解密二叠系：从理论禁锢到产能突破之路

近期，江汉油田在红星地区部署的吴家坪组页岩气勘探评价井红页9HF井传来捷报：该井水平段平均埋深达4536米，获得25.72万立方米/日高产工业气流，不仅刷新了该地区气井埋深的纪录，更以优于前期埋深小于4500米探井的物性和含气性，证实了红星地区吴家坪组超深层页岩的较好可压性，为二叠系页岩气勘探向超深层拓展注入了“强心剂”。

截至5月底，红星地区多口页岩气井试采稳定，自2020年以来累计产气3.36亿立方米，展现出二叠系海相页岩气勘探的广阔开发前景。这一系列突破的背后，是“鄂西渝东二叠系页岩气勘探突破关键技术及应用创新团队”多年如一日深耕技术攻关的成果结晶。

打破“铁律”，薄层页岩气理论的创新突破

红星地区地处重庆市石柱县至湖北省利川市境内，地质上属于四川盆地周缘。早在上世纪50-60年代，江汉油田便已开启该区域二叠系油气勘探，以生物礁滩储层为主。但受限于沉积相变快、厚度薄、埋深大等复杂地质条件，非常规天然气勘探一直未有大的突破。

2019年，江汉油田成立“鄂西渝东二叠系页岩气勘探突破关键技术及应用创新团队”，持续深化海相页岩气勘探研究，强化海相地质、地球物理和工程技术等关键技术攻关，对红星地区二叠系进行两轮整体评价，实现了二叠系海相页岩气勘探重大突破。

“到野外看剖面、测剖面，取样分析化验，对该层系的页岩气指标描述了一遍。”团队成员、江汉油田勘探管理部负责人介绍，经过一番研究后，他们对二叠系的生烃条件、厚度等有了新认识，逐步揭开了二叠系页岩的生烃潜力面纱。然而，摆在面前的首要挑战是：国内外长期以30米作为页岩气有效气层厚度下限，而红星区块二叠系储层厚度普遍不足20米，能否突破这一“铁律”？

面对争议，创新团队针对复杂构造带的薄层页岩气能否达到商业开发所产生的认识不清，充分利用老井及野外剖面资料，创新性提出二叠系薄层页岩气富集理论，最终打破北美页岩厚度必须大于30米的认识。

依据该理论部署的红页1井测试获得产量8.9万立方米/日工业气流，填补了国内二叠系页岩气勘探开发空白。这一成果不仅在2021年斩获中石化勘探突破特等奖，更于2023年入选中国地质学会颁发的“中国十大地质找矿成果奖”。

技术迭代，从“地质甜点”到“工程适配”的产量跃升

红页1HF井的突破，拉开了二叠系页岩气规模勘探的序幕。

团队开展大量基础研究工作，通过对该地区老井地质资料复查，利用测井和地震的精细解释、预测，按照页岩气勘探开发标准对二叠系进行重新再分析、再认识，发现二叠系的优质页岩储层大面积连片分布，展现出巨大资源潜力。

“页岩气规模储量很大、含气面积广，二叠系非常有潜力、大有可为，但需要工程工艺对储层有效改造，才能实现高效开发。”回忆当年，团队成员、勘探管理部负责人坦言困难重重，新的挑战随之而来。

为深化红星地区资源潜力评价，夯实天然气增储上产基础，江汉油田按照“展开建南、突破三星、准备新区新层系新类型”的思路，围绕红页1HF井，在不同方向快速部署红页2HF、3HF、4HF、5HF以及红页茅1HF、2HF探井，开展红星地区建南区块吴家坪组页岩气整体评价及三星区块、建南区块茅口组页岩气预探，进一步扩大红星区块勘探成果。

针对薄层页岩储层甜点层不明的问题，团队研发形成薄层强非均质页岩测井表征及地震预测技术系列，推动从“地质甜点”向“地质-工程双甜点”的转变。红页2井以15.1万立方米/日的测试产量验证了技术有效性；位于区块北边的红页3HF井测试获日产气11.5万立方米。构造最复杂、储层改造难度最大、储层仅13米厚的红页4HF井，也测试获日产气8.63万立方米。

值得关注的是，红页3-2HF井以23.8万立方米/日的高产，成为当时红星地区二叠系吴家坪组埋深最大、产量最高的1口探井，标志着团队掌握的压裂工艺与红星区块地质条件实现高度适配，为该地区单井提产开辟了新路径。

向超深层进军，挑战“压实效应”实现产量三级跳

随着国内外勘探向深层、超深层进发，创新团队瞄准二叠系储层埋深大，高模量、多夹层带来的难钻难压的难点开展攻关。

传统理论认为，海相页岩储层埋深增大伴随压实作用增强，会导致储层有效孔隙度下降、含气性降低以及连通性变差。并且随着埋深增加，对钻井工程工艺提出更大挑战，针对性的工艺措施亟待突破。

面对上述难点，创新团队在系统研究红星地区二叠系不同埋深下的储层孔隙特征后，明确了储层中硅质矿物有很强的支撑作用，在受到由压实作用带来的负面影响后，依然能在孔隙内保持其正常的有效空间；并且通过观察不同岩心薄片资料，均在目的层发现了显著的生烃时产生的超压缝，可以有效抗压实作用，使页岩气能有效向上疏导，维持储层高含气性。随着目的层段埋深从西南向东北逐步增大，储层孔隙度未产生明显变化，含气性表现更好。

基于这些研究成果和认识，团队创新形成页岩地质工程一体化钻完井技术，向超深层发起挑战。部署的红页7井测试获得了32.35万方/日的高产工业气流,取得了红星地区二叠系吴家坪组超深层页岩气勘探重大突破，同时也实现了测试产量的三级跳。

该井的突破意义重大。在红星-复兴地区二叠系吴家坪组资源量超万亿方中，埋深大于4500米资源量占比超过66%，为超深层规模增储积累了技术储备，有望在涪陵志留系之后，落实又一个新区新层系万亿方规模增储阵地。

站在新的起点，创新团队将以“发现大中型气田”为目标，以勘探突破为重点，针对四川盆地海相页岩气领域，深化基础地质研究与地球物理、工程工艺等关键技术攻关，力争实现勘探新突破，持续带动四川盆地页岩气储量和产量快速增长，推动国内相似勘探领域发展。