之所以發(fā)生如此翻天覆地的變化，與中國地調(diào)局油氣調(diào)查中心頁巖氣團(tuán)隊(duì)有著密切關(guān)系。他們以問題為導(dǎo)向，堅(jiān)持科技創(chuàng)新，用理論創(chuàng)新引領(lǐng)找礦突破，用技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)找礦突破，用強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)確保油氣發(fā)現(xiàn)，在黔北安頁1井實(shí)現(xiàn)了一系列重大發(fā)現(xiàn)及成果，并在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了以科技創(chuàng)新引領(lǐng)的跨越式發(fā)展。
在安頁1井取得重大突破的背后究竟發(fā)生了什么？一切還得從頭說起。
頁巖氣團(tuán)隊(duì)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)
按照中國地調(diào)局黨組關(guān)于加強(qiáng)頁巖氣調(diào)查重大戰(zhàn)略部署的決定，2013年油氣調(diào)查中心承擔(dān)起南方頁巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查項(xiàng)目，自此拉開了系統(tǒng)開展南方海相油氣地質(zhì)條件調(diào)查和研究的序幕。
在此之前，我國的頁巖氣勘查主要集中在四川盆地內(nèi)，并在多個(gè)領(lǐng)域取得重大發(fā)現(xiàn)和突破。隨著勘探程度的不斷推進(jìn)，四川盆地的勘探工作逐漸向外圍新區(qū)、新層系擴(kuò)展，滇黔桂地區(qū)、武陵山復(fù)雜構(gòu)造區(qū)等開始進(jìn)入油氣地質(zhì)工作者的視野。
2009年以來，中石油、中石化相繼在四川盆地內(nèi)志留系龍馬溪組取得頁巖氣勘查開發(fā)重大突破，形成了涪陵焦石壩、川中威遠(yuǎn)、川南長寧-昭通等頁巖氣勘查開發(fā)基地，但在四川盆地外圍僅獲得低產(chǎn)氣流或頁巖氣顯示，于是總結(jié)提出有利沉積相帶和正向構(gòu)造的“二元富集理論”，認(rèn)為四川盆地之外復(fù)雜構(gòu)造區(qū)不利于頁巖氣的富集成藏。
中石油、中石化都是我國油氣巨頭公司。而且，中石化還開發(fā)了我國首個(gè)大型頁巖氣田——涪陵焦石頁巖氣田，領(lǐng)跑著我國頁巖氣商業(yè)開發(fā)。兩家公司得出的一致結(jié)論，無疑給四川盆地之外復(fù)雜構(gòu)造區(qū)尋找富藏頁巖氣判了“死刑”。
當(dāng)油氣調(diào)查中心承擔(dān)南方頁巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查項(xiàng)目之時(shí)，距離兩大石油公司取得頁巖氣勘查開發(fā)重大突破的2009年已經(jīng)過去了四年，新形勢(shì)要求發(fā)揮地調(diào)工作基礎(chǔ)先行的作用，他們必須要加快推進(jìn)勘探程度，但想在已被判“死刑”的地區(qū)找到富藏頁巖氣談何容易？
在此之后的兩年，油氣調(diào)查中心總結(jié)提出三位一體的頁巖氣成藏富集理論，該理念能否引領(lǐng)找礦，能否經(jīng)受住考驗(yàn)，再次得到驗(yàn)證？
地下種種復(fù)雜的不確定因素，都預(yù)示著尋找富藏頁巖氣的勘查工作將是艱難曲折，等待著勘探隊(duì)伍的只會(huì)是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
堅(jiān)持問題導(dǎo)向強(qiáng)化基礎(chǔ)調(diào)查
最初，油氣調(diào)查中心頁巖氣團(tuán)隊(duì)認(rèn)為頁巖氣連續(xù)成藏，只要有黑色頁巖，就會(huì)有頁巖氣，并根據(jù)此思路相繼在湘西北、贛西北等地區(qū)部署頁巖氣鉆井3口，但效果不好。
