中国石化“十三五”油气勘探进展与“十四五”前景展望

深入总结中国石油化工股份有限公司(简称中国石化)“十三五”期间在不同勘探领域取得的各项成果,梳理和分析油气成藏理论新认识和技术新进展,以期为“十四五”发展规划编制提供依据。5年来,中国石化大力推进高质量勘探,通过攻关中西部三大盆地海相碳酸盐岩、四川盆地致密气及深层—常压页岩气、东部成熟探区复杂隐蔽油气藏、中西部碎屑岩致密油气等领域的油气富集理论、甜点预测技术及低成本工程工艺技术,发现并培育了塔里木盆地顺北油田、四川盆地涪陵页岩气田两个10×10⁸t级大油气田,拓展了6个亿吨级规模效益增储阵地。通过中国石化矿权区油气资源赋存状况研究,明确了“十四五”发展思路及措施:立足长期低油价下高质量发展,加大勘探力度,拓展资源类型、突出区带整体、注重低品位盘活,加快推进勘探大突破大发现,预计新增探明石油地质储量9.6×10⁸t、天然气地质储量1.16×10¹²m³。为确保发展目标顺利实现,提出了持续加大勘探投入、加大地震勘探、加强风险勘探、加强科技创新、提升工程技术5项保障措施。     

中国石化页岩气发展现状与趋势

中国页岩气地质资源丰富,但与北美相比具有地质年代老、埋深大、热演化程度高、构造和地表条件复杂的特点,很难实现商业开发。自2006年以来,中国石化页岩气勘探开发经历了调研及选区评价、勘探突破和勘探开发快速发展3个阶段。2012年,海相页岩气勘探获得重大突破,高效建成中国首个页岩气田——涪陵页岩气田,并实现威荣深层页岩气商业开发及其他勘探领域的不断拓展,页岩气探明储量、产量快速规模增长。经过十余年的科技攻关和重大装备研发,中国石化创新引领了页岩气藏精细描述及综合评价技术体系,发展了立体开发调整技术,形成了山地条件下优快钻井与长水平井分段压裂及气田绿色开发配套技术。中国石化未来将持续加强地质评价与探索,夯实可持续发展的资源基础,坚持地质工程一体化发展思路,加强技术装备升级,利用大数据、人工智能助推油气行业降本增效,加强项目全过程一体化管理,提升页岩气开发效益,从而实现中国石化页岩气探明储量、产量稳步增长。     

中国石化页岩气工程技术新进展与发展展望

中国石化在持续完善中深层页岩气工程技术链的基础上,为满足深层页岩气及常压页岩气高效开发的需求,重点开展了基于甜点评价的地质工程一体化设计、随钻地层精细评价、优快钻井、新型油基钻井液、新型弹韧性水泥浆与泡沫水泥浆固井、体积压裂新工艺、新型分段压裂工具、高效压裂液、页岩气测试及产能评价和大型压裂机组研制等技术攻关,初步形成了深层和常压页岩气工程技术链,有力支撑了涪陵页岩气田产能建设和深层与常压页岩气的勘探开发。综述了中国石化页岩气工程技术最新进展,并结合我国页岩气勘探开发需求,提出了进一步完善中深层页岩气工程技术链、继续攻关完善形成深层页岩气工程技术链、发展形成常压页岩气工程技术链的页岩气工程技术发展思路。      

“十三五”中国石化油气资源评价关键技术进展与发展方向

资源潜力评价是油气勘探决策的基础,也是国家制定能源发展战略和编制行业发展规划的重要工作之一。文章分析了新形势下中国石化开展新一轮资源评价工作的难点和特点,详细论述了“十三五”中国石化资源评价的总体思路和技术框架。创新发展了具有中国石化特色的油气资源评价技术体系和软件平台,主要包括：烃源岩完整的生—排—滞留烃演化模拟技术、常规—非常规一体化TSM盆地模拟技术、基于成熟度和压力系数的页岩油气资源分级评价技术和地质—经济—生态一体化油气资源评价技术。在“十三五”资源评价工作的基础上提出油气资源评价未来的重点攻关方向为：（1）复杂地质条件和特殊类型油气藏的三维油气运聚模拟技术;（2）不同类型盆地区带划分及对应的区带资源量计算、劈分技术;（3）大数据智能平台下一体化的油气资源评价系统;（4）油气共伴生资源综合评价技术。     

