跑出頁巖油勘探加速度

文／胡 驍 劉繼寶

奮起直追，江蘇油田激活了蘇北盆地11億噸頁巖油資源量。

●頁巖油的勘探開發(fā)，對江蘇油田發(fā)展的意義日益凸顯。 攝影/范友林

“在頁巖油勘探開發(fā)領(lǐng)域，江蘇油田是跟跑者。但我們要跑出加速度，以起步即沖刺的使命感，奮起直追，爭取在一兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)勘探突破。”江蘇油田領(lǐng)導(dǎo)一年前的誓言今天成為了現(xiàn)實(shí)。

8月1日，江蘇油田蘇北盆地高郵凹陷兩口頁巖油探井花頁1HF、花2側(cè)HF井，日產(chǎn)原油60多噸、天然氣4000多立方米，標(biāo)志著江蘇油田頁巖油勘探獲得突破。蘇北盆地高郵、金湖凹陷11億噸頁巖油資源量被激活。

戰(zhàn)略選擇

作為東部老油田，江蘇油田已經(jīng)走過47個(gè)春秋。在素有“地質(zhì)家考場”之稱的蘇北盆地，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量3億多噸，累計(jì)生產(chǎn)原油5000多萬噸。

近幾年來，江蘇油田聚焦主責(zé)主業(yè)，聚力創(chuàng)新創(chuàng)效，原油產(chǎn)量止跌回升，經(jīng)營形勢出現(xiàn)向好態(tài)勢。但是，困擾江蘇油田高質(zhì)量發(fā)展的資源問題并沒有解決。2021年，江蘇油田生產(chǎn)原油105萬噸，人均產(chǎn)量低于中國石化上游板塊平均水平。

人多油少的困境，猶如一塊大石頭壓得江蘇油田干部員工喘不過氣來。一有風(fēng)吹草動(dòng)，企業(yè)就有可能重新跌入虧損的泥淖。

依靠常規(guī)油氣支撐油田生存與發(fā)展的局面難以為繼。在2021年改制后的第一次黨代會(huì)上，江蘇油田黨委提出了“2022~2023年突破頁巖油建產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)常非并進(jìn)”的構(gòu)想。

這是江蘇油田發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，是江蘇油田未來發(fā)展的希望。

“域外優(yōu)質(zhì)區(qū)塊等不來、盼不來，唯一能夠把握的就是頁巖油。這是打贏增儲(chǔ)上產(chǎn)翻身仗的關(guān)鍵。”江蘇油田黨委書記方志雄告誡油田干部員工，“要加快頁巖油地質(zhì)工程基礎(chǔ)研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新工程工藝技術(shù)，形成江蘇特色頁巖油勘探開發(fā)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，力爭頁巖油‘一年見成效、兩年大發(fā)展、三年上規(guī)模、五年成接替’的發(fā)展態(tài)勢?！?/p>

打虎上山

對江蘇油田來說，頁巖油勘探之路并非坦途。

江蘇油田頁巖油研究起步于2011年。在此后的8年里，江蘇油田不斷夯實(shí)資料基礎(chǔ)，加強(qiáng)頁巖油理論與技術(shù)攻關(guān)。

通過對近千米巖心的精細(xì)描述，對上萬塊次巖心樣品的實(shí)驗(yàn)室分析，逐漸發(fā)現(xiàn)了頁巖油的“藏身之地”——江蘇油田頁巖油主要分布在蘇北盆地的高郵凹陷、金湖凹陷。

相比常規(guī)油氣藏，頁巖油開采工藝要復(fù)雜得多。常規(guī)石油以大孔隙為主，通過人工注水、注氣等方式就可以大面積獲得。而頁巖油的儲(chǔ)層致密、孔隙空間小，導(dǎo)致開采難度大。

頁巖油開發(fā)，國內(nèi)外常用的方法是水平井開發(fā)。近幾年來，國內(nèi)頁巖油開發(fā)技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，長慶、新疆、勝利等油田形成了適合自身油藏特點(diǎn)的開采工藝。江蘇油田頁巖油屬于斷塊型混積頁巖油藏。這類油藏并沒有現(xiàn)成的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)與開采技術(shù)。

“探索頁巖油是一個(gè)布滿荊棘、充滿挑戰(zhàn)的過程，不可能一帆風(fēng)順、一蹴而就，國內(nèi)同行也有失敗的教訓(xùn)。但我們必須錨定目標(biāo)，集全員之智、舉全局之力，開展頁巖油項(xiàng)目攻關(guān)。”方志雄道出了江蘇油田的如磐決心。

