我國海上首口頁巖油探井壓裂測試成功并獲商業(yè)油流海上頁巖油開啟新紀元

文／孫殿強 姜洪豐 周 剛

在早期海上油氣資源勘探中，中國海油就已發(fā)現(xiàn)南海北部灣海域潿西南流二段油頁巖為優(yōu)質烴源巖，但勘探開發(fā)面臨著埋深大、斷裂多、鉆井難、海上平臺空間小等地質和工程難點。

2020年，中國海油開始布局頁巖油勘探，2021年明確北部灣潿西南凹陷頁巖油勘探作為海上頁巖油的戰(zhàn)略突破點。7月28日，我國海上首口頁巖油探井潿頁-1井壓裂測試成功并獲商業(yè)油流，標志著我國海上頁巖油勘探取得重大突破。

上鉆海上首口頁巖油探井

已至深夜，南海西部石油研究院地質總師胡德勝的辦公室依舊燈火通明。自南海西部頁巖油會戰(zhàn)以來，他已經(jīng)記不清有過多少次挑燈夜戰(zhàn)了。

要在短時間內把井位研究透徹并推動上鉆，面臨著甜點儲層展布不清楚、資源規(guī)模不落實、有利勘探方向不明確等難題。

“我們海油人偏不信邪，有條件要上，沒條件創(chuàng)造條件也要上！”胡德勝說。

●供圖/中國海油

我國頁巖油勘探開發(fā)研究起步晚，海上頁巖油勘探開發(fā)更是沒有先例。過去鉆井并沒有把流沙港頁巖油作為勘探目的層系，因此鉆穿油頁巖的探井雖有60多口，但巖心資料為零，壁心只有少許，成像測井也只有3口。確定首個頁巖油井位，每一步工作都要經(jīng)過反復論證，工作量超過常規(guī)井的10倍。

研究力量不足，就聯(lián)合沉積、地化、測井、地球物理等多個專業(yè)室組建專門的頁巖油研究隊伍，團結協(xié)作、齊心并進。

沒有經(jīng)驗，就組織考察隊伍赴兄弟單位進行學習交流，同時廣泛調研100多篇文獻和專業(yè)書籍，迅速提高研究能力。

基礎資料少，就帶領研究人員翻遍巖心庫，復查60余口老井的巖屑、壁心及巖心等實物資料，尋找蛛絲馬跡。

缺乏成熟技術，就打破常規(guī)思維定勢，大膽創(chuàng)新應用新技術新方法，反復論證地質特點，開展甜點儲層綜合識別和頁巖油資源評價及有利區(qū)帶綜合優(yōu)選。

無數(shù)個日夜的連續(xù)奮戰(zhàn)，終于明確了潿西南凹陷頁巖油資源規(guī)模，并優(yōu)選潿洲11區(qū)為頁巖油勘探首選有利區(qū)帶。

4月21日，潿西南首個可直接上鉆頁巖油風險勘探目標順利通過審查。5月5日，潿頁-1井正式上鉆。

拿下頁巖油評價全套資料

終于到了現(xiàn)場實施階段，但現(xiàn)場作業(yè)并非一帆風順。

潿頁-1井剛開鉆的第二天，湛江地區(qū)突發(fā)新冠肺炎疫情。受疫情影響，現(xiàn)場作業(yè)人員與作業(yè)設備無法得到保障，原先的作業(yè)計劃都被打亂了。

“我們要堅決打贏疫情防控戰(zhàn)，不能讓疫情影響到現(xiàn)場作業(yè)?！必撠熢摼刭|作業(yè)的有限湛江勘探開發(fā)部作業(yè)經(jīng)理高永德定下了目標。最終在團隊成員的共同努力下，5月31日潿頁-1井順利完鉆。

頁巖油屬于非常規(guī)油氣資源，電纜測井的儀器測量模式和參數(shù)設置至關重要。為取得真實可靠資料，作業(yè)團隊多次邀請服務公司技術專家交流商討，制定了詳細作業(yè)指南，為最終成功獲取頁巖油全套地球物理測井資料奠定了基礎。

