陸亞秋，梁 榜，王 超，劉 超，吉 靖

(中國(guó)石化 江漢油田分公司 勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢430223)

截至2018年底，中國(guó)已先后建成了涪陵、威遠(yuǎn)-長(zhǎng)寧和昭通3個(gè)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)，均為埋藏深度小于3 500 m的中-淺層頁(yè)巖氣藏[1]。隨著頁(yè)巖氣大規(guī)模的勘探開發(fā)，在中-淺層頁(yè)巖氣成功勘探開發(fā)的基礎(chǔ)上，埋深大于3 500 m的深層頁(yè)巖氣已經(jīng)成為中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的主要接替領(lǐng)域。涪陵頁(yè)巖氣田是國(guó)內(nèi)首個(gè)進(jìn)行商業(yè)開發(fā)的大型頁(yè)巖氣田[2-6]，2015年底涪陵頁(yè)巖氣田一期產(chǎn)能建設(shè)順利完成，與此同時(shí)，涪陵二期產(chǎn)能建設(shè)正式啟動(dòng)[7-9]，江東區(qū)塊作為二期開發(fā)產(chǎn)能建設(shè)的主要區(qū)塊，位于涪陵氣田一期產(chǎn)建區(qū)西北部，區(qū)塊內(nèi)斷裂相對(duì)不發(fā)育，包括天臺(tái)場(chǎng)1號(hào)斷鼻、天臺(tái)場(chǎng)2號(hào)斷鼻、江東鞍部和烏江1號(hào)斷背斜等構(gòu)造單元。江東區(qū)塊目的層的埋深大于3 500 m(深層頁(yè)巖氣)占區(qū)塊面積的50.1%，鉆探的3口導(dǎo)眼井(JY87-3，JY81-2及JY9井)，其中取心井2口(JY87-3和JY9井)目的層埋深均大于3 500 m(圖1)。

圖1 四川盆地涪陵頁(yè)巖氣田江東區(qū)塊位置及取心井位分布

深層頁(yè)巖氣藏構(gòu)造形變較中-淺層更加強(qiáng)烈，具有儲(chǔ)層埋藏深度大、致密化程度高和保存條件復(fù)雜等特點(diǎn)[10-11]。在江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣勘探開發(fā)實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)深層頁(yè)巖仍然具有較好的地化條件和含氣性，但隨著頁(yè)巖目的層埋深增大，主要面臨地層壓力增大、儲(chǔ)集物性變差、壓裂改造形成復(fù)雜縫網(wǎng)困難、開發(fā)選區(qū)及井位優(yōu)化部署難度大等問(wèn)題。筆者深入剖析了深層頁(yè)巖地質(zhì)特征和影響壓裂改造的因素，明確了江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣產(chǎn)能的主控因素，有效指導(dǎo)了江東區(qū)塊高溫、高壓、高地應(yīng)力條件下深層頁(yè)巖儲(chǔ)層的有效改造，單井試獲較高的測(cè)試產(chǎn)量和可采儲(chǔ)量，勘探開發(fā)效果總體較好，形成規(guī)?；虡I(yè)開發(fā)的局面。在此基礎(chǔ)上建立的深層頁(yè)巖氣開發(fā)選區(qū)及井位優(yōu)化部署技術(shù)，在四川盆地海相深層頁(yè)巖氣開發(fā)具有廣泛的借鑒意義，具有良好的應(yīng)用前景。

1 深層頁(yè)巖氣地質(zhì)特征

前期勘探開發(fā)實(shí)踐表明，深層頁(yè)巖氣儲(chǔ)層埋深較大(>3 500 m)，地層溫度較高(120～150 ℃)，頁(yè)巖塑性增強(qiáng)，地應(yīng)力較大且應(yīng)力差值高。深層頁(yè)巖品質(zhì)決定了頁(yè)巖儲(chǔ)層類型和物性特征[12]，進(jìn)一步控制了頁(yè)巖含氣量和儲(chǔ)層改造的難易程度。

