11月8日，繼湖北省潛江市潭口地區(qū)黃20斜-4、潭71斜-7-5C井首次實(shí)現(xiàn)江漢油田潛江鹽湖盆地碳酸鹽新類型儲層油藏勘探重大突破之后，江漢油田頁巖油攻關(guān)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步在縱向上擴(kuò)展層系、平面上擴(kuò)展區(qū)帶，在潭口地區(qū)論證通過4口老井復(fù)查，并為做好系統(tǒng)研究，建立系統(tǒng)描述儲層縱向含油性、可壓性等特征的柱狀圖，論證通過專探井黃61井。

今年以來，江漢油田研究院和工程院專家聯(lián)手對江漢油田本土礦區(qū)的頁巖油儲層深化研究，形成了巖相組合體劃分和識別技術(shù)以及復(fù)合酸壓加砂壓裂工藝，圈定了頁巖油儲量豐富的“甜點(diǎn)”區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了潭口、廣浩地區(qū)潛三段—潛四段的新發(fā)現(xiàn)，形成平面和縱向、常規(guī)和非常規(guī)油藏的立體突破，促進(jìn)了頁巖油的勘探開發(fā)力度。

難解的“鹽”難題

頁巖油是儲藏在頁巖孔隙及裂縫里的石油，在江漢油田礦權(quán)區(qū)域內(nèi)，其主要分布在江漢油田本土礦區(qū)。

江漢油田研究院專家對頁巖油先后經(jīng)歷了鹽間頁巖裂縫油藏、鹽間白云巖或鹽間非砂巖油藏、頁巖油等認(rèn)識階段，研究院專家從1970年代開始對江漢油田本土礦區(qū)頁巖油進(jìn)行勘探研究，當(dāng)時(shí)把頁巖油叫做“鹽間油藏”，對其研究按照常規(guī)油藏思路，通過直井注水的方式，制造水壓打開儲層巖石，形成裂縫作為泄油通道，開采頁巖油油藏。專家發(fā)現(xiàn)頁巖儲層物性比較差，極為堅(jiān)硬，油極難采出，難以通過水壓制造較大泄油裂縫，出油效果差，一直沒有太大進(jìn)展。2010年，美國勘探頁巖油取得成功，研究院將美國頁巖油的特征和鹽間頁巖地質(zhì)特征進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)鹽間油藏就是頁巖油，從當(dāng)年開始，研究院按照頁巖油的思路開始對頁巖油進(jìn)行地質(zhì)評價(jià)。   

專家借鑒涪陵頁巖氣田開發(fā)頁巖氣的水平井體系壓裂技術(shù)，改用水平井橫穿頁巖儲層，希望制造更多的泄油通道、更大的改造體積開采頁巖油，但是經(jīng)過勘探實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)鹽間頁巖厚度薄，工藝改造方面的難度比較大。

油田專家、研究院頁巖油攻關(guān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人吳世強(qiáng)介紹，專家對江漢油田本土礦區(qū)王場地區(qū)、蚌湖向斜、陳沱口凹陷、新溝地區(qū)等頁巖油儲層開展地質(zhì)研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)本土礦區(qū)頁巖位于鹽湖盆地，特性是厚度比較薄，并且儲層里面含有鹽巖，對儲層進(jìn)行壓裂改造時(shí)，鹽巖全部溶解在壓裂液體系里，當(dāng)工作人員開展返排作業(yè)，把壓裂液抽出井筒時(shí)，發(fā)現(xiàn)因鹽巖結(jié)晶將井筒堵塞，導(dǎo)致返排不通暢，影響工藝改造流程，造成勘探開發(fā)受阻。

勾勒出“甜點(diǎn)區(qū)”

面對儲層“鹽將軍”把門，無法順利開采的難題，專家決定轉(zhuǎn)變思路和方向，尋找不含巖鹽的儲層區(qū)域，圈定儲量豐富的“甜點(diǎn)”區(qū)域進(jìn)行勘探。

專家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在潛江凹陷潭口、廣浩地區(qū)的碎屑巖相帶和鹽巖相帶之間，有一片面積很大的巖性過渡區(qū)域，該區(qū)域過去按傳統(tǒng)砂巖油藏理念認(rèn)為均為不含油的砂層，沒有經(jīng)過勘探開發(fā)。專家對該巖性過渡區(qū)域重新做礦物成分分析，發(fā)現(xiàn)其含有碳酸鹽巖，可能還含有其他富含頁巖油的巖性儲層，決定重新解釋該巖性過渡區(qū)域，但是該區(qū)域?qū)儆陧搸r油新區(qū)，分析解釋缺乏有效的技術(shù)手段。研究院專家經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，2021年研發(fā)出巖相組合體劃分和識別技術(shù)，包括巖相組合體測井識別技術(shù)、巖相組合體劃分技術(shù)。

專家首先建立了巖相組合體測井識別技術(shù)。專家希望細(xì)分并識別頁巖油儲層的不同巖性，這需要建立不同巖性的測井識別方法和標(biāo)準(zhǔn)。專家開始了刻苦的攻關(guān)工作，通過測井錄井工作將頁巖油儲層不同區(qū)域的巖石的巖芯取出來，通過測井錄井資料，分析礦物成分和測井響應(yīng)特征，建立敏感測井曲線和測井參數(shù)，從而確立測井解釋模型，建立了不同巖性的測井響應(yīng)特征和識別標(biāo)準(zhǔn)，即關(guān)于碳酸鹽巖、硫酸巖和沙泥巖的測井巖性及油層識別技術(shù)。

