#聚光创作大赛#2021年以来,中国石化江苏油田分公司打破原有评价技术体系的桎梏,对苏北盆地高邮凹陷地质条件较为优越的古近系阜宁组二段(阜二段)开展了探索,相继部署、实施了HY1HF 井和H2CHF井,并在试采阶段分别获得29.7t/d和50.5t/d的工业油流,实现了苏北盆地阜二段页岩油新区、新层系勘探的重大突破,被列为中国石油化工股份有限公司2022年度“十大油气勘探发现成果”。 蹚出了苏北盆地页岩油效益开发之路 。

图1,苏北盆地地质图,王,2020
一、苏北盆地
苏北盆地是苏北—南黄海盆地的陆上部分,主体位于江苏省中北部,是叠置在下扬子准地台上自晚白垩世发展起来的陆相断陷盆地,面积约为35000平方千米。

图2,江苏油田生产现场
在白垩系泰州组—古近系阜宁组沉积期,受太平洋板块俯冲和郯庐断裂带右旋扭动构造变形影响,苏北盆地处于强烈伸展坳陷阶段,发育了多旋回河流三角洲—湖泊沉积体系,自下而上发育泰州组二段、阜二段和阜宁组四段(阜 四 段)3套暗色泥页岩,且泥页岩的沉积范围在阜二段和阜四段沉 积期一度达到最大,仅在盆地西南部局部地区发育湖相碳酸盐岩沉积。

图3,高邮凹陷页岩储层
阜宁组沉积末期,以吴堡事件为起始的系列构造活动结束了苏北盆地统一的坳陷大湖盆沉积阶段,盆地在这一时期被分割成若干个北西向箕状小型断陷,并以此奠定了盆地的基本格局。

图4,江苏苏北平原
其中,高邮凹陷是苏北盆地南部最为重要的含油气凹陷之一,其总体呈北东—南西 走向,在构造上具有南陡北缓、南断北超的特征,南部边界的真武断裂和吴堡断裂控制着高邮凹陷的沉积沉降特征。

图5,京杭大运河高邮段
二、江苏油田勘探开发历史
苏北盆地的页岩油勘探工作起步较早,总体可以分为3个阶段。
1,页岩油零星发现阶段 (1980—2012年) ,该阶段基于常规油气勘探,在阜二段见到多达两百余井次的油气显示。江苏油田对油气显示异常活跃的部分井段开展了常规试油或多流测试器测试,普遍显示为干层,仅在少数裂缝发育层段显示为低产油层。其中,高邮凹陷H2井阜二段的累计原油产量为35t,初步展现出良好的勘探苗头。

图6,苏北盆地溱潼凹陷,朱,2023
2,页岩油潜力评价阶段 (2012—2020年) ,该阶段苏北盆地各大主力凹陷相继进入常规油气储量发现 高 峰 阶 段 末 期,江苏油田适时开展了页岩油 基 础 地 质 评 价。对 高 邮 凹 陷 SX84井 阜 二 段、H158井阜四 段 等 进 行 了 系 统 取 心,通 过 取 全、取 准页岩参数,开展深化 研 究 与 攻 关;开展常规井兼探以及老井 压 裂 测 试,在 XX38 井 阜 二 段 试 获 12.41t/d油流,H20井在阜四段累计捞获原油1820t。随着认识程度的加深,逐步将页岩油的勘探目标聚焦到镜质体反射率大于0.7%、具有异常高压、分布于高邮凹陷深凹—内坡带的阜二段泥页岩上。

图7,高邮市
3,页岩油突破与评价阶段 (2021年至今) ,2021年,江苏油田在高邮凹陷花庄地区部署了风险探井———HY1HF井。该井在阜二段Ⅴ亚段的气测全烃达 到99.99%,并 于2022年2月 初放喷试采,获得29.7t/d的工业油流,一举取得阜二段Ⅴ亚段页岩油勘探重要突 破。2022年5月,江 苏 油 田 利 用 老 井H2井开窗侧钻了H2CHF井,在阜二段Ⅳ亚段获得稳产达50t/d的高产油流;截至2023年1月,H2CHF井累计生产原油超过1万吨。

图8,江苏油田抽油机
三、页岩油资源为何如何丰富?
苏北盆地在阜二段沉积期整体上呈北西高、南东低的古地貌格局,各大主力凹陷均发育半 深 湖—深湖亚相沉积。该时期高邮凹陷的水体在平面上由 北西 至 南东逐渐加深,这导致泥页岩中的有机质富集程度也略有差异。

图9,扬州文昌阁
在西部沙埝地区SX84井,阜二段的有机质含量平均为 0.96%;在 中部武坚地区HY7井,阜二段的有机质含量平均为1.26%。在东部花庄地区 HY1井,阜 二 段 的 实 测 有机质含量平 均为1.69 %。这表明在高邮凹陷深凹区,泥页岩具有更高的有机质丰度、更优越的页岩油生成基础。此外,高邮凹陷阜 二 段的厚度较大,在250~350m,其中,富有机质页岩(有机质含量>1 %)的厚度占比超过64%,这为页岩油的富集成藏奠定了坚实的物质基础。

图10,苏北盆地地层,程,2023
综合评价认为,苏北盆地古近系阜二段半深湖—深湖亚相页岩的厚度大、有机质丰度中等、演化程度适中、具有较好的含油性和可动性、储集空间类型多样、孔喉结构发育良好,具备良好的页岩油勘探前景。

图11,石油
综合分析页岩厚度、有机质丰度、有机质热演化程度、保存条件等要素,初步估算苏北盆地阜二段页岩油的总资源量超过15亿吨,其中,在高邮凹陷、金湖凹陷两大主力凹陷,页岩油的资源量合计为11.2亿吨。基于 HY1HF、H2CHF 等井的勘探突破及阜二段的地质特征开展综合分析,笔者认为阜二段页岩油是苏北盆地未来规模增储上产的重点领域。

图12,江苏东台
近几年,华东油气不断深化页岩油勘探开发理论认识和实践创新,在苏北盆地蹚出了一条页岩油效益勘探开发之路。