1.1 深層優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖巖性與地化特征

1.1.1 巖性特征

江東區(qū)塊目的層上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組一段屬深水陸棚沉積環(huán)境，根據(jù)鉆井、測(cè)井、錄井以及巖心特征，自下而上可細(xì)分9個(gè)小層(圖2)，其中①—⑤小層為富炭、富硅、富頁(yè)理、富筆石、富黃鐵礦的黑色頁(yè)巖[13-15]。從區(qū)塊導(dǎo)眼井JY87-3井的巖心觀察結(jié)果來(lái)看，五峰組-龍馬溪組一段的巖性主體為灰黑色-黑色炭質(zhì)硅質(zhì)頁(yè)巖和含粉砂質(zhì)頁(yè)巖，發(fā)育水平紋層(圖2a)，局部夾粉砂質(zhì)條帶，巖心呈千層餅狀(圖2b)，黑色頁(yè)巖中發(fā)育大量的筆石化石，見(jiàn)星散狀黃鐵礦和團(tuán)塊狀黃鐵礦(圖2c)，反映了強(qiáng)還原、安靜的深水陸棚沉積環(huán)境[16]。

圖2 江東區(qū)塊JY87-3井五峰組-龍馬溪組含氣頁(yè)巖段地層綜合柱狀圖及巖心照片

江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣井巖心分析結(jié)果揭示，含氣頁(yè)巖儲(chǔ)層段①—⑨小層脆性礦物含量介于45.24%～69.52%，平均為59.35%，粘土礦物含量介于35.48%～44.76%，平均為40.65%。主力氣層①—⑤小層脆性礦物含量介于59.26%～69.52%，平均為65.14%(圖3)，粘土礦物含量介于30.48%～40.74%，平均為36.14%。分析認(rèn)為江東區(qū)塊深層頁(yè)巖脆性礦物含量較高，均大于50%，和一期產(chǎn)建區(qū)中-淺層主力氣層段①—⑤小層脆性礦物含量和粘土礦物含量大體相當(dāng)，且平面上展布相對(duì)穩(wěn)定，脆性礦物含量均大于50%[17-19]，具備較好的壓裂改造條件。

圖3 江東區(qū)塊五峰組-龍馬溪組含氣頁(yè)巖巖石礦物含量三端元圖

1.1.2 有機(jī)質(zhì)豐度

江東區(qū)塊3口井導(dǎo)眼井測(cè)井解釋有機(jī)碳含量(TOC)表明，縱向上含氣頁(yè)巖段從①小層自下而上至⑨小層呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)(表1)。主力含氣頁(yè)巖段①—⑤小層TOC含量平均3.10%～3.48%，⑥—⑨小層TOC含量平均2.69%～2.90%。①—③小層TOC含量較高，平均基本4.0%以上，⑥—⑨小層TOC值普遍介于1.0%～2.0%。巖心取樣分析結(jié)果表明江東區(qū)塊具有較好的地化條件。

表1 江東區(qū)塊重點(diǎn)評(píng)價(jià)井五峰組-龍馬溪組TOC分層測(cè)井統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

1.2 深層頁(yè)巖含氣性評(píng)價(jià)參數(shù)

頁(yè)巖氣開發(fā)實(shí)踐證實(shí)，頁(yè)巖孔隙度、地層壓力、含氣飽和度(含氣量)及地層電阻率等4項(xiàng)參數(shù)與頁(yè)巖含氣性評(píng)價(jià)結(jié)果和測(cè)試產(chǎn)能結(jié)果匹配性較好[20-21]，因此這4項(xiàng)指標(biāo)可以作為較為可靠的含氣性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2.1 頁(yè)巖孔隙類型及孔隙度

江東區(qū)塊深層頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙類型包括無(wú)機(jī)孔和有機(jī)孔，主要是以有機(jī)孔為主，通過(guò)進(jìn)一步分析可以看出，頁(yè)巖儲(chǔ)層的孔隙類型及特征都存在明顯差異。

1)孔隙類型

有機(jī)質(zhì)孔：利用IB-09010CP型離子截面拋光儀對(duì)JY87-3HF井16塊樣品進(jìn)行氬離子拋光，隨后開展掃描電鏡觀測(cè)。有機(jī)質(zhì)孔隙較為發(fā)育，主要為有機(jī)質(zhì)熱演化過(guò)程中在有機(jī)質(zhì)內(nèi)部所生成的孔隙，平面上呈圓形、橢圓形及不規(guī)則形狀(圖4a)，主要集中在納米級(jí)，基本都大于50 nm，屬于大孔級(jí)別。對(duì)JY87-3HF井16塊樣品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，有機(jī)質(zhì)孔面孔率一般介于10%～50%，平均面孔率為30%。

