2022年11月18日，中國石化勘探分公司提交的綦江頁(yè)巖氣田首期探明地質(zhì)儲量1459.68億立方米通過(guò)自然資源部專(zhuān)家組審定，標志著(zhù)我國又一個(gè)超千億立方米的整裝頁(yè)巖氣田誕生。

綦江頁(yè)巖氣田位于重慶市綦江區和貴州省習水縣境內，處于四川盆地川東南盆緣復雜構造區，是這一領(lǐng)域發(fā)現的首個(gè)中深層—深層頁(yè)巖氣大氣田。

四川盆地埋深3500—5000米的深層頁(yè)巖氣資源量11.4萬(wàn)億立方米，是我國頁(yè)巖氣增儲上產(chǎn)的重點(diǎn)領(lǐng)域。深層頁(yè)巖氣勘探主要面臨深埋高溫高壓條件下頁(yè)巖氣成儲成藏認識不清、復雜構造區頁(yè)巖氣層埋深跨度大和“甜點(diǎn)”預測難度大、大型壓裂難以形成復雜縫網(wǎng)等三個(gè)世界性難題，是制約深層頁(yè)巖氣高質(zhì)量勘探和效益開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵問(wèn)題。

面對深層頁(yè)巖氣這塊“硬骨頭”，勘探分公司十年磨一劍，發(fā)展了頁(yè)巖氣成藏富集理論認識，形成了“看得準、打得快、壓得開(kāi)、能高產(chǎn)”的可復制的關(guān)鍵配套技術(shù)。

三個(gè)階段，引領(lǐng)國內頁(yè)巖氣勘探邁向更深禁區

綦江頁(yè)巖氣田的勘探發(fā)現歷經(jīng)探索、發(fā)展、成熟三個(gè)階段。

探索階段：初試牛刀，實(shí)現深層頁(yè)巖氣勘探重大突破。

標志性成果：國內首口針對深層頁(yè)巖氣獲得工業(yè)氣流的頁(yè)巖氣井——丁頁(yè)2井。填補了國內深層頁(yè)巖氣壓裂工藝及工具的空白，打破了國外在裝備及工具領(lǐng)域的壟斷地位。

丁山地區油氣勘探起步較早，主要以二疊系茅口組和震旦系燈影組為主要勘探對象，但均未實(shí)現商業(yè)突破。中國工程院院士、時(shí)任勘探南方分公司總經(jīng)理郭旭升以焦頁(yè)1井突破為契機，要求開(kāi)展了四川盆地及周緣地區頁(yè)巖氣整體評價(jià)工作，從而發(fā)現丁山地區五峰組—龍馬溪組深水陸棚相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖發(fā)育，整體展布穩定，具有形成頁(yè)巖氣大氣藏的良好物質(zhì)基礎。

2013年7月，勘探分公司決定利用原常規天然氣探井隆盛2井直井眼進(jìn)行側鉆，這就是當時(shí)國內的第一口超深頁(yè)巖氣水平井丁頁(yè)2HF井。

電纜射孔泵送橋塞分段壓裂聯(lián)作工藝是世界級的難題。當時(shí)，丁頁(yè)2井井下溫度高達146攝氏度，井底壓力高達140兆帕，而國內外施工工具最高抗壓能力僅為105兆帕。在外國公司單方面“宣布”退出合作后，勘探南方分公司聯(lián)合參建單位通力合作，不斷攻關(guān)新技術(shù)，成功創(chuàng )造了集團公司射孔井底壓力最高紀錄和國內深井頁(yè)巖氣層電纜射孔分段壓裂新紀錄，打破了國外公司在高溫高壓深井頁(yè)巖氣層施工上的獨家壟斷，填補了國內深井頁(yè)巖氣層分段施工的空白。

2013年12月，測試日產(chǎn)氣量10.42萬(wàn)方，實(shí)現丁山頁(yè)巖氣勘探突破。

發(fā)展階段：攻堅克難，初步形成深層頁(yè)巖氣壓裂工藝技術(shù)。

標志性成果：綦江頁(yè)巖氣田第一個(gè)深層頁(yè)巖氣試驗區——東溪深層頁(yè)巖氣試驗區。通過(guò)一體化攻關(guān)，理論認識、關(guān)鍵技術(shù)和現場(chǎng)試驗取得積極進(jìn)展，初步揭示了深層頁(yè)巖氣富集機理，建立了“超壓富氣”模式，指導了目標優(yōu)選，落實(shí)了有利目標區，分別在丁山、東溪深層部署丁頁(yè)4、5井和東頁(yè)深1井；探索形成了“密切割、增凈壓、促縫網(wǎng)、保充填”1.0版縫網(wǎng)壓裂工藝技術(shù)，實(shí)施井產(chǎn)能大幅提升，有效推進(jìn)了深層頁(yè)巖氣勘探進(jìn)程。

