四川盆地中國石化探區(qū)須家河組致密砂巖氣勘探開發(fā)進(jìn)展與攻關(guān)方向

鄭和榮，劉忠群，徐士林，劉振峰，劉君龍，黃志文，黃彥慶，石志良，武清釗，范凌霄，高金慧

(中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

致密砂巖氣藏最早于1927年發(fā)現(xiàn)于美國圣胡安盆地，中國自1971年發(fā)現(xiàn)了川西中壩氣田之后，逐步系統(tǒng)開展了致密砂巖氣藏的勘探和開發(fā)研究[1-3]。“十一五”以來，隨著儲(chǔ)層壓裂改造技術(shù)在致密砂巖氣勘探開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用，掀起了中國致密砂巖氣勘探開發(fā)熱潮，效果顯著[4-6]，已有規(guī)模產(chǎn)出的盆地有四川、鄂爾多斯、柴達(dá)木、松遼、渤海灣、塔里木及準(zhǔn)噶爾等盆地，目前中國已成為僅次于美國和加拿大的致密砂巖氣生產(chǎn)大國[7]。

四川盆地陸相致密砂巖氣資源十分豐富，主要分布在上三疊統(tǒng)須家河組和侏羅系[3,8-9]，其中須家河組具有大面積含氣特征，是四川盆地致密砂巖氣藏勘探開發(fā)的主要層系之一。迄今為止，在須家河組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了新場、廣安、合川、安岳、大邑、元壩、通南巴、蓬萊和劍閣等多個(gè)大、中型致密砂巖氣田[10-28](圖1)，三級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量約3×1012m3，展現(xiàn)出巨大的勘探開發(fā)潛力。根據(jù)全國油氣資源動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，四川盆地中國石化探區(qū)須家河組致密砂巖氣地質(zhì)資源量為40 481.84×108m3[29]，已探明地質(zhì)儲(chǔ)量為2 691.32×108m3，探明率6.6%，仍然是勘探開發(fā)重要領(lǐng)域。

盡管四川盆地須家河組致密砂巖氣勘探取得了豐碩成果，但是須家河組氣藏儲(chǔ)層致密、儲(chǔ)量動(dòng)用困難、開發(fā)效果差[11-12,27-28]，形成了儲(chǔ)量規(guī)模大、但無法規(guī)模有效開發(fā)的被動(dòng)局面，嚴(yán)重制約了勘探開發(fā)的深入開展，在2018年之前一度陷入近10年的停滯期。近年來，通過加強(qiáng)須家河組氣藏基礎(chǔ)地質(zhì)研究和勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步深化了成藏富集規(guī)律和高產(chǎn)主控因素的認(rèn)識(shí)，再加上工程工藝技術(shù)的進(jìn)步，須家河組致密砂巖氣的勘探開發(fā)又呈現(xiàn)出良好的上升勢頭。本文通過系統(tǒng)回顧和總結(jié)近期勘探開發(fā)理論和關(guān)鍵技術(shù)成果和經(jīng)驗(yàn)，為下步勘探開發(fā)工作指明方向。

1 勘探開發(fā)現(xiàn)狀

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地是在上揚(yáng)子克拉通基礎(chǔ)上發(fā)展起來的大型疊合盆地，面積約18×104km2，具有基底和沉積蓋層二元結(jié)構(gòu)，其沉積蓋層由厚達(dá)6 000～12 000 m的海相和陸相地層組成。盆地邊界具有明顯菱形特點(diǎn)，盆地內(nèi)部根據(jù)基底斷裂細(xì)分為川北低緩構(gòu)造帶、川西低緩構(gòu)造帶、川中平緩構(gòu)造帶、川西南低陡構(gòu)造帶、川南低陡構(gòu)造帶和川東高陡構(gòu)造帶等次級(jí)構(gòu)造單元(圖1)[20,30-31]。

圖1 四川盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨绊毤液咏M氣田分布

盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，油氣資源特別豐富，發(fā)育多套海、陸相烴源巖和源-儲(chǔ)組合。上三疊統(tǒng)須家河組是中三疊統(tǒng)海相地層之上的一套砂-泥巖互層為主夾煤層的陸相碎屑巖沉積，受多物源、多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、古侵蝕面和前陸盆地等因素控制，發(fā)育大型湖相淺水三角洲沉積，厚度為200～4 000 m，呈西厚東薄的特征?？v向上須家河組自下而上劃分為6段，依次為須一段(T3x1)、須二段(T3x2)、須三段(T3x3)、須四段(T3x4)、須五段(T3x5)和須六段(T3x6)，其中T3x1，T3x3，T3x5以煤系泥巖為主，是主要烴源層，各段內(nèi)泥巖層間的砂巖也可以成為儲(chǔ)集層；T3x2，T3x4，T3x6以砂巖為主，是主要儲(chǔ)集層，層段內(nèi)砂巖層間的少量薄煤層(煤線)或炭質(zhì)泥巖也可以成為烴源層。烴源層和儲(chǔ)集層的交替發(fā)育構(gòu)成了須家河組獨(dú)特的“三明治式”生-儲(chǔ)-蓋組合[20]，是油氣就近運(yùn)移聚集成藏的重要地質(zhì)基礎(chǔ)。

1.2 氣藏地質(zhì)及工程特征

四川盆地須家河組總體上分布面積廣、埋深普遍較大，主要發(fā)育三角洲沉積體系下的富石英類、富長石類、富巖屑類砂巖及礫巖等多種類型儲(chǔ)層，儲(chǔ)層成巖作用復(fù)雜、普遍致密、非均質(zhì)性強(qiáng)、連續(xù)性差，局部發(fā)育裂縫。氣藏類型多樣，包括構(gòu)造、巖性和構(gòu)造-巖性復(fù)合型等多種類型[13]，具有“近源成藏、大面積含氣、局部富集”的特點(diǎn)[26]。氣藏普遍具有儲(chǔ)量豐度低、氣-水關(guān)系復(fù)雜、氣井產(chǎn)量差異大、普遍產(chǎn)水和裂縫控產(chǎn)等顯著特征[8,11,13,32]。

以川西坳陷為代表的須家河組氣藏埋藏深、超致密，平均孔隙度為3%，平均滲透率為0.06×10-3μm2，處于壓扭構(gòu)造運(yùn)動(dòng)環(huán)境，水平最小主應(yīng)力與垂向應(yīng)力接近，水平最大主應(yīng)力介于140～160 MPa，呈現(xiàn)走滑斷層甚至逆斷層的應(yīng)力狀態(tài)[33]，導(dǎo)致儲(chǔ)層破裂壓力高，壓裂難度大，壓裂設(shè)備及井況要求高，裂縫縱向延伸難度大，早期壓裂施工均因這些原因?qū)е聝?chǔ)層壓不開而失敗。另外，須家河組儲(chǔ)層水平層理縫普遍發(fā)育，通過研究認(rèn)為地層狀態(tài)下水平縫已張開，具有較好的徑向滲流能力，壓裂施工時(shí)，易使地層水平方向壓開，難以產(chǎn)生縱向裂縫，同時(shí)水平縫張開度小于支撐劑直徑，出現(xiàn)易進(jìn)液、難進(jìn)砂的問題，造成壓裂效果差。水平縫和局部高角度構(gòu)造縫的發(fā)育使儲(chǔ)層裂縫易受入井流體污染，固相堵塞裂縫，基質(zhì)儲(chǔ)層水鎖傷害嚴(yán)重，滲透率平均傷害率大于83%，鉆完井中儲(chǔ)層保護(hù)難度大。須家河組儲(chǔ)層厚大砂體發(fā)育、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層縱向不連續(xù)疊置分布，砂泥巖交互導(dǎo)致巖石力學(xué)、地應(yīng)力等差異大，非均質(zhì)性強(qiáng)，工程地質(zhì)甜點(diǎn)評(píng)價(jià)和儲(chǔ)層改造工藝優(yōu)化難度大。到了川中、川東北地區(qū)，須家河組埋深、地應(yīng)力均呈現(xiàn)顯著的變化，其工程地質(zhì)特征和施工難度也發(fā)生相應(yīng)的變化。

2 中國石化探區(qū)勘探開發(fā)進(jìn)展

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著川西坳陷新場構(gòu)造帶新851井鉆獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，四川盆地中國石化探區(qū)須家河組致密砂巖氣的勘探開發(fā)邁入快速發(fā)展階段，先后在川西坳陷中段須家河組發(fā)現(xiàn)了超千億立方米儲(chǔ)量規(guī)模的新場大氣田，大邑須三段中型氣田，高廟子-豐谷須二段、須四段和崇州須三段等含氣構(gòu)造。在川東北通南巴區(qū)塊發(fā)現(xiàn)了馬路背地區(qū)須家河組氣田及元壩地區(qū)須二段、須三段氣田，在資陽區(qū)塊東峰場區(qū)塊須五段獲得勘探突破。中國石化探區(qū)須家河組累計(jì)提交天然氣三級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量超1.5×1012m3，展現(xiàn)出巨大的勘探開發(fā)潛力。

近幾年，中國石化區(qū)塊須家河組勘探開發(fā)呈現(xiàn)多地區(qū)、多層位不斷有勘探開發(fā)突破井出現(xiàn)的新局面，又開展了新一輪以有效建產(chǎn)和高效勘探為目的的攻關(guān)研究。

2.1 川西探區(qū)勘探開發(fā)進(jìn)展

2.1.1 勘探進(jìn)展

川西坳陷中國石化探區(qū)須家河組勘探始于20世紀(jì)80年代，直至20世紀(jì)末，主要運(yùn)用傳統(tǒng)背斜控藏理論的勘探思路，主要在發(fā)育背斜圈閉和古今構(gòu)造疊合圈閉部位開展勘探[15,27,29-30]，先后發(fā)現(xiàn)了龍門山前構(gòu)造帶鴨子河構(gòu)造須二段氣藏、孝泉構(gòu)造須四段氣藏和合興場須二段氣藏。隨著2000年新場構(gòu)造帶新851井在須二段獲得高產(chǎn)氣流，發(fā)現(xiàn)了新場須二段氣藏，伴隨復(fù)式成藏理論和隱蔽油氣藏理論的發(fā)展，川西坳陷須家河組勘探進(jìn)入快速發(fā)展階段，先后在須二段、須三段、須四段和須五段均獲得了勘探突破。2000—2014年期間，先后發(fā)現(xiàn)了新場、大邑、高廟子-豐谷、洛帶和中江-回龍等須家河組大中型氣田及含氣構(gòu)造。但是，隨著正向構(gòu)造主體油氣儲(chǔ)量的不斷發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)量動(dòng)用難度逐漸增大，無法實(shí)現(xiàn)規(guī)模有效開發(fā)。隨后川西坳陷須家河組致密砂巖的勘探工作基本處于停滯狀態(tài)。

