一口井打破7項(xiàng)紀(jì)錄

文／王孝祥 賀 彥

中國石化勘探分公司真頁1井試獲日產(chǎn)頁巖氣5.03萬立方米

黔北遵義市道真縣，與重慶市綦江區(qū)接壤，地處四川盆地向云貴高原抬升的斜坡帶。

兩千年前，漢代名儒尹珍（字道真）懷揣文化興黔的夢想在黔北一帶辦學(xué)授業(yè)，成為貴州文化教育的開創(chuàng)人。為銘記他的教化之恩，道真縣以他的字命名。

兩千年后的2020年2月19日，中國石化勘探分公司在道真縣河口鎮(zhèn)部署實(shí)施的第一口頁巖氣探井——真頁1井，試獲日產(chǎn)頁巖氣5.03萬立方米，打開了深埋地下數(shù)億年的寶藏。革命老區(qū)道真縣在走向全面小康的路上迎來了新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)——頁巖氣。

揭開道真構(gòu)造神秘面紗

勘探分公司提出并運(yùn)用海相頁巖氣“二元富集”理論在四川盆地發(fā)現(xiàn)了國內(nèi)首個大型頁巖氣田涪陵氣田，隨后又發(fā)現(xiàn)了丁山—東溪?dú)馓铩?/p>

這些氣田的頁巖氣均來自奧陶系五峰組—龍馬溪組的優(yōu)質(zhì)頁巖層。這套頁巖自四川盆地內(nèi)向東南延伸，在盆地外圍的重慶、貴州、湖北等地均有殘留。勘探分公司的科研人員說，地殼運(yùn)動對盆外構(gòu)造的改造相對盆內(nèi)更強(qiáng)烈，致使油氣保存更加復(fù)雜，因此在盆外尋找有利的頁巖氣勘探目標(biāo)難度更大。

由于盆內(nèi)持證勘探區(qū)塊不多，勘探分公司早在2015年就成立科研攻關(guān)組開展盆外頁巖氣地質(zhì)研究。通過系統(tǒng)的地面地質(zhì)調(diào)查，對已有勘探資料的綜合分析研究以及與盆內(nèi)頁巖氣層的對比研究分析，探索建立了針對盆外殘留構(gòu)造的頁巖氣保存模型和三種類型的頁巖氣富集模式。

利用這些新認(rèn)識，對盆外頁巖氣進(jìn)行整體評價，2017年底，落實(shí)了道真、武隆、彭水等14個有利勘探目標(biāo)。

兵法云：遠(yuǎn)其強(qiáng)而攻其弱，避其眾而擊其寡?？碧饺绱蛘?，需從最易突破的目標(biāo)入手。14個目標(biāo)中哪一個最容易突破？

攻關(guān)組通過深入對比研究發(fā)現(xiàn)，地殼運(yùn)動對道真向斜的改造相對較弱，地層相對平緩，構(gòu)造整體穩(wěn)定，面積較大，頁巖層埋藏較深且蓋層完好，還未被“掀過蓋頭”，是“藏在深閨”人未識的處女地。

圍繞是否是“最有利”目標(biāo)，攻關(guān)組重點(diǎn)對道真構(gòu)造五峰組—龍馬溪組頁巖層的規(guī)模、展布、封閉性以及頁巖氣滯留富集狀況，進(jìn)行了深入刻畫、精細(xì)描述。

經(jīng)過多輪次的研究論證，攻關(guān)組終于揭開了道真向斜的神秘面紗：發(fā)育深水陸棚相優(yōu)質(zhì)頁巖，頁巖品質(zhì)好，地層上傾方向受逆掩斷裂遮擋，保存條件好，是最有利的勘探目標(biāo)。

2018年4月，真頁1井通過中國石化總部論證專家組審查。2018年12月22日，道真地區(qū)首口頁巖氣井導(dǎo)眼井正式開鉆。

水平井設(shè)計(jì)、施工皆完美

打好水平井，是頁巖氣井成功的關(guān)鍵。而做好水平井設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)確定水平井軌跡，確保水平段全部落在優(yōu)質(zhì)頁巖層中，又是打好水平井的根本保證。