涪陵页岩气优质储层测井综合评价方法

为了准确评价涪陵页岩气田地质与工程“双优”储层,首先定性分析了气田试气资料与地质、工程评价参数的关系,并采用欧式距离方法聚类分析了各评价参数的重要程度,优选出评价优质储层的地质和工程参数;然后,选择岩心化验分析资料和测井资料,采用“岩心刻度测井技术”建立了地质与工程“双优”储层的测井评价模型;最后,利用产气剖面测试资料,运用灰度关联理论确定“双优”储层评价参数的权重,计算页岩气储层地质和工程指数,进而建立“双优”储层综合评价图版,形成了页岩气地质与工程“双优”储层测井综合评价方法。利用该方法计算了涪陵页岩气田平桥区块28口井储层的综合评价指数,结果表明,页岩气储层单段和单井产量与综合评价指数、双优储层穿行长度具有明显的正相关关系。这表明,可以用构建的页岩气地质与工程“双优”储层综合测井评价方法评价页岩气储层,为页岩气水平井设计和分段压裂提供依据。      

中国石化页岩气工程技术进步及展望

中国石化通过持续的攻关研究,形成了具有自主知识产权的页岩气工程配套技术,具备了页岩气水平井水平段长2 000 m、分段压裂20段以上的钻完井与压裂设计、施工能力,并实现了涪陵等地区页岩气资源勘探突破,促进了中国石化页岩气勘探开发进程。全面介绍了中国石化页岩气工程地质环境描述技术、优快钻井及井工厂技术、LVHS油基钻井液体系、SPF弹塑性水泥浆固井技术、分段压裂关键配套工具、滑溜水压裂液体系、页岩气水平井分段压裂技术和页岩气技术装备研发等技术及应用现状,并指出了未来页岩气工程技术的五大发展趋势。      

页岩气水平井低油水比油基钻井液研制及应用

针对页岩气水平井钻探过程中井壁失稳风险大、钻井液性能要求高和商业开发降本提效的迫切需求,基于页岩储层特征、水平井工程施工要求,构建、研制了一套性能稳定的低油水比油基钻井液体系。室内试验表明,该油基钻井液具有良好的热稳定性、抗污染性、封堵性和乳化稳定性,而且塑性黏度较低、切力适中、流变性能较好,可以满足页岩气水平井钻井的要求。低油水比油基钻井液在涪陵页岩气田5口井进行了现场应用,通过采取低油水比胶液维护、固相控制和随钻封堵等配套措施,实现了将油水比控制在70/30以下,较该气田以往油基钻井液基础油用量降低15%,获得良好的降本效果。页岩气水平井低油水比油基钻井液能有效降低涪陵页岩气田钻井成本,有力支撑了页岩气低成本商业开发,对国内其他地区页岩气开发也具有借鉴意义。      

川南深层页岩气开发实践与面临的挑战

深层页岩气资源量丰富,开发潜力巨大,但工程地质条件相对略差,效益开发难度较大。为支撑深层页岩气的效益开发,以四川盆地南部地区威荣和永川气田的开发实践为例,针对深层页岩气构造复杂、断缝发育、优质储层薄、产量递减快、最终可采储量低等难点,以“布好井、打好井、管好井”为目标,在气藏精细描述、渗流实验等研究基础上,采用地球物理—地质建模—压裂模拟—数值模拟一体化方法,形成了以地质甜点评价与预测技术、复杂构造区井网优化设计技术、“四位一体”钻井跟踪保障技术和全生命周期生产精细管控技术为核心的开发关键技术体系。同时,根据开发中暴露出的问题,梳理总结了在“构造—断裂—应力场”耦合机理、小—微尺度裂缝精细刻画、开发技术政策优化等方面的难点,提出了持续攻关的方向。研究认为：①深层页岩孔隙度、含气量等地质参数与中深层基本相当,但工程参数更复杂,具有地应力高、水平应力差高和破裂压力高的特征,改造难度大;②深层页岩气已在甜点评价与预测、建模—数模一体化技术和精细生产管理等方面形成了关键配套技术,取得了较好的开发效果;③目前深层页岩气主要面临套变、压窜、最终可采储量不达标等方面的难题,需要持续深化地质精细评价、流体运移规律和建模—数模一体化等技术攻关。     