“十三五”期間，在深化構(gòu)造、沉積、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)制、成藏富集規(guī)律等關(guān)鍵地質(zhì)問題及工程工藝新技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，須家河組勘探工作重新啟動(dòng)。2019—2020年，中國石化西南油氣分公司部署在川西坳陷成都凹陷南斜坡和中江-回龍斜坡的3口探井均取得了良好的效果，其中中江-回龍斜坡的中江20井須二下亞段壓裂后測試日產(chǎn)氣量5.87×108m3，成都凹陷南斜坡的安阜1井在須三中亞段壓裂后測試獲得工業(yè)氣流、崇州108井在須三中亞段獲得氣流，初步展示出良好的發(fā)展勢頭。

2.1.2 開發(fā)進(jìn)展

川西坳陷中國石化探區(qū)須家河組天然氣探明儲(chǔ)量約1 773×108m3，主要分布在新場氣田須二段，約1 250×108m3，占70%。因此新場氣田須二段氣藏是開發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域。新場氣田須二段氣藏自2000年10月第一口勘探井新851井獲得高產(chǎn)，拉開了勘探開發(fā)的序幕，大致可以分為以下幾個(gè)階段：2000—2004年勘探發(fā)現(xiàn)階段，該階段以新851井、新856和聯(lián)150井成功為代表；2005—2006年圍繞新851井區(qū)滾動(dòng)勘探開發(fā)階段，該階段以構(gòu)造、“暗點(diǎn)”模式、裂縫綜合預(yù)測成果和含氣性檢測成果為依據(jù)，圍繞新851井區(qū)進(jìn)行滾動(dòng)勘探開發(fā)部署；2007—2010年勘探甩開、開發(fā)跟蹤評(píng)價(jià)階段，該階段以新場8井、新5井以及新301井等勘探開發(fā)井的成功為代表；2010—2014年地質(zhì)-工程一體化初步探索階段，以新601井為代表。以上階段的開發(fā)呈現(xiàn)氣井產(chǎn)能差異大、高產(chǎn)井比例低、普遍產(chǎn)水和儲(chǔ)量動(dòng)用率低等特點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)規(guī)模開發(fā)，以局部單井生產(chǎn)為主，之后開發(fā)工作基本都處于停滯狀態(tài)。

2018年以來，為了攻關(guān)川西新場構(gòu)造帶須二段氣藏難動(dòng)用儲(chǔ)量，中國石化石油勘探開發(fā)研究院成立攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，院企聯(lián)合，開展了新一輪以難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)評(píng)價(jià)為主要目標(biāo)的攻關(guān)研究。通過研究，深化了成藏模式及富集規(guī)律認(rèn)識(shí)，建立了2類4型新的氣藏“甜點(diǎn)”模式及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，明確了高產(chǎn)主控因素，形成了斷褶裂縫體精細(xì)刻畫技術(shù)，明確了不同甜點(diǎn)類型的工程地質(zhì)特征及改造技術(shù)，開展了裂縫型甜點(diǎn)和基質(zhì)型甜點(diǎn)儲(chǔ)量評(píng)價(jià)，明確了裂縫型甜點(diǎn)在現(xiàn)有工藝下可以有效建產(chǎn)。裂縫型甜點(diǎn)區(qū)部署的兩口開發(fā)評(píng)價(jià)井均獲得產(chǎn)量突破，新8-3井氮?dú)忏@后無阻流量為53×104m3/d，新盛101井壓后穩(wěn)定產(chǎn)量為15.6×104m3/d。目前正開展開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，計(jì)劃“十四五”期間完成規(guī)模建產(chǎn)，該區(qū)難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)評(píng)價(jià)取得良好的效果，極大提振了規(guī)模有效開發(fā)的信心，推動(dòng)了整個(gè)中國石化探區(qū)須家河組的開發(fā)工作。

2.2 通南巴地區(qū)勘探開發(fā)進(jìn)展

該地區(qū)油氣勘探工作始于20世紀(jì)50年代，2006年部署在馬路背構(gòu)造上的馬2井試獲天然氣產(chǎn)量4.038×104m3/d，發(fā)現(xiàn)了馬路背須家河組氣田[22]。自2006年以來，中國石化勘探分公司加大了對(duì)該地區(qū)陸相層系的勘探力度，先后部署了多口陸相專層評(píng)價(jià)井，多口井在須家河組測試獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，其中馬101井須二下亞段獲日產(chǎn)60.11×104m3高產(chǎn)工業(yè)氣流，馬103井須二上亞段獲日產(chǎn)13.28×104m3工業(yè)氣流，目前兩口井累計(jì)產(chǎn)天然氣超5×108m3。這兩口井生產(chǎn)表現(xiàn)出“高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、不含水、采出程度高”的特點(diǎn)。但在該區(qū)眾多井中只有這兩口井生產(chǎn)效果好，其他井要么產(chǎn)量低、要么遞減快，開發(fā)呈現(xiàn)高產(chǎn)井比例低、不能規(guī)模有效建產(chǎn)，開發(fā)工作一度停滯。

通過多年的攻關(guān)，近年來逐步明確了該區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)制，建立了“雙源供烴、立體輸導(dǎo)、斷褶縫控富”的成藏富集模式，認(rèn)識(shí)到馬101井、馬103井之所以能夠高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是因?yàn)椴渴鹪诹笋薨櫂屑~裂縫有利發(fā)育區(qū)與優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)的疊合部位，并攻關(guān)形成了斷縫與褶皺縫精細(xì)刻畫關(guān)鍵技術(shù)，為井位部署提供了關(guān)鍵依據(jù)。

在這些認(rèn)識(shí)和關(guān)鍵技術(shù)的指導(dǎo)下，先后部署的多口井均獲得產(chǎn)量突破，部署的馬3井須四段常規(guī)射孔測試獲10.11×104m3/d工業(yè)氣流，馬5井須三段常規(guī)射孔測試獲16.5×104m3/d工業(yè)氣流，須四段常規(guī)射孔測試獲21.17×104m3/d工業(yè)氣流。目前通南巴區(qū)塊正進(jìn)行新一輪的勘探部署工作，正編制開發(fā)方案，計(jì)劃“十四五”期間實(shí)現(xiàn)有效建產(chǎn)。

2.3 元壩地區(qū)勘探開發(fā)進(jìn)展

元壩區(qū)塊位于四川盆地東北部的川北低緩構(gòu)造帶，該區(qū)于20世紀(jì)50年代開始開展地面石油地質(zhì)調(diào)查等工作[29]，可分為兩個(gè)階段：2006 年以前地質(zhì)普查和圈閉尋找階段，2006 年以后勘探發(fā)現(xiàn)及成果擴(kuò)大階段。

2006年以前共采集兩批次二維地震，后一批次(2003年)落實(shí)了區(qū)域構(gòu)造、地層巖性、巖相變化特征，期間部署了川復(fù)69井等陸相淺層井，在大安寨段見到好的油氣顯示。2006—2010年，完成了二維和三維地震資料采集，部署了元壩1井等針對(duì)長興組的探井，發(fā)現(xiàn)了元壩氣田，這些井在須家河組見到較好的油氣顯示，部分井測試獲產(chǎn)，2010年提交了須二下亞段氣藏控制儲(chǔ)量。2010年以后，針對(duì)須家河組部署了多口陸相專層井，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了須二段、須三段和須四段氣藏，三級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量超過7 000×108m3。

元壩須家河組雖然獲得了規(guī)模儲(chǔ)量，但開發(fā)效果不好[34]，主要表現(xiàn)出“初產(chǎn)高、遞減快、累產(chǎn)低”的生產(chǎn)特征，幾十口井中只有兩口井具有較好的生產(chǎn)效果，不能實(shí)現(xiàn)規(guī)模有效建產(chǎn)，開發(fā)一直處于停滯。

2018年后重新開展元壩須家河組的開發(fā)評(píng)價(jià)工作，認(rèn)識(shí)了主要優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層類型及成因機(jī)制，明確了鈣屑砂質(zhì)礫巖、中-粗粒鈣屑砂巖、高聲波時(shí)差石英砂巖和中-粗粒巖屑砂巖為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，但優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度薄、分布散、空間上體積小、裂縫分布非均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致雖然部署井位多，但鉆遇到裂縫發(fā)育且單井優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層累計(jì)厚度大的井不多，同時(shí)當(dāng)時(shí)工程工藝技術(shù)不很成熟，造成低效井比例高。近兩年主要根據(jù)獲得的認(rèn)識(shí)及成果，選擇優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層累計(jì)厚度大、裂縫相對(duì)發(fā)育的老井，采用頁巖氣大規(guī)模壓裂技術(shù)[35-37]，通過壓裂溝通鉆井周邊優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，開展老井復(fù)試，元壩6井壓裂復(fù)試獲得較好效果，日產(chǎn)量基本穩(wěn)定在2.5×104m3，陸續(xù)優(yōu)選出多口老井準(zhǔn)備壓裂改造。

