“科技決定油氣的未來(lái),科技創(chuàng)造未來(lái)的油氣。突破關(guān)鍵油氣勘探理論技術(shù)瓶頸是實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)的重要保障。 ”
我國(guó)現(xiàn)代石油工業(yè)是在新中國(guó)成立后發(fā)展起來(lái)的。75年來(lái),在中國(guó)共產(chǎn)黨的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)幾代石油人不懈奮斗,我國(guó)從“貧油國(guó)”躋身世界產(chǎn)油大國(guó),并建立起相對(duì)完整的油氣勘探理論技術(shù)體系,關(guān)鍵理論技術(shù)突破推動(dòng)了我國(guó)石油工業(yè)快速發(fā)展,有力保障了國(guó)家能源安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求。
縱觀我國(guó)石油工業(yè)發(fā)展史,每一次油氣地質(zhì)理論技術(shù)突破都帶動(dòng)了重大油氣發(fā)現(xiàn)。
1950至1959年,我國(guó)油氣勘探重點(diǎn)集中在西部地區(qū),以背斜成藏理論為基礎(chǔ),采用重磁電法、二維模擬地震、噴射鉆井等技術(shù),先盆緣山前帶,后盆內(nèi)地臺(tái)區(qū),注重野外地質(zhì)調(diào)查和成藏地質(zhì)條件理論研究,提出了中國(guó)陸相生油理論,逐步形成了中國(guó)石油地質(zhì)學(xué)的理論框架,以此為指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)了克拉瑪依油田和川中油氣區(qū),奠定了中國(guó)現(xiàn)代石油工業(yè)的基礎(chǔ)。
1958年之后,經(jīng)中央批準(zhǔn),我國(guó)石油工業(yè)戰(zhàn)略東移,采用二維數(shù)字地震和旋轉(zhuǎn)鉆機(jī),先后在松遼和渤海灣等盆地開(kāi)展石油大會(huì)戰(zhàn),進(jìn)一步驗(yàn)證了陸相生油理論的科學(xué)價(jià)值,創(chuàng)建了“源控論”和“復(fù)式油氣聚集(區(qū))帶”等勘探理論,形成了較為系統(tǒng)的陸相油氣地質(zhì)理論。以此為指導(dǎo),相繼發(fā)現(xiàn)了大慶油田和渤海灣盆地油氣區(qū),1978年原油產(chǎn)量上1億噸,迎來(lái)了第一個(gè)石油儲(chǔ)量增長(zhǎng)高峰,我國(guó)躋身世界產(chǎn)油大國(guó)行列。
1985年,中央針對(duì)石油工業(yè)做出“穩(wěn)定東部、發(fā)展西部”的戰(zhàn)略部署,采用三維地震、5千米~7千米鉆機(jī)、水平鉆井等技術(shù),油氣勘探在全國(guó)各主要盆地全面展開(kāi)。在海相碳酸鹽巖層系的油氣勘探實(shí)踐中,探索形成了海相油氣地質(zhì)理論與配套工程技術(shù)體系,中國(guó)石油地質(zhì)學(xué)理論得到進(jìn)一步充實(shí)和提升。以此為指導(dǎo),油氣勘探開(kāi)發(fā)逐步向深層—超深層進(jìn)軍,在塔里木盆地相繼發(fā)現(xiàn)了哈拉哈塘、塔中、塔河、順北、富滿等大型—超大型油氣田,在鄂爾多斯盆地奧陶系發(fā)現(xiàn)了靖邊大氣田,在四川盆地二—三疊系臺(tái)緣帶、川中古生界、川中古隆起深層震旦系燈影組和寒武系龍王廟組等層系發(fā)現(xiàn)了普光、龍崗、元壩、高石梯、磨溪、川西等超千億方的碳酸鹽巖大氣田。
21世紀(jì)以來(lái),我國(guó)油氣勘探領(lǐng)域、資源類(lèi)型持續(xù)拓展,深層—超深層、近?!S蛏钏?、常規(guī)—非常規(guī)油氣不斷取得新突破。