蘇北頁巖油春天來了
——江蘇油田頁巖油勘探開發跑出加速度

文/圖 潘月斌 本刊資深主筆 高凡婷

“在頁巖油勘探開發領域，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，爭取用一兩年時間實現勘探突破。”江蘇石油勘探局執行董事、黨委書記，油田分公司代表方志雄一年前的這段話擲地有聲。

如今，蘇北盆地高郵凹陷三口頁巖油探井花頁1HF、花2側HF、花頁3HF井先后獲得突破。江蘇油田已華麗轉身為頁巖油勘探賽道上的競跑者。

背水一戰，轉向頁巖油開采

作為我國東部老油田，江蘇油田在素有“地質家考場”之稱的蘇北盆地已深耕了47個春秋，為國家累計生產原油5000多萬噸。

近年來，油田常規油氣勘探“越找越小，越找越貧，路子越走越窄”的問題日益凸顯。“人多油少”的困境猶如一塊大石頭，壓得干部員工喘不過氣來。

盡管通過不斷創新和新技術廣泛應用，油田產量止跌回升，經營形勢向好，但是困擾油田高質量發展的資源問題并沒有解決。

“油田還能開發多少年？”“老區勘探還有希望嗎？”類似的質疑不斷消磨著干部員工對油田未來發展的信心。

“無論是站在保障國家能源供應或是自身發展的角度，江蘇油田只能背水一戰，挑戰頁巖油開采，并且實現低成本開采，才能扭轉資源逐漸枯竭的命運”，中國石化江蘇油田勘探管理部副總經理錢詩友表示。

2020年3月，江蘇油田決策層在職代會上對廣大干部員工進行戰前動員，提出由常規油藏勘探向“油氣并舉、常非并進”轉變，重點加強非常規區帶評價和甜點預測，勇闖頁巖油勘探難關。

“域外優質區塊等不來、盼不來，唯一能夠把握的就是頁巖油，這是打贏增儲上產翻身仗的關鍵”，方志雄對頁巖油勘探提出了明確目標，“要加快頁巖油地質工程基礎研究和科學試驗，創新工程工藝，形成江蘇油田特色頁巖油勘探開發技術體系，實現從跟跑到領跑的轉變、力爭頁巖油‘一年見成效、兩年大發展、三年上規模、五年成接替’。”

其實，早在2011年，江蘇油田就開始了頁巖油方面的研究。此后的8年時間，經過不斷夯實資料基礎、加強頁巖油理論與技術攻關，油田對近千米巖芯精細描述、上萬塊次巖芯樣品實驗室分析，一直持續推進頁巖油基礎地質條件和資源潛力評價研究，并初步判斷出蘇北盆地的高郵凹陷、金湖凹陷可能是頁巖油的“藏身之地”。然而，油田頁巖油勘探在當時可以說是“一窮三白”，不僅沒有系統取芯井，而且存在地質資料空白、理論基礎空白、技術手段空白等問題，因此始終沒有實施鉆探。

蘇北盆地頁巖油潛力到底有多大？將來能否成為江蘇油田的資源接替領域？這成為江蘇油田轉戰頁巖油勘探開發必須要解決的首要問題。

打虎上山，勘探路柳暗花明

向“油氣并舉、常非并進”戰略轉變 ——江蘇油田領導掛帥，成立了頁巖油領導小組、技術小組、項目組，加快了向頁巖油進軍的步伐。

“油田領導頂著巨大的壓力鼓勵我們，搞勘探就是面對未知和不確定性的探索，不要怕冒險、怕失敗”，江蘇油田勘探開發研究院副院長段宏亮回憶道：“正是油田領導的鼓勵和信任，讓所有研究人員干勁兒十足。”

面對油田頁巖油勘探開發現狀，研究人員以繡花女飛針走線的慧心，從觀察歷史鉆井的泥頁巖巖心入手，對基礎資料精雕細刻。同時，通過地質工程“甜點”精細刻畫和預測，優選中高成熟區、有異常高壓且斷裂發育程度相對較低的高郵深凹-內坡帶花莊南地區，實施頁巖油鉆探。

據介紹，整個花莊地區有132口井，為了找到合適的地層，研究人員從2021年1月就開始了多輪次的老井巖心復查。在60多天的時間里，大家對76口泥頁巖取心井共1840余米巖心進行了細致觀察描述，共完成地化、儲層、巖礦等各類實驗分析測試16000余項次。對缺少取心資料的關鍵井，大家就利用巖屑按1-2米1個樣進行加密分析，最終建立起一個個完整的單井六性“鐵柱子”，完成了10余項課題，進一步明確了頁巖油藏類型、有利勘探層系和區帶，查明了蘇北盆地具有11億噸的頁巖油資源儲量，并依據對頁巖“六性”綜合評價，優選了阜二段為首選勘探目的層。

緊跟著，“首口探井究竟應該打在哪里？”“水平井段如何設計？”“壓裂施工時如何實現地質工程一體化？”一系列勘采問題又擺在了研究人員的面前。

“蘇北盆地頁巖油地層埋深大多在3500米以上，在該區進行頁巖油開發既要考慮頁巖層含油豐度和水平井段有效長度，還要顧

6月29日1時，鉆頭按照預設軌跡順利鉆入甜點段。兩個半小時后，花頁1井槽面和振動篩持續見大量原油，至30日9時10分共返出原油25.6噸。現場人員取綜合錄井儀管線處氣樣點火，火焰呈天藍色，火焰高度30厘米。