2.4 資陽探區(qū)勘探開發(fā)進(jìn)展

資陽-東峰場區(qū)塊位于川中隆起構(gòu)造帶西南端，于20世紀(jì)50年代開展石油地質(zhì)勘查，可分為3個(gè)階段。①早期普查階段，1967年針對(duì)須家河組實(shí)施第一口探井，未發(fā)現(xiàn)工業(yè)油氣層；1996年中國石化西南石油局獲資陽-東峰場勘探登記區(qū)塊；1997年針對(duì)雷口坡組實(shí)施了一口探井，未獲工業(yè)油氣成果。②初期勘探階段，至2010年完成該區(qū)塊二維地震詳查勘探；2010—2013年針對(duì)須二段或海相地層實(shí)施4口探井，均未獲突破；2014年部署資陽三維地震勘探；2020年5月實(shí)施東峰5井，在須五段測試獲2.54×104m3/d無阻流量，從而發(fā)現(xiàn)了須五段氣藏，并申報(bào)預(yù)測儲(chǔ)量。③勘探-開發(fā)評(píng)價(jià)階段，2020年緊跟勘探成果，東峰5井同井場部署的評(píng)價(jià)井東峰501HF水平井獲得高產(chǎn)，無阻流量46.5×104m3/d，該區(qū)突破主要得益于兩方面：一是認(rèn)識(shí)到須五段水下分流河道砂發(fā)育于須五段烴源巖之中，為成藏提供了氣源；二是水平井壓裂技術(shù)大幅度提高氣井產(chǎn)量，目前正開展開發(fā)評(píng)價(jià)。

3 中國石油探區(qū)勘探開發(fā)進(jìn)展

中國石油探區(qū)須家河組勘探始于20世紀(jì)50年代，2004年以前以構(gòu)造圈閉勘探為主，發(fā)現(xiàn)了中壩、八角場、邛西、充西與磨溪等典型構(gòu)造氣藏[4,8,11,31]。2005年以廣安2井須六段日產(chǎn)天然氣4.2×104m3為標(biāo)志,須家河組勘探進(jìn)入到大面積巖性氣藏勘探的新階段,相繼在川中發(fā)現(xiàn)了廣安、合川、安岳等千億立方米級(jí)大氣田和蓬萊、荷包場、龍女寺、潼南、營山等中型氣田或含氣構(gòu)造，三級(jí)儲(chǔ)量約1.5×1012m3，產(chǎn)氣層位主要為須二段、須四段和須六段，氣藏類型主要為背斜-巖性氣藏和斷背斜-巖性氣藏，大多數(shù)氣藏與巖性圈閉有關(guān)，具有含水普遍、儲(chǔ)量豐度較低、氣-水關(guān)系復(fù)雜、分布廣和面積大等特點(diǎn)。

長期以來，針對(duì)上三疊統(tǒng)須家河組的天然氣勘探一直把須一段、須三段和須五段作為烴源巖，須二段、須四段和須六段作為目的層段，對(duì)須一段、須三段和須五段的關(guān)注較少。近期的勘探發(fā)現(xiàn)，在以須二段、須四段和須六段為目的層的勘探過程中，須一段、須三段和須五段氣顯示頻繁，且多井測試獲工業(yè)氣流，部分為高產(chǎn)井[38]，例如：劍門102井須三段測試日產(chǎn)氣約為102×104m3，目前劍閣地區(qū)須三段已經(jīng)提交了天然氣預(yù)測儲(chǔ)量，展示出較大的勘探潛力。

盡管中國石油在川中地區(qū)須家河組陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)探明儲(chǔ)量千億立方米級(jí)的大氣田，川中地區(qū)也是須家河組天然氣主產(chǎn)區(qū)，但是由于這些氣藏也難以規(guī)模效益開發(fā)，中國石油探區(qū)須家河組的勘探開發(fā)也一度陷入停滯。由此可見，中國石化和中國石油探區(qū)面臨的問題是一樣的，即如何突破須家河組致密砂巖規(guī)模有效開發(fā)的難題。

2018年以來，隨著對(duì)四川盆地陸相致密氣的重新認(rèn)識(shí)，中國石油西南油氣田公司按照“勘探上落實(shí)油氣區(qū)帶，控制儲(chǔ)量規(guī)模，開發(fā)集中建產(chǎn)，滾動(dòng)探明”的思路，重新啟動(dòng)了須家河組的勘探開發(fā)工作，取得了良好的效果，在多點(diǎn)、多層系獲得了重要突破，展現(xiàn)出良好的勢頭。2018年部署在安岳地區(qū)須家河組底構(gòu)造高石梯鼻突軸部的岳101-X105井和岳101-X106井兩口開發(fā)井經(jīng)酸化后測試獲天然氣日產(chǎn)量81×104m3和80×104m3的高產(chǎn)氣流，再次證明了安岳地區(qū)須家河組致密砂巖氣巨大的開發(fā)潛力。2019年和2020年在中臺(tái)山地區(qū)部署的中臺(tái)H103井和中臺(tái)108-X1井分別須二段測試獲日產(chǎn)量80.16×104m3和126.65×104m3的高產(chǎn)工業(yè)氣流，進(jìn)一步證明了中臺(tái)山構(gòu)造良好的天然氣勘探開發(fā)前景，為川中致密砂巖氣增儲(chǔ)上產(chǎn)、多層系立體開發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2020年，位于川中地區(qū)秋林鼻狀構(gòu)造北西翼的風(fēng)險(xiǎn)探井三臺(tái)1井在須三段測試獲日產(chǎn)天然氣22.82×104m3，這是繼川中-川西地區(qū)致密砂巖氣勘探在沙溪廟組打開新局面后，向深層邁進(jìn)，在須家河組取得的重要新進(jìn)展，進(jìn)一步證實(shí)川中-川西須家河組是有利富氣區(qū)帶，勘探潛力巨大。2021年1月7日，五寶淺20井須家河組測獲日產(chǎn)16.16×104m3工業(yè)氣流，進(jìn)一步驗(yàn)證了川東地區(qū)三疊系須家河組致密砂巖含氣性，表明川東地區(qū)淺層致密砂巖氣藏具有縱向上多層系、多砂體的勘探潛力及良好的勘探開發(fā)效益。

由上分析可見，基本上是2018年以來，中國石化和中國石油對(duì)須家河組致密砂巖氣開展了新一輪的勘探開發(fā)工作，在多地、多層位打出了一批高產(chǎn)井，尤其是中國石化在川西新場構(gòu)造帶、通南巴區(qū)塊開始了開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，推進(jìn)了開發(fā)進(jìn)程。這一輪取得的油氣成果主要得益于以下幾點(diǎn)：①對(duì)須家河組致密砂巖氣規(guī)模儲(chǔ)量的信心，堅(jiān)信巨大儲(chǔ)量是存在的，只要認(rèn)識(shí)和技術(shù)到位就可以動(dòng)用；②充分認(rèn)識(shí)到裂縫是高產(chǎn)的主要控制因素，應(yīng)本著“先肥后瘦”的思路，優(yōu)先動(dòng)用裂縫區(qū)儲(chǔ)量；③裂縫成因機(jī)制研究和精細(xì)刻畫技術(shù)取得重要進(jìn)展，基本能刻畫清楚裂縫體輪廓；④氮?dú)忏@井、大規(guī)模體積壓裂等工程工藝技術(shù)和壓裂裝備水平的提高；⑤是地質(zhì)-工程一體化的思路在研究中的應(yīng)用。上述各種因素共同推動(dòng)了勘探開發(fā)工作。

4 勘探開發(fā)理論及技術(shù)進(jìn)展

2018年以來，中國石化開展了新一輪的須家河組致密氣砂巖攻關(guān)，主要集中成藏富集規(guī)律、氣藏“甜點(diǎn)”類型及標(biāo)準(zhǔn)、裂縫成因及精細(xì)刻畫和提高產(chǎn)量工藝技術(shù)等方面，取得了重要進(jìn)展。

4.1 明確了川西坳陷須二段成藏過程及天然氣富集規(guī)律

川西坳陷新場構(gòu)造帶須二段氣藏是典型致密砂巖氣藏，也是目前川西坳陷乃至中國石化探區(qū)須家河組已發(fā)現(xiàn)探明儲(chǔ)量規(guī)模最大的氣藏。因此，本文以新場構(gòu)造帶須二段氣藏為例，論述近期在須家河組致密砂巖氣成藏富集規(guī)律研究方面取得的進(jìn)展。

4.1.1 厘定了各成藏事件時(shí)空序列及成藏過程

重新厘定了重要成藏事件、關(guān)鍵時(shí)期及其時(shí)空配置關(guān)系，建立了須二段氣藏主要成藏事件的時(shí)空序列(表1)。

表1 川西坳陷中段須二段氣藏成藏事件時(shí)間關(guān)系

研究認(rèn)為，須二段沉積之后，隨著埋深增大，壓實(shí)和膠結(jié)作用使儲(chǔ)層的原生孔隙迅速減小，但在此期間燕山早期和中期發(fā)生的兩次溶蝕作用起到了增孔作用，形成了大量的溶蝕孔隙，一定程度上減緩了儲(chǔ)層的致密化進(jìn)程。隨后燕山中期，構(gòu)造圈閉開始發(fā)育，此時(shí)儲(chǔ)層屬于低孔、低滲儲(chǔ)層，地層超壓也開始快速增加，此時(shí)作為主力氣源的馬鞍塘組-小塘子組烴源巖已進(jìn)入高-過成熟演化階段[39-40]，開始大規(guī)模生排烴，天然氣充注進(jìn)入高峰期，形成了大面積的低滲巖性-構(gòu)造氣藏(圖2a)。

早期形成的低滲巖性-構(gòu)造氣藏在進(jìn)一步深埋過程中，儲(chǔ)層孔隙度進(jìn)一步降低，并在早白堊世早期完全致密，但是由于儲(chǔ)層碎屑組分、粒度和孔隙類型等不同，致密化程度存在差異，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性呈現(xiàn)較強(qiáng)的非均質(zhì)性(圖2b)，在整體致密背景下發(fā)育相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

燕山晚期—喜馬拉雅期，川西坳陷構(gòu)造活動(dòng)不斷增強(qiáng)，發(fā)生整體抬升，構(gòu)造形態(tài)整體具有繼承性，但局部地區(qū)的構(gòu)造形態(tài)發(fā)生調(diào)整并形成了大量的晚期斷裂、褶皺和伴生裂縫，對(duì)已經(jīng)致密化的氣藏進(jìn)行調(diào)整和改造(圖2c)，在裂縫發(fā)育部位形成“甜點(diǎn)”，同時(shí)氣-水關(guān)系也在構(gòu)造起伏、斷層破裂、水平層理縫張開中變得復(fù)雜。

