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湖南第一口页岩气预探井慈页1井勘查纪实0-【zixun】

发布时间:2021-10-12 17:55:56 阅读: 来源:香炉厂家

湖南第一口页岩气预探井“慈页1井”勘查纪实

中国页岩气网讯:“气化湖南”终于迈出了实质性进展!2014年6月,由湖南省煤炭地质勘查院承担完成的湖南省第一口页岩气预探井——“慈页1井”在湘西北地区成功探获页岩气。这一重大发现对全面评价我国中下扬子地区页岩气的资源前景及推动湖南省页岩气资源勘查开发利用都具有里程碑意义。

“慈页1井”是中国地质调查局油气资源调查中心在湖南地区部署的第一口页岩气预探井,属于油气资源战略选区调查与评价计划项目中的《南方油气资源战略选区调查》工作项目,目的层段为全国尚未获得页岩气突破的下寒武统牛蹄塘组,属“新区新层系”,勘查和探索意义较大。2013年9月底通过公开招标、专家组评议和公示,由湖南省煤炭地质勘查院中标。

据悉,“慈页1井”于2013年12月26日开钻,至2014年6月3日完钻,井深3008米,钻时136天。136天,对于要将一座深山削成平地,要将重达近千吨的钻探设备从千里之外的厂家运来并安装调试好,还要在摸索中组织好整个勘探工作来说,显得短暂和匆忙。而为了让“气化湖南”不是梦,唯有执着坚守并努力奋斗。这一点,湖南省煤炭地质勘查院做到了。

带着最初的梦想上路

“湖南贫煤、无油、少气,因此寻找能替代传统能源的新能源,是我们地质人新的光荣的历史使命,也是我们新时代的地质梦。页岩气就是这样一种清洁高效的非常规新能源。”一谈到页岩气,湖南省煤炭地质勘查院院长何红生就掩饰不住内心的兴奋与激动。

正是在这种责任感与使命感的驱使下,湖南省煤炭地质勘查院从项目招投标开始就高度重视,铆足了劲要一举拿下。为确保成功中标,何红生亲自带队参与项目标书制作及设计编写工作,在标书编制阶段更是废寝忘食、通宵达旦,不断对标书与汇报材料进行完善。中标后,为保障项目的顺利实施,该院又迅速成立了项目指挥部,由院长任指挥长,统筹项目计划、管理、实施等相关事项;院党委书记任常务副指挥长,具体落实各类工作的协调与开展情况,同时组织成立了专门的调研小组,先后前往陕西、重庆及河北等地进行市场设备调研及页岩气钻井现场技术的学习。

孙子兵法云:“谋定而后动,知止而有得。”事实上,对于页岩气的研究及勘查,湖南省煤炭地质勘查院一点也不陌生。早在2011年,该院就高水平高质量地完成了湖南省第一个页岩气科研项目——《湖南省古生界页岩气成藏条件与资源评价》,被湖南省科技厅组织的以知名油气专家康玉柱院士为组长的项目鉴定专家组评定为“该研究成果达到国内领先,部分内容达到国际领先水平。”2012年,该院又完成了湖南地勘单位施工的第一口页岩气参数井——常页一井。作为股东方,该院与华电湖南页岩气公司共同在全国第二轮页岩气招标中中标湖南永顺页岩气勘查区块。紧接着,该院于2013年又完成中国地质调查局《湖南省页岩气资源潜力评价》项目,成果审查时被评为“同批次全国18个气体矿产项目汇报成果中惟一优秀报告”。

可以说,湖南省煤炭地质勘查院在页岩气的研究及勘查上已牢牢占据了“省内第一”的位置,此番是“有备而来”。正因为如此,“慈页1井”项目的开展科学而有序。初期,该院就以这些成果为基础,结合二维地震资料处理解释和页岩气成藏主控因素分析,进一步明确了湘西北下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的空间展布特征,查明地下断裂及构造特征,优选有利目标区,结合地表地貌条件,提出了井位备选点。通过井位论证、地质设计和工程设计的评审,该院与中国地调局油气中心共同确定了“慈页1井”井位。为了防止钻井过程中钻遇较大溶洞影响施工安全,该院在井位确定后采用大地电磁测深法进行了岩溶探测工作。根据探测结果,他们将井位向东北调整了20米,有效避免了溶洞发育带,为后期顺利施工奠定了基础。

井位确定、准备开钻之时,新的难题又出现了——从施工地点确定到开钻日期,满打满算只有24天。而在这24天里,他们要把山高林密的山头削平成近10000平方米的平地,还要把远在石家庄、山西等地的将近1000吨的石油钻探设备及配套设施运输过来并安装调试到位。

