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郭旭升院士:理论技术新突破引领油气勘探重大新成果

来源:《中国石化》杂志 | 日期:2024-6-14 18:13:38 | 访问:次 | 字号:

郭旭升院士:理论技术新突破引领油气勘探重大新成果

积极践行习近平总书记“四个革命、一个合作”国家能源安全新战略,加大国内油气勘探开发与油气增储上产力度,破解油气资源接续困局,是我们的使命与责任。中国石化油气勘探队伍坚持以习近平总书记重要指示精神为指引,坚持以保障国家能源安全为己任,坚定发展信心,突出科技创新,解放思想、勇于实践,理论技术不断取得新突破,指导发现了一批重大的油气勘探新成果。

破解瓶颈难题,开拓“深地工程”新领域

2016年,中国石化在塔里木盆地顺托果勒地区发现了8000米以深的顺北超深层油气田,展现了良好的资源潜力。作为全球首个超深层海相碳酸盐岩走滑断裂带控制的油气藏类型,不仅面临高温高压的工程技术挑战,更是面临全新油气藏类型的地质理论认识挑战。为此,中国石化油气勘探人员直面挑战、创新思维,突破“走滑断裂带不能形成规模储集体”传统认识的束缚,揭开了超深层走滑断裂断控缝洞型储集体形成机制,认识到走滑断裂带具有“控储、控圈、控运、控藏、控富”五位一体特征,提出了“多源供烃、多期充注、断坡输导、断栅控富”断控缝洞型油气藏成藏模式,初步形成了超深层海相碳酸盐岩走滑断裂断控油气成藏理论。同时,攻关形成了超深层碳酸盐岩走滑断裂立体成像、量化描述与目标刻画等关键技术,创造性地提出了超深层定向井“通源主断面、串珠红波谷、应力场方向”三参数靶点空间精准定位技术,以及“两控、三定、四型”高产井部署流程和“七要素”定井关键技术;攻关集成了超深层优快钻完井技术与装备,实现了由“打不成”到“打得快、打得准”的重大跨越,具备了向万米深地进军的能力。

以此为基础,中国石化在顺托果勒地区部署探井28口,断控规模储集体钻遇率由71%大幅提升到87.5%,其中,日产千吨以上的高产井达到25口。通过整体评价、重点部署、分步实施,目前已落实4个亿吨级油气富集带,累计探明石油地质储量1.8亿吨、气层气地质储量2093.1亿立方米、凝析油地质储量1.23亿吨,建成了300万吨/年油气当量的生产能力。顺北油气田是我国第一个以“深地工程”命名的油气田,成为全球陆上超深层领域油气勘探开发引领者。

加快技术迭代,形成页岩气发展新局面

中国石化强力推进涪陵国家级页岩气示范区建设。10余年来,经过持续探索与实践,创新提出海相页岩气“二元富集”理论认识,指导发现了涪陵大型页岩气田;创新形成“超压富气、石英抗压保孔”新认识,攻关形成“密切割、增净压、促缝网、保充填”深层压裂工艺技术,实现了威荣、丁山、东溪深层页岩气重大突破;创建立体开发新模式,涪陵页岩气田采收率最高达44.6%,达到国际先进水平;创新形成常压页岩气“沉积相带、保存条件、地应力场”三因素控制富集高产新认识,实现了南川、白马等地区常压页岩气的勘探突破。

通过加快理论技术升级迭代,中国石化形成了独特的页岩气勘探开发理论体系和技术系列,实现了“走出涪陵、走向深层、走向常压、走出志留系”的四大突破。到2023年底,中国石化已累计探明页岩气地质储量1.2万亿立方米,累产气623亿立方米。其中,2018年探明并开发的威荣页岩气田成为我国首个深层页岩气田,也是中国石化第二个超千亿立方米的页岩气田;2022年探明的綦江页岩气田成为中国石化第三个超千亿立方米的页岩气田。2021年在川东石柱复向斜突破二叠系吴家坪组,2023年在井研地区突破寒武系筇竹寺组,在普光地区突破二叠系大隆组。中国石化已经探索出一条技术自主、装备国产、环境友好、效益优化的涪陵特色页岩气勘探开发之路,形成了“多层系有序接替、多领域共同发力”的南方海相页岩气快速发展新局面。