客觀上，四川盆地外下古生界富有機(jī)質(zhì)泥頁巖分布面積大、埋深適中，具有良好的油氣形成物質(zhì)基礎(chǔ)。針對(duì)復(fù)雜構(gòu)造區(qū)是否具備頁巖氣成藏條件及能否獲得工業(yè)氣流，油氣調(diào)查中心以問題為導(dǎo)向，梳理解析。按照頁巖氣遠(yuǎn)景區(qū)評(píng)價(jià)、有利區(qū)優(yōu)選和戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查工作程序，他們從基礎(chǔ)調(diào)查和油氣成藏理論研究做起，根據(jù)頁巖氣“二元富集理論”，結(jié)合大量企業(yè)勘探和基礎(chǔ)調(diào)查資料研究分析，識(shí)別出具備形成工業(yè)價(jià)值頁巖氣的基礎(chǔ)條件，提出解決武陵山復(fù)雜構(gòu)造帶油氣勘查的關(guān)鍵問題：一要落實(shí)深水陸棚相富硅、富有機(jī)質(zhì)頁巖的分布；二要探索復(fù)雜構(gòu)造帶內(nèi)殘留向斜是否具有頁巖氣保存條件。
在盆外復(fù)雜構(gòu)造區(qū)，針對(duì)龍馬溪組頁巖，研究團(tuán)隊(duì)開展了精細(xì)的沉積巖相、古生物、有機(jī)地化和地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查，從富硅富有機(jī)質(zhì)泥頁巖厚度、有機(jī)質(zhì)豐度、熱演化程度、埋深、構(gòu)造穩(wěn)定性等關(guān)鍵參數(shù)入手，對(duì)頁巖氣成藏條件進(jìn)行了綜合對(duì)比，他們提出了注重沉積與構(gòu)造保存的選區(qū)評(píng)價(jià)思路，評(píng)價(jià)出武隆、道真、安場(chǎng)、桑柘坪、濯河壩、龔灘等一批殘留型向斜有利目標(biāo)區(qū)。
其中，安場(chǎng)向斜構(gòu)造抬升相對(duì)較晚，后期構(gòu)造活動(dòng)較弱，有利于油氣保存。按照開拓新區(qū)、擴(kuò)大勘查范圍的指導(dǎo)思想，結(jié)合礦權(quán)空白區(qū)和黔北頁巖氣勘查綜合示范區(qū)情況，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，優(yōu)選安場(chǎng)向斜有利區(qū)實(shí)施戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查。
富集理論創(chuàng)新指導(dǎo)勘探開發(fā)
建立“三位一體”頁巖氣成藏富集理論。2013年至2015年期間，油氣調(diào)查中心開展實(shí)施了“南方頁巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工程”，通過對(duì)南方復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁巖氣成藏條件的系統(tǒng)研究，總結(jié)提出“深水陸棚相是頁巖氣形成的物質(zhì)基礎(chǔ)、穩(wěn)定的構(gòu)造是頁巖氣保存的關(guān)鍵因素、地層超壓是頁巖氣富集高產(chǎn)的重要保障”三位一體的頁巖氣成藏富集理論，特別是“構(gòu)造保存與地層超壓”是中國特色的頁巖氣成藏富集的關(guān)鍵要素，完全有別于北美的“沉積主控”頁巖氣成藏理論，對(duì)我國的頁巖氣找礦工作具有更強(qiáng)針對(duì)性的指導(dǎo)。
總結(jié)提出五種頁巖氣成藏模型。結(jié)合系統(tǒng)的頁巖氣地質(zhì)調(diào)查，油氣調(diào)查中心提出了五種頁巖氣成藏模型，即“簡單背斜控藏型、逆斷背斜控藏型、殘留向斜控藏型、逆斷向斜控藏型、基底隆起控藏型”，對(duì)我國南方頁巖氣的勘探開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。