2019年4月27日，真頁1井導(dǎo)眼井完鉆?？碧椒止竟リP(guān)組緊鑼密鼓開展水平井設(shè)計(jì)。

此時，又一只“攔路虎”擋在了前頭：道真地區(qū)沒有精細(xì)的三維地震資料，只有稀疏的幾條二維地震測線，且受地表?xiàng)l件限制，導(dǎo)眼井井點(diǎn)不在二維測線上，很難精準(zhǔn)確定水平井方位軌跡。這猶如夜行人到了一個陌生的地方，沒有指南針，只能憑經(jīng)驗(yàn)確定方位。

攻關(guān)組經(jīng)過認(rèn)真研討后，決定背靠背精細(xì)編制構(gòu)造圖設(shè)計(jì)水平井軌跡。他們把科研人員分成物探和地質(zhì)兩個小組，利用已有的二維測線資料、該井直井段鉆探資料和臨近地區(qū)已鉆頁巖氣井資料，背靠背進(jìn)行構(gòu)造描述和軌跡設(shè)計(jì)。兩個小組的設(shè)計(jì)方案出來后，又一起研究，取長補(bǔ)短，使最終的設(shè)計(jì)方案盡可能接近地下實(shí)際情況。

在水平井施工過程中，勘探分公司成立現(xiàn)場技術(shù)攻關(guān)組，應(yīng)用先進(jìn)的R成像加旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向水平井軌跡控制技術(shù)，順利完成1869米長的水平段施工。

更讓人驚喜的是，水平井設(shè)計(jì)時推測的地下情況與實(shí)鉆情況幾乎沒有出入，從而保證了水平段100%的優(yōu)質(zhì)頁巖鉆遇率，為壓裂測試成功奠定了基礎(chǔ)。

壓裂施工一次性成功

水平段壓裂施工，是頁巖氣井勘探的“臨門一腳”。這一腳踢好了，獲得有效產(chǎn)量，勘探就成功了。

四川盆地頁巖氣層壓力系數(shù)一般在1.5以上，為高壓頁巖氣。而道真等盆外地區(qū)由于構(gòu)造改造強(qiáng)烈，頁巖氣層壓力系數(shù)只有1左右，為常壓頁巖氣。

常壓頁巖氣壓力系數(shù)低，采用國內(nèi)成熟的壓裂工藝技術(shù)很難獲得良好的壓裂效果。主要原因是壓裂液中，砂含量高了壓不進(jìn)地層，砂含量低了又打不開氣層通道。

為了打掉這只“攔路虎”，勘探分公司未雨綢繆。2019年初派出考察組到北美考察學(xué)習(xí)壓裂技術(shù)。考察組邊學(xué)習(xí)邊進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)影響國內(nèi)常壓頁巖氣壓裂效果的主要原因是壓裂液不過關(guān)。

在真頁1井壓裂施工中，勘探分公司引進(jìn)國外先進(jìn)的壓裂液，借鑒國外先進(jìn)的壓裂工藝技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新形成了密切割射孔、高砂比、高強(qiáng)度連續(xù)鋪砂、單段多簇射孔、投球暫堵壓裂工藝技術(shù)。

應(yīng)用這一工藝技術(shù)后，真頁1井壓裂測試施工一次性成功，并獲得了日產(chǎn)氣5.03萬立方米。同時，該井壓裂施工創(chuàng)造了同深度井單段綜合砂比最大、單段加砂量最大、單段鋪砂強(qiáng)度最大、壓裂液含砂濃度最高、單段平均加砂量最大、全井綜合砂比最高、全井平均鋪砂強(qiáng)度最高等7項(xiàng)國內(nèi)紀(jì)錄。

真頁1井的突破揭示了道真向斜五峰組—龍馬溪組具有較好的保存條件，證實(shí)了盆外殘留向斜反向斷層下盤為保存有利的構(gòu)造樣式，初步落實(shí)道真向斜五峰組—龍馬溪組有利區(qū)面積368平方千米、資源量1914億立方米。這對推動四川盆地東南緣殘留向斜常壓頁巖氣勘探開發(fā)，對推動革命老區(qū)道真經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的意義不言而喻。

目前，勘探分公司正認(rèn)真落實(shí)中國石化總部的要求，在認(rèn)真抓好疫情防控的同時，精心組織試氣施工，取全取準(zhǔn)各項(xiàng)資料，加強(qiáng)道真向斜鉆后評價和部署，實(shí)現(xiàn)道真向斜整體控制，加強(qiáng)盆外殘留向斜新一輪整體評價，形成整體部署方案。