中国海油海外勘探“十二五”进展与“十三五”展望

"十二五"期间,中国海油海外勘探在"战略驱动,效益优先"勘探理念的引领下,量化勘探目标风险和潜力,实现了海外勘探目标排序和组合优化,取得了良好的勘探效果。5年间,海外勘探权益可采储量稳步增长,形成了北非撒哈拉、南大西洋两岸、东非裂谷带、东南亚、西非岩性等5个储量规模区,权益可采储量合计约600×106bbl油当量。展望"十三五",面临国际能源市场低油价复杂形势,中国海油将继续深化海外勘探项目管理体系建设,以已有发现区块国家为战略重点,加强新项目获取力度,强化区域勘探研究,力争获得更多勘探突破。     

页岩气储层综合表征技术研究进展——以涪陵页岩气田为例

页岩气储层综合表征技术作为页岩气勘探开发的核心技术之一,既是勘探开发评价的基础,又是工程工艺方案制定的重要参考依据。但我国页岩气勘探开发起步较晚,大规模商业开发直至2012年底焦页1井试气获工业气流后方才正式启动,加之与北美页岩气成熟开发区相比,地质地表条件复杂,因而页岩气储层综合表征技术的研究无成熟可借鉴的经验。为此,以页岩气与常规天然气储层的差异化分析为基础,重点依托涪陵页岩气田四年多来的开发实践,从沉积环境、生烃潜力、储集性、可压性及含气性等多个方面系统建立了页岩气储层的精细描述参数体系,明确了页岩气储层综合表征方法和技术手段;并进一步阐述了涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组下部优质页岩气层段典型地质特征,可为类似页岩气田的勘探开发提供技术指导和示范借鉴。     

页岩气层有效厚度下限探讨——以涪陵页岩气田五峰组—龙马溪组为例

储层有效厚度是储量计算的重要参数之一,国内对页岩气储层有效厚度下限标准的研究尚处于探索完善阶段,为了评价国内首个页岩气田的探明储量,有必要深入研究页岩的有效厚度下限。文中以涪陵页岩气田五峰组—龙马溪组页岩气藏为例,首先对商业开发的页岩储层厚度开展研究,然后通过分析页岩气储层岩性、脆性矿物体积分数、总含气量、有机碳质量分数、镜质体反射率等,优选出适合研究区的页岩气层有效厚度下限表征参数,最后提出适合研究区储层特征的有效储层下限标准。该标准在四川盆地涪陵页岩气田页岩气储量计算中取得较好的应用效果。     

中国石化“十四五”主要勘探进展与发展战略

在系统梳理中国石油化工股份有限公司（简称中国石化）“十四五”以来高质量勘探举措、理论技术进展及油气勘探成果的基础上,提出了油气勘探发展战略。“十四五”以来,中国石化坚定资源发展信心,大力推动高质量勘探实践,在塔里木、四川、渤海湾、准噶尔、鄂尔多斯等盆地的深层碳酸盐岩、陆相页岩油、深层页岩气、中西部碎屑岩、成熟探区隐蔽油气藏、深层煤层气等领域取得了主要勘探成果,为石油稳增长、天然气快上产夯实了储量基础。同时,发展完善了超深走滑断控缝洞型油气成藏理论、创新形成了页岩油成储成烃富集理论、深化了海相页岩气“二元富集”与致密碎屑岩油气差异富集机理认识等;攻关形成了复杂地质结构与储层结构条件下的以地震勘探、深层—超深层钻完井、超深层测录试井、水平井压裂技术等为代表的关键技术与工程工艺技术。展望未来,中国石化探区具备石油稳定发展、天然气快速发展的资源基础,勘探工作聚焦保拓矿权、勘探突破、规模增储三大核心责任,以深地工程、页岩油气示范工程、致密碎屑岩效益攻坚、常非统筹为统领,加快推进战略突破发现,落实规模增储阵地,进一步夯实上游可持续发展资源基础。     

