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转思路勇闯“勘探禁区” 善创新智擒“页岩气龙”

  在中国石化西南油气分公司勘探开发研究院(以下简称研究院)成立40周年之际,“四川盆地威荣页岩气田探明千亿方级深层页岩气”项目获得业界充分认可。这认可的背后闪现的是中国石化西南人“为祖国建设壮气”的豪情、为“地域经济发展献力”的情怀、为“清洁能源奋斗拼搏”的精神。

  威荣气田千亿方深层页岩气探明储量的提交,离不开中国石化领导的科学决策,离不开西南各科研团队的艰苦攻关,这其中饱含着各层面的精细管理、广大科研人员的智慧、施工作业人员的汗水,而研究院人的身影在其中显得尤为突出。千亿方深层页岩气探明储量的提交不是一蹴而就的,而是在深层页岩气勘探取得突破后继续深化的结果。深层页岩气突破的基础首先是基础科研理论的建立。对于页岩气研究,研究院可谓是白手起家,没有可借鉴的经验,没有现成的技术理论。通过学习和攻关搭建起深层页岩气研究的基础,通过精心的部署、严谨的跟踪助推深层页岩气勘探的突破,通过对每一项地质参数的反复论证,才取得今天的成绩。

云南地质剖面勘察团队

  解放思想、转变观念,勇闯“勘探禁区”,助推威荣深层页岩气勘探突破

  川西南地区是四川盆地勘探的老区,西南油气田自20世纪60年代就在该区域勘探。威远—荣县区块位于威远构造南缘白马镇向斜,传统地质理论认为不利于油气聚集成藏,属于勘探禁区。鉴于西方国家在页岩气领域取得的成功,我国在2010年前后掀起了第一轮页岩气勘探热潮。2010—2014年中国石化先后在四川盆地埋深3000米以浅取得页岩气勘探突破,提交了探明储量,并投入商业开发。然而,埋深超过3500米,资源量占页岩气80%以上的深层页岩气尚未取得实质性突破。威远—荣县区块龙马溪组底界埋深近4000米。面对这一认识禁锢和勘探难题,研究院坚持“勘探必须有新思想、新技术才能有新发现”的理念,解放思想、转变观念。在“十二五”伊始,面对理论基础薄弱、基础资料少、人才储备不足等难题,研究院抽调精兵强将组织成立了页岩气攻关团队,进军页岩气勘探新领域,系统开展了四川盆地页岩气选区评价研究。通过学习国内外页岩气理论、研究页岩气勘探开发现状和详测野外地质剖面,足迹踏遍四川盆地及周缘,行程近3万公里,复查老井几十口,开展地震剖面重新解释近千公里,初步摸清了页岩气资源现状,通过和北美页岩气形成条件对比,率先提出了海相深层页岩气“优质相带、适宜演化、良好保存”的“三元”富集理论。指出有利的沉积微相、优势的岩石相、良好的有机相、有利的成岩相是优质页岩发育和改造的物质基础;适中的生烃演化、合适的孔隙演化、匹配的构造演化是优质页岩储集性和含气性的重要保障;良好的动态保存条件(三维有效封闭)是页岩气富集高产的决定因素,极大地丰富了深层页岩气成藏地质理论,明确了富集高产主控因素,为川南深层页岩气勘探开发有利区优选及储层评价提供了理论基础。提出了四川盆地页岩气选区评价建议,圈定了川西南的威远—荣县探区为龙马溪组页岩气勘探的有利区,优选了龙马溪组作为页岩气勘探的主攻目标。2014年,研究院页岩气攻关团队经过精心论证,提出以龙马溪组页岩为目的层的建议井——威页1井。最终该井压裂测试获高产工业气流,取得了四川盆地龙马溪组深层页岩气勘探重大突破,拉开了中国石化西南探区深层页岩气勘探的大幕。

峨眉山地质剖面勘察

  创新认识、攻关技术,智擒“页岩气龙”,助力威荣深层页岩气商业发现

  中国石化西南探区在深层页岩气实现勘探突破后,为了进一步扩大勘探成果、实现商业发现,谱写页岩气勘探新篇章。研究院页岩气攻关团队围绕深层页岩气目的层埋深大(>3500米)、压力超高、靶窗范围窄、水平井轨迹控制要求高等难题,通过理论创新、技术创新、勘探开发一体化、地质工程一体化研究,形成了四项关键技术,为智擒深层“页岩气龙”奠定了坚实的基础,使得后续整体部署实施的5口评价井均获工业气流,实现了威荣气田深层页岩气勘探的商业发现。经过储量攻关团队的精准计算,提交了威荣气田深层页岩气探明储量超千亿方,落实了中国石化西南探区产能建设的新阵地。