时间就是进度!该院项目指挥部紧急部署,细分任务,责任到人,积极协助项目施工方进行场地平整工作,并合理组织驾驶员、搬运人员、机修工做好运输工作,安排好行车秩序,确保车辆安全有序运行。一份耕耘一份收获,在短短20多天的时间里,整个钻前准备工作顺利完成,确保了去年12月26号的如期开钻。

梦是艰难的旅程

2013年12月26日,一个激动人心的时刻终于到了。随着原湖南省委常委、纪委书记许云昭亲启钻机闸阀,标志着“慈页1井”正式进入施工阶段。

“高标准、严要求”是湖南省煤炭地质勘查院打造该项目的根本准则。他们采用石油标准作业,聘请中石油的专业钻井监督、泥浆监督及HSE监督在现场进行指导与严格把关。在日常工作中,监督员除了做好巡井检查工作外,还不定期参与现场的班前后会,对作业指令进行审查;项目部定期召开技术交流会与培训会,由监督员为主讲人,向施工人员培训油田的作业标准及技术规范。到了施工的关键环节,监督员更是24小时现场值班,进行技术把关及操作指导工作,确保每一项重点工序的顺利开展。

在施工过程中,除正常的阶段性验收外,该院还在现场组织了多次安全检查工作,对钻井现场的安全设施、安全警示标识以及管理控制文件等进行细致的检查,要求施工人员严格按照现场规范操作,对关键的作业环节进行风险分析,保证设备和人身的安全,提高环保意识,控制工业污水的产生和排放。

由于“慈页1井”是湘西北地区第一口页岩气预探井,也是湘西北第一口3000米以上的深井,前期无相关钻井参数,因此在技术施工上面临重大挑战,其中防斜打直、防漏堵漏及页岩层取芯是该井的重难点工序。

为全面做好项目的技术保障工作,早在开钻日的当天下午,湖南省煤炭地质勘查院就组织中石油、中石化等专家在慈利进行了“慈页1井施工组织设计”的评审工作。在具体施工过程中,项目部针对重难点工序,多次组织经验丰富的技术专家、现场施工技术人员、外聘监督在现场召开专题技术研讨会,共同进行技术研究和探讨,制订出了关键工序的技术方案、施工措施与应急预案,并严格遵照执行。

正是在对钻探技术的精心研究和积极探索下,他们才攻克了一个又一个技术难题。尤其是在页岩层段取芯操作时,他们采用了先进的取芯设备、标准的操作程序以及专业的施工技术,使得该井取芯成功率高达96.45%,远高出设计的90%标准,为后期进行岩芯样品测试提供了有效保障。

梦想照进现实

科学组织、高效管理、众志成城、逐梦前行,付出的是智慧和汗水,赢得的是掌声和骄傲。

2014年4月6日,“慈页1井”钻至井深2248米~2261.65米层段,钻遇下寒武统牛蹄塘组顶部灰黑色页岩,厚度为13.65米,气测全烃值由背景值0.332%,最大增加到1.026%,甲烷值由背景值0.309%,最大增加到0.907%,并呈逐渐增加趋势,进一步循环钻井液全烃值上蹿至1.99%(甲烷值达到1.472%),显示出较好的含气性。

2014年5月8日,钻至下寒武统牛蹄塘组中部井深2734米~2745米黑色页岩层段,气测全烃值由背景值0.3797%,最大增加到3.6143%,甲烷值由背景值0.3126%,最大增加到3.5386%,甲烷平均含量在97%。下寒武统牛蹄塘组中部多段页岩气测显示强烈。

与此同时,“慈页1井”也得到了社会各界的积极关注与大力支持。中国地质调查局、湖南省国土资源厅以及张家界市等中央及省市领导先后莅临“慈页1井”项目现场调研指导工作,高度赞扬了项目的钻探施工工作,充分肯定了该项目在页岩气勘探上取得的阶段性成果。项目伊始,张家界市、慈利县、景龙桥乡政府及湘西人民也对该项目寄予厚望,在施工过程中给予了充分帮助与支持。

这些关心与支持给了项目部全体工作人员极大的鼓励和信心,推动了项目的顺利进行。2014年6月3日,“慈页1井”完钻,井深3008米,钻时136天。整个钻探施工过程顺利,未出现井漏、井涌、井喷等情况,且在钻进过程中对井身斜度、方位控制较好,满足了设计要求,获取了多项地质资料,包括地质综合录井资料、全套常规测井和页岩气特殊测井、目的层段牛蹄塘组含气性分析,并对全井段岩屑、岩芯开展元素扫描和伽马能谱扫描。

