科技創(chuàng)新成為順北油氣田勘探突破撒手锏

□ 本刊記者 王福全

“后來邁出的每一步，都是通過不斷的地質(zhì)認識創(chuàng)新實現(xiàn)的，創(chuàng)新成為勘探突破的第一動力?！?/p>

2019年西北油田第一季度油氣生產(chǎn)報表顯示，順北油氣田生產(chǎn)原油18.8萬噸，同比增加95.2%，保持了良好的上產(chǎn)勢頭。自2015年9月試采至2019年3月31日，順北油氣田累產(chǎn)原油突破百萬噸關(guān)口，達到101.72萬噸。

順北油氣田位于號稱“死亡之海”的塔里木盆地腹地，自然環(huán)境惡劣，地質(zhì)特征復雜，儲層埋藏深度均超過7300米，勘探開發(fā)難度很大。西北油田立足創(chuàng)新破局，在油藏研究、工程技術(shù)、經(jīng)營管理等多個領(lǐng)域共同發(fā)力，以新認識、新突破、新成績推動油氣勘探加速突破。

2019年，順北油氣田將進一步加大勘探投資和作業(yè)量，實現(xiàn)儲量產(chǎn)量雙增長，建成百萬噸產(chǎn)能陣地。

創(chuàng)新成為勘探突破的第一動力

2019年初，一則新聞引起許多員工的關(guān)注：順北地區(qū)奧陶系新區(qū)帶勘探重要新發(fā)現(xiàn)獲中國石化2018年勘探發(fā)現(xiàn)一等獎。

翻開順北油氣田斷裂帶分布圖，18條主斷裂帶就像一條條油龍，游走在近2.8萬平方公里的戈壁沙漠中。順北501井是部署在5號斷裂帶中段分支斷裂上的一口評價井。西北油田副總地質(zhì)師、勘探開發(fā)管理部主任云露說：“該井的突破證實5號主干斷裂帶派生的分支斷裂帶儲層發(fā)育，油氣富集，具有較好的勘探潛力。同時，這次突破對順北勘探由主干斷裂帶向外拓展到次級—分支斷裂具有重要的指導意義?！?/p>

5號主干斷裂實現(xiàn)勘探突破后，許多技術(shù)人員開始關(guān)注，在主干斷裂帶之外，分支斷裂是否還有發(fā)育較好的規(guī)模儲層？初步的研究成果讓許多人失去了信心。5號斷裂帶的分支斷裂帶并未斷穿寒武系烴源巖，且位置在5號斷裂帶的下傾部位。

按照以往認識，油氣是“乘坐電梯”從地層以下萬米深的巖層中運移到現(xiàn)在的“家”中的，現(xiàn)在電梯都沒有打通，自然就不會有油氣“回家”。研究人員不死心，通過3個多月對斷裂帶交切關(guān)系、層位解釋、成藏模式的細致研究，新的地質(zhì)認識從扎實的基礎(chǔ)研究中跳了出來。

“我們判斷該條分支斷裂可能不是傳統(tǒng)的傾角為80°～90°的近垂直的斷裂，有可能是傾角相對較低，斜向斷穿，具備良好通源條件的分支斷裂的新樣式?！毖芯考夹g(shù)團隊提出的新認識經(jīng)過多學科專家聯(lián)合會診后，認為新的斷裂解釋模式具有合理性。

“100多天的研究，只是讓順北501井的勘探向前邁出了一小步。”從事順北油藏研究的韓俊介紹說，“后來邁出的每一步，都是通過不斷的地質(zhì)認識創(chuàng)新實現(xiàn)的，創(chuàng)新成為勘探突破的第一動力?！?/p>

2018年11月8日，順北501井成功獲得勘探突破，證實5號主干斷裂帶派生的分支斷裂帶儲層發(fā)育，油氣富集。

目前，西北油田在順北油氣田對斷裂、儲層、成藏三大方面的研究均取得多項創(chuàng)新成果，形成了一套適合順北油氣藏勘探開發(fā)的配套技術(shù)，為實現(xiàn)整體控制，擴大規(guī)模儲量提供了堅實保障。

7000 多米地層下如何精準“淘金”

俗話說“上天容易入地難”。順北油氣田油藏埋藏平均深度超過7300米，是亞州地區(qū)埋藏最深的油氣田之一。看穿地層，準確找到如籃球場大小的小斷裂或是縫洞，難度可想而知。西北油田的科研人員創(chuàng)新地質(zhì)認識和工藝技術(shù)，透過幾千米的地層，精確地找到油氣資源。

順北油氣田面積約2.8萬平方公里，在這么大的區(qū)域里尋找油氣，目前最有效的方法就是三維地震技術(shù)。順北油氣田被沙漠覆蓋，目的層埋深普遍超過7000米，造成地震資料信噪比、分辨率較低，特有的火成巖對小斷裂和縫洞成像也造成了不利影響。