擁有測井巖性及油層識別技術(shù)后，專家通過測井錄井作業(yè)獲得的測試資料，研究鹽間頁巖的平面變化規(guī)律，希望識別出無鹽區(qū)和有鹽區(qū)。專家發(fā)現(xiàn)，頁巖分布穩(wěn)定，但是鹽巖在快速相變，無鹽區(qū)和有鹽區(qū)緊密相連。專家順藤摸瓜找到無鹽區(qū)后，通過巖相組合體劃分技術(shù)，劃分出鹽巖、碳酸鹽巖、硫酸鹽巖和砂泥巖四種巖層沉積區(qū)，其均存在于大面積分布的頁巖中，組合形成頁巖夾鹽巖、頁巖夾碳酸鹽巖、頁巖夾硫酸巖、巖巖夾砂泥巖等四種巖相組合區(qū)，其中頁巖夾鹽巖含有大量鹽巖，屬于不容易改造的有鹽區(qū)，頁巖夾碳酸鹽巖等其他三種巖相組合區(qū)不含鹽巖，屬于容易改造的無鹽區(qū)。 

強(qiáng)酸力破頑石

專家重點(diǎn)分析頁巖夾碳酸鹽巖、頁巖夾硫酸巖和頁巖夾砂泥巖所在的無鹽區(qū)頁巖油儲層，發(fā)現(xiàn)在不同地區(qū)三種巖相組合區(qū)分布不同。專家優(yōu)選出平面縱向上三種巖相組合區(qū)層位比較多，呈現(xiàn)多層疊合連片的區(qū)域作為頁巖油儲量豐富區(qū)，決定對黃20斜-4井開展壓裂作業(yè)。

黃20斜-4井所在的儲層具有碳酸鹽含量高、巖性復(fù)雜的特征，常規(guī)水力壓裂形成的泄油面積小難以有效開發(fā)。工程院專家經(jīng)過刻苦攻關(guān)，成功研發(fā)“多段酸液溶蝕+多級裂縫支撐”復(fù)合酸壓加砂壓裂工藝。

工程院儲層改造所技術(shù)骨干韓玲說，首先針對該儲層碳酸鹽含量高，滲透率低的特征，專家優(yōu)選前置酸和緩速酸兩套酸液體系，用酸溶解碳酸鹽，可以擴(kuò)大巖石已有孔隙的寬度，同時(shí)可以形成刻蝕縫，將孔隙和裂縫作為儲層泄油通道，提高采油率，這就是“復(fù)合酸壓加砂壓裂工藝”中的酸液溶蝕方法。

由于前置酸和緩速酸的腐蝕能力有限，作用距離小，專家將作業(yè)對象按照距離油井遠(yuǎn)近的距離，分為多段分別處理。第一段處于油井附近，專家通過壓裂車將前置鹽酸直接注入第一段地層，形成刻蝕裂縫，第二段遠(yuǎn)離油井，專家在鹽酸體系中加入甲酸形成緩速酸，降低酸的反應(yīng)速度，不會很快釋放腐蝕力和巖石反應(yīng)而消耗掉，確保酸隨著重力作用繼續(xù)向巖石下方滲透，逐步釋放腐蝕力，增加腐蝕深度，增加孔隙通道和泄油裂縫長度，增大改造體積，這就是“復(fù)合酸壓加砂壓裂工藝”中的多段酸液溶蝕方法。

針對碳酸鹽巖發(fā)育的微裂縫，以及采用低粘液體、暫堵等手段壓裂出的復(fù)雜縫寬普遍較窄，用中、大粒徑砂粒無法進(jìn)入并支撐狹窄裂縫的情況，工程院攻關(guān)團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)變思路，增加適合進(jìn)入狹窄裂縫的小粒徑砂粒在壓裂裂縫支撐劑中的占比?！傲芽p離井筒越遠(yuǎn)，縫寬越窄，用小粒徑砂粒支撐遠(yuǎn)端裂縫，配合中、大粒徑砂粒支撐縫寬大的近端裂縫，可以提升壓裂改造的導(dǎo)流能力，增加泄油裂縫有效體積，提升原油產(chǎn)量”，韓玲說，“這就是‘復(fù)合酸壓加砂壓裂工藝’中的多級裂縫支撐方法”。

10月9日，黃20斜-4井采用復(fù)合酸壓加砂壓裂工藝圓滿完成現(xiàn)場施工，獲得26.22方工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了江漢碳酸鹽巖新類型儲層的工藝新突破。

巖相組合體劃分識別技術(shù)和復(fù)合酸壓加砂壓裂工藝實(shí)現(xiàn)了頁巖油有利巖相的預(yù)測和開發(fā)，為下一步相同類型油藏提供了技術(shù)借鑒，為油田老區(qū)高效勘探開發(fā)，尋找到新的規(guī)模增儲陣地提供了技術(shù)利器。