中国石化页岩气电动压裂技术现状及发展建议

随着技术的进步和环保要求的日益提高,页岩气压裂施工采用传统柴油机驱动压裂泵车组施工噪声大、能耗高和占地面积广等不足逐步显现出来,电动压裂设备因其功率和排量大、噪声和能耗低、施工占地少等优势逐步得到规模应用。在系统总结分析国内外电动压裂技术的发展应用历程及特点的基础上,重点介绍了中国石化电动压裂技术的应用规模、时效和成本,剖析了存在的不足,提出了全面升级电动压裂系统、强化施工过程管理、大规模推广应用全电动压裂技术等建议,以期推动我国电动压裂技术发展和应用,为我国深层和常压页岩气开发提供经济高效的技术手段。      

页岩气立体开发理论技术与实践——以四川盆地涪陵页岩气田为例

针对涪陵页岩气田焦石坝区块一次井网储量动用率和采收率偏低、开发层系无明显隔层、分层开发难度大的问题,基于页岩气富集高产主控因素认识,研究了页岩气储集层精细描述与建模、立体开发技术政策优化、密织井网高效钻井和精准压裂与实时调控等页岩气立体开发理论技术。立体开发的内涵是基于页岩气的沉积特征、储集特点和甜点分布,应用优快钻井、体积压裂技术,在多维空间改造形成“人工气藏”,实现页岩气开发的储量动用率、采收率、收益率最大化。在页岩气立体开发研究过程中,地质工程耦合甜点描述是基础、天然裂缝与人工缝网的协同优化是关键,钻井及压裂工程提速提效是保障。通过实施立体开发,涪陵页岩气田焦石坝区块整体采收率从12.6%提高到23.3%,为气田持续稳产上产提供了重要支撑。     

基于X射线荧光元素录井的深层页岩气精准地质导向技术

川南威荣页岩气田深层页岩气水平井钻井过程中,准确卡取标志层、识别钻头位置和判断钻头穿行状态的难度很大。为此,利用X射线荧光（XRF）元素录井数据建立了三端元图版、元素交会图版和元素三维显示图版,以及岩石密度、含气量等评价参数的定量计算模型。根据三端元图版卡取入窗前的重要标志层,利用元素交会图版指导水平井准确入窗,通过元素三维显示图版判别水平段钻头穿行状态,利用岩石密度、含气量等评价参数指导水平井井眼轨道优化,形成了基于X射线荧光元素录井的精准判识目的层及钻头穿行状态的地质导向技术。该技术在威荣页岩气田18口页岩气水平井进行了应用,靶体平均钻遇率达到98.06%。研究表明,基于X射线荧光元素录井的精准地质导向技术能够准确卡取标志层、识别钻头位置和判断钻头穿行状态,提高优质储层的钻遇率。      

页岩气水平井穿行层位优选

通过多年的勘探开发实践,我国在四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组实现了页岩气商业开发,认识到页岩气藏具有自生自储、低孔特低渗特征,属于“人工气藏”,其高产是由地质和工程两类因素共同控制。地质因素决定页岩气是否富集,工程因素则是决定页岩气是否高产的重要条件。准确识别“甜点层”,优选确定水平井穿行层位,是页岩气能否获得高产的关键。对涪陵页岩气田焦石坝区块水平井穿行层位优选实例的剖析表明,精细研究是准确优选水平井穿行层位的基础,地质、工程一体化紧密结合是准确优选水平井穿行层位的关键。根据各个地区具体地质条件,将地质、工程结合,优选水平井穿行层位,是页岩气勘探开发最终获得成功的重要保障。     