此次黔北安頁1井獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)南方新區(qū)、新層系、新類型油氣的重大突破，就是五種頁巖氣成藏模型指導(dǎo)頁巖氣調(diào)查取得的顯著成果之一。以逆斷向斜控藏模式為指導(dǎo)，獲得了安場(chǎng)向斜安頁1井油氣、頁巖氣重大突破，還取得了龔灘向斜龔地1井五峰-龍馬溪組頁巖氣的重要發(fā)現(xiàn)；以基底隆起控藏模式為指導(dǎo)，獲得了漢南隆起南緣鎮(zhèn)地1井牛蹄塘組、黃陵背斜南側(cè)秭地2井陡山沱組和牛蹄塘組、雪峰古陸西側(cè)黃地1井牛蹄塘組頁巖氣的重要發(fā)現(xiàn)。
創(chuàng)新“四層樓”油氣成藏模式。初步總結(jié)出二疊系棲霞組油氣、志留系石牛欄組致密氣、上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣和奧陶系寶塔組天然氣的“四層樓”油氣成藏模式，提出槽檔過渡帶逆斷封堵向斜成藏、常規(guī)與非常規(guī)油氣“同生共存”新理論，對(duì)我國南方頁巖氣及油氣的綜合勘查開發(fā)具有重要的借鑒和指導(dǎo)意義。
鎖定目標(biāo)偵察識(shí)別“甜點(diǎn)”區(qū)
油氣調(diào)查中心運(yùn)用理論創(chuàng)新引領(lǐng)找礦，并進(jìn)行科學(xué)論證，鎖定目標(biāo)，實(shí)施戰(zhàn)略偵察。
針對(duì)優(yōu)選的安場(chǎng)向斜有利區(qū)，按照“地質(zhì)、地球物理一體化”的思路，油氣調(diào)查中心對(duì)貴州黔能頁巖氣開發(fā)有限責(zé)任公司提供的二維地震資料進(jìn)行了重新處理，精細(xì)解釋斷裂構(gòu)造、優(yōu)質(zhì)頁巖儲(chǔ)層的空間分布，預(yù)測(cè)地層壓力。綜合頁巖埋深、地震資料品質(zhì)及反射強(qiáng)度、地層壓力等因素進(jìn)行了“甜點(diǎn)”（指油氣富集、易開采，開采價(jià)值高的區(qū)域）識(shí)別，在向斜西翼論證部署了安頁1井參數(shù)井。該井鉆探目的是主探上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣，兼探古生界海相天然氣，力爭實(shí)現(xiàn)頁巖氣和油氣突破。
他們通過技術(shù)攻關(guān)、精細(xì)刻畫，科學(xué)論證井位。
一是攻關(guān)處理方法，提高成像質(zhì)量。對(duì)于收集到的安場(chǎng)向斜121千米二維地震資料，油氣調(diào)查中心與川慶物探公司、勝利油田物探研究院背靠背分別處理信息數(shù)據(jù)，確保了處理結(jié)果的可靠性。針對(duì)南方復(fù)雜地形和碳酸鹽巖裸露區(qū)成像質(zhì)量差等難題，他們優(yōu)化處理參數(shù)和流程，采用疊前、疊后等不同方法對(duì)比，提升了地震資料品質(zhì)。
二是精細(xì)構(gòu)造解釋，落實(shí)保存條件。通過地質(zhì)帶帽、構(gòu)造建模和屬性識(shí)別等方法，精細(xì)刻畫出地層分布和斷裂發(fā)育特征，明確了向斜內(nèi)無大型通天斷裂，在西翼識(shí)別小型逆斷層具有側(cè)向封堵條件，有利于油氣的保存。
三是探索新技術(shù)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)“甜點(diǎn)”區(qū)。采用地震頻譜烴類檢測(cè)、波速壓力預(yù)測(cè)等新技術(shù)，發(fā)現(xiàn)多處壓力異常，表明逆斷層具有封堵效果。通過地震品質(zhì)、反射強(qiáng)度、地層壓力等參數(shù)的綜合評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)出油氣“甜點(diǎn)”區(qū)，落實(shí)了井位。