針對(duì)中西部疊合盆地沙漠、黃土塬、山地等地面與地下雙復(fù)雜地區(qū),攻關(guān)“兩寬、兩高”三維地震技術(shù),采用欠平衡、深層優(yōu)快鉆井等技術(shù),探索形成了深層—超深層油氣勘探開(kāi)發(fā)理論技術(shù),在塔里木盆地指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了克拉2、克深2等大型氣田,在鄂爾多斯盆地指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了蘇里格、大牛地、東勝等大中型氣田;針對(duì)東部與西部陸相碎屑巖層系,采用高分辨三維地震、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井、長(zhǎng)水平井分段壓裂等工程技術(shù),在鄂爾多斯、松遼、四川、準(zhǔn)噶爾等盆地發(fā)現(xiàn)了一大批大面積、低滲透、規(guī)模巨大的巖性油氣藏聚集區(qū),創(chuàng)新形成大面積巖性油氣成藏理論技術(shù),以此為指導(dǎo),探明了姬塬、慶城、華慶、徐深、新場(chǎng)、瑪湖等大型油氣田;針對(duì)海域深水區(qū),采用海洋三維地震、深海鉆井等工程技術(shù),分別在渤海海域、東海、珠江口、北部灣盆地獲得油氣重大發(fā)現(xiàn),海域油氣勘探理論技術(shù)日趨完善,加快了我國(guó)近海盆地建設(shè)“海上大慶”的步伐;針對(duì)海相層系頁(yè)巖氣,有別于常規(guī)油氣藏的成藏理論,立足儲(chǔ)集和保存兩大關(guān)鍵地質(zhì)條件,創(chuàng)新形成頁(yè)巖氣“二元富集”理論,在四川盆地指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了涪陵、威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧、瀘州等大型頁(yè)巖氣田,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)南方海相頁(yè)巖氣從“0”到“1”的戰(zhàn)略突破,并成為我國(guó)天然氣資源的重要組成部分。我國(guó)油氣勘探理論技術(shù)全面深化與發(fā)展,保障了油氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量的持續(xù)高位增長(zhǎng),為原油產(chǎn)量穩(wěn)定發(fā)展、天然氣產(chǎn)量快速增長(zhǎng)夯實(shí)了資源基礎(chǔ)。
陸相油氣勘探理論技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先地位。在東部斷陷盆地,繼“源控論”“復(fù)式油氣藏”油氣勘探理論技術(shù)之后,針對(duì)巖性、地層、潛山等復(fù)雜油氣藏的勘探形勢(shì)與特點(diǎn),創(chuàng)新形成了隱蔽油氣藏勘探理論技術(shù),成為我國(guó)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的“穩(wěn)定器”;在中西部碎屑巖領(lǐng)域,持續(xù)深化大面積巖性連續(xù)成藏、盆緣復(fù)雜帶油氣差異成藏理論認(rèn)識(shí),發(fā)展完善了薄層識(shí)別、微裂縫預(yù)測(cè)和地質(zhì)甜點(diǎn)評(píng)價(jià)等技術(shù),成為我國(guó)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的“加速器”。我國(guó)陸相油氣地質(zhì)理論和復(fù)雜油氣藏綜合勘探技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先地位。
疊合盆地深層碳酸鹽領(lǐng)域占據(jù)理論技術(shù)創(chuàng)新高地。在塔里木盆地、四川盆地深層—超深層海相碳酸鹽巖領(lǐng)域,創(chuàng)新形成了碳酸鹽巖縫洞型油氣藏和斷控型油氣藏兩大勘探理論技術(shù)體系,指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了塔河、富滿、順北等大型—特大型油氣田;創(chuàng)建了“三元控儲(chǔ)、多元供烴、復(fù)合控藏”的海相礁灘相油氣成藏理論技術(shù),指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了普光、元壩、安岳、川西等大型氣田。疊合盆地深層碳酸鹽勘探理論技術(shù)已處于世界領(lǐng)先。