圖2 川西坳陷新場構(gòu)造帶須二段氣藏成藏演化過程

4.1.2 明確了天然氣富集規(guī)律

綜合分析成藏關(guān)鍵地質(zhì)要素的形成演化和成藏過程，認(rèn)為川西坳陷須二段氣藏的天然氣富集規(guī)律可以概括為“早期構(gòu)造控帶、差異致密控儲(chǔ)、構(gòu)造調(diào)整控產(chǎn)”。

1)成藏期古構(gòu)造控制了天然氣富集的范圍和規(guī)模

新場構(gòu)造帶須二段氣藏成藏期次和古構(gòu)造形成時(shí)間的關(guān)系研究結(jié)果表明,構(gòu)造圈閉在天然氣大規(guī)模充注之前已經(jīng)形成，構(gòu)造圈閉的形成發(fā)育與天然氣成藏的時(shí)空配置非常有利，成為天然氣成藏聚集的有利地帶，在烴源巖十分發(fā)育的背景下，古構(gòu)造的位置就是現(xiàn)今天然氣富集的位置，古構(gòu)造位置和規(guī)?；緵Q定了現(xiàn)今天然氣富集的區(qū)帶和范圍(圖3，圖4a)。所以在進(jìn)行勘探研究中，很關(guān)鍵的一點(diǎn)就是在印支期、燕山期和喜馬拉雅期剝蝕量恢復(fù)的基礎(chǔ)上，通過TSM盆地模擬軟件恢復(fù)主成藏期的古構(gòu)造，圈定出有利古構(gòu)造范圍，也是現(xiàn)今天然氣富集的位置，所以總結(jié)為“早期構(gòu)造控帶”。

圖3 川西坳陷中段須二段主成藏期古構(gòu)造與氣田分布關(guān)系

2)差異致密作用是相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵因素

氣藏形成后，隨著成巖作用進(jìn)一步增強(qiáng)，儲(chǔ)層進(jìn)一步致密直至完全致密化，但是由于儲(chǔ)層剛性與塑性成份含量不同、粒度大小不同和孔隙類型不同，致密化存在較大的差異性(圖4b，圖5)。通過對(duì)儲(chǔ)層致密化差異性的研究，認(rèn)為致密化差異性是造成現(xiàn)今儲(chǔ)層優(yōu)劣的關(guān)鍵因素，主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面：①粒間孔隙與粒內(nèi)溶蝕孔致密化的差異，粒間孔相對(duì)于粒內(nèi)孔更容易被壓縮，導(dǎo)致現(xiàn)今儲(chǔ)層粒間孔含量很少，一般占比在1%以下，但粒內(nèi)溶蝕孔分布于長石顆粒內(nèi)，不易被壓縮，導(dǎo)致粒內(nèi)溶孔是現(xiàn)今儲(chǔ)層主要儲(chǔ)集空間，一般占比3%左右；②粒度大小的差異性，粒度越大，抗壓實(shí)能力越強(qiáng)，這是造成現(xiàn)今儲(chǔ)層中粗粒砂巖物性偏好的原因，粒度越粗，殘余粒間孔越多，物性越好，孔隙結(jié)構(gòu)越有利；③碎屑組分的差異性，富含石英等剛性顆粒越多，抗壓實(shí)能力越強(qiáng)；④綠泥石含量的影響，粒間孔中綠泥石包殼的存在，有利于粒間孔的保存。以上多種因素的疊加，造成現(xiàn)今的儲(chǔ)層在整體致密背景下發(fā)育相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，總結(jié)為“差異致密控儲(chǔ)”。

圖5 川西坳陷中段須家河組不同類型儲(chǔ)層致密化的差異性

3)晚期構(gòu)造調(diào)整形成的斷縫系統(tǒng)使氣水關(guān)系復(fù)雜，控制裂縫甜點(diǎn)分布

儲(chǔ)層完全致密化后，燕山晚期—喜馬拉雅期的構(gòu)造活動(dòng)形成了多條晚期的南北向斷裂和伴生褶皺，其伴生的構(gòu)造裂縫連通了儲(chǔ)層中的孤立孔隙，極大提高了致密化后儲(chǔ)層的滲流能力，使得聚集在孤立孔隙中的天然氣發(fā)生流動(dòng)、調(diào)整和再次聚集，形成了中高產(chǎn)的裂縫型“甜點(diǎn)”。同時(shí)地層水沿著南北向的斷裂向上下運(yùn)移，并在低角度張開層理縫發(fā)育的部位發(fā)生橫向運(yùn)移，改變了原先氣藏的氣水關(guān)系，使其復(fù)雜化(圖4c)。致密化作用使氣層致密化的同時(shí)也使得水層致密化，現(xiàn)今見到的干層主成藏期是水層，也為現(xiàn)今氣水關(guān)系的研究增加了難度。根據(jù)這些地質(zhì)特征，總結(jié)為“構(gòu)造調(diào)整控產(chǎn)”。

圖4 川西坳陷新場構(gòu)造帶須二段氣藏天然氣富集動(dòng)態(tài)模式

4.2 形成了勘探有利區(qū)帶及圈閉動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)技術(shù)

基于成藏富集規(guī)律的新認(rèn)識(shí)，形成了基于古今構(gòu)造及形變的有利勘探區(qū)帶和圈閉的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)思路和方法(圖6)。該方法突出以古今構(gòu)造及形變的有利區(qū)評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)，以差異致密控儲(chǔ)的地質(zhì)要素評(píng)價(jià)和控氣、控水晚期構(gòu)造及其伴生裂縫的評(píng)價(jià)為重點(diǎn)，開展有利區(qū)帶、圈閉和目標(biāo)的逐級(jí)評(píng)價(jià)和優(yōu)選(圖6)。具體評(píng)價(jià)流程：首先通過主成藏期古構(gòu)造有利區(qū)和儲(chǔ)層砂體發(fā)育有利區(qū)的疊合圈定天然氣成藏時(shí)的富集有利區(qū)帶；其次在成藏期的富集有利區(qū)內(nèi)，通過現(xiàn)今構(gòu)造的有利區(qū)、古今構(gòu)造形變有利區(qū)和儲(chǔ)層差異致密控儲(chǔ)形成的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層有利區(qū)疊合評(píng)價(jià)，圈定出現(xiàn)今的天然氣富集有利區(qū)；最后，在現(xiàn)今天然氣富集區(qū)帶內(nèi)，運(yùn)用地震多屬性融合的技術(shù)評(píng)價(jià)出晚期斷裂、褶皺及裂縫體發(fā)育有利區(qū)。在上述關(guān)鍵地質(zhì)要素評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，優(yōu)選出古今構(gòu)造有利區(qū)、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層有利區(qū)、斷褶縫發(fā)育有利區(qū)疊合發(fā)育的部位，即為有利的目標(biāo)區(qū)。通過這種評(píng)價(jià)，可以確定出裂縫發(fā)育含氣有利區(qū)和基質(zhì)儲(chǔ)層含氣有利區(qū)。

圖6 川西坳陷中段須家河組天然氣富集區(qū)及有利圈閉評(píng)價(jià)方法

4.3 建立了致密砂巖氣藏“甜點(diǎn)”模式及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

4.3.1 提出了儲(chǔ)層分類新方案

關(guān)于致密砂巖儲(chǔ)層的分類，前人主要基于儲(chǔ)層孔隙度參數(shù)、參考滲透率，對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層進(jìn)行劃分。但是致密砂巖儲(chǔ)層孔隙度較低，好儲(chǔ)層和差儲(chǔ)層之間孔隙度差異小，基于孔隙度劃分儲(chǔ)層，不能很好地表征其差異性。同時(shí)由于裂縫的發(fā)育，滲透率之間差異大，且滲透率對(duì)氣井產(chǎn)能影響很大。因此本文在深入研究川西坳陷須二段氣藏儲(chǔ)層特征基礎(chǔ)上，建立了重點(diǎn)考慮滲透率、兼顧巖相構(gòu)型的致密砂巖儲(chǔ)層分類方法(圖7)。

在滲透率標(biāo)準(zhǔn)方面，本文結(jié)合研究區(qū)巖心分析、測井解釋數(shù)據(jù)，對(duì)不同類型儲(chǔ)層滲透率下限進(jìn)行了界定：①通過測井手段，評(píng)價(jià)了斷裂附近構(gòu)造裂縫發(fā)育區(qū)儲(chǔ)層滲透率和孔隙度，將斷裂派生構(gòu)造縫影響的儲(chǔ)層滲透率下限定為10×10-3μm2；②基于巖心數(shù)據(jù)，分析了沉積層理縫影響的儲(chǔ)層滲透率，對(duì)沉積成因?qū)永砜p影響的儲(chǔ)層滲透率下限定為0.3×10-3μm2；③結(jié)合氣井產(chǎn)能，對(duì)氣層孔隙度和滲透率進(jìn)行分析，明確了有效基質(zhì)儲(chǔ)層滲透率下限為0.03×10-3μm2。在此基礎(chǔ)上，將儲(chǔ)層劃分出了2類4型(圖7)：一是裂縫-孔隙型，又可細(xì)分為構(gòu)造縫+層理縫的網(wǎng)狀縫型和構(gòu)造單縫型；另一種類型為孔隙型，可以細(xì)分為層理縫型和基質(zhì)型。

圖7 川西坳陷新場構(gòu)造帶須二段儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)

4.3.2 建立了氣藏“甜點(diǎn)”模式及標(biāo)準(zhǔn)

氣藏“甜點(diǎn)”是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層、有效裂縫和有利含氣疊合的地質(zhì)體，并在現(xiàn)有工藝技術(shù)條件下或進(jìn)一步攻關(guān)后具有經(jīng)濟(jì)勘探開發(fā)價(jià)值，三者的有機(jī)結(jié)合可以形成不同類型的甜點(diǎn)?；谥旅軆?chǔ)層的新分類方案，綜合考慮巖石相、物性和裂縫等因素，結(jié)合氣井產(chǎn)能，新場氣田須二段氣藏“甜點(diǎn)”可以劃分2類4型。

