江漢油田鍛造工藝金手指 獲得勘探新進展

□ 黃 慧 黃曉凱

江漢油田新井鉆探施工現場。李占軍 供圖

隨著涪陵頁巖氣田開發日久，如何實現油氣的儲量和產量提升，是擺在江漢油田面前的一個問題。根據集團公司七年行動計劃，江漢油田加大油氣勘探開發力度，勘探方向從單一的涪陵海相頁巖向多類型或者陸相儲層挺進，但是面臨資源豐度差、勘探難度比較大等一系列勘探難題。該油田成立勘探攻關團隊，在復興侏羅系陸相頁巖油氣勘探和平橋下組合寒武系洗象池群常規氣風險勘探獲得高產工業氣流，分別獲得集團公司2020年度油氣勘探重大發現特等獎和一等獎；在紅星二疊系新層系頁巖氣勘探獲重要進展，為江漢油田勘探多點開花，成功向多地區、多層系、多領域邁進作出重要貢獻。

復興區塊：打通“血栓”

涪陵氣田開發日久，江漢油田科研人員一直在積極尋覓可接替產建區塊，實現天然氣持續穩產上產。經過大量基礎研究，研究人員把突破重點聚焦到復興地區侏羅系陸相頁巖油氣上。2020年1月，油田大力實施天然氣大發展戰略，針對復興地區多套陸相頁巖層系開展地質、工程綜合評價，優選侏羅系東岳廟段作為重點勘探突破領域。

復興區塊位于重慶忠縣到梁平復興場，屬于油田未涉足的新層系，地質條件復雜，工程面臨諸多勘探難題。儲層的孔隙度和滲透率都非常低。區塊黏土含量非常高，頁巖容易通過黏土吸水膨脹，將巖石內本來很小的油氣導流空間堵塞，形成“血栓”，不利于油氣開采。“涪陵氣田的黏土含量只有20%左右，復興區塊卻達到65%，學界一般認為超過40%就是一個不可被有效改造的儲層。”工程院儲改所主任肖佳林說。

復興區塊巖石脆性低，不易折斷，儲層隨應力變化會發生塑性變形，不會破裂，形成復雜裂縫的難度很大。“常規油氣資源藏在巖石的單一裂縫里，就好比在動脈血管里自動流淌，開采常規的油氣資源就像在動脈血管里采血。非常規頁巖氣藏在巖石里，開采它需要制造更多的毛細血管采集通道。”儲改所試油氣室主任陸昌盛說。

針對三個難點，研究人員加緊科研攻關。針對儲層的孔隙度和滲透率都非常低的問題，采用高排量高黏度液體，促進初期的裂縫開啟、延伸，高排量液體的動力可以開啟裂縫，高黏度液體分子量比孔隙大，可以減少液體從孔隙濾失。針對黏土含量高的問題，制造連續的支撐剖面。工程院采取連續鋪砂作為支撐劑，固定油氣通道，形成長期的油氣導流能力，研制成功的減阻水體系可以抑制黏土膨脹。針對巖石脆性低、儲層偏塑性、形成復雜裂縫難度大的問題，采用超密切割工藝布縫方式，大幅增加人工裂縫密度，擴大有效泄氣面積。

2020年1月，涪頁10HF井在全井32段壓裂施工試驗成功，施工參數符合率100%，實現日產油17.6立方米、日產氣5.5萬立方米。這是國內第一次在高泥質含量的陸相頁巖儲層實現油氣突破，成為中國石化勘探戰線的重大工作成果，也為該類陸相頁巖油氣地層形成高效壓裂改造技術、實現高效開發奠定了堅實基礎。

平橋區塊：啃下“硬骨頭”

平橋區塊洗象池組白云巖，是一個非常古老的寒武系儲層。江漢油田為了了解南方資源總體情況，獲取地質認識資料，圍繞該區域開展地質、工程綜合評價。2020年6月，他們對位于重慶市南川區水江鎮的平橋區塊風險探井平橋1井進行酸壓、試氣，遇到了兩大難題。

首先，平橋區塊儲層是裂縫不發育的極致密的基質型白云巖儲層，孔隙度滲透率非常低，用傳統的酸壓進行改造，很難形成高導流的酸蝕裂縫。“白云巖質地非常的均勻，用同一種酸去刻蝕它，會形成非常均勻的刻蝕面，和沒改造一樣，無法形成裂縫通道作為泄氣采氣的通道。”儲改所高級工程師劉湘說。研究人員通過實驗，發現不同黏度的酸液在交替注入的時候，仿佛兩種酸液手牽手“跳舞”，會形成趾進效應，高黏和低黏液體互相“跳著舞”推動，帶來非均勻刻蝕，在白云巖表面形成導流通道。

其次，白云巖埋藏深，地應力很大，需要非常高的能量才能破壞巖石形成裂縫，這個破壞強度是涪陵海相頁巖的3到5倍，開采難度極大。研究人員利用膠液和減阻水組合成高低黏度的壓裂液，利用高低黏度壓力去促進裂縫的開啟和延伸。

2020年6月19日，平橋1井按照儲層改造工藝完成酸壓施工改造，施工參數符合率達到100%，酸壓改造后日產氣25萬立方米。這是江漢油田首次在洗象池儲層致密白云巖儲層獲得高產工業氣流，同時初步形成了針對致密白云巖儲層的“深穿透強刻蝕酸壓技術”改造工藝，為該區塊層系的開發奠定了技術基礎。

紅星地區：治愈“并發癥”

紅星地區吳家坪組吳二段，屬于二疊系海相頁巖氣勘探的有利新層系。江漢油田為了評價建南地區吳家坪組頁巖氣水平井產能，落實資源潛力，圍繞該區域開展地質、工程綜合評價。

2020年8月，他們對位于湖北省利川市建南鎮的紅星地區紅頁1HF井進行壓裂、試氣，發現紅星地區二疊系吳家坪組儲層巖石非均質性極強，巖性、應力極為復雜，一旦施工造縫，造成裂縫彎曲程度大，縫寬縮徑變小，不利于形成長縫和寬縫的擴展，不利于采氣通道的形成。過去的改造方案對這種復雜巖層缺乏針對性，改造方案不兼容，互相干擾。

“一種方案好比一種藥方，只能治療巖石的一種疾病，當巖石出現多種‘并發癥’時，過去的方案就不管用了。”儲改所儲層改造副主任專家高婷說。

面對前所未有的難題，研究人員經過刻苦思考，提出儲層改造工藝思路：在能量方面采用多段少簇射孔，射孔簇集中進入液體，提升單簇造縫能量，加大長縫和寬縫的擴展力度，形成通暢的采氣通道，同時，采用交聯凍膠壓裂液體系，提高造縫效率和支撐劑攜帶的能力。

2020年9月26日，紅頁1井按照工程院儲層改造工藝通過一段一測，試采日產量達到5.5萬立方米，這是江漢油田首次在二疊系頁巖儲層中獲得高產工業氣流，也是對四川盆地外的頁巖儲層壓裂改造工藝的突破。