專家的高度評價。

“經(jīng)過一年多的實踐，現(xiàn)在看來，我們離對焦石壩地質(zhì)的客觀認(rèn)識越來越接近。”涪陵工區(qū)項目部副經(jīng)理劉堯文說。這個“接近”是對地質(zhì)情況真實性的接近。“過去，我們對頁巖氣的認(rèn)識只限于油氣雜志介紹和頁巖氣開發(fā)成熟度較高的各國案例，從焦石壩頁巖氣開發(fā)實踐看，我們進(jìn)一步加深了對頁巖氣的認(rèn)識。”劉堯文說。

正是在這種開發(fā)理念的指導(dǎo)下，焦石壩地區(qū)高產(chǎn)井一口接一口地出現(xiàn)，中國石化打出了氣勢，更堅定了建設(shè)大氣田的決心和信心。3月11日，焦頁11-1HF井測試產(chǎn)量達(dá)到39.5萬立方米，成為涪陵頁巖氣示范區(qū)建設(shè)中試氣成功后的第21口高產(chǎn)井。