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【勘探】5300米!页岩气井垂深纪录刷新
2025年09月10日 15:40   来源于:中国石油石化   作者:杨 旸 曹延军   打印字号
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  中原油田铁北1侧HF井在普光探区二叠系超深层页岩气领域取得了重大突破。

 

  5300米!中国石化中原油田在普光探区钻成的铁北1侧HF井刷新国内页岩气井垂深纪录,并试获日产31.45万立方米工业气流。

  我国页岩气井垂深纪录被刷新的消息,向世人宣告:在地下5000米以深的“禁区”开采页岩气,不再是遥不可及的设想。这不仅标志着普光地区打开了新的规模增储空间,而且在超深层页岩气勘探领域树起了一座里程碑。

  资源接续的深地突围

  作为我国首个特大型深层高含硫气田,普光气田2005年投产以来,累计产气超千亿立方米,默默支撑着“川气东送”沿线数十座城市的能源命脉。然而,随着主力气田进入开发中后期,地层压力下降、硫沉积加剧等问题日益凸显。

  “普光气田要实现长期稳产,找到接续资源是关键。向深部地层要储量、向未知领域要资源,是我们唯一且必须打赢的‘补粮’之战。”中原油田首席专家彭君的判断,一针见血地揭示了深层勘探的紧迫性。

  地质资料揭示,普光探区二叠系蕴藏着万亿立方米的页岩气资源,但这些资源深埋在4500米以下的岩层中。这里地层压力高达107.65兆帕,地层温度超过122.5℃,灰岩与页岩交错的“千层饼”结构让钻探风险倍增。如此极端环境,被业界视为不可触碰的深地禁区。

  “在这样的地层中钻探,犹如在千米深的地下进行‘穿针引线’,稍有偏差就可能与优质页岩层失之交臂。”彭君指着地质剖面图感慨道。普光气田的实践表明,深层、超深层页岩气开发需要突破三大技术桎梏。

  首先是“看不清”的难题。传统地震勘探技术在地下5000米深度误差超过300米。技术人员通过地震成像难以识别微小的地质构造。这就如同让画师蒙眼作画,无法准确描绘出地下岩层的真实面貌。

  其次是“打不准”的困境。千米级水平段轨迹控制精度要求达到米级,施工难度极大。在如此深的地下,精确控制钻头轨迹,确保其沿着优质页岩层前进,就像是在黑暗中精准射击目标,容不得半点偏差。

  最后是储层“压不开”的瓶颈。压裂改造是让页岩气从岩层中释放出来的关键步骤,但在这里面临着诸多难以克服的困难。例如,超高压地层能量衰减快,多夹层地层致使裂缝易偏离目标页岩层,压裂改造难度呈指数级增长。

  面对这些重量级难题,科研人员没有退缩,而是以科技为刃,集结了一支由地质、物探、钻井、压裂等多个专业组成的跨领域攻关团队,开启了一场历时5年的超深层页岩气攻坚战。

  优质气层的精准识别

  铁北1侧HF井能够取得这样的勘探成果,源于背后蕴含的科技分量。

  二叠系页岩气藏并非传统认知的块状分布,而是像千层蛋糕一样,由多个8~12米厚的优质气层叠合而成,存在薄互层非均质性强、薄层横向不连续、小断层识别难等勘探难点。

  面对深地探测的“视觉障碍”,技术团队另辟蹊径,创新研发“各向异性波动方程快速叠前全深度域偏移技术”,精准模拟地震波在复杂各向异性介质中的传播路径。

  团队在广袤的探区共布设1950平方千米高密度三维地震网,炮道密度高达66.6万道/平方千米,构建出精度达10米的三维地质模型。“这相当于给地下岩层做了次纳米级的CT扫描。”彭君指着电脑屏幕上的立体模型解释,“每一个小断层,每一个薄甜点层的起伏,都尽在掌握。”

  有了精准的地质地图,如何让钻头在复杂地层中指哪打哪?中原油田交出了智能化答卷。

  他们充分发挥作战指挥中心集群化功能,依托数智化远程支持系统实时分析随钻伽马等测录井数据。专家团队在千里之外也可进行轨迹动态优化,导向决策响应时间缩短至分钟级。

  同时,技术团队通过整合物探资料与随钻电测资料,运用自主探索形成的“井震结合+滚动探层”技术,将地面地震数据与井下随钻电测资料实时融合对比,使钻头在进入水平段前即实现精准着陆,并在后续1312米的超长水平段钻进中,始终如一地咬住薄如窗纸的优质甜点层,创造了令人赞叹的零误差穿行纪录。

  能源安全的深地维度

  要找到资源,更要高效开采。面对5300米深部储层“压不开”的顽疾,中原油田联手中国石化石油工程技术研究院,打出了一套石化自研自产的压裂组合拳。

  针对铁北1侧HF井超深层页岩气藏存在的地层压力高、应力差大及灰岩夹层多等改造难点,他们应用中国石化自主研发的175兆帕超高压压裂装备,采用超高压高排量穿层扩缝等改造模式,将超长水平段细分为28段、118簇进行施工。通过“一段一策”动态优化参数,在地下5300米的高压地层中开辟了一条纵横交错的人造气路,实现了从传统高压注入到智能精准造缝的技术跨越。

  超深水平井体积压裂的顺利实施,可将气藏最深、最远处的资源全部收入囊中,大幅提高单井控制储量与采收率,助力实现气藏效益开发最大化。

  铁北1侧HF井的突破,其价值远超出单井获产数字。

  从能源安全角度看,中国具有富煤、贫油、少气的资源特点,是油气进口大国。页岩气的勘探开发对于中国能源格局转变具有重要战略意义。这口井验证了四川盆地二叠系页岩气的巨大潜力。万亿立方米级的资源量,具有再造一个中型气田的潜力。在当今国际能源形势复杂多变的背景下,这一突破无疑为我国能源安全加上了一把锁。

  在技术创新维度,这场攻坚战锻造出了一套完整的“深地工程”技术体系,包括超深层页岩气地质评价技术、耐高温高压钻完井工具、智能压裂改造工艺等。这些技术的集成应用,使得我国在深地能源开发领域实现从“跟跑”到“并跑”的跨越。特别是175兆帕压裂装备的国产化制造,打破了国外技术垄断。

  更深远的影响在于产业模式的革新。铁北1侧HF井的成功钻探,标志着我国超深层页岩气开启了立体开发模式。通过井震结合的三维地质建模,可以实现地下5000米以深地层结构透明化。在三维地质模型的指导下,技术团队更加科学地规划井位和开发方案,提高气田开发效率和资源利用率;借助新型、智能压裂技术,像雕刻艺术品般精准改造地层。这种精细化的开发模式,将重塑我国非常规油气勘探开发格局,持续为清洁能源发展注入新理念、新动力。

  责任编辑:陆晓如

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