“紅星”閃閃，逐夢二疊系

在中國地質調查局發布的“2024年度地質調查十大進展”中，“鄂西渝東地區二疊系頁巖氣調查評價拓展新區新層系”項目入選。

這離不開中國石化突破鄂西渝東二疊系頁巖氣勘探關鍵技術，以及創新團隊多年技術攻關的強力支撐。截至目前，在鄂西渝東紅星地區部署的多口頁巖氣井試采穩定，累計生產天然氣3.25億立方米，展現出良好的開發前景。

突破下限尋找新層系

紅星地區位于重慶市石柱縣至湖北省利川市境內，地質上屬于四川盆地周緣。在該地區二疊系的油氣勘探可追溯到上世紀五六十年代。但是，由于沉積相變快、厚度薄、埋深大等地質條件的制約，這里的非常規天然氣勘探一直未有大的突破。

2019年，成立鄂西渝東二疊系頁巖氣勘探突破關鍵技術及應用創新團隊，持續深化海相頁巖氣勘探研究，強化海相地質、地球物理和工程技術等關鍵技術攻關，對紅星地區二疊系進行了兩輪整體評價，實現了二疊系海相頁巖氣勘探的重大突破。

“我們到野外看剖面、測剖面，取樣分析化驗，對該層系的頁巖氣指標描述了一遍。”創新團隊成員、勘探管理部經理李雄介紹說。經過一番研究后，他們對二疊系的生烴條件、厚度等有了新的認識。大家有了極大信心。

“按照涪陵氣田的勘探開發經驗，國內外都將30米視作頁巖氣有效氣層的厚度下限。低于這個標準，頁巖氣就無法開發?！崩钚郾硎?。正是因為這種思維禁錮，面對紅星區塊二疊系儲層厚度不足20米的現狀，是否加大二疊系勘探力度，成為了他們面前的一道選擇題。

面對爭議，創新團隊充分利用老井及野外剖面資料，創新形成了二疊系薄層頁巖氣富集理論，最終打破頁巖氣有效氣層厚度必須大于30米的認識。部署的紅頁1HF井測試獲得產量8.9萬立方米/天工業氣流，填補了國內二疊系頁巖氣勘探開發空白。這一勘探成果在 2021年獲得中國石化勘探突破特等獎，在2023年獲得中國地質學會頒發的“中國十大地質找礦成果獎”。

快速展開獲得新成果

紅頁1HF井突破后，針對紅星地區二疊系的勘探快速展開。

創新團隊開展了大量基礎研究工作。對該地區與二疊系有關的老井，進行地質資料復查；利用測井和地震的精細解釋、預測，按照頁巖氣勘探開發標準對二疊系進行重新再分析、再認識…

“我們發現二疊系的優質頁巖儲層大面積連片分布，頁巖氣規模儲量很大，含氣面積廣。二疊系非常有潛力，大有可為，但需要對儲層進行有效改造，才能實現高效開發?！崩钚劢榻B說。

為深化紅星地區資源潛力評價，夯實天然氣增儲上產基礎，按照“展開建南、突破三星、準備新區新層系新類型”的思路，圍繞紅頁1HF井，在不同方向快速部署紅頁2HF、3HF、4HF、5HF以及紅頁茅1HF、2HF共6口探井，開展紅星地區建南區塊吳家坪組頁巖氣整體評價及三星區塊、建南區塊茅口組頁巖氣預探，進一步擴大紅星區塊勘探成果。

針對薄層頁巖氣儲層甜點層不明的問題，創建了薄層強非均質頁巖氣測井表征及地震預測技術系列。部署的紅頁2HF井測試獲得15.1萬立方米/天工業氣流，實現從地質甜點到地質工程雙甜點的轉變；部署在區塊北邊的紅頁3HF井測試獲得11.5萬立方米/天工業氣流；先天條件不足的紅頁4HF井，頁巖儲層最薄，只有13米多，而且構造最復雜、儲層改造難度最大，測試獲得8.63萬立方米/天工業氣流。

值得一提的是，紅頁3-2HF井測試獲得23.8萬立方米/天高產工業氣流，是當時紅星地區二疊系吳家坪組埋深最大、測試產量最高的一口探井。該井的測試成功，證實紅星地區二疊系吳家坪組吳二段深層頁巖可獲高產，標志著掌握的壓裂工藝與紅星區塊地質條件適配度更高，為該地區進一步提升單井產量指明方向。

實現測試產量三級跳

根據國內外勘探向深層、超深層進發的趨勢，創新團隊瞄準二疊系儲層埋深大、高模量、多夾層帶來的難鉆難壓的難點開展攻關。

依據以往國內外的研究經驗來看，海相頁巖氣儲層隨著埋深增大，成巖作用中的壓實作用會逐步增強。這導致儲層內的有效孔隙度進一步降低，整體含氣性降低，連通性變差。“此外，埋深的增加，對鉆井工程工藝提出了更大的挑戰，針對性的工藝措施亟待突破?！崩钚劢榻B說。

創新團隊在系統研究紅星地區二疊系不同埋深下的儲層孔隙特征后，明確了儲層中的硅質礦物有很強的支撐作用，在受到由壓實作用帶來的負面影響后，其依然能在孔隙內保持正常的有效空間。

通過觀察不同巖心薄片資料，創新團隊均在目的層發現了顯著的生烴時產生的超壓縫，可以有效抵抗壓實作用，使頁巖氣能有效向上疏導，維持儲層的高含氣性。隨著目的層段埋深從西南向東北逐步增大，儲層孔隙度未產生明顯變化，含氣性表現更好。

根據這些研究成果和認識，創新團隊形成了頁巖地質工程一體化鉆完并技術，部署的紅頁7井測試獲得了32.35萬立方米/天的高產工業氣流，取得了紅星地區二疊系吳家坪組超深層頁巖氣勘探重大突破，實現了測試產量的三級跳。

截至目前，紅星一復興地區二疊系吳家坪組資源量已超過萬億立方米，其中埋深大于4500米資源量占比超過66% 。紅頁7井取得的超深層勘探重大突破，為紅星地區二疊系高效勘探、效益開發、規模建產積累了技術儲備，對推動復興一紅星地區二疊系深層超深層規模增儲具有重大意義，意味著有望在涪陵志留系之后，落實又一個新區新層系萬億立方米規模增儲陣地。

下一步，創新團隊將向西拓展突破深層、向東拓展突破復雜構造區淺層，進一步夯實資源陣地。“未來5年，我們將以勘探突破為重點，以發現大中型氣田為目標，重點針對四川盆地海相頁巖氣領域，加強基礎地質研究和地球物理、工程工藝等關鍵技術攻關，力爭實現勘探新突破，持續帶動四川盆地頁巖氣儲量和產量快速增長，推動國內相似勘探領域發展。”季雄表示。