消息傳來，群情振奮。10年的潛心研究終于見到成果了。

花頁1井H F井的好消息，加速了花2側HF井的實施。花2側HF井是利用原直井老井眼進行開窗側鉆打水平井，因其所處及后期壓裂造縫效果”，江蘇油田勘探開發研究院非常規勘探開發室黨支部書記楊艷這樣描述勘采難度。

地上一塊田，地下一條線。研究人員在進行地質、地震、工程“甜點”綜合預測與識別的基礎上，結合地下目標進行多輪次地面踏勘、篩選和多項條件比對，率先部署了花頁1井。

2021年5月28日，花頁1井（導眼井）開鉆。位置、地層埋深，還是套管直徑等，均符合頁巖油勘探所需條件，更重要的是當年在鉆探過程中，油井明顯有油氣顯示，并試出少量原油。

2021年11月20日，花2側 井 開 始 加深鉆探導眼井，當進入目的層后，一度鉆遇良好油氣顯示，氣測異常升高至100%。

今年2月7日，農歷虎年第一個工作日，江蘇油田第一口頁巖油探井——花頁1H F井噴出高產工業油流，花莊頁巖油先導示范區也在漫天飛雪中揭牌。

瑞雪兆豐年。隨著第一口頁巖油井的放噴，花頁3HF、坤頁1HF、花頁5HF、銅頁1井等頁巖油探井陸續開鉆。

5月24日，花2側HF井壓裂后用3毫米油嘴放噴求產，在噴出26.6立方米的液量后見油。目前，花2側H F井日產油超過40噸。30多年的老井終于華麗變身為頁巖油“新兵”。

多點突破，低成本“效益開發”

找到甜點層和成功利用相應的開發技術，是經濟高效打出頁巖油的關鍵。

頁巖油鉆探涉及鉆井軌跡把控、鉆井參數選擇、個性化鉆頭優選、鉆井液體系優化、固井工藝創新等眾多環節。任何一個環節沒有做到位，就可能出現問題。在花頁1H F井鉆探的過程中，雖然收集了很多不同頁巖層的技術數據，但由于缺乏判斷的經驗和依據，從中很難確定真正的甜點層。

對此，科技人員通過一系列針對性的后續實驗，最終建立了準確判斷甜點層的模型和方法，徹底解決了水平井穿越斷層后尋找甜點層的難題，為后續油井降低開采成本，奠定了堅實的理論基礎。

蘇北盆地頁巖屬于斷塊型混積頁巖地層，必須有與之相適應的鉆井工藝與鉆井參數。在鉆井液體系上，研究人員研發出一套強封堵白油基鉆井液體系，確保鉆井過程井壁穩定，解決了井壁失穩及大摩阻托壓難題。為了解決地層長水平段鉆井導向穩定問題，研究人員采用旋轉導向系統，成功化解了復雜的三維鉆井軌跡控制難度大、滑動鉆進托壓、隨鉆地質參數質量不高等問題。

在花頁1-1H F井的鉆探中，通過多種技術組合，平均機械鉆速提高了70%，頁巖油層鉆遇率達到了100%，先后創造了江蘇油田大井眼最高日進尺等多項新紀錄、中國石化6000米頁巖油井最短鉆井周期紀錄。

為了讓鉆頭準確地穿行在甜點層，江蘇油田還建立導向室對鉆井曲線特征與導眼井進行橫向對比，再結合地層微量元素，準確判斷水平井段軌跡。為了確保后期大型壓裂施工的順利進行，在固井環節則采取泡沫水泥漿固井工藝，成功解決了固井漏失、氣竄等技術難題，提高了固井質量。

油田第二口頁巖油井花2側H F井采用這一工藝后，固井質量達到優質，20段1077米壓裂施工中未出現“環空帶壓”的質量問題。

“頁巖油勘探開發的成本構成主要包括鉆井和壓裂兩大部分。壓裂施工，一般來說，把頁巖壓的越碎，范圍越大，頁巖油的產量就越高，而頁巖油水平井段每壓裂100米長度的頁巖，費用超過100萬元”，中國石化集團公司高級專家王掌洪說：“技術問題解決了，如何降低成本又成為頁巖油勘探開發的另一個難點。”

為了降低成本，油田專家圍繞鉆井提速進行技術攻關：將井身結構由“三開制”瘦身為“導管+二開制”，減少大井眼進尺，提高機械鉆速；鉆井過程中優選個性化鉆頭和大扭矩螺桿，配備高壓泵，采用“大排量、高泵壓、高轉速”高壓噴射鉆井，實現日進尺千米；造斜段采用旋導工具，變滑動鉆進為旋轉鉆進，精準控制井眼軌跡，提高鉆井效率。通過持續推進技術創新，油田初步形成了頁巖油優快鉆井技術，可縮短鉆井周期50%。

同時，油田在井場空閑土地上見縫插針地建起了風力、光伏發電站，將壓力施工動力進行“油”改“電”，動力費降低20%。

今年4月20日，江蘇油田第一次在蘇北盆地應用全電驅壓裂模式，對花2側H F井進行了壓裂作業，隨后又對花頁3H F井、花頁5H F井進行了全電驅壓裂，大大降低了頁巖油生產成本。

截至目前，江蘇油田在蘇北盆地先后部署實施了9口頁巖油井。其中，花頁1HF井、花2側HF井、花頁3HF井、花頁5H F井均成功放噴投產，合計日產油超90噸；花頁1-1HF井壓裂后排液，銅頁1HF 井正在壓裂施工，花頁4-1H F井、花頁4-2HF井已完鉆待壓裂，花頁7HF井正在鉆進，江蘇油田頁巖油勘探開發呈現出蓬勃向上的良好態勢。