2014年6月21日,在北京召开的斯伦贝谢测井成果报告会上,专家们对“慈页1井”的页岩储层进行了评价,并与周边省份的井进行了对比。通过测井资料解释,在2260米~2760米井段,共划分了15个储层(总厚度248.7米)。在2697米~2749米井段,发现52米的富有机质页岩,本段气测全烃值最高可达3.6%,且甲烷含量占98%;该段储层孔隙度大于2%,TOC达到6%以上,为物性较好且有机质丰度高的储层,预测该层段页岩气可达2.6 立方米/吨。通过岩石力学的解释分析,该井有效储层上下层的物性较好,有利于后期压裂施工作业。最后还将该井的解释成果与湖北和贵州的两口页岩气进行了对比分析(牛蹄塘组为目的层),所得结果为该井牛蹄塘组地层的各项指标参数都更好,为全国范围内牛蹄塘组显示最好的一口井,有可能下步进行压裂施工,进一步求取该井页岩气含量。

梦在远方召唤

“慈页1井”的成功钻探深化了人们对湘西北地区牛蹄塘组页岩有机地化、岩石矿物、储集性能和含气性等方面的认识,对于全面评价中下扬子地区页岩气的资源前景意义重大。据相关资料显示,下寒武统牛蹄塘组在湖南地区具有厚度大、广泛分布等特点,是湖南地区最重要的页岩气富集层位。就全国范围内而言,下寒武统牛蹄塘组页岩气地层尚未取得突破,而该井的顺利实施和各项含气性参数的获取,证实了牛蹄塘组页岩气的存在,对后期牛蹄塘组页岩气地层的研究提供了宝贵的原始资料,也为湖南省页岩气的研究迈出了实质性的一步。

另一方面,全国第二轮页岩气招标中,湖南的5个页岩气区块均在其邻近位置,其施工经验及勘探成果,能有效指导并推进周边区块页岩气勘探进程。其成功实施对湘西北乃至湖南地区页岩气勘查开发都具有里程碑意义。

“在慈页1井施工过程中,我院就以慈页1井为平台,联合科研院所和中央企业开展了一系列科研课题研究。”据何红生介绍,该院已与华电集团湖南省页岩气开发有限公司通力合作,共同设立了“湘西北地区慈页1井钻井应用技术综合研究”科研课题,以慈页1井钻井施工为基础开展研究,总结慈页1井实施过程中的关键技术与施工经验,摸索湘西北地区页岩气井施工的有效方法,为湖南省页岩气的后续勘探工作提供宝贵的经验。

据悉,湖南省煤炭地质勘查院是湖南省最早拥有气体矿产勘查甲级资质的单位。该院于2010年成立了湖南省第一家“气体矿产勘查研究所”,相继从中科院、中国地科院、中国地大、中国矿大、中南大学、中山大学、西北大学等高校及中石油、中石化等油田单位引进了一大批非常规天然气勘查及研究的专业人员,形成了一支专业素质高、科研能力强、技术水平过硬的团队,拥有相对系统完整的煤层气、页岩气及各类非常规油气方面第一手基础资料。作为湖南省能源勘查的主力军和“气化湖南”的先行者,该院在煤炭、煤层气、页岩气勘查及研究领域走在了湖南省前列,实现了省内“多项第一”。

煤层气方面,该院先后完成了“湖南省煤层气资源调查”、“湖南省煤层气预抽放技术研究”、“新建铁路怀化至邵阳至衡阳铁路雪峰山地区隧道瓦斯专项测试与分析”等项目,为湖南省煤层气勘探开发奠定了基础;成功申报了“湖南省煤层气资源特征及开发利用研究”省级两权价款项目,使该院煤层气研究站在了全省的最前沿;受湖南省财政厅委托,从2012年开始,承担了每年一次的湖南省煤矿瓦斯抽采利用情况验收工作,掌握了湖南省煤矿瓦斯抽采利用情况。

页岩气方面,该院先后完成“湖南省古生界页岩气成藏条件与资源评价”、“湖南省页岩气资源潜力评价”等项目;承担了“湖南省永顺页岩气区块野外地质调查”,工作区面积1200平方千米,野外工作现已全面结束,项目验收及成果评审获高度评价;与中南大学、湖南科技大学合作承担的湖南省重点科技专项“湖南省页岩气资源潜力评价与电磁探测装备系统研发”及省科技厅的“湖南省页岩气勘查开发现状及产业发展模式研究”、“湖南省煤层气勘查开发现状及发展模式研究”项目;目前正在申报湖南省科技厅“隧道页岩气评价技术标准”等地方标准的制定。

“慈页1井”已经顺利完钻,然而湖南省煤炭地质勘查院“气化湖南”的逐梦之旅还在继续。在“气化湖南”的征程上,他们将一往无前,以专业的人才队伍、扎实的技术水平和丰富的勘探经验实现湖南人的“能源梦”。

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