在順北三維勘探項目中，西北油田創(chuàng)新運用高覆蓋、長排列、寬方位的觀測系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，效果良好。例如在寬方位采集優(yōu)化后，將井炮激發(fā)100～200次覆蓋轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽卣鹪醇ぐl(fā)600～900次覆蓋，觀測系統(tǒng)橫縱比由0.4提高至0.9，有效地提高了斷裂與巖溶地質(zhì)體在剖面上的成像精度。

傳統(tǒng)的震源都是采用炸藥。西北油田使用了新的震源采集技術(shù)，由于其激發(fā)可控、過程可控、結(jié)果可控的特點，加上可獲得較高品質(zhì)的地震原始資料，不僅成為物探的首選技術(shù)，還形成中國石化沙漠區(qū)可控震源地震采集技術(shù)系列。

順北“淘金”遇到的一大難題是如何突破“三層一帶”?！叭龑右粠А笔侵富鸪蓭r地層、奧陶系碳酸鹽巖地層、寒武系地層、深大斷裂帶（體），這些地質(zhì)體因為其引起的地震波速度變化較快、幅度大，造成斷裂帶成像真?zhèn)坞y辨，成為地震資料處理中成像的瓶頸。西北油田組建了骨干科研團隊，同時借助中國石化系統(tǒng)內(nèi)研究院的技術(shù)力量，與多所高校研究機構(gòu)合作，經(jīng)過8個多月的課題攻關(guān)，最終形成了以“三層一帶”為核心的斷裂及縫洞體系成像技術(shù)。

在順北油氣田勘探中，西北油田創(chuàng)新發(fā)展了一批以多尺度斷裂檢測和斷層精細解釋、斷控縫洞儲集體空間刻畫為代表的預(yù)測技術(shù)，能夠有效地對斷裂體系進行綜合解釋，在刻畫斷控儲集體、描述斷控巖溶圈閉中收到了良好的應(yīng)用效果。

目前，順北油氣田實施三維地震1.1萬平方公里，勘探成功率達到60%。

技術(shù)攻關(guān)破解前所未遇工程難題

在油氣勘探中，找得到儲層需要真本事，把原油從地下幾千米深的地層中拿出來，也需要真本事。

雖然同在塔里木盆地，順北油氣田與塔河油田卻有著諸多不同。塔河油田平均鉆井深度為6000米，順北油氣田達到7500米以上。塔河油田為巖溶縫洞型油氣藏，順北油氣田為特深層斷溶體油氣藏，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，具有埋藏深、巖石強度大、易漏失易垮塌、超深定向困難的特點。

“這是國內(nèi)僅有、世界罕見的鉆井難題。更為艱難的是，解決這些難題沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒。”鉆井技術(shù)研究人員于洋說。

火成巖就是一只“攔路虎”。火成巖是由地下巖漿直接凝固而成。該種巖體易垮塌，稍有不慎即可導致埋鉆、卡鉆等故障。在順北油氣田，二疊系火成巖厚度達到450～680米，這是在我國其他油田很少遇到的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

雖然經(jīng)過精心設(shè)計和施工，順北的首口勘探井順北1井最終順利完鉆，但461天的鉆井周期讓許多習慣了塔河油田六七十天鉆井周期的技術(shù)人員心里打了鼓。

針對二疊系火成巖裂縫發(fā)育、易漏失的難題，技術(shù)人員將技術(shù)思路“由堵轉(zhuǎn)防”，通過優(yōu)選聚合物凝膠、竹纖維等堵漏材料，優(yōu)化形成隨鉆封堵防漏配方，實施了體系優(yōu)化、隨鉆封堵、打封閉漿、工程措施4項舉措，形成了日趨成熟的順北優(yōu)快鉆井系列技術(shù)，先后5次刷新亞洲陸上第一深井紀錄。

3月20日，一則新消息再次刷新了順北速度。西北油田自主研發(fā)的微納米封堵固壁防塌鉆井技術(shù)在順北5-11H井成功應(yīng)用。該井創(chuàng)區(qū)塊儲層段鉆進周期23.2天的最短紀錄，比此前最短鉆井周期縮短近26%。

“順北只是西北油田4大增儲上產(chǎn)有利陣地之一。我們還在塔河油田、天山南地區(qū)和盆地的中央降起帶等區(qū)塊多點發(fā)力，加大油氣勘探開發(fā)力度，以創(chuàng)新推動油氣勘探加速突圍，力爭2023年高質(zhì)量建成千萬噸級大油氣田，為保障國家能源安全做出新的貢獻。”西北石油局有限公司負責人說。

西北油田科研人員討論地質(zhì)資料。王福全 攝