创新勘探模式,打造页岩油上产高起点

中国陆相页岩油存在沉积相带变化快、非均质性强、泥质含量高、原油可动性弱、油层可压性差等特点,与国外的海相页岩油相比,地质条件更复杂、勘探开发难度更大。

勘探技术人员从宏观上布局,从微观处着手,优选济阳坳陷沙河街组、苏北盆地溱潼凹陷阜宁组二段、四川盆地万县复向斜侏罗系凉高山组,以及南襄盆地泌阳坳陷核桃园组三段作为重点攻关领域。通过集中优势力量创新研究,揭示了页岩油主要赋存于“千层饼”状“纹层型”混积页岩无机孔隙之中的富集机理,形成页岩油“甜点”地球物理预测技术,建立了“地质甜点最优定层、压裂甜点最大定窗、钻井甜点最快定靶”的长水平井定井模式,形成了“井轨迹优化控制+精细控压+差异化堵漏+个性化模式+高效固井技术”于一体的长水平井优快成井技术,配套形成了集“CO2混相压裂+缓速酸压+通道压裂+体积压裂”于一体的大规模“组合缝网”压裂工艺,初步探索出了中国特色的陆相页岩油勘探开发理论体系及工程技术系列,水平井“甜点”钻后测试符合率达到91.8%。在此基础上,中国石化实现了陆相页岩油从单井到井组、从博兴洼陷8口井“3层楼”井网,到牛庄洼陷20口井“5层楼”井网,再到民丰洼陷39口井“7层楼”井网立体勘探开发模式的新突破,在4个盆地均取得战略性突破,在高起点上实现了陆相页岩油高质量勘探与效益开发,落实了济阳坳陷一个十亿吨级和四川、苏北两个亿吨级规模效益增储区。2022年8月25日,济阳陆相断陷湖盆页岩油国家级示范区正式挂牌,2023年示范区产量已快速上升到32.8万吨,济阳坳陷新增探明页岩油地质储量规模1.5亿吨,中国石化页岩油累计三级储量超过10亿吨。

完善理论体系,拓展致密油气增储大场面

中国石化碎屑岩致密油气主要分布在鄂尔多斯、四川、准噶尔、塔里木四大盆地边缘与深拗区,理论技术难题多,增储上产难度大。

油气勘探技术人员针对致密油气的特殊性和复杂性,先后组织多轮次协同攻关。在成藏理论方面,揭示了四川盆地须家河组致密气具有“多源供烃、相带控储、两类成藏、差异富集、缝孔高产”的富集高产规律,建立了断缝型、孔隙型、复合型成藏模式,实现了须家河组致密砂岩勘探由“大面积成藏”到“甜点富集带”勘探思路的新转变;揭示了鄂尔多斯盆地北部“近源优先、断砂输导、调整定型、单砂控富”准连续—非连续差异成藏规律,指导探明了鄂尔多斯盆地中北部大牛地、东胜两个千亿立方米大气田;揭示了准噶尔盆地超深层碎屑岩“低温、超压、优相、烃充注”四要素控储机制,有效储层下限拓展到7000米以深。在工程技术方面,攻关形成了物探与地质、地质与工程、技术与经济一体化评价技术,支撑了甜点储层评价及井位目标优选;通过个性化PDC钻头优选、精细控压钻井,引进抗高温、封堵、抑制合成基钻井液,实现了致密储层超深井打得快、打得好;攻关形成了“精细分段+超高压+大排量+高强度”为核心的精细分段体积压裂,储层改造成效再上新台阶。

通过十年攻坚,中国石化致密油气勘探开发场面持续拓展,发现了中江、大邑、东胜、合兴场、新召、巴中等6个大气区和准北缘亿吨级油田,成为中国石化油气增储上产的稳定器。

突出价值引领,激发老油区勘探新活力

经过70多年的勘探开发,中国石化东部断陷盆地已进入中高勘探程度阶段,勘探对象更加复杂隐蔽,新发现储量品位呈现规律性下降趋势,剩余资源劣质化程度更加明显,要想保持老区勘探旺盛的生命力,就必须在精细上下功夫,在质量上求生存,在效益上谋发展。

为此,油气勘探人员突出价值引领,坚定树立“任何资源都有价值”“精细勘探创造价值”的理念,着力创新驱动,重在管理提效,系统开展构造、储层、沉积、成藏等要素的再认识,结合油气有序性分布规律,细分目标类型多轮次开展精细地质建模;攻关形成以“节点采集、宽频宽方位处理、五维数据解释”为核心的单点高密度地震勘探技术,实现了对复杂隐蔽油气藏目标的精细刻画,结合高质量勘探流程再造和标准重建,细分勘探单元多层次推进精细勘探。以此为保障,中国石化东部老油区在储量“空白区”、复杂断裂带“结合部“及大型沉积体系“边缘地带”不断获得新的发现,探明石油地质储量呈现恢复性增长,老区勘探活力不断激发。

中国石化油气勘探队伍将继续保持旺盛的工作热情,以“深地工程”为引领,以低成本适应性技术攻关为抓手,在8500-10000米特超深层、3500米以深的中高成熟度页岩油、中—上扬子“三新”领域页岩气,以及中西部复杂领域致密油气、东部老区复杂隐蔽油气藏、海域低勘探程度区等领域,持续打造油气勘探理论技术新高地,进一步提升增储规模、质量与效益,不断夯实保障国家能源安全的资源基础。

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