成立頁巖油領(lǐng)導(dǎo)小組、技術(shù)小組、項(xiàng)目組，油田領(lǐng)導(dǎo)親自掛帥，江蘇油田吹響了向頁巖油進(jìn)軍的集結(jié)號。

2022年2月7日，農(nóng)歷虎年第一個(gè)工作日，江蘇油田第一口頁巖油探井——花頁1HF井噴出高產(chǎn)工業(yè)油流。就在這一天，江蘇油田花莊頁巖油先導(dǎo)示范區(qū)在漫天飛雪中揭牌。

瑞雪兆豐年。隨著第一口頁巖油井的放噴，花2側(cè)HF、花頁3HF、坤頁1HF、花頁5HF、銅頁1等頁巖油探井陸續(xù)開鉆。江蘇油田加速在頁巖油開發(fā)的賽道上奔跑。

科技助力

有人說，頁巖油的突破是工藝技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新。江蘇油田工程院油田高級專家竇正道對此感受尤為深刻。

頁巖油鉆探是個(gè)復(fù)雜工程，涉及鉆井軌跡把控、鉆井參數(shù)選擇、個(gè)性化鉆頭優(yōu)選、鉆井液體系優(yōu)化、固井工藝創(chuàng)新等。任何一個(gè)環(huán)節(jié)沒有做到位，就可能出現(xiàn)問題。

就拿固井環(huán)節(jié)來說，江蘇油田頁巖油井深五六千米，水平段2000米左右。如此井深，如果固井質(zhì)量不過關(guān)，后期大型壓裂無法進(jìn)行。

花頁3HF井鉆探井深5890米，水平段1901米。大型壓裂時(shí)，井筒要反復(fù)承受最高110兆帕的壓力，而常規(guī)油氣藏壓裂只有五六十兆帕。這個(gè)壓力相當(dāng)于馬里亞納海溝底的壓強(qiáng)，等于手指甲大小的地方承受1噸的壓力。

江蘇油田的專家們采取泡沫水泥漿固井工藝，解決了固井漏失、氣竄等技術(shù)難題，提高了固井質(zhì)量?！盎?側(cè)HF采用泡沫水泥漿固井工藝后，水泥返到設(shè)計(jì)高度，固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，20段1077.4米壓裂施工中未出現(xiàn)‘環(huán)空帶壓’狀況?！备]正道說。

蘇北盆地頁巖屬于斷塊型混積頁巖地層，必須有與之相適應(yīng)的鉆井工藝與鉆井參數(shù)。在鉆井液體系上，江蘇油田研發(fā)出了一套強(qiáng)封堵白油基鉆井液體系，鉆井過程井壁穩(wěn)定，解決了井壁失穩(wěn)及大摩阻托壓難題。

為解決斷塊型混積頁巖地層長水平段鉆井導(dǎo)向穩(wěn)定問題，采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，成功化解了復(fù)雜的三維鉆井軌跡控制難度大、滑動(dòng)鉆進(jìn)托壓、隨鉆地質(zhì)參數(shù)質(zhì)量不高等問題。

頁巖油開發(fā)的另一個(gè)難點(diǎn)是成本。這是決定頁巖油能否實(shí)現(xiàn)效益開發(fā)的關(guān)鍵。

圍繞提速、降本，不斷優(yōu)化鉆井設(shè)計(jì)，井身結(jié)構(gòu)由“三開制”瘦身為“導(dǎo)管+二開制”，減少大井眼進(jìn)尺，提高機(jī)械鉆速；鉆井過程中優(yōu)選個(gè)性化鉆頭和大扭矩螺桿，配備高壓泵，采用大排量、高泵壓、高轉(zhuǎn)速高壓噴射鉆井，實(shí)現(xiàn)日進(jìn)尺千米；造斜段采用旋導(dǎo)工具，變滑動(dòng)鉆進(jìn)為旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，精準(zhǔn)控制井眼軌跡，提高鉆井效率……

持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，江蘇油田初步形成了適合頁巖油優(yōu)快鉆井技術(shù)，鉆井周期由初期的70~80天縮短至35~40天。花頁1-1HF井不僅創(chuàng)造了江蘇油田大井眼最高日進(jìn)尺等多項(xiàng)新紀(jì)錄，而且創(chuàng)造了中國石化6000米頁巖油井最短鉆井周期紀(jì)錄。

科技的強(qiáng)有力助力，江蘇油田已從頁巖油勘探開發(fā)的學(xué)徒華麗轉(zhuǎn)身為頁巖油賽道上的競跑者。