2019年1月，東頁(yè)深1井試獲日產(chǎn)氣31.18萬(wàn)方。東頁(yè)深1井是四川盆地首口埋深大于4200米的高產(chǎn)頁(yè)巖氣井，其突破表明深層頁(yè)巖氣具有壓力系數高、含氣性好的良好地質(zhì)條件，突破了埋深超4000米以深壓裂工藝技術(shù)，為深層頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)奠定了技術(shù)基礎，實(shí)現中國石化4200米以深深層頁(yè)巖氣勘探重大突破。

成熟階段：持續攻關(guān)，實(shí)現深層頁(yè)巖氣商業(yè)勘探突破。

標志性成果：綦江頁(yè)巖氣田日產(chǎn)量最高井丁頁(yè)7井，突破了川南埋深超4400米的深層頁(yè)巖氣高產(chǎn)氣流關(guān)。其壓裂裝備、工具及材料全部實(shí)現了國產(chǎn)化，大幅降低了施工成本，實(shí)現了降本增效的預期目標。

勘探分公司針對深層頁(yè)巖埋深大、地應力高、水平應力差大、塑性強、壓裂難以形成復雜縫網(wǎng)等難點(diǎn)，加強了深層頁(yè)巖氣成藏、甜點(diǎn)預測技術(shù)及壓裂工藝攻關(guān)，形成了深層頁(yè)巖氣甜點(diǎn)評價(jià)技術(shù)及壓裂工藝方案。2022年1月，丁頁(yè)7井試獲日產(chǎn)42.8萬(wàn)方高產(chǎn)頁(yè)巖氣，實(shí)現了丁山深層頁(yè)巖氣勘探重大突破，深層頁(yè)巖氣壓裂技術(shù)逐步成熟。

自此，中國石化涪陵頁(yè)巖氣田之外第二個(gè)萬(wàn)億方資源陣地，實(shí)現了川東南盆緣復雜構造區新場(chǎng)南—東溪—丁山—林灘場(chǎng)整體連片，評價(jià)埋深小于5000米有利面積1585平方千米，資源量11930.5億方。

匯聚力量，引領(lǐng)國內深層頁(yè)巖氣勘探理論發(fā)展

丁頁(yè)2HF井突破后，深層頁(yè)巖氣仍然存在富集高產(chǎn)主控因素不清，深層頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”關(guān)鍵參數預測技術(shù)及高效壓裂技術(shù)和裝備深層頁(yè)巖壓裂難度大，現有工程工藝、裝備遠不能滿(mǎn)足深層頁(yè)巖氣壓裂的需要等問(wèn)題。

2017年2月，中國石化成立深層頁(yè)巖氣技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)導小組，在綦江頁(yè)巖氣田丁山—東溪地區設立中國石化首個(gè)深層頁(yè)巖氣攻關(guān)試驗區，由勘探分公司牽頭，中國石化三大研究院、石油工程公司參加，匯集國內優(yōu)勢力量組成聯(lián)合攻關(guān)團隊，按照“地質(zhì)工程一體化，勘探開(kāi)發(fā)一體化”的攻關(guān)思路，系統開(kāi)展深層頁(yè)巖氣基礎地質(zhì)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

“深層頁(yè)巖氣具有良好的勘探潛力，評價(jià)川東南深層頁(yè)巖氣資源量超2萬(wàn)億方?！笨碧椒止敬?、黨委書(shū)記胡東風(fēng)表示，“我們的研究成果支撐了盆緣復雜構造區首個(gè)中深層—深層頁(yè)巖氣田——綦江頁(yè)巖氣田的勘探發(fā)現?！?/p>

“儲”在哪里？——建立了深層優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲層發(fā)育模式，揭示了深層頁(yè)巖氣具備良好的勘探潛力。

針對盆緣“雙復雜”地區頁(yè)巖氣成藏規律認識不清的問(wèn)題，攻關(guān)團隊依托國家和中國石化科研項目，以及國家重點(diǎn)實(shí)驗室平臺，通過(guò)超1320米長(cháng)的系統取心以及超10000項次的分析化驗，開(kāi)展深層深水陸棚相頁(yè)巖孔隙發(fā)育與保持機理研究，建立了深層優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲層發(fā)育模式，揭示了深層頁(yè)巖氣具備良好的勘探潛力。開(kāi)展深層深水陸棚相頁(yè)巖孔隙發(fā)育與保持機理研究，首次發(fā)現埋深近6000米的超深層深水陸棚相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖依然具有高孔、有機質(zhì)孔發(fā)育的特征； “儲層流體超壓”和“石英抗壓?？住甭?lián)合作用，有利于壓裂縫—粒間孔—納米級有機孔的高效連通，創(chuàng )新形成深層頁(yè)巖氣“超壓富氣”新認識，建立了深層頁(yè)巖氣高產(chǎn)富集模式。