無(wú)機(jī)孔：涪陵地區(qū)五峰組-龍馬溪組頁(yè)巖儲(chǔ)層無(wú)機(jī)孔隙主要包括碎屑孔隙(粒間孔、粒內(nèi)溶孔)和粘土孔隙[22-26]。粘土孔隙主要為粘土礦物粒內(nèi)孔，系粘土礦物在成巖演化過(guò)程中礦物晶體體積縮小而在晶體間生成的晶間孔，孔隙體積較大，孔徑多集中在幾百微米-微米級(jí)(圖4b)。碎屑孔隙主要包括粒內(nèi)溶孔和粒間孔，粒內(nèi)溶孔為成巖過(guò)程中碎屑顆粒內(nèi)部發(fā)生溶蝕作用所形成的孔隙，具備溶蝕港灣狀邊緣，孔隙尺度較大，多集中在幾百納米-數(shù)微米之間，多為大孔級(jí)別。粒間孔隙為經(jīng)歷過(guò)壓實(shí)作用后殘留的顆粒間孔隙，多呈不規(guī)則狀，孔隙尺度一般較大，集中在幾百納米-數(shù)微米之間，多為大孔級(jí)別，碎屑孔隙相對(duì)欠發(fā)育。

圖4 江東區(qū)塊五峰組-龍馬溪組JY87-3井有機(jī)孔隙氬離子拋光掃描電鏡照片

2)孔隙度

根據(jù)江東區(qū)塊3口導(dǎo)眼井孔隙度統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表2)，深層頁(yè)巖儲(chǔ)層仍然具有較高的孔隙度。JY81-2和JY87-3HF導(dǎo)眼井主力氣層段①—⑤小層孔隙度為5.88%，與一期JY1井平均值5.06%大體相當(dāng)。含氣頁(yè)巖段①—⑨小層孔隙度平均為4.74%，與一期JY1井(平均為4.52%)大體相同。JY9井無(wú)論是主力氣層段(平均為3.25%)還是含氣頁(yè)巖段(平均為2.72%)的實(shí)測(cè)孔隙度略低于一期產(chǎn)建區(qū)。

表2 江東區(qū)塊五峰組-龍馬溪組導(dǎo)眼井孔隙度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

根據(jù)江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣地層壓力測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果，認(rèn)為該區(qū)塊氣藏屬高壓氣藏，其中JY81-2HF井地層壓力為55.54 MPa，壓力系數(shù)為1.58，JY69-2HF井地層壓力為52.62 MPa，壓力系數(shù)為1.48，均屬于超壓氣藏。江東區(qū)塊地層壓力高，隨埋深增加，地層溫度增大，頁(yè)巖氣層吸附能力降低，游離氣占比增大，深層頁(yè)巖具有高壓、高含氣量的特征。

1.2.3 頁(yè)巖含氣量和含氣飽和度

1)含氣量

江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣3口導(dǎo)井的實(shí)測(cè)含氣量來(lái)看[27]，整個(gè)含氣頁(yè)巖段頁(yè)巖含氣性縱向上表現(xiàn)為自上而下逐漸增加的趨勢(shì)。以JY87-3井為例，上部⑧—⑨小層含氣量平均1.55 m3/t，向下⑥—⑦小層含氣量平均2.35 m3/t，下部④—⑤小層含氣量平均3.85 m3/t，底部的①—③小層含氣量增加至5.05 m3/t左右，實(shí)測(cè)含氣量呈現(xiàn)自上而下逐漸增加。本文選取涪陵頁(yè)巖氣田各區(qū)塊構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的單井進(jìn)行含氣量進(jìn)行對(duì)比，分析不同埋深的主力氣層段①—⑤小層實(shí)測(cè)含氣量的差異，埋深小于3 500 m的4口井含氣量4.64～5.78 m3/t，平均5.19 m3/t，主力氣層段①—⑤小層埋深大于3 500 m的4口井含氣量4.45～6.24 m3/t，平均5.20 m3/t，結(jié)果表明埋深的變化對(duì)五峰組-龍馬溪組主力氣層段①—⑤小層含氣性無(wú)明顯影響。