1)斷褶裂縫型甜點(diǎn)

斷褶裂縫型“甜點(diǎn)”主要指由斷層、褶皺形成的有效裂縫發(fā)育區(qū)與優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層有利區(qū)、含氣有利區(qū)疊合發(fā)育的地質(zhì)體，這類甜點(diǎn)在現(xiàn)有工藝技術(shù)條件下可有效建產(chǎn)，可進(jìn)一步分為網(wǎng)狀縫型和構(gòu)造單縫型兩個(gè)類型。

① 網(wǎng)狀縫型

網(wǎng)狀縫型甜點(diǎn)巖石相主要以發(fā)育層理縫的“千層餅狀”、平行層理等中-粗砂巖相為主，孔隙度大于3%，滲透率大于100×10-3μm2；在平縫較為發(fā)育的基礎(chǔ)上，斷層、褶皺形成的高角度縫疊加形成網(wǎng)狀縫。這類型甜點(diǎn)的氣井表現(xiàn)為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)能力強(qiáng)和累產(chǎn)高的特征，如新2井、新851井和新856井等，目前新2井累產(chǎn)天然氣超過10×108m3。

② 構(gòu)造單縫型

構(gòu)造單縫型甜點(diǎn)巖石相主要以層理縫相對(duì)不發(fā)育的塊狀層理、斜層理等中砂巖相為主，孔隙度大于3%，滲透率大于10×10-3μm2；平縫基本不發(fā)育，主要以斷層與褶皺形成的高角度裂縫為主，縱向延伸的高角度裂縫溝通了有利基質(zhì)儲(chǔ)層。這種類型甜點(diǎn)的氣井表現(xiàn)為中高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和累產(chǎn)較高等特征，如聯(lián)150井和新601井等，這類井目前累產(chǎn)天然氣超過1.5×108m3。

2)基質(zhì)儲(chǔ)滲型甜點(diǎn)

基質(zhì)儲(chǔ)滲型甜點(diǎn)是指儲(chǔ)層中斷層、褶皺形成的構(gòu)造裂縫不發(fā)育，以孔隙型儲(chǔ)層為主的甜點(diǎn)類型，這類甜點(diǎn)在目前技術(shù)條件還無法有效建產(chǎn)，需要開展提高產(chǎn)量的新工藝攻關(guān)，根據(jù)層理縫是否發(fā)育又可以劃分為層理縫型和孔隙型兩個(gè)類型。

① 層理縫型

層理縫型甜點(diǎn)指斷褶裂縫型甜點(diǎn)之外的一種甜點(diǎn)類型，巖石相以發(fā)育“千層餅”狀、平行層理中-粗砂巖相為主要特征，構(gòu)造裂縫不發(fā)育，基質(zhì)儲(chǔ)層物性好，孔隙度大于3%，滲透率大于0.3×10-3μm2，儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)好，中值半徑為0.02～0.04 μm，層理縫的發(fā)育增加了儲(chǔ)層滲透性，但以徑向滲流為主。這種類型甜點(diǎn)高角度縫發(fā)育程度較低，平縫密集發(fā)育，目前工藝條件下不能有效建產(chǎn)，需要開展新工藝攻關(guān)。

② 孔隙型

孔隙型甜點(diǎn)同樣是不受斷裂控制的一種甜點(diǎn)類型，巖石相以發(fā)育塊狀層理、斜層理中砂巖相為主要特征，基質(zhì)儲(chǔ)層物性好，孔隙度大于3%，滲透率大于0.03×10-3μm2，儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)中等，中值半徑一般小于0.02 μm。這種類型甜點(diǎn)構(gòu)造縫及層理縫不發(fā)育，在現(xiàn)有技術(shù)條件下不能有效建產(chǎn)，需要開展新工藝攻關(guān)。

對(duì)于基質(zhì)儲(chǔ)滲型甜點(diǎn)，前期許多人認(rèn)為基質(zhì)孔隙中不含天然氣，現(xiàn)有工藝條件下無法壓開，不具備開發(fā)潛力。但是，通過富集規(guī)律研究，在先成藏、后致密的條件下，在含氣范圍內(nèi)基質(zhì)孔隙中應(yīng)封存大量的天然氣，為證實(shí)這一觀點(diǎn)，專門選擇了基質(zhì)儲(chǔ)滲型甜點(diǎn)發(fā)育的高廟2井，開展大規(guī)模加砂壓裂，獲得日產(chǎn)2.5×104m3的穩(wěn)定產(chǎn)量，證實(shí)基質(zhì)儲(chǔ)滲型甜點(diǎn)富含天然氣，具有開發(fā)潛力。

4.4 初步形成裂縫體精細(xì)刻畫技術(shù)

須家河組儲(chǔ)層巖性致密，裂縫可以顯著改善儲(chǔ)層的孔、滲條件，使其成為油氣聚集的有利場所，進(jìn)而成為具有勘探開發(fā)價(jià)值的“甜點(diǎn)”。但是，由于裂縫地質(zhì)尺度和地震資料信息承載尺度之間的巨大差異，地震裂縫預(yù)測長期以來一直是勘探開發(fā)實(shí)踐工作中的難題[43]。除卻信息尺度的差異，裂縫預(yù)測不能得到有效解決的很大一部分原因在于其相應(yīng)的地質(zhì)模式不清晰，預(yù)測目標(biāo)不明朗。實(shí)踐工作中的裂縫預(yù)測不能局限于尋找單條裂縫，而應(yīng)該尋找有效裂縫相對(duì)聚集的地質(zhì)單元——裂縫體。

裂縫體是指與斷層、褶皺伴生的裂縫和巖石孔隙結(jié)合所形成的不規(guī)則分布的、具有一定規(guī)模的、滲透性能好的地質(zhì)單元。通過研究，在川西新場須二段、通南巴須家河組裂縫體大致可以分為3種類型：斷縫型、褶縫型和斷褶縫融合型。斷縫體包含3個(gè)組構(gòu)單元：斷層滑動(dòng)面、滑動(dòng)破碎帶和滑動(dòng)破碎帶外側(cè)的誘導(dǎo)裂縫帶。滑動(dòng)破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶是中、高角度構(gòu)造裂縫(傾角>30°)較為發(fā)育部位。由滑動(dòng)破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶組成的中高角度裂縫發(fā)育帶分布在斷層滑動(dòng)面兩側(cè)約400 m范圍內(nèi)，其中200 m范圍之內(nèi)，特別是逆斷層的上盤是目前高產(chǎn)井的主要分布部位。褶皺與其伴生縫最相關(guān)的是距樞紐的位置和褶皺的強(qiáng)度(寬高比)，距樞紐越近，褶皺強(qiáng)度越強(qiáng)，裂縫越發(fā)育。新場須二段氣藏研究后認(rèn)為距樞紐400 m之內(nèi)、寬高比大于25的部位是裂縫發(fā)育有利部位。

在裂縫體地質(zhì)模式指導(dǎo)下，就可以研究裂縫聚集部位的地震響應(yīng)特征，進(jìn)而預(yù)測裂縫體的空間分布狀況。由裂縫到裂縫體，研究尺度得以放大，使得利用地震資料精細(xì)刻畫裂縫聚集單元更具可操作性。在實(shí)際工作中，首先根據(jù)地質(zhì)、測井和地震信息開展綜合研究，建立不同研究區(qū)裂縫體地質(zhì)模式，根據(jù)地質(zhì)模式篩選與裂縫體緊密相關(guān)斷層、褶皺的敏感地震屬性，對(duì)斷層與褶皺進(jìn)行描述，在二者描述基礎(chǔ)上，篩選與二者有關(guān)的裂縫體的敏感屬性，對(duì)裂縫體進(jìn)行刻畫，最終得到地下斷層、褶皺和相關(guān)裂縫系統(tǒng)的完整刻畫結(jié)果，指導(dǎo)勘探開發(fā)實(shí)踐。在新場地區(qū)須二段儲(chǔ)層裂縫預(yù)測中，應(yīng)用該方案選擇對(duì)斷層較為敏感的最大似然屬性、對(duì)褶皺較為敏感的形態(tài)指數(shù)和曲度屬性、對(duì)斷縫體較為敏感的構(gòu)造熵屬性充分融合，完整地刻畫了致密砂巖儲(chǔ)層中的規(guī)模有效裂縫體。通過該項(xiàng)技術(shù)，可較為準(zhǔn)確地確定裂縫體的輪廓外形，為評(píng)價(jià)裂縫體甜點(diǎn)儲(chǔ)量及井位部署提供可靠的裂縫信息，在新場須二段氣藏，依據(jù)此項(xiàng)技術(shù)部署的兩口開發(fā)評(píng)價(jià)井均獲得高產(chǎn)。

4.5 形成致密儲(chǔ)層測井精細(xì)評(píng)價(jià)技術(shù)

通過儲(chǔ)層特征研究，認(rèn)為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成與碎屑粒度、長石含量、石英含量和裂縫等均緊密相關(guān)，所以要求測井不但要解釋出孔隙度、滲透率和含氣飽和度等參數(shù)，還要解釋儲(chǔ)層粒度及礦物成分等信息。

