四川盆地深地勘探理论技术进展与发展方向

  [中国石化报2023-02-20]
  李双建
  四川盆地天然气资源非常丰富，居全国之首。据最近一次全国油气资源动态评价，四川盆地常规天然气（含致密砂岩气）地质资源量达20.7万亿立方米，约占全国总量的22.4%；页岩气地质资源量71.8万亿立方米，约占全国总量的51.7%。中国石化四川盆地矿权区内拥有深层天然气资源量15万亿立方米，具有很大勘探潜力，是天然气未来增储上产的重要领域。
  2000年以来，中国石化通过深化基础研究和技术研发，在四川盆地深层海相碳酸盐岩常规天然气和深层页岩气领域均获得了巨大勘探发现。
  在深层海相碳酸盐岩勘探领域，提出“三元控储”理论，突破了5000米以下超深层难以发育优质储层的传统认识，在纵向上拓宽了勘探空间。建立起“多元供烃、复合控藏”新认识，科学指导勘探部署。突破了超深弱反射层地震采集处理技术瓶颈，超深有效储层预测精度大幅提高，预测结果与实钻符合率达93%，储层厚度预测绝对误差1～3米。针对超深层多压力系统造成的喷、漏、垮塌等复杂问题，突破传统做法，首创特种井身结构、研发非常规井身结构，形成与之配套的技术，钻井工程成功率大幅提高。
  在深层页岩气勘探领域，围绕深层页岩气高产井培育，在地质认识和主体技术方面取得了突破性进展。地质认识方面，揭示了南方海相深层页岩气生储和保存机理，进一步深化了“二元富集”规律新认识；建立了深层页岩气“超压富气”模式，明确“优质页岩、高流体压力、微裂缝发育、低地应力”是深层页岩气“甜点”评价的关键要素。在储层含气性预测方面，初步形成以有机碳含量、脆性指数和含气性叠前地震定量预测为核心的页岩气“甜点”地球物理预测技术体系，预测精度大幅提高。在钻完井工程工艺方面，通过井身结构优化+高效PDC钻头+旋转导向，水平井钻井周期逐年缩短；初步形成了垂深4000~4500米“多段少簇、大液量、大排量、强加砂、双暂堵”压裂主体工艺技术体系，为深层页岩气产量不断提高提供了有力技术保障。此外，压裂装备、工具及材料实现国产化，大幅降低施工成本。
  在一系列理论与技术的指导下，中国石化在四川盆地先后发现并探明了普光、元坝、川西3个深层海相碳酸盐岩气田和威荣、綦江两个大型深层页岩气田，引领了中国深层海相常规-非常规天然气的勘探发现，为“川气东送”国家重大工程的立项和实施提供了重要的资源保障。
  尽管已经取得了大量的油气勘探发现，但是从地质资源条件来看，四川盆地仍具有巨大的勘探潜力。四川盆地为多构造旋回叠合盆地，海相层系沉积时代长、地层保存完整、生储盖组合多样，且受晚期巨厚的陆相沉积影响，先前沉积的海相地层埋深普遍超过5000米，因此，四川盆地深层海相油气具有多样和广阔勘探前景。中国石化在震旦系古裂陷周缘、寒武系-奥陶系古隆起围斜区和二叠系-三叠系台内滩等领域均具备万亿立方米级地质储量的天然气勘探潜力，是未来增储上产的重要领域。
  随着碳酸盐岩常规气向10000米深层和页岩气向4500米深层勘探进军，我们将面临前所未有的地质与工程理论技术挑战，在以下四个方面亟须加强科技攻关：一是随着深度增加，储层储集性能总体降低，但是局部构造条件下，储层储集性可以得到保持或者增强，因此，深层储层保持机理需要攻关研究；二是多期构造变动和流体相态转变造成成藏过程复杂，油气保存与富集规律有待深化研究；三是深层储层与围岩地震响应差异区分度低，造成目标刻画和流体预测难度大，亟须加强高分辨率地震采集、处理一体化技术攻关；四是深层-超深层具有高温、高压、压力系统复杂等特点，超深井安全高效钻井和储层改造难度大，深地勘探的系列配套工程工艺技术都需要迭代更新。
  随着中国石化“深地工程·川渝天然气基地”正式挂牌，四川盆地深层-超深层勘探进入了新的阶段，未来将以“深地基地”建设为牵引，进一步聚焦油气高效勘探开发生产实践中的关键问题，开展原创性基础理论研究、关键技术研发，支撑和引领深层天然气获得更大发现。（作者为石油勘探开发研究院专家）