“甜”在哪里？——突破了深層頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”地震預測技術(shù)瓶頸。

針對復雜構造區頁(yè)巖氣層埋深跨度大、“甜點(diǎn)”預測難度大的問(wèn)題，攻關(guān)團隊在川東南盆緣復雜區采集了滿(mǎn)覆蓋面積3662平方千米的深層頁(yè)巖氣高精度三維地震資料，收集川南地區600多口頁(yè)巖氣井的鉆井資料，開(kāi)展深層頁(yè)巖巖石物理測試及建模研究，突破了深層頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”地震預測技術(shù)瓶頸，創(chuàng )新形成了基于擾動(dòng)體積模量的壓力系數預測技術(shù)、適應深層復雜構造的雙約束含氣量預測技術(shù)、各向異性增強的裂縫五維地震預測技術(shù)以及區域應力背景約束的水平應力差預測技術(shù)等多項特色技術(shù)組成的地震預測技術(shù)系列，含氣量預測相對誤差小于5%，水平應力差預測吻合度大于80%，有效提高了地震預測精度。

持續攻關(guān)，引領(lǐng)深層頁(yè)巖氣壓裂技術(shù)突破

針對前期探井測試產(chǎn)量低、不穩定的問(wèn)題，攻關(guān)團隊依托中國石化“十條龍”科研項目，潛心研究深層頁(yè)巖氣破巖模式及縫網(wǎng)形成機理，開(kāi)展壓裂裝備改進(jìn)攻關(guān)，研發(fā)深層頁(yè)巖氣壓裂測試裝備，滿(mǎn)足了深層頁(yè)巖氣水平井高壓安全施工的需要。

“通”向哪里？——深層頁(yè)巖氣高應力儲層壓裂工藝技術(shù)。針對深層頁(yè)巖地應力高、兩向應力差大、轉向困難、難以穿透多個(gè)層理等問(wèn)題，創(chuàng )新形成了以多段少簇、大液量、高排量、中強加砂、雙暫堵、一體化滑溜水變粘交替注入等技術(shù)對策為核心深層頁(yè)巖“密切割、增壓擴體、均衡延展、保充填”立體縫網(wǎng)壓裂2.0版技術(shù)方案，提產(chǎn)效果顯著(zhù)。

——配套了深層頁(yè)巖氣壓裂裝備及材料。研發(fā)140兆帕帶金屬密封高抗壓頁(yè)巖氣井壓裂測試井口以及抗高壓壓裂及電纜泵送配套裝備，滿(mǎn)足了深層頁(yè)巖氣水平井超高壓壓裂及泵送施工需要。

——形成了高應力儲層大規模壓裂實(shí)施與評價(jià)技術(shù)。建立了“四控一防”現場(chǎng)大規模加砂壓裂施工技術(shù)，嚴格控制砂比和段塞長(cháng)度。

——形成了完整的安全風(fēng)險清單和管控措施。堅持習近平總書(shū)記“綠水青山就是金山銀山”理念，打造“全排查、深分析、細管控、實(shí)整改”的安全環(huán)保管理模式，有效保障施工全過(guò)程安全、高效、環(huán)保。

這些研究成果有力支撐和指導了四川盆地五峰組—龍馬溪組深層頁(yè)巖氣選區評價(jià)、井位部署、水平井鉆探等，實(shí)現了埋深4000—4500米深層頁(yè)巖氣勘探重大突破，落實(shí)了川東南盆緣復雜構造區萬(wàn)億方富集區帶，為向埋深大于4500米超深層頁(yè)巖氣拓展奠定了基礎。

2020年4月，勘探分公司“海相天然氣勘探創(chuàng )新團隊”入選中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部“創(chuàng )新人才推進(jìn)計劃重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng )新團隊”，也是中國石化唯一推選單位。

綦江頁(yè)巖氣田建成后，將極大推動(dòng)國內頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對實(shí)施綠色低碳戰略、促進(jìn)地方經(jīng)濟發(fā)展具有重要的社會(huì )效益。（黃勇 謝紅斌 段華 王強 王瑋）