須家河組致密砂巖儲(chǔ)層巖性類型多、礦物成分復(fù)雜、超低孔滲、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、氣-水關(guān)系復(fù)雜和裂縫類型多等特征，造成了利用常規(guī)測井資料評(píng)價(jià)儲(chǔ)層及識(shí)別流體難度大。針對(duì)致密儲(chǔ)層地質(zhì)特點(diǎn)，利用薄片、X衍射、物性、巖電等分析測試資料，開展“四性”關(guān)系精細(xì)研究，建立了儲(chǔ)層多參數(shù)測井評(píng)價(jià)體系。在碎屑組分方面，首次建立了巖石粒度識(shí)別模板及包含石英、巖屑、炭屑、泥質(zhì)及孔隙度的測井評(píng)價(jià)體積模型；在物性方面，除應(yīng)用多礦物體積模型獲取孔隙度參數(shù)外，還建立了基質(zhì)與裂縫滲透率評(píng)價(jià)模型；在飽和度方面，建立并優(yōu)選了變“m”的飽和度評(píng)價(jià)模型，提高了評(píng)價(jià)精度；在裂縫評(píng)價(jià)方面，除利用成像測井獲取裂縫參數(shù)外，還以“巖心刻度成像、成像刻度常規(guī)”的思路，建立了利用常規(guī)測井資料評(píng)價(jià)裂縫參數(shù)的方法技術(shù)，解決了無成像測井資料情況下的裂縫評(píng)價(jià)問題。同時(shí)，在流體識(shí)別方面，針對(duì)致密氣藏流體信號(hào)弱及鉆井液侵入裂縫導(dǎo)致電阻率變低造成流體識(shí)別難的問題，開展了流體與不同測井響應(yīng)關(guān)系研究，借鑒非常規(guī)頁巖氣的評(píng)價(jià)思路，確定了利用中子和聲波曲線疊合技術(shù)，將氣層測井響應(yīng)的微弱信號(hào)放大，構(gòu)建了含氣指示曲線，并利用已知井的測試結(jié)果，建立了基于電阻率與含氣指示曲線的流體識(shí)別圖版及識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，解決了川西須二段裂縫發(fā)育的致密儲(chǔ)層流體識(shí)別難題。

4.6 初步形成氮?dú)忏@井提高產(chǎn)量技術(shù)

須家河組砂巖儲(chǔ)層存在水敏和弱酸敏，儲(chǔ)層發(fā)育層理縫和構(gòu)造縫，固相堵塞傷害和基質(zhì)水鎖傷害嚴(yán)重，常規(guī)鉆井、完井方法易發(fā)生儲(chǔ)層傷害，儲(chǔ)層保護(hù)難度大，后期解堵措施有效性差。具有低傷害、零污染的氮?dú)忏@井工藝在普光、龍崗、元壩和大邑等地區(qū)須家河組試驗(yàn)均獲得成功，大邑1井和大邑102井在須家河組低壓地層采用氮?dú)忏@井，分別獲得無阻流量12×104m3/d和26×104m3/d的天然氣產(chǎn)能，證實(shí)鉆井過程中儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)的重要性。

對(duì)于地層壓力較高的川西新場深層須家河組致密砂巖，中國石化西南油氣分公司通過工程技術(shù)攻關(guān)，解決了氮?dú)忏@井過程地層出水、井壁掉塊和高壓井控風(fēng)險(xiǎn)等問題，形成氮?dú)忏@井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、套管材質(zhì)優(yōu)選與強(qiáng)度校核、基于氮?dú)忏@井巖屑濃度控制的注入?yún)?shù)優(yōu)化、井控裝備及工藝優(yōu)化等一系列技術(shù)，為氮?dú)忏@井的施工設(shè)計(jì)、方案優(yōu)化和安全實(shí)施提供依據(jù)和保障[44]。根據(jù)近幾年的攻關(guān)成果和認(rèn)識(shí)，針對(duì)裂縫發(fā)育有利區(qū)部署了新8-2井，采用了氮?dú)忏@井，獲無阻流量53×104m3/d，目前穩(wěn)定日產(chǎn)量6.6×104m3，對(duì)比鄰井產(chǎn)量提升5～35倍以上(圖8)，鉆完井工程費(fèi)用節(jié)約近1 200萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。該井的成功應(yīng)用表明，氮?dú)忏@井技術(shù)對(duì)致密砂巖裂縫型甜點(diǎn)能夠有效地保護(hù)儲(chǔ)層并獲得高產(chǎn)。

圖8 川西坳陷中段氮?dú)忏@井與常規(guī)鉆井產(chǎn)氣量對(duì)比

4.7 提高產(chǎn)量壓裂改造技術(shù)取得新進(jìn)展

川西須二段氣藏前期儲(chǔ)層改造效果差異大，前期大量的壓裂實(shí)施表現(xiàn)出施工破裂壓力高、延伸壓力高、施工排量低、施工砂比低、裂縫縱向延伸難度大、施工加砂難度大等難點(diǎn)，尚未形成主體改造工藝。經(jīng)過近年攻關(guān)，初步形成超高壓壓裂工藝技術(shù)、精細(xì)分層-體積壓裂技術(shù)、在線變粘壓裂技術(shù)等多種工藝方法。在新場氣田須二段氣藏的開發(fā)評(píng)價(jià)井位實(shí)施工作中取得了較好效果。新盛101井?dāng)嗫p型甜點(diǎn)采用套管注入、橋塞封隔實(shí)現(xiàn)大規(guī)模加砂壓裂(圖9)，壓后穩(wěn)定產(chǎn)量15.6×104m3/d，川高561井層理縫型甜點(diǎn)通過高能氣體配合酸化近井解堵后，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)6×104m3/d，高廟2井孔隙型甜點(diǎn)分3段加砂壓裂后實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)2.5×104m3/d。工程實(shí)踐表明，不同甜點(diǎn)類型儲(chǔ)層需要不同的改造技術(shù)對(duì)策，有針對(duì)性的儲(chǔ)層改造技術(shù)能夠有效提高單井產(chǎn)量。

圖9 川西坳陷新場氣田新盛101井T3x2-4砂組加砂壓裂泵注曲線

儲(chǔ)層改造技術(shù)的進(jìn)步，主要得益于地質(zhì)-工程一體化的實(shí)施[45]。①通過地質(zhì)研究，劃分出了不同的甜點(diǎn)類型，不同甜點(diǎn)的工程地質(zhì)特征、改造難度均不同，為開展針對(duì)性的改造方案提供了基礎(chǔ)；②地質(zhì)-工程一體化的設(shè)計(jì)思路，一口井中可能發(fā)育不同的甜點(diǎn)，需要區(qū)分不同的甜點(diǎn)設(shè)計(jì)不同的改造方案，一井一策，一段一策；③壓裂裝備水平的提高；④以頁巖氣體積壓裂工藝技術(shù)在須家河組壓裂中的作用。這些技術(shù)和設(shè)備水平的進(jìn)步和提高都為須家河組致密氣藏的改造提供了有利條件。

5 下步攻關(guān)方向

四川盆地須家河組致密砂巖氣經(jīng)過多輪次的勘探開發(fā)，每一輪次的結(jié)果相似，均是發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的地質(zhì)儲(chǔ)量，但是無法規(guī)模有效建產(chǎn)，導(dǎo)致勘探開發(fā)工作停滯。所以，當(dāng)前須家河組勘探開發(fā)工作中的重點(diǎn)是要解決規(guī)模有效開發(fā)問題。這一輪次的勘探開發(fā)工作能否跳出窠臼，勘探開發(fā)思路、方向和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)至關(guān)重要。

通過近幾年攻關(guān)，認(rèn)為須家河組的勘探開發(fā)應(yīng)堅(jiān)持以下幾個(gè)方面：①堅(jiān)定須家河組發(fā)育大規(guī)模儲(chǔ)量及可規(guī)模有效動(dòng)用的信心；②站在全盆地的角度，進(jìn)一步深化研究須家河組天然氣差異富集規(guī)律；③按照裂縫型和基質(zhì)儲(chǔ)滲型兩大類，開展精細(xì)地質(zhì)評(píng)價(jià)，進(jìn)一步攻關(guān)裂縫體內(nèi)幕精細(xì)刻畫技術(shù)、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測技術(shù)和流體預(yù)測技術(shù)等；④堅(jiān)持地質(zhì)-工程一體化，本著“先肥后瘦、先易后難”的原則，優(yōu)先開發(fā)動(dòng)用裂縫型甜點(diǎn)儲(chǔ)量，同時(shí)開展基質(zhì)儲(chǔ)滲型儲(chǔ)量大幅度提高產(chǎn)量的工程工藝技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)整體規(guī)模有效開發(fā)須家河組致密砂巖氣難動(dòng)用儲(chǔ)量。

5.1 勘探開發(fā)理論及技術(shù)攻關(guān)方向

5.1.1 持續(xù)深化須家河組天然氣差異富集規(guī)律

四川盆地須家河組分布范圍廣，含氣層段多，縱向深度分布范圍大，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造活動(dòng)，各成藏地質(zhì)要素的形成演化、成藏模式和富集規(guī)律在時(shí)空上必然存在顯著差異。處于不同構(gòu)造區(qū)帶的同一含氣層系、同一構(gòu)造區(qū)帶的不同含氣層系，因構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度、物源體系、沉積環(huán)境、巖石組分、烴源分布、源-儲(chǔ)組合和埋藏演化歷史都存在差異，必然導(dǎo)致烴源巖發(fā)育演化、儲(chǔ)層成巖演化、源-儲(chǔ)組合類型、裂縫發(fā)育程度、成藏類型、成藏機(jī)制和天然氣富集規(guī)律等方面存在差異。因此后續(xù)應(yīng)在全盆和時(shí)空變化的角度深化須家河組天然成藏模式和富集規(guī)律研究。

富集規(guī)律研究應(yīng)著重放在以下幾個(gè)方面。①儲(chǔ)層致密化的差異性研究。前期研究表明致密化差異性不僅與孔隙類型、顆粒大小、剛性成分有關(guān)，也與曾經(jīng)經(jīng)歷的埋藏深度有關(guān)。不同地區(qū)儲(chǔ)層的歷史埋藏深度不同，同一地區(qū)縱向上不同層位埋藏深度也不同，致密化程度都會(huì)有顯著差異，造成先成藏后致密、邊成藏邊致密和先致密后成藏均可能存在。②氣藏致密化后封閉程度差異性研究。致密化程度不同造成氣藏封存程度不同，即氣藏儲(chǔ)層孔隙內(nèi)流體流動(dòng)性能不同，后期構(gòu)造、斷裂活動(dòng)會(huì)對(duì)不同封存程度的氣藏改造產(chǎn)生顯著的差異，封存程度越好的氣藏越易保存，現(xiàn)今的儲(chǔ)量規(guī)模越大，氣水關(guān)系相對(duì)簡單，封存程度越差的氣藏越易被破壞，現(xiàn)今表現(xiàn)為氣水關(guān)系極為復(fù)雜。③烴源巖分布及演化的差異性研究。不同地區(qū)烴源巖的差異性必然對(duì)成藏的差異性有顯著影響。④晚期構(gòu)造對(duì)氣藏調(diào)整的差異性研究。不同構(gòu)造單元的須家河組氣藏，構(gòu)造斷裂演化具有很大的差異性，必然造成其對(duì)氣藏后期的調(diào)整、破壞有顯著的差異?？傊?，須家河組氣藏的富集規(guī)律研究，應(yīng)從全盆角度，利用歷史的、辯證的思維考慮其在整個(gè)時(shí)空中的變化及差異性，才有可能全面揭示其富集規(guī)律。