华东石油局页岩气勘探再获商业发现特等奖 解放常压页岩气

日前,华东石油局页岩气勘探再获褒奖——东胜—平桥西区块勘探荣获中国石化2020年度重大商业发现特等奖。2020年,涪陵页岩气田东胜—平桥西五峰组—龙马溪组新增探明地质储量1918.27亿立方米,助推我国页岩气探明储量超过2万亿立方米。其中,华东石油局探区探明地质储量1446.58亿立方米。     

中国石化页岩油工程技术现状与发展展望

针对陆相页岩油储层特点及勘探开发需求,中国石化围绕陆相页岩油优快钻井完井技术、测井录井评价技术和储层改造技术等进行攻关研究,并完成了17口探井,有力支撑了济阳坳陷、泌阳凹陷和四川盆地等区域的陆相页岩油勘探开发评价,济阳坳陷页岩油勘探取得了重大突破.与国外页岩油工程技术相比,中国石化页岩油工程技术仍存在较大差距,为此,还...     

四川盆地涪陵页岩气田江东区块下古生界深层页岩气勘探开发实践与启示

目前埋深大于3 500 m的深层页岩气已逐渐成为中国页岩气勘探开发的重要接替领域,开发过程主要面临地层压力增大、储集物性变差、压裂改造形成复杂缝网困难等问题,开发选区及井位优化部署难度大。江东区块是四川盆地涪陵页岩气田二期产能建设的主要区块,埋深大于3 500 m的深层页岩气面积为57.8 km²,约占区块面积的1/2,目的层为上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组(1)—(5)小层优质页岩,是一套富碳、富硅、富页理和富黄铁矿的黑色页岩。采用深层页岩气开发评价选区指标体系及水平井井位优化评价技术研究结果表明,影响深层页岩气井开发效果的主要地质因素包括地层埋深、地应力、裂缝发育特征及页岩地层倾角。深层页岩气水平井与最小主应力夹角不超过40°,A与B靶点高差尽量小于300 m。通过江东区块深层页岩气勘探开发实践,单井获得较高的测试产量和可采储量,勘探开发效果较好,研究成果对四川盆地深层页岩气开发具有重要借鉴意义。     

中国石油“十三五”油气勘探重大成果与“十四五”发展战略

“十三五”期间,中国石油天然气股份有限公司(简称中国石油)油气勘探工作在地质理论和技术创新、油气勘探突破发现和增储等方面取得众多成果。文章在梳理总结“十三五”期间油气勘探成果、理论技术进展的基础上,提出了“十四五”油气勘探发展思路与战略。“十三五”以来,中国石油坚持创新和资源战略,突出高效勘探,加大新区新领域风险勘探,加强重点盆地、重点领域集中勘探,强化基础研究、整体研究和领域目标研究;创新和完善了凹陷区砾岩成藏、浅水三角洲大面积岩性成藏、深层海相碳酸盐岩“三古”控藏、走滑断裂“断溶体”控藏、前陆冲断带深层成藏、页岩油“四要素”成藏富集、页岩气“三控”成藏富集、深层火山岩“三元”控藏等地质理论与认识;攻关形成了“双高”和“双复杂”三维地震采集处理解释、深层—超深层钻完井、深层测试、长水平井压裂技术等为代表的勘探(评价)技术。在四川、塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、松辽、渤海湾等大盆地岩性—地层、海相碳酸盐岩、前陆冲断带、页岩油气、成熟探区、火山岩领域取得了34项重大勘探成果,油气储量实现历史性长期高位增长,为石油产量稳中上升、天然气产量快速增长奠定了资源基础。“十四五”期间,中国石油将科学谋划油气勘探的战略方向和战略重点,推动六大盆地和五大领域常规油气持续规模增储及非常规资源快速发展,加快落实油气规模增储大场面,积极准备战略接替区和重大接替领域,夯实高质量发展资源基础。