坪地1HF井钻井现场。沈志军 周 剑 摄影报道
坪地1HF井
坪地1HF井属于南川页岩气田，目的层埋深1000米左右，压力系数0.99，为典型的浅层常压页岩气。该井的突破可盘活老厂坪背斜埋深500~2000米的浅层常压页岩气。
南川页岩气田探明面积1.7万多平方千米，探明储量近2000亿立方米，动用储量1100多亿立方米，累计产气68.7亿立方米，日产气500多万立方米。南川页岩气田胜页2平台是目前我国最大常压页岩气开发平台，部署13口水平井已全部投产，日产气21万立方米。
□唐利民 崔 璟 姚 鹏
何贵松 马 军 王俊方
截至5月30日，华东油气南川页岩气田坪地1HF井连续高产稳产451天，日产气量2.4万立方米，累计产气1894万立方米。坪地1HF井位于渝东南武隆工区，于2021年4月投产，2023年4月首次采用液驱无杆泵试采，实现了浅层页岩气自喷生产。该井的连续稳产、高产突破，证明了浅层常压页岩气具有良好的勘探开发潜力。
位于重庆市武隆区土坎镇的老厂坪顿时吸引了众人的目光。
规模逸散后沦为“常压”
大约4.4亿年前，这里是一片汪洋。随着漫长的深水陆棚沉积，五峰组、龙马溪组等页岩相继成岩。
就生气条件而言，老厂坪似乎一枝独秀，这里的五峰组-龙马溪组TOC（总有机碳）含量大于4%的优质页岩段连续厚度达25米，丰富的有机质为页岩气的生成奠定了得天独厚的物质基础；主要为Ⅰ型有机质，有利于生成甲烷气；有机质热演化程度高，处于过成熟阶段。甲烷在这里大量生成并连续展布，催生了优质的原生页岩气藏。
保存条件是页岩气勘探的另一项重要指标。后期构造运动改造，包括地层断裂和剥蚀，都会改变气藏的保存条件，导致气藏散失。
渝东南地区经历多期构造运动的强烈改造，在老厂坪地区塑造出复杂的“两凹两凸夹一隆”的“马鞍形”构造。地质工作者将其形象地比喻为“原来浑然一体的仓廪，东厢塌了半边，西厢破了天窗，只剩中堂摇摇欲坠”。
地质运动改造叠加风化，导致渝东南的盆外页岩大量破裂，原本“家境殷实”的页岩气资源规模逸散后，沦为“常压”气藏，老厂坪因此被打入“高风险探区”之列。
距离老厂坪20多千米的焦石坝却因为地处四川盆地内部躲过了高烈度的地质运动改造，完整保存了储层，稳定保持高压，成就了涪陵页岩气田。
经过两年的反复勘查与论证，2020年3月2日，华东油气风险探井坪地1HF井在重庆市武隆区土坎镇清水村悄然开钻。但采用单管射流泵工艺排水采气，到2023年2月，坪地1HF井日均采气量仅7930立方米。
吸附气“插翅难逃”
页岩气在页岩中赋存主要有两种方式：游离状态的页岩气，与常规天然气性质相仿，难以在不良保存条件下储集；吸附状态的页岩气，如同海绵中的水滴被牢牢锁定，在自然状态下难以凭借自身的力量摆脱吸附、成功逃逸。
科研人员猜想，老厂坪规模逸散的应该是岩石孔隙与裂隙中的游离气，而在有机质颗粒、黏土矿物颗粒、干酪根颗粒及孔隙表面的吸附气则可能“插翅难逃”。
测井解释显示：老厂坪背斜的平均总含气量为3.46立方米/吨，其中吸附气含量为2.78立方米/吨，占比达80.3%。
科研人员随即展开四川盆地东南缘常压页岩气井的统计分析，发现埋深越浅，页岩中的总含气量、游离气含量越少，而吸附气含量保持相对稳定，且吸附气占比随埋深减小呈增大趋势。
接下来，他们对不同埋深的页岩吸附能力的控制因素展开了全方位的研究，发现有机质丰度、地层温度、压力是决定页岩吸附气含量差异的关键因素，随着深度增加，温度、压力增大，页岩吸附气量先增大后减小，900～1300米是页岩吸附气量随深度变化的临界点。
坪地1HF井目的层温度38摄氏度、压力为9.8兆帕，临界深度为1100米，五峰组页岩埋深1000米左右，接近临界深度，意味着这里的页岩吸附能力有望接近峰值。
根据页岩气赋存状态，科研人员按照吸附气占比重新定义页岩气藏类型：吸附气占比大于60%，为吸附气气藏；吸附气占比在40%～60%，为游离-吸附气气藏或吸附-游离气气藏；吸附气占比小于40%，为游离气气藏。老厂坪页岩气为典型的浅层常压吸附气气藏。
人工制造解吸大压差
从浅层常压页岩气藏到浅层常压吸附页岩气藏，科研人员对老厂坪的认识愈加深刻。然而要实现从储量到产量、从资源到能源的转化，依然任重道远。
老厂坪浅层常压吸附气藏必须借助人工制造大压差，使甲烷气摆脱吸附力的控制，同时使地层产物完成井筒内的举升。尤其到了开发后期，更需要大压差来对冲地层能量的衰减，以确保地层远端流体能够在压差作用下流入井筒，从而实现气井长期连续稳定生产。
气水矛盾是坪地1HF井排采过程中的主要矛盾，排水是采气的关键所在。
传统的排采工艺一般采用射流泵，但在坪地1HF井遭遇“滑铁卢”。由于采用硬体材料加工，射流泵只能悬挂在井身结构的垂直段，无法深入水平段，因此难以对地层流体进行“沉浸式”抽汲，形成有利于吸附气解吸的大压差。
采用柔性材料制造的液力无杆泵进入了科研人员的视野。2021年，华东油气临汾煤层气公司便开始应用液力无杆泵对深层煤层气进行排采。科研人员发现：吸附页岩气藏与煤层气藏相比，物质组分趋同，保存机理趋同，不同的只是附着介质。
柔性复合管与井下泵使用钢丝绳连接，可以无障碍通过水平井段，从而将气锚和排液泵送入水平井段，对地层流体进行“暴力强排”。坪地1HF井水平段A点斜深为1190米，刚性射流泵止步于1103米，而柔性液力无杆泵则长驱直入至1165米，游刃有余。
2023年3月10日，液力无杆泵投入使用。3月28日，在连续运转18天后，井筒积液奇迹般抽汲殆尽，液力无杆泵断电停机，坪地1HF井迎来了自喷生产。
坪地1HF井的浴火重生，彻底盘活了老厂坪背斜近1000亿立方米浅层常压页岩气资源，也进一步落实了渝东南地区埋深500～2000米浅层有利区资源量超5000亿立方米。目前该地区已部署4口探评井和1个试验井组，以期加快浅层页岩气勘探开发步伐，尽早落实产建阵地。