2)含氣飽和度

對(duì)比涪陵頁(yè)巖氣田一、二期不同埋深的典型直井(圖5)可以看到，主力氣層段①—⑤小層含氣飽和度，埋深3 500以淺的含氣飽和度與埋深大于3 500 m的頁(yè)巖氣井含氣飽和度基本在65%左右，與埋深無(wú)明顯的相關(guān)性，表明埋深的變化對(duì)五峰組-龍馬溪組一段頁(yè)巖含氣性無(wú)明顯影響。

圖5 涪陵氣田不同埋深井五峰組-龍馬溪組實(shí)測(cè)含氣量、含氣飽和度柱狀對(duì)比

1.2.4 深層頁(yè)巖電阻率特征

從圖6中可以看出，電阻率與頁(yè)巖埋深呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即隨頁(yè)巖埋深增大，電阻率降低(圖6a)。電阻率隨埋深增大而降低的主要原因是地層壓力增加，研究認(rèn)為地層壓力改變了頁(yè)巖巖石骨架本身的導(dǎo)電性，使得地層電阻率降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高壓條件下頁(yè)巖巖石骨架導(dǎo)電性增強(qiáng)，導(dǎo)致電阻率降低。以JY87-3井實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為例(圖6b)，③小層的巖心埋藏深度3 639.6 m，同一樣品在不同壓力下測(cè)的電阻率隨壓力增大而減小，同一小層埋深越大，一般地層壓力也越大，說(shuō)明埋深是引起電阻率降低的因素。江東區(qū)塊各井水平段測(cè)井解釋含氣飽和度為52.02%～66.64%，隨著埋深的變化，各分區(qū)單井水平段含氣飽和度并沒(méi)有明顯的差異(圖6c)，江東區(qū)塊單井水平段含氣飽和度與電阻率沒(méi)有明顯的相關(guān)性，表明電阻率降低與含氣性沒(méi)有必然聯(lián)系。

A strong correlation between Pacific subsurface ocean temperature and East Asian summer monsoon

圖6 江東區(qū)塊五峰組-龍馬溪組電阻率與埋深、壓力和含氣飽和度相關(guān)圖

2 影響深層頁(yè)巖氣井壓裂改造的主要因素

江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)實(shí)踐表明，影響深層頁(yè)巖氣井壓裂改造效果的主要地質(zhì)因素包括地層埋深、地應(yīng)力、裂縫發(fā)育特征及頁(yè)巖地層傾角[28]。

2.1 埋深

江東區(qū)塊39口氣層埋深小于3 500 m的中-淺層井平均測(cè)試產(chǎn)量為22.4×104m3/d，27口氣層埋深大于3 500 m的深層井平均測(cè)試產(chǎn)量12.4×104m3/d，深層頁(yè)巖氣單井產(chǎn)能明顯低于中-淺層頁(yè)巖氣。

江東區(qū)塊埋深大于3 500 m區(qū)域測(cè)試產(chǎn)量偏低，單井測(cè)試產(chǎn)量與埋深呈負(fù)相關(guān)。優(yōu)選江東區(qū)塊水平井段①—③小層穿行率大于80%的井，繪制水平段平均垂深與測(cè)試產(chǎn)量的交會(huì)圖(圖7)，從交會(huì)圖可以看出，江東區(qū)塊單井平均垂深與測(cè)試產(chǎn)量呈明顯的負(fù)相關(guān)性。當(dāng)頁(yè)巖氣井水平段埋深大于3 500 m時(shí)，試氣產(chǎn)量基本小于20×104m3/d，當(dāng)埋深越大，測(cè)試產(chǎn)量越低，表明隨埋深增大，壓裂改造能力在降低，影響了單井產(chǎn)量。

圖7 江東區(qū)塊五峰組-龍馬溪組單井測(cè)試產(chǎn)量與目的層埋深交會(huì)圖

2.2 地應(yīng)力

國(guó)內(nèi)外研究成果表明，影響地應(yīng)力大小的主要有埋深、構(gòu)造應(yīng)力、裂縫發(fā)育程度、巖石脆性及地層傾角等多種因素[29-32]，但主要因素為埋深，因?yàn)殡S著埋深的增加，水平地應(yīng)力呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。