然而，測井作業(yè)實施期間，核磁、元素組合測井儀器兩次入井均因阻卡嚴重，未能獲取資料?！昂舜趴蓜涌缀陀袡C碳含量是頁巖油儲層評價的關鍵核心參數(shù)，我們必須拿到核磁與元素測井資料?！必撠煖y井作業(yè)管理的資深工程師陳鳴給現(xiàn)場下達了指令，同時也是在給自己打氣。

正值端午假期，他毅然放棄休假。通井間隙，他組織測井作業(yè)團隊深夜召開在線會議，商討應對方案。

“從你們現(xiàn)場統(tǒng)計分析的情況看，是否有可能是核磁與元素組合測井的儀器串長度與頁巖擴徑段接近，導致儀器串整體落入擴徑段造成的阻卡呢？”他建議下一趟對核磁與元素測井儀器串組合進行加長加重。

實施時刻，他緊盯現(xiàn)場，從井口準備、儀器組合到下放張力情況，事無巨細，一一跟進。功夫不負有心人，儀器最深下放至3087米，滿足了對流二段油頁巖資料的錄取要求，終于獲取了頁巖油評價關鍵的核磁與元素測井資料。

此次作業(yè)結束后，又進行了電纜測壓取樣與旋轉井壁取心作業(yè)。在作業(yè)人員的共同努力下，成功獲取了頁巖油評價全套地質資料，為下一步的測試決策與方案制定奠定了基礎。

迎來頁巖油勘探重大突破

對于中國海油來說，潿頁-1井壓裂層位優(yōu)選和壓裂方案制定是一個全新的領域，毫無經(jīng)驗可以借鑒，加之實鉆資料分析發(fā)現(xiàn)該井存在地質特征縱向變化大、工程實施條件受限等多項難題。身為頁巖油勘探項目的負責人，范彩偉暗下決心：一定要帶領團隊啃下這塊硬骨頭。

白天忙于部門勘探開發(fā)的諸多事宜，晚上研究分析潿頁-1井作業(yè)細節(jié)，一遍遍梳理地質資料，一層層模擬壓裂裂縫，一次次優(yōu)化施工流程，最終一個確實可行的壓裂施工方案呈現(xiàn)雛形，并成功指導潿頁-1井壓裂測試作業(yè)。

潿頁-1井是我國海上首口頁巖油壓裂測試井，受到多方的關注。作為現(xiàn)場測試總監(jiān)，姜洪豐已經(jīng)連續(xù)三天沒有好好休息。在作業(yè)實施過程中，他一邊指揮現(xiàn)場進行作業(yè)實施和資料錄取，一邊定期與基地溝通匯報，確保方案有效、執(zhí)行到位。

7月4日凌晨3點，壓裂測試返排見大量原油返出，他緊繃的神經(jīng)終于有所放松。但見油只是開始，求準求穩(wěn)流動參數(shù)才是本次壓裂測試的最終目的。

向基地匯報出油情況后，他轉身拿起對講機：“艾普地面，請持續(xù)觀察流動情況，加密做好返排液體的含油率、氯根和比重參數(shù)。”“中法錄井，請加密測量氣體組分，有非烴類異常立即匯報！”“艾普地面，現(xiàn)在調大油嘴至3.18mm！”……

一聲聲的指令傳達，一條條措施的實施，潿頁-1井頁巖油壓裂測試喜獲高產。測試現(xiàn)場取全取準了各項地質油藏參數(shù)，圓滿完成了中國海上首口頁巖油井的作業(yè)任務。

突破不是終點。中國海油將以此為新起點，利用生產平臺進行長周期試采作業(yè)，加大海上頁巖油氣科技攻關力度，加快建設中國海上頁巖油勘探開發(fā)示范區(qū)，推動增儲上產，助力把能源的飯碗牢牢端在自己手里。

●潿頁-1井的突破，點燃了海上頁巖油勘探開發(fā)的新希望。 供圖/中國海油