記者從中國石化江漢油田獲悉，近日，湖北利川市建南鎮龍頭溪村，紅頁2HF井連續試采生産15天，日産頁岩氣保持穩定。該井是繼紅頁1HF井之後，江漢油田部署在利川市紅星地區二疊系的第二口頁岩氣預探井。
“紅頁1HF井成功完成試采，填補了大陸二疊系頁岩氣勘探開發的空白。連續部署的紅頁2HF井、紅頁3HF井鑽遇良好油氣顯示，标志着該地區頁岩氣勘探取得重大突破。”油田勘探管理部經理郭戰峰介紹，江漢油田已順利送出紅星地區二疊系首批頁岩氣預測儲量1051.03億立方米，這一儲量相當于逾億噸原油。相關成果上月獲中國石化2021年油氣勘探重大發現特等獎。
從采正常氣到提議采頁岩氣
江漢油田在湖北省的天然氣勘探要追溯到上世紀六七十年代，當時江漢油田在利川發現了湖北省唯一氣田建南氣田。
“紅星地區包括建南區塊、三星區塊和龍駒壩區塊，現在實施的三口井都在建南區塊内，隻不過原來采的是正常天然氣，現在是頁岩氣。” 郭戰峰介紹。
建南氣田發現後，江漢油田相繼在該區塊部署鑽探28口井，但未取得大的突破。
2008年，随着北美頁岩氣革命的成功，國内掀起頁岩氣勘探熱潮。江漢油田重新将目光聚焦這裡，對鄂西早期的正常天然氣探井烴源（烴是隻由碳氫兩種元素組成的有機化合物——記者注）岩層進行複查，優選出寒武系、志留系和侏羅系為頁岩氣勘探有利層系，其中志留系、寒武系的頁岩厚度都超過了100米。2011至2014年，油田瞄準這兩個層系的頁岩氣，相繼在恩施等地部署了多口鑽井，但均未獲工業突破。
2016年，科研人員在對老井複查、資料分析的基礎上，提議在紅星地區二疊系部署頁岩氣風險探井紅頁1HF井。
突破“下限”開始在薄儲層找氣
二疊系探尋頁岩氣的不利之處是儲層薄。“在此之前，國内外都将30米作為頁岩氣有效氣層厚度下限。”然而，在恩施紅星地區，科研人員發現二疊系頁岩儲層不足20米，遠遠沒有達到“下限”。
科研人員大膽假設、小心求證，從鄂西到渝東開展大量調查，發現二疊系頁岩雖然儲層薄，但總有機碳含量甚至高于重慶涪陵頁岩氣田。
認識的突破，加上工程技術的進步，使紅頁1HF井鑽探順利通過論證。2019年11月，該井導眼井正式開鑽。
導眼井完鑽後，分析評價工作很重要，直接關系到水準井鑽探會否實施。而水準井的鑽探，是新層系勘探是否會成功的關鍵。岩心取樣、送樣、分析測試和精細描述，一系列研究評價結果證明了科研人員的預測：二疊系吳家坪組頁岩有機碳含量平均超過8%，高于涪陵頁岩氣田近一倍。
“有機碳含量是判斷是否有頁岩氣的最關鍵名額，含量越高說明生成油氣能力越強。”最終，二疊系吳家坪組頁岩被專家認可為新的頁岩氣勘探層系。
“在地下3000多米走細鋼絲”
在埋深達到3300米的地下打頁岩氣水準井，是一種挑戰。
“水準段靶窗厚度僅有6米。”江漢油田采氣一廠勘探開發研究所所長陳小剛介紹，由于地震資料精度有限，再加上儲層薄，紅頁1HF井水準段地質導向難度無異于“在地下3000多米走鋼絲”。
鑽進過程中，江漢油田科研人員利用随鑽伽馬測量系統，實時進行儲層跟蹤對比及模型計算，及時調整鑽井軌迹。最終，該井優質頁岩氣層鑽遇率達到95.6%。
“井下脆性礦物質含量高達80%-90%，想要壓開地層，形成頁岩氣流動的‘高速公路’，對儲層壓裂改造工程工藝提出更高要求。”面對前所未有的難題，油田科研人員反複論證，提出儲層改造工藝思路，加大長縫和寬縫的擴充力度，采用新型壓裂液體系，形成通暢的采氣通道。
2020年底，紅頁1HF井完成試氣。該井取得突破後，江漢油田又部署了紅頁2HF、紅頁3HF、紅頁4HF和紅頁茅1井。
江漢油田采氣一廠黨委書記、進階工程師孫建法介紹，紅星地區二疊系首批頁岩氣預測儲氣面積為300多平方公裡。而當地頁岩氣儲氣範圍要遠遠超過這一面積。據估算，該地區埋深在4500米以内的頁岩氣資源量為4000億立方米以上，具有廣闊的商業開發前景。