江東區(qū)塊埋深大于3 500 m的區(qū)域主要分布在天臺(tái)場(chǎng)1號(hào)斷鼻西部、江東鞍部、吊水巖向斜核部。JY82-2HF到JY82-4HF，水平段埋深從3 567 m加深至4 345 m，水平最小主應(yīng)力從82 MPa到92 MPa，上覆地層壓力增加20 MPa，上覆地層壓力增加相對(duì)較多，人工改造形成水平縫更難，縱向縫更易形成。同時(shí)該區(qū)塊的直井實(shí)測(cè)資料表明埋深增大，巖石最小水平主應(yīng)力和上覆巖層壓力增大，導(dǎo)致裂縫閉合壓力和停泵壓力增大，導(dǎo)致壓裂難度增大，影響單井產(chǎn)量。

2.3 裂縫

頁(yè)巖氣水平井壓裂的目的就是為了形成復(fù)雜縫網(wǎng)，壓裂效果越好，單井產(chǎn)量越高。采用曲率能夠較好地表征微裂縫發(fā)育特征，深層頁(yè)巖氣若水平段周緣曲率發(fā)育，氣顯示較好，裂縫不發(fā)育則氣顯示較差[33]。研究認(rèn)為主要是隨著埋深增大，地層微裂隙逐漸閉合，同時(shí)該區(qū)域的水平井均位于裂縫不發(fā)育區(qū)，導(dǎo)致氣測(cè)值變小。

江東區(qū)塊構(gòu)造較為復(fù)雜，曲率平面變化較快，主要發(fā)育斑點(diǎn)狀和條帶狀曲率。由于受埋深大的影響，水平井壓裂難度大，復(fù)雜縫網(wǎng)形成能力差，若水平段裂縫(曲率)相對(duì)發(fā)育，加砂相對(duì)容易，有利于形成復(fù)雜縫網(wǎng)，提高單井產(chǎn)量。對(duì)比江東區(qū)塊JY83平臺(tái)的2口井與JY86平臺(tái)的2口井可以發(fā)現(xiàn)(表3)，兩個(gè)平臺(tái)水平井段埋深差異小，均在3 569～3 665 m，但是水平井在水平段曲率發(fā)育程度差異較為明顯，其中JY83平臺(tái)的2口井JY 83-1和JY 83-1井曲率值較大，裂縫發(fā)育，含氣性相對(duì)好，鉆井氣顯示明顯高于JY86平臺(tái)的2口井。同時(shí)隨著深度增加，地應(yīng)力增加，破裂壓力增加，但微裂縫發(fā)育，可降低破裂壓力，降低壓裂改造難度，JY86-1，JY86-2，JY83-1，JY83-2等4口井最小主應(yīng)力比較接近，但JY83平臺(tái)的JY83-1，JY83-2井微裂縫較JY86-1，JY86-2井發(fā)育，破裂壓力明顯低于JY86-1，JY86-2井這兩口井，最終JY83平臺(tái)的JY83-1，JY83-2井測(cè)試產(chǎn)量較高。

表3 江東區(qū)塊不同頁(yè)巖氣井五峰組-龍馬溪組氣顯示、平均破裂壓力與裂縫發(fā)育對(duì)比

2.4 地層傾角

江東區(qū)塊頁(yè)巖氣層底界構(gòu)造產(chǎn)狀變化較快，相對(duì)平緩的南部地層傾角在5°～15°，占比49%；北部天臺(tái)場(chǎng)1，2號(hào)斷鼻的地層產(chǎn)狀較陡，傾角在20°～45°。測(cè)試產(chǎn)量與地層傾角呈負(fù)相關(guān)，地層傾角增大，測(cè)試產(chǎn)量明顯越低(圖8)。江東區(qū)塊地層產(chǎn)狀變化較快，南部地層產(chǎn)狀相對(duì)平緩，地層傾角在5°～20°；北部靠近江東向斜，地層產(chǎn)狀較陡，地層傾角在20°～45°。研究表明，地層傾角大于20°后，頁(yè)巖儲(chǔ)層中順層滑脫縫明顯增多，影響壓裂縫網(wǎng)的復(fù)雜程度(圖8)，導(dǎo)致單井測(cè)試產(chǎn)量越低。