  “为早日实现商业开发,我们必须要把工作做到纹层级别,落实优质页岩储层纵横向分布规律及高产控制因素,解决水平井靶窗选择问题。”这是分公司分管领导对研究院页岩气攻关团队的要求。“纹层”级别指的是厘米、毫米级别。为了落实这一问题,团队从基础资料入手,在岩心库一泡就是几个月,充分利用岩心资料、实验分析资料、测井解释资料等,开展储层精细评价,从几十米聚焦到几米,由粗到细、好中选优,在优质页岩中寻找优质储层。同时对邻区实践效果进行调研和分析,找到了影响产能的最重要因素是靶窗位置,纵向上差几米,产量可能差异几倍,最终找到了纵向“高速通道”,落实了水平井最优靶窗,为川南深层页岩气勘探开发有利区优选及储层评价提供了理论基础。

该研究院李书兵院长(中)、熊亮副院长(右三)带队到威荣气田现场检查并慰问职工

  在进一步创新地质认识的同时,地质工程相结合的攻关团队紧密结合勘探实践开展针对性的技术攻关。

  ——创新建立了深层页岩气综合岩性、电性、古生物等多参数的地质综合评价技术,明确了优质储层地质和测井特征,实现了优质储层的定量评价,有效解决了优质储层分类评价和靶窗优选问题,并且建立了水平井多参数优化分簇分段方法,确保了储层改造体积的整体覆盖。

  ——建立了深层页岩气地质工程双“甜点”地球物理预测技术,通过精细速度建模、高分辨率叠前深度偏移成像等技术,提高了微幅构造识别能力,实现了目标层精准预测,有效指导了水平井部署、轨道设计与轨迹控制;建立了基于高精度叠前反演的优质页岩厚度、TOC、孔隙度、含气量、脆性、压力、地应力、裂缝等预测方法,准确获取了页岩气的各项参数,支撑了页岩气勘探开发选区评价、井网部署、水平井轨道设计和实钻跟踪调整,有效提高了优质储层钻遇率。

  ——建立了优快钻井与水平井轨迹优化等跟踪控制技术。由于目的层位于地下近4000米的位置,优质储层厚度仅约4米左右,且目的层具有上下波动的幅度,所以当钻头在地下钻进过程中,要想精准地在目的层中穿行,就需要精准的控制,稍微的偏差都可能使钻头跑出预定的靶窗(优质储层)。跟踪团队通过“旋转导向+方位GR+XRF元素录井+地震实时深度校正”,实现了水平井轨迹优化控制,大幅度提高了优质页岩钻遇率。

  整体推进、高效建产,锻造“先锋团队”,奉献清洁能源推动绿色发展

  从2015年底勘探发现到2018年初提交规模探明储量,威荣页岩气田的突破就像我们过去取得的发现一样没有捷径,须有攻坚克难的决心、实干创新的信心、坚守初衷的恒心、精耕细作的耐心。研究院页岩气攻关团队践行“严、细、实、恒”的企业作风,啃下了“深层页岩气”这块硬骨头,提交千亿方深层页岩气探明储量,同年产能建设全面启动,对推动长江经济带绿色发展有重要意义。

  在此过程中,研究院页岩气攻关团队也逐渐锻造成为一支苦干实干、攻坚克难、创新活力、技术一流的先锋科技人才团队。凭借在基础研究及勘探攻关任务中取得的优异成绩,先后几年成为中国石化集团公司、西南油气分公司的“优秀创新团队”。而这支团队只是研究院若干攻关团队的代表,元坝海相攻关团队、川西海相攻关团队、川西陆相须家河攻关团队、川西陆相沙溪庙攻关团队等都为中国石化西南地区油气勘探开发的发展作出了卓越贡献。他们始终秉承“攻坚克难、赤诚奉献”“苦干实干、三老四严”的石油精神,担当天然气大发展科技先锋。

  面对国家对清洁能源的期望、人民对清洁能源的需求,研究院这支团结而奋斗的科研团队将主动作为,以“建设国内一流研究院”为目标,以“科学严谨、开拓创新、团结拼搏、敬业奉献”的企业精神为引领,以“科研无禁区,创新无止境”的科研理念为指导,奋勇向前,勇立潮头,在天然气领域争当科技先锋。相信,在不久的未来,研究院将为中国石化、为西南、为国家的发展作出更大的贡献。

  (文中数据均由中国石化西南油气分公司勘探开发研究院提供)

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