从常规到非常规——涪陵页岩气田勘探开发系列报道之二

图为川东南地区焦页1井试气放喷场景,照片被命名为“气宝宝”。

  树影摇曳的黄昏,一个冲天而起的“火娃”在半空飞舞。这是焦页1HF井试气放喷时照的一张被命名为“气宝宝”的照片。为了抱出这个沉睡地下已经数亿年的“金娃娃”,中国石化科研团队以攻坚克难的勇气,破解了一个个理论和实践难题。

  探寻页岩气“大粮仓”

  在勘探南方分公司岩芯库,勘探南方分公司总经理郭旭升指着一筒来自焦页1HF井3000多米深处的深灰色页岩告诉记者:“这就是存储页岩气的大粮仓,整个焦石坝的页岩气就像是床大棉被,丰厚。”

  受地质认识和关键技术制约,2009年在全国掀起的页岩气勘探热潮并没有取得理想效果,到2012年,国内页岩气发展前景受到业界普遍质疑。但在这个短暂充满怀疑的悲观时期,中国石化没有放弃,中国石化页岩气勘探工作者在深刻反思中摸索前行。

  科研团队将已实现成功开发的北美地区与我国南方地区的页岩气地质条件进行对比研究,将常规油气地质与页岩油气地质进行对比研究,试图找出保存页岩气的“大粮仓”——有利勘探区。他们通过学习国外页岩气勘探开发的成功理念和经验,深入研究国内外页岩气井资料,逐步“洗脑”,跳出了以钻探圈闭寻找隐蔽油气藏为主的常规勘探思路,形成了以钻探页岩寻找连续型油气聚集为主的非常规勘探理念;通过开展扎实的野外调查、分析化验以及老井复查工作,开展页岩气测井模型建立及解释、地震资料综合解释、页岩气富集研究,逐渐摸清了泥页岩发育和展布规律。

  到2012年初,勘探南方分公司的页岩气勘探专家完成了四川盆地周缘下古生界10条地质剖面的野外观察描述及样品采集,南方探区13口井的页岩层岩芯和41口井的岩屑观察、描述及样品采集和分析化验,25口井测井资料页岩气综合解释;完成了元坝地区三维地震资料和涪陵地区二维地震资料的页岩气综合解释,以及构造、层序地层、沉积、页岩气基本地质条件、富集主控因素、资源潜力、有利层段与有利目标区等方面的综合研究,编制了涪陵、元坝页岩气勘探成果图等各类成果图件。

  通过扎实的基础研究,他们对页岩气的富集和保存认识逐渐清晰,创新性地提出了“良好的顶底板条件、适中的埋深、远离开启断裂、不整合面和抬升剥蚀区是保存关键,储层高压—超高压是页岩气保存条件好的表征”的新观点,实现了页岩气地质认识第一次飞跃。

  在新思路和新观点的指引下,他们从露头和剖面分析入手,重新精细解释涪陵地区的新老地震资料,发现涪陵东北部的焦石坝区块虽然整体保存条件差,常规油气勘探潜力小,但海相龙马溪组页岩层稳定性好,是保存相对完整的“大棉被”。2011年底,他们据此完成了第一口海相页岩气参数井焦页1HF井的论证,由此打开了海相页岩气勘探新领域。

  建立优质页岩气评价选择标准

  2012年底,焦页1HF井试获高产海相页岩气,取得了商业页岩气战略性突破。集团公司领导及时给勘探南方分公司下达了重大理论攻关任务——研究海相页岩气高产富集规律,为页岩气勘探发展提供理论支撑。

  从认识到实践是第一次飞跃,再从实践到认识是第二次飞跃。南方海相页岩气勘探第一次飞跃的重大成果是焦页1HF井页岩气勘探的战略性突破。第二次飞跃的目标更加明确,就是要在认真研究总结焦石坝海相页岩气勘探开发资料和成果的基础上,形成海相页岩气高产富集理论。