圖8 江東區(qū)塊五峰組-龍馬溪組地層傾角與測(cè)試產(chǎn)量(a)、滑脫裂縫發(fā)育程度(b)關(guān)系

3 深層頁(yè)巖氣勘探開發(fā)啟示

3.1 深層頁(yè)巖氣開發(fā)選區(qū)及井位優(yōu)化部署

3.1.1 開發(fā)選區(qū)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)

基于明確影響深層頁(yè)巖氣井壓裂改造的主要因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣綜合地質(zhì)評(píng)價(jià)，優(yōu)選了TOC、硅質(zhì)含量作為頁(yè)巖品質(zhì)指標(biāo)，孔隙度、壓力系數(shù)及電阻率作為含氣性指標(biāo)，氣層埋深、構(gòu)造形態(tài)及曲率特征作為可壓性指標(biāo)，充分考慮影響頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)的地質(zhì)主控因素，綜合鉆探、壓裂效果，建立了深層頁(yè)巖氣開發(fā)選區(qū)標(biāo)準(zhǔn)體系(表4)，根據(jù)勘探開發(fā)實(shí)踐，優(yōu)選出了平橋區(qū)塊為涪陵頁(yè)巖氣田二期深層頁(yè)巖氣有利開發(fā)區(qū)塊，有利開發(fā)區(qū)面積57.8km2。平橋區(qū)塊TOC大于3%，硅質(zhì)含量在50%～65%，平均孔隙度在4.05%以上，壓力系數(shù)1.1～1.3，電阻率主要集中于20～30 Ω·m，屬于Ⅱ類有利區(qū)。

表4 涪陵頁(yè)巖氣田五峰組-龍馬溪組深層頁(yè)巖氣開發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.1.2 深層頁(yè)巖氣水平井井位優(yōu)化部署

江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣勘探開發(fā)實(shí)踐早期主要開展單井評(píng)價(jià)試驗(yàn)，之后采取評(píng)建一體的開發(fā)思路，在開展先導(dǎo)試驗(yàn)井的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化井位部署方案與壓裂工藝。針對(duì)3 500 m以深、地層傾角較大區(qū)域頁(yè)巖氣開發(fā)井位部署，主要根據(jù)影響壓裂改造效果的主要地質(zhì)因素進(jìn)行水平井井位、水平段方位、長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化。在深層裂縫發(fā)育區(qū)，考慮垂直最大主應(yīng)力部署的井水平井A，B靶點(diǎn)垂差過(guò)大，造成排困難的特點(diǎn)，采取布井方位與靶點(diǎn)垂差綜合考慮的方法，確定水平段與最小主應(yīng)力夾角一般小于30°，最大不超過(guò)40°，同時(shí)靶點(diǎn)垂差不超過(guò)300 m，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化水平井方位與長(zhǎng)度。

3.2 深層頁(yè)巖氣壓裂工藝優(yōu)化

江東及焦石壩區(qū)塊周緣勘探開發(fā)實(shí)踐表明，目前深層頁(yè)巖氣井，壓裂改造主要面臨地應(yīng)力絕對(duì)值增加，導(dǎo)致施工壓力增高，裂縫延伸難度明顯增大及隨著深層地應(yīng)力增加，頁(yè)理縫及微裂縫閉合程度高，且深井巖石破裂端面趨于平滑，導(dǎo)致新生裂縫自支撐能力、復(fù)雜程度降低這兩大技術(shù)難點(diǎn)。

針對(duì)埋深增加、地應(yīng)力絕對(duì)值增加，導(dǎo)致施工壓力增高及復(fù)雜度降低的難點(diǎn)，深層頁(yè)巖氣井壓裂采用細(xì)分段、提導(dǎo)流為主體的工藝。通過(guò)優(yōu)化射孔簇?cái)?shù)及段數(shù)、增加用液規(guī)模及砂量來(lái)提高改造效果。從江東區(qū)塊深層頁(yè)巖地質(zhì)特點(diǎn)分析，在改造范圍與復(fù)雜度兩者不能兼顧的條件下，增加裂縫延伸長(zhǎng)度比增加裂縫復(fù)雜度更為重要，即要首先保證深層頁(yè)巖儲(chǔ)層平面上能有較大的改造波及面積，并盡可能與天然裂縫溝通形成有效改造區(qū)域。針對(duì)隨著深層地應(yīng)力增加，頁(yè)理縫及微裂縫閉合程度高難點(diǎn)，優(yōu)化壓裂設(shè)計(jì)，段內(nèi)分簇密度不宜過(guò)高，在江東區(qū)塊南部接近4 000 m的深層井對(duì)比，在各項(xiàng)地質(zhì)參數(shù)相當(dāng)?shù)臈l件下，單段設(shè)計(jì)較少簇的水平井，其改造效果優(yōu)于超密分簇水平井。