強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)確保油氣發(fā)現(xiàn)
為確保油氣發(fā)現(xiàn)，科研團(tuán)隊(duì)還強(qiáng)化了關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)用。
一是堅(jiān)決采用近平衡鉆井技術(shù)，確保油氣發(fā)現(xiàn)。泥漿是鉆井的血液，也是油氣能否及時(shí)發(fā)現(xiàn)的載體。作為區(qū)域性探井，獲得發(fā)現(xiàn)是工作的核心。在正常鉆進(jìn)過程，堅(jiān)持使用近平衡鉆井技術(shù)，嚴(yán)格控制泥漿比重，做到壓而不死、活而不噴。泥漿比重提高過程，始終堅(jiān)持每循環(huán)周增加0.02g/cm3的循序漸進(jìn)、邊提高邊循環(huán)觀察的原則，密度由早期的1.1g/cm3逐步提高至2.27g/cm3，但仍保證了泥漿對(duì)氣體的敏感性。當(dāng)然，施工安全仍是工作的底線，如遇地層壓力突然加大，采取儲(chǔ)備重漿壓井、氣液分離點(diǎn)火兩項(xiàng)措施，以平衡井口壓力，兩項(xiàng)措施確保了油氣發(fā)現(xiàn)和施工安全。
二是合理調(diào)整井身結(jié)構(gòu)，確保多層油氣發(fā)現(xiàn)。鉆遇石牛欄組地層壓力系數(shù)超過2.0，泥漿密度高達(dá)2.27 g/cm3，為確保頁巖氣的發(fā)現(xiàn)、保證施工安全，對(duì)井深結(jié)構(gòu)進(jìn)行了及時(shí)調(diào)整，由三開結(jié)構(gòu)調(diào)整為四開，封住高壓氣層，降低泥漿密度至1.1 g/cm3，保證了五峰-龍馬溪組頁巖氣的發(fā)現(xiàn)。
三是制訂針對(duì)性壓裂方案，實(shí)施過程科學(xué)調(diào)整。作為國內(nèi)少見的泥、灰?guī)r地層，石牛欄組壓裂工藝、壓裂液體系、施工排量和支撐劑的選擇，先后經(jīng)過四次論證，最終集合巖性特征、泥漿漏失情況及不同含氣層的壓力系數(shù)等，決定采用水力加砂壓裂工藝；但其特殊的地層巖性，按預(yù)定壓力能否順利壓開、排量能否達(dá)到預(yù)期、會(huì)不會(huì)出現(xiàn)砂堵等仍存在很大的不確定性。整個(gè)作業(yè)過程，油氣中心技術(shù)人員緊盯施工曲線，結(jié)合壓力、排量情況，鑒于各項(xiàng)參數(shù)正常，及時(shí)下達(dá)指令加大液量和砂量，以保證壓裂效果。液量由1283立方米加大至1576立方米，增加293立方米；砂量由86立方米加大至88.7立方米，增加2.7立方米，最終將現(xiàn)場(chǎng)壓裂液和支撐劑吃干榨盡，保證了體積壓裂效果，這也是該井日產(chǎn)超10萬立方米的關(guān)鍵。
尤其是試氣求產(chǎn)這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，完井試氣嚴(yán)格按照涪陵、元壩、普光等南方氣田的測(cè)試制度和標(biāo)準(zhǔn)求產(chǎn)，保障數(shù)據(jù)科學(xué)、真實(shí)、權(quán)威。正因?yàn)槿绱?，安?井實(shí)現(xiàn)了一系列重大突破。
成績喜人，但對(duì)下一步的科技創(chuàng)新工作，油氣調(diào)查中心又有了新方向，目標(biāo)瞄準(zhǔn)了資源量預(yù)測(cè)、總結(jié)完善油氣成藏理論和模式，針對(duì)龍馬溪組頁巖氣部署實(shí)施安頁2井鉆探，力爭取得頁巖氣商業(yè)突破。
在他們實(shí)現(xiàn)一個(gè)個(gè)目標(biāo)的過程中，我國頁巖氣勘探消除了一個(gè)個(gè)盲區(qū)，取得了突破性進(jìn)展，發(fā)展動(dòng)力如安頁1井的油氣火焰，噴薄激蕩。 來源：中國礦業(yè)報(bào)