  为了摸清焦石坝地区海相龙马溪组页岩层这个“大仓库”的容量,2013年上半年,中国石化在焦石坝地区完成了600平方千米三维地震,并根据最新的地震资料精细解释成果,部署实施了3口评价井和17口开发试验井。目前,这轮新部署井都已钻遇优质页岩气层或高产页岩气。这一轮大规模的勘探开发,基本落实了焦石坝主体优质页岩气藏。

  与此同时,勘探南方分公司联合成都理工大学、浙江大学、四川省煤田地质研究院等单位共同承担国土资源部重点科研项目——上扬子及滇黔桂地区页岩气资源调查评价与选区,历时3年,瓜熟蒂落。该项目的一项主要成果是明确了四川盆地及周缘页岩气主控因素,建立了海相页岩气高产富集理论认识。

  理论的突破,给地质家寻找页岩气提供了一盏指路明灯,在原来别人觉得没潜力的地方就可能有新发现。在正确理论的指导下,科研团队开展綦江以南、涪陵南部二维地震资料解释,重新做不同深度的沉积相带图,惊喜地发现中国石化的矿权主体分布在深水陆棚相带的有利区内,并于2013年下半年,提出对正在该区钻探的常规探井隆盛2井,进行加深后钻探页岩气水平井丁页2HF井。

  勘探南方分公司的页岩气勘探专家张汉荣自豪地说:“焦石坝页岩气田的发现和丁页2HF井的突破,解禁了整个川东南1000多平方千米的页岩气勘探面积,焦石坝龙马溪组海相页岩气层这个大仓库,正逐步扩容。”

  深化气藏认识,抓好开发试验

  勘探突破证实了焦石坝地区具有页岩气商业开发的广阔前景,但怎样才能实现科学高效开发呢?

  “开发非常规油气资源必须有非常规的思路和方法。”江汉石油管理局局长孙健在试验区开发建设技术研讨会上说。

  页岩气藏属特低孔、特低渗且存在吸附解吸等特征的非常规气藏,与常规气藏相比,它的储层具有特殊的微观结构和复杂的渗流机理,导致一般无自然产能或低产。因此,认清涪陵焦石坝气藏储层微观结构和渗流机理,成为制约产能示范区合理高效开发和规模上产的技术瓶颈之一。

  江汉油田地质科研人员把深化涪陵焦石坝页岩气藏地质研究、进一步明确页岩气藏特征和焦石坝地区页岩气开发的重点层系作为重点,从找规律入手,优化页岩气微观评价预测,积极开展涪陵页岩气构造特征、层系沉积特征、地化特征研究,与西南石油学院等单位开展联合攻关,对比分析北美典型页岩气藏开发模式,学习借鉴国外页岩气开发经验,动态跟踪钻井进程,把握示范区整体开发大局,明确研究细节。

  在《涪陵地区龙马溪组页岩气开发试验井组方案》编制过程中,地质科研人员开展地质与地球物理结合研究,以及地质分析与石油工程结合研究。在深入研究分析的基础上,地质科研人员拿出了系统的试验井组部署方案,包括探索龙马溪组页岩气合理开发技术政策、优化主导储层改造工艺、制定合理生产制度;重点确定了部署区域、水平段方位、水平段长度、水平井井距和井网模式,综合对比优化选择了首批17口井的开发试验井组方案。试验井组的部署,采取地面与地下优化结合,无缝式井位对接,以实现地下资源最大化利用为原则,得到总部领导和各油田专家的高度评价。

  “经过一年多的实践,现在看来,我们离对焦石坝地质的客观认识越来越接近。”涪陵工区项目部副经理刘尧文说。这个“接近”是对地质情况真实性的接近。“过去,我们对页岩气的认识只限于油气杂志介绍和页岩气开发成熟度较高的各国案例,从焦石坝页岩气开发实践看,我们进一步加深了对页岩气的认识。”刘尧文说。

  正是在这种开发理念的指导下,焦石坝地区高产井一口接一口地出现,中国石化打出了气势,更坚定了建设大气田的决心和信心。3月11日,焦页11-1HF井测试产量达到39.5万立方米,成为涪陵页岩气示范区建设中试气成功后的第21口高产井。

信息来源:中国石化报
2014-03-27