3.3 勘探開發(fā)實(shí)踐效果及啟示

綜合江東區(qū)塊深層頁(yè)巖地質(zhì)特點(diǎn)，采取井位優(yōu)化部署及針對(duì)性的深井壓裂改造工藝，已完成3 500 m以深試氣水平井27口，已試氣井取得較好的效果，實(shí)現(xiàn)了涪陵二期深層頁(yè)巖氣經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。江東區(qū)塊深層已試氣水平井平均產(chǎn)量12.4×104m3/d，預(yù)測(cè)單井平均技術(shù)可采儲(chǔ)量0.85×108m3，實(shí)現(xiàn)了深層頁(yè)巖氣的有效開發(fā)，取得較好的開發(fā)效果。

通過(guò)江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣勘探開發(fā)實(shí)踐，建立了深層頁(yè)巖氣開發(fā)評(píng)價(jià)選區(qū)指標(biāo)體系及深層頁(yè)巖氣水平井井位優(yōu)化技術(shù)，單井獲得較高的測(cè)試產(chǎn)量和可采儲(chǔ)量，勘探開發(fā)效果較好，對(duì)四川盆地海相深層頁(yè)巖氣開發(fā)具有重要借鑒意義。

4 結(jié)論

1)涪陵頁(yè)巖氣田江東區(qū)塊深層頁(yè)巖勘探開發(fā)目的層一套富炭、富硅、富頁(yè)理盒富黃鐵礦的黑色頁(yè)巖，具備優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖巖性和地化條件，脆性礦物含量大于50%，實(shí)測(cè)有機(jī)碳含量(TOC)平均為3.48%；

2)江東區(qū)塊深層頁(yè)巖具有較好的儲(chǔ)集性及含氣性，孔隙度、地層壓力和含氣飽和度(含氣量)等3項(xiàng)參數(shù)可以作為含氣性主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，整體評(píng)價(jià)認(rèn)為江東區(qū)塊深層頁(yè)巖含氣性較好，深層頁(yè)巖儲(chǔ)層主力氣層段①—⑤小層孔隙度較高，一般5%～6%，地層壓力高，壓力系數(shù)為1.48～1.58，平均含氣量5.20 m3/t，平均含氣飽和度在65%左右。深層頁(yè)巖電阻率有隨埋藏深度降低的現(xiàn)象，但與含氣性沒(méi)有必然相關(guān)關(guān)系。

3)江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣的開發(fā)實(shí)踐表明，影響深層頁(yè)巖氣井壓裂改造效果的主要地質(zhì)因素包括地層埋深、地應(yīng)力、裂縫發(fā)育特征及頁(yè)巖地層傾角。深層、構(gòu)造復(fù)雜區(qū)頁(yè)巖氣水平井井位部署要綜合考慮與地應(yīng)力夾角及靶點(diǎn)高差的影響進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)考慮深層壓裂的影響因素，裂縫發(fā)育區(qū)是有利因素。

4)針對(duì)深層、構(gòu)造復(fù)雜的地質(zhì)特點(diǎn)，在勘探開發(fā)實(shí)踐中建立了深層頁(yè)巖氣開發(fā)評(píng)價(jià)選區(qū)指標(biāo)體系及深層頁(yè)巖氣水平井井位優(yōu)化技術(shù)，江東區(qū)塊深層頁(yè)巖氣單井獲得較高的測(cè)試產(chǎn)量和可采儲(chǔ)量，勘探開發(fā)效果總體較好，對(duì)四川盆地海相深層頁(yè)巖氣開發(fā)具有重要借鑒意義。