5.1.2 進(jìn)一步攻關(guān)裂縫體內(nèi)幕精細(xì)描述技術(shù)

近期攻關(guān)中，裂縫體輪廓描述技術(shù)取得重要進(jìn)展，但尚不能精細(xì)描述裂縫體的內(nèi)幕，即裂縫體內(nèi)裂縫更發(fā)育的位置、裂縫孔隙度和滲透率、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布及氣水分布等，而在氣藏開發(fā)中必須了解這些內(nèi)幕屬性，所以應(yīng)著重開展裂縫體內(nèi)幕精細(xì)描述技術(shù)攻關(guān)。此方面的研究需要從含裂隙儲(chǔ)層的巖石物理建模、裂縫體三維地震波場模擬、地震屬性分析及巖石物理參數(shù)反演等多方面入手進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

須家河組致密砂巖儲(chǔ)層礦物組分復(fù)雜，巖屑等不穩(wěn)定組分含量較高，巖石低孔、低滲且孔隙結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜，裂縫、微裂縫類型多樣且非均質(zhì)性強(qiáng)，氣水關(guān)系復(fù)雜，常規(guī)巖石物理建模方法不再適用。為此，需要開展含裂隙致密砂巖儲(chǔ)層巖石物理建模方法研究，以獲取可靠的巖石物理參數(shù)，為地震波場模擬、敏感屬性分析及巖石物理參數(shù)反演提供依據(jù)。

地下裂縫體輪廓多樣，其內(nèi)部裂縫類型及分布非均質(zhì)性很強(qiáng)，不同的裂縫體內(nèi)幕會(huì)引起不同的地震波場響應(yīng)，目前針對(duì)裂縫體開展的地震波場模擬工作多局限于二維，這對(duì)于研究裂縫可能造成的各向異性特征而言是非常不充分的。后續(xù)研究需要進(jìn)一步結(jié)合具體研究目標(biāo)，抽提典型模型，開展三維裂縫體模型構(gòu)建和地震波場模擬，分析裂縫定向排列方式、流體充填情況對(duì)裂縫體地震響應(yīng)的影響，為利用地震屬性(地震結(jié)構(gòu)屬性、地震各向異性)分析及巖石物理參數(shù)反演手段刻畫裂縫體內(nèi)幕提供依據(jù)。

5.1.3 持續(xù)攻關(guān)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層精細(xì)刻畫技術(shù)

在深層致密圍巖背景下，精細(xì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測始終是一個(gè)未完全解決的難題，下步應(yīng)持續(xù)開展攻關(guān)研究。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的巖石物理特征和地震響應(yīng)異常不明顯，如何精細(xì)刻畫大套砂巖中的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層也是后續(xù)勘探開發(fā)實(shí)踐中需要解決的問題。微弱的巖石物理及地震響應(yīng)異常是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層精細(xì)刻畫面臨的主要困難。應(yīng)對(duì)此種情況，需要開展地質(zhì)-地球物理一體化技術(shù)攻關(guān)，開展基于巖相的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層反演技術(shù)研究。

從先期研究情況來看，盡管須家河組砂巖巨厚，但是存在“厚砂體、薄儲(chǔ)層”的特點(diǎn)，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層縱向上零散的夾持于厚層砂體中，雖然累計(jì)厚度較大，但平均單層厚度小，并且優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層往往與特定的巖石相類型關(guān)系密切。基于此認(rèn)識(shí)，需要在巖相分析環(huán)節(jié)加強(qiáng)地質(zhì)研究，確定與優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層關(guān)系密切的巖相類型，并分析其相應(yīng)的巖石物理參數(shù)組合特征，在巖石物理參數(shù)反演的基礎(chǔ)上刻畫三維空間中有利巖相的分布狀況。在有利巖相預(yù)測結(jié)果基礎(chǔ)上，根據(jù)特定有利巖相孔隙度分布方面的先驗(yàn)認(rèn)識(shí)，在巖相約束之下，綜合地震信息開展儲(chǔ)層物性預(yù)測，減少單純依靠微弱的巖石物理特征和地震響應(yīng)特征進(jìn)行預(yù)測的不確定性。

5.1.4 持續(xù)攻關(guān)流體預(yù)測技術(shù)

致密儲(chǔ)層精細(xì)流體預(yù)測也是一個(gè)始終未完全解決的技術(shù)難題，困擾了地質(zhì)工作者幾十年，下步應(yīng)持續(xù)開展攻關(guān)研究。由于須家河組儲(chǔ)層致密，孔隙度低，流體對(duì)巖石彈性參數(shù)的影響程度低，流體檢測困難，傳統(tǒng)的振幅和頻率域?qū)傩詸z測效果差。根據(jù)這種情況，需要構(gòu)建對(duì)流體敏感的巖石物理參數(shù)模型，利用高分辨率疊前彈性反演技術(shù)，提取高分辨率彈性參數(shù)數(shù)據(jù)體，進(jìn)行含氣性預(yù)測。對(duì)流體敏感性高的彈性參數(shù)需要滿足3個(gè)要求：①比傳統(tǒng)參數(shù)(如體積模量、剪切模量)識(shí)別流體能力強(qiáng)；②流體的識(shí)別門檻異常值易于確定；③降低或者消除深度壓實(shí)作用對(duì)門檻值的干擾。除此之外，開展深度學(xué)習(xí)含氣性預(yù)測也非常必要。在對(duì)流體較為敏感的彈性參數(shù)研究基礎(chǔ)上，通過深度學(xué)習(xí)研究，和其他地震屬性相結(jié)合，以進(jìn)一步減少預(yù)測的多解性，形成多參數(shù)組合的智能化含氣性預(yù)測技術(shù)。

5.1.5 強(qiáng)化鉆完井及儲(chǔ)層改造提產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)

大幅度提高產(chǎn)量的鉆完井工藝技術(shù)是解放須家河組致密難動(dòng)用儲(chǔ)量的關(guān)鍵“鑰匙”之一，始終是攻關(guān)的重點(diǎn)。前期大量研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，針對(duì)性的鉆完井和儲(chǔ)層改造技術(shù)能夠有效提高單井的產(chǎn)能。從工程技術(shù)適應(yīng)性來分析，堅(jiān)持地質(zhì)-工程一體化思路指導(dǎo)的工程技術(shù)研究是須家河組氣藏大規(guī)模開發(fā)動(dòng)用的必由之路。需要持續(xù)攻關(guān)的大幅度提高單井產(chǎn)量的工藝技術(shù)包括：①氮?dú)忏@完井技術(shù)，特別是井壁穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、鉆井和井筒安全、配套的測試工藝及投產(chǎn)完井技術(shù)等攻關(guān)；②層理縫發(fā)育儲(chǔ)層需要繼續(xù)攻關(guān)低傷害、大排量、高砂比和縱切割的壓裂技術(shù)方法；③基質(zhì)孔隙型儲(chǔ)層需要繼續(xù)從優(yōu)化體積壓裂規(guī)模、降低超高壓施工成本和地應(yīng)力區(qū)優(yōu)選等方面開展攻關(guān)；④開展水平井提高產(chǎn)量試驗(yàn)；⑤開展工程甜點(diǎn)研究，建立地質(zhì)-工程雙甜點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)開展壓裂動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法、壓后評(píng)價(jià)方法和控縫控水設(shè)計(jì)研究。

5.1.6 深入開展開發(fā)政策優(yōu)化技術(shù)研究

須家河組致密氣藏滲流特征與常規(guī)氣藏差異較大[46]，目前針對(duì)這類氣藏的開發(fā)政策優(yōu)化主要面臨3個(gè)關(guān)鍵問題：①裂縫-基質(zhì)供排氣機(jī)理、超致密孔隙性儲(chǔ)層非達(dá)西滲流、儲(chǔ)層-裂縫應(yīng)力敏感及氣-水兩相滲流認(rèn)識(shí)不清；②氣層縱向多層疊置，在多層合采下不同甜點(diǎn)儲(chǔ)層對(duì)產(chǎn)能的貢獻(xiàn)認(rèn)識(shí)不清；③不規(guī)則形狀裂縫體內(nèi)單井動(dòng)用儲(chǔ)量精確計(jì)算方法不成熟。上述關(guān)鍵問題嚴(yán)重制約氣井井控儲(chǔ)量評(píng)價(jià)及開發(fā)指標(biāo)預(yù)測，造成效益開發(fā)技術(shù)政策難以制定。因此，亟需攻關(guān)基質(zhì)-裂縫氣-水兩相滲流實(shí)驗(yàn)方法，開展非線性滲流、兩相滲流及多層合采實(shí)驗(yàn)，揭示氣藏滲流機(jī)理，在此基礎(chǔ)上開展開發(fā)層系劃分，形成考慮非線性滲流及層間干擾的雙重介質(zhì)數(shù)值模擬方法，為井型井網(wǎng)優(yōu)化、合理產(chǎn)量及采氣速度等開發(fā)技術(shù)政策研究提供技術(shù)支撐。

