解密二疊系：從理論禁錮到產能突破之路

近期，江漢油田在紅星地區部署的吳家坪組頁巖氣勘探評價井紅頁9HF井傳來捷報：該井水平段平均埋深達4536米，獲得25.72萬立方米/日高產工業氣流，不僅刷新了該地區氣井埋深的紀錄，更以優于前期埋深小于4500米探井的物性和含氣性，證實了紅星地區吳家坪組超深層頁巖的較好可壓性，為二疊系頁巖氣勘探向超深層拓展注入了“強心劑”。

截至5月底，紅星地區多口頁巖氣井試采穩定，自2020年以來累計產氣3.36億立方米，展現出二疊系海相頁巖氣勘探的廣闊開發前景。這一系列突破的背后，是“鄂西渝東二疊系頁巖氣勘探突破關鍵技術及應用創新團隊”多年如一日深耕技術攻關的成果結晶。

打破“鐵律”，薄層頁巖氣理論的創新突破

紅星地區地處重慶市石柱縣至湖北省利川市境內，地質上屬于四川盆地周緣。早在上世紀50-60年代，江漢油田便已開啟該區域二疊系油氣勘探，以生物礁灘儲層為主。但受限于沉積相變快、厚度薄、埋深大等復雜地質條件，非常規天然氣勘探一直未有大的突破。

2019年，江漢油田成立“鄂西渝東二疊系頁巖氣勘探突破關鍵技術及應用創新團隊”，持續深化海相頁巖氣勘探研究，強化海相地質、地球物理和工程技術等關鍵技術攻關，對紅星地區二疊系進行兩輪整體評價，實現了二疊系海相頁巖氣勘探重大突破。

“到野外看剖面、測剖面，取樣分析化驗，對該層系的頁巖氣指標描述了一遍。”團隊成員、江漢油田勘探管理部負責人介紹，經過一番研究后，他們對二疊系的生烴條件、厚度等有了新認識，逐步揭開了二疊系頁巖的生烴潛力面紗。然而，擺在面前的首要挑戰是：國內外長期以30米作為頁巖氣有效氣層厚度下限，而紅星區塊二疊系儲層厚度普遍不足20米，能否突破這一“鐵律”？

面對爭議，創新團隊針對復雜構造帶的薄層頁巖氣能否達到商業開發所產生的認識不清，充分利用老井及野外剖面資料，創新性提出二疊系薄層頁巖氣富集理論，最終打破北美頁巖厚度必須大于30米的認識。

依據該理論部署的紅頁1井測試獲得產量8.9萬立方米/日工業氣流，填補了國內二疊系頁巖氣勘探開發空白。這一成果不僅在2021年斬獲中石化勘探突破特等獎，更于2023年入選中國地質學會頒發的“中國十大地質找礦成果獎”。

技術迭代，從“地質甜點”到“工程適配”的產量躍升

紅頁1HF井的突破，拉開了二疊系頁巖氣規?？碧降男蚰弧?/p>

團隊開展大量基礎研究工作，通過對該地區老井地質資料復查，利用測井和地震的精細解釋、預測，按照頁巖氣勘探開發標準對二疊系進行重新再分析、再認識，發現二疊系的優質頁巖儲層大面積連片分布，展現出巨大資源潛力。

“頁巖氣規模儲量很大、含氣面積廣，二疊系非常有潛力、大有可為，但需要工程工藝對儲層有效改造，才能實現高效開發?！被貞洰斈?，團隊成員、勘探管理部負責人坦言困難重重，新的挑戰隨之而來。

為深化紅星地區資源潛力評價，夯實天然氣增儲上產基礎，江漢油田按照“展開建南、突破三星、準備新區新層系新類型”的思路，圍繞紅頁1HF井，在不同方向快速部署紅頁2HF、3HF、4HF、5HF以及紅頁茅1HF、2HF探井，開展紅星地區建南區塊吳家坪組頁巖氣整體評價及三星區塊、建南區塊茅口組頁巖氣預探，進一步擴大紅星區塊勘探成果。

針對薄層頁巖儲層甜點層不明的問題，團隊研發形成薄層強非均質頁巖測井表征及地震預測技術系列，推動從“地質甜點”向“地質-工程雙甜點”的轉變。紅頁2井以15.1萬立方米/日的測試產量驗證了技術有效性；位于區塊北邊的紅頁3HF井測試獲日產氣11.5萬立方米。構造最復雜、儲層改造難度最大、儲層僅13米厚的紅頁4HF井，也測試獲日產氣8.63萬立方米。

值得關注的是，紅頁3-2HF井以23.8萬立方米/日的高產，成為當時紅星地區二疊系吳家坪組埋深最大、產量最高的1口探井，標志著團隊掌握的壓裂工藝與紅星區塊地質條件實現高度適配，為該地區單井提產開辟了新路徑。

向超深層進軍，挑戰“壓實效應”實現產量三級跳

隨著國內外勘探向深層、超深層進發，創新團隊瞄準二疊系儲層埋深大，高模量、多夾層帶來的難鉆難壓的難點開展攻關。

傳統理論認為，海相頁巖儲層埋深增大伴隨壓實作用增強，會導致儲層有效孔隙度下降、含氣性降低以及連通性變差。并且隨著埋深增加，對鉆井工程工藝提出更大挑戰，針對性的工藝措施亟待突破。

面對上述難點，創新團隊在系統研究紅星地區二疊系不同埋深下的儲層孔隙特征后，明確了儲層中硅質礦物有很強的支撐作用，在受到由壓實作用帶來的負面影響后，依然能在孔隙內保持其正常的有效空間；并且通過觀察不同巖心薄片資料，均在目的層發現了顯著的生烴時產生的超壓縫，可以有效抗壓實作用，使頁巖氣能有效向上疏導，維持儲層高含氣性。隨著目的層段埋深從西南向東北逐步增大，儲層孔隙度未產生明顯變化，含氣性表現更好。

基于這些研究成果和認識，團隊創新形成頁巖地質工程一體化鉆完井技術，向超深層發起挑戰。部署的紅頁7井測試獲得了32.35萬方/日的高產工業氣流,取得了紅星地區二疊系吳家坪組超深層頁巖氣勘探重大突破，同時也實現了測試產量的三級跳。

該井的突破意義重大。在紅星-復興地區二疊系吳家坪組資源量超萬億方中，埋深大于4500米資源量占比超過66%，為超深層規模增儲積累了技術儲備，有望在涪陵志留系之后，落實又一個新區新層系萬億方規模增儲陣地。

站在新的起點，創新團隊將以“發現大中型氣田”為目標，以勘探突破為重點，針對四川盆地海相頁巖氣領域，深化基礎地質研究與地球物理、工程工藝等關鍵技術攻關，力爭實現勘探新突破，持續帶動四川盆地頁巖氣儲量和產量快速增長，推動國內相似勘探領域發展。