須家河組氣藏主要存在斷褶裂縫型及基質(zhì)儲(chǔ)滲型兩類“甜點(diǎn)”，不同“甜點(diǎn)”類型滲流特征及開采規(guī)律差別大，需要探索適應(yīng)不同甜點(diǎn)類型地質(zhì)特征、效益開發(fā)的井網(wǎng)井型優(yōu)化方法及儲(chǔ)層改造配套工藝。由于氣藏氣水分布復(fù)雜，氣井出水對(duì)氣井產(chǎn)量及采收率影響大，需要攻關(guān)不同類型甜點(diǎn)產(chǎn)水早期預(yù)警、整體控水及控-堵-排一體的開發(fā)對(duì)策。不同類型甜點(diǎn)開發(fā)層系、井網(wǎng)井型及壓裂參數(shù)組合對(duì)開發(fā)指標(biāo)影響較大，需要研發(fā)多參數(shù)開發(fā)技術(shù)政策優(yōu)化技術(shù)，以提高氣藏開發(fā)效益、儲(chǔ)量動(dòng)用程度及采收率，確保氣藏效益開發(fā)。

5.2 下步勘探開發(fā)重點(diǎn)攻關(guān)類型及地區(qū)

綜合近期攻關(guān)成果，認(rèn)為中國石化探區(qū)須家河組致密砂巖勘探開發(fā)工作中，一方面要堅(jiān)定資源信心和可實(shí)現(xiàn)規(guī)模有效開發(fā)的信心；另一方面應(yīng)優(yōu)先解決有效開發(fā)的問題，建立分類動(dòng)用、地質(zhì)-工程一體化的攻關(guān)研究思路。通過近幾年的攻關(guān)，基本形成了裂縫體儲(chǔ)量可以有效動(dòng)用，基質(zhì)儲(chǔ)滲體儲(chǔ)量具有一定的產(chǎn)能，通過新工藝攻關(guān)，能進(jìn)一步提高產(chǎn)量的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，為推動(dòng)須家河組致密砂巖難動(dòng)用儲(chǔ)量的開發(fā)奠定了思路基礎(chǔ)。

5.2.1 優(yōu)先動(dòng)用裂縫體儲(chǔ)量，重點(diǎn)在川西坳陷、元壩地區(qū)、通南巴和普光地區(qū)開展評(píng)價(jià)研究

在須家河組致密砂巖氣勘探開發(fā)中，要建立分類動(dòng)用的思想，即要分裂縫體儲(chǔ)量和基質(zhì)儲(chǔ)滲體儲(chǔ)量兩大類型進(jìn)行地質(zhì)評(píng)價(jià)和工藝研究，本著“先肥后瘦、先易后難”的原則，在開發(fā)中應(yīng)優(yōu)先開展裂縫體甜點(diǎn)儲(chǔ)量的有效建產(chǎn)。前期有人認(rèn)為這類儲(chǔ)量規(guī)模不大，不具備開發(fā)價(jià)值。通過近年研究，認(rèn)為在中國石化探區(qū)中這類儲(chǔ)量規(guī)模不小，一方面在川西坳陷新場構(gòu)造帶的研究中，通過儲(chǔ)量評(píng)價(jià)，裂縫體儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量規(guī)模約18%，在川西新場-合興場-高廟地區(qū)裂縫體儲(chǔ)量約600×108m3，擴(kuò)展到豐谷、中江-回龍、大邑、鴨子河及梓潼凹陷等地區(qū)，裂縫體儲(chǔ)量應(yīng)該更多，估計(jì)在1 000×108m3以上。另一方面，通過初步研究，晚期斷裂與多期褶皺在川東北通南巴區(qū)塊、普光區(qū)塊、元壩區(qū)塊東部及閬中區(qū)塊均十分發(fā)育，這些區(qū)塊裂縫體儲(chǔ)量占比會(huì)更高。近幾年在通南巴區(qū)塊多口井試獲高產(chǎn)氣流或鉆遇好的氣顯示，也證明了裂縫體儲(chǔ)量的存在，估計(jì)上述幾個(gè)區(qū)塊裂縫體儲(chǔ)量規(guī)模較大，推測應(yīng)在1 000×108m3以上。所以，應(yīng)優(yōu)先開展中國石化探區(qū)內(nèi)裂縫體儲(chǔ)量勘探開發(fā)綜合評(píng)價(jià)工作，重點(diǎn)針對(duì)川西坳陷、川東北通南巴區(qū)塊、普光區(qū)塊、元壩區(qū)塊東部開展裂縫體儲(chǔ)量評(píng)價(jià)，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)研究，優(yōu)先實(shí)現(xiàn)這些區(qū)塊裂縫體甜點(diǎn)的規(guī)模有效建產(chǎn)。目前正在川西新場地區(qū)須二段氣藏開展裂縫體儲(chǔ)量年產(chǎn)量3×108m3的開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，計(jì)劃“十四五”期間進(jìn)行規(guī)模建產(chǎn)，這些開發(fā)的新進(jìn)展充分展示了須家河組裂縫體甜點(diǎn)儲(chǔ)量巨大的開發(fā)價(jià)值。

5.2.2 大力開展基質(zhì)儲(chǔ)滲體提高產(chǎn)量工程工藝技術(shù)攻關(guān)，重點(diǎn)在川西坳陷和元壩地區(qū)開展研究

在重點(diǎn)進(jìn)行裂縫體甜點(diǎn)儲(chǔ)量的研究時(shí)，也應(yīng)重視須家河組基質(zhì)儲(chǔ)滲體儲(chǔ)量的攻關(guān)研究，大部分儲(chǔ)量賦存于此類儲(chǔ)層中。這種儲(chǔ)量目前主要問題是單井產(chǎn)量低、累產(chǎn)低和提產(chǎn)工程工藝技術(shù)不成熟，達(dá)不到開發(fā)經(jīng)濟(jì)界限，但近兩年借鑒頁巖氣大規(guī)模體積壓裂思路，在新場地區(qū)須二段氣藏高廟2井和元壩地區(qū)須三段氣藏元壩6井兩口老井開展大規(guī)模壓裂，取得了較高產(chǎn)的穩(wěn)定工業(yè)氣流，說明工藝技術(shù)進(jìn)步可以較大規(guī)模的提高基質(zhì)儲(chǔ)滲體儲(chǔ)量的單井產(chǎn)量，下步關(guān)鍵要做好優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和提高產(chǎn)量的鉆完井工藝研究。目前，在新場須二段氣藏正準(zhǔn)備部署一口水平井，探索水平井大規(guī)模壓裂的提產(chǎn)效果。針對(duì)這類儲(chǔ)量，建議主要在川西坳陷須二段、須三段氣藏和元壩地區(qū)須家河組氣藏中開展提高產(chǎn)量工程工藝攻關(guān)研究。

5.2.3 地質(zhì)-工程一體化是須家河組致密砂巖氣藏高效勘探開發(fā)的必由之路

須家河組致密砂巖氣藏是典型的非常規(guī)氣藏，其勘探開發(fā)思想、方向及關(guān)鍵技術(shù)都迥異于常規(guī)氣藏，其勘探開發(fā)行為要遵循其獨(dú)特的地質(zhì)特征，在勘探開發(fā)中必須堅(jiān)持地質(zhì)-工程一體化：①基質(zhì)儲(chǔ)滲體儲(chǔ)量本身無自然產(chǎn)能或較低，必須通過工程工藝大幅度提高其產(chǎn)量，釋放其產(chǎn)能；②裂縫體儲(chǔ)量雖然現(xiàn)有工藝條件下可有效建產(chǎn)，但其極易受到污染，氮?dú)忏@井等技術(shù)未完全成熟，尤其是完井提產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)裂縫體儲(chǔ)量下部一般都含水，在開發(fā)中都必須著重考慮工程因素，如何保護(hù)氣層、如何大幅度提高產(chǎn)量、如何避水及如何控制壓裂縫長和縫高等，都必須開展地質(zhì)-工程一體化研究和設(shè)計(jì)。

總之，通過近幾年的攻關(guān)，看到了須家河組規(guī)模有效開發(fā)的廣闊前景，在開發(fā)工作的帶動(dòng)下，勘探一定會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的儲(chǔ)量，中國石化探區(qū)須家河組致密砂巖氣必將迎來一個(gè)大發(fā)展時(shí)期。

6 結(jié)論

1)四川盆地中國石化探區(qū)須家河組致密砂巖氣的勘探取得了豐碩的成果，多地區(qū)、多層段獲得了突破，先后發(fā)現(xiàn)了多個(gè)大、中型氣田，累計(jì)提交天然氣三級(jí)儲(chǔ)量超過1.5×1012m3，展示出巨大的勘探開發(fā)潛力。

2)通過近期川西坳陷須家河組氣藏成藏富集規(guī)律的深化研究，建立了關(guān)鍵成藏事件時(shí)空序列，明確了天然氣“早期構(gòu)造控帶、差異致密控儲(chǔ)、構(gòu)造調(diào)整控產(chǎn)”的富集規(guī)律，形成了基于古今構(gòu)造及形變的有利勘探區(qū)帶和圈閉動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)思路和方法。

3)通過強(qiáng)化開發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐，建立了斷褶裂縫型和基質(zhì)儲(chǔ)滲型2類4型氣藏“甜點(diǎn)”模式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有效指導(dǎo)了新場須二段氣藏的開發(fā)評(píng)價(jià)，取得了良好效果。

4)通過技術(shù)攻關(guān)和地質(zhì)-工程一體化實(shí)踐，形成了須家河組致密砂巖斷褶裂縫體刻畫技術(shù)和儲(chǔ)層測井精細(xì)評(píng)價(jià)技術(shù)，針對(duì)不同“甜點(diǎn)”類型提高產(chǎn)量的氮?dú)忏@井和壓裂改造技術(shù)取得新進(jìn)展，為須家河組致密砂巖氣的勘探開發(fā)提供了重要的技術(shù)支撐和保障。

5)須家河組致密砂巖氣下一步的勘探開發(fā)工作需要從全盆地角度持續(xù)深化差異富集規(guī)律研究，持續(xù)攻關(guān)斷褶裂縫體內(nèi)幕精細(xì)刻畫、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層精細(xì)刻畫和流體預(yù)測等關(guān)鍵技術(shù)，在地質(zhì)-工程一體化思路下強(qiáng)化鉆完井及儲(chǔ)層改造提產(chǎn)技術(shù)和開發(fā)政策優(yōu)化技術(shù)等攻關(guān)研究，實(shí)現(xiàn)整體規(guī)模有效動(dòng)用須家河組致密砂巖氣難動(dòng)用儲(chǔ)量。