海相頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)理論技術(shù)實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”。創(chuàng)新形成南方海相頁(yè)巖氣“二元富集”理論、頁(yè)巖氣現(xiàn)場(chǎng)含氣量測(cè)定、頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)精細(xì)表征、頁(yè)巖氣資源選區(qū)評(píng)價(jià)、甜點(diǎn)地球物理預(yù)測(cè)、地質(zhì)建?!獢?shù)值模擬、產(chǎn)能評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)等技術(shù),形成海相頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)政策,有力支撐了涪陵國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)建設(shè)。頁(yè)巖氣勘探由海相中淺層向深層—超深層、常壓和新區(qū)新層系新領(lǐng)域快速拓展。
陸相頁(yè)巖油勘探理論技術(shù)實(shí)現(xiàn)零的突破。初步形成陸相頁(yè)巖油富集機(jī)理新認(rèn)識(shí),建立陸相斷陷湖盆物源、古地貌、氣候控制頁(yè)巖巖相“環(huán)洼有序分布”模式,揭示陸相頁(yè)巖油具有源儲(chǔ)一體特征,良好含油性和儲(chǔ)集性是頁(yè)巖油富集關(guān)鍵,有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型、熱演化程度控制了含油性,無(wú)機(jī)礦物成分、含量及組構(gòu)控制了頁(yè)巖儲(chǔ)集性,無(wú)機(jī)孔成為陸相頁(yè)巖油儲(chǔ)集空間的主體?;久鞔_了陸相頁(yè)巖油高產(chǎn)主控因素認(rèn)識(shí),提出陸相頁(yè)巖油單井產(chǎn)能受地質(zhì)、工程因素以及鉆井、壓裂等工藝多要素綜合影響,提出有利巖相良好源儲(chǔ)配置關(guān)系是頁(yè)巖油實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),構(gòu)造與保存耦合具備良好可動(dòng)性是頁(yè)巖油實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的重要條件,壓裂改造效果是頁(yè)巖油實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的關(guān)鍵。在渤海灣盆地古近系、準(zhǔn)噶爾盆地二疊系、鄂爾多斯盆地三疊系、松遼盆地白堊系、四川盆地侏羅系、蘇北盆地古近系等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)陸相頁(yè)巖油重大突破,啟動(dòng)了準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾、松遼盆地古龍凹陷、勝利濟(jì)陽(yáng)斷陷盆地三個(gè)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖油示范區(qū)建設(shè)。頁(yè)巖油有望成為我國(guó)原油年產(chǎn)2億噸硬穩(wěn)定的重要接替資源。
深水油氣勘探理論技術(shù)快速發(fā)展。建立南海拆離—核雜巖型盆地“拆離控盆—早洼晚坡—高溫增熱”耦合強(qiáng)生烴機(jī)制,揭示強(qiáng)活動(dòng)型被動(dòng)陸緣盆地深水深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層差異發(fā)育模式,明確了南海深水油氣富集規(guī)律。研發(fā)了深水陡陸坡崎嶇海底區(qū)深層油氣地球物理探測(cè)技術(shù)和深水深層產(chǎn)能測(cè)試流動(dòng)安全保障技術(shù)。南海開(kāi)平凹陷獲得近億噸油當(dāng)量發(fā)現(xiàn),寶島凹陷天然氣探明儲(chǔ)量超500億方,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首個(gè)深水深層寶島21—1大型氣田的重大突破,打開(kāi)了我國(guó)強(qiáng)活動(dòng)陸緣盆地超深水—深層天然氣勘探新局面。
根據(jù)我國(guó)油氣資源稟賦特點(diǎn)和所處勘探開(kāi)發(fā)階段,未來(lái)我國(guó)油氣勘探將持續(xù)推進(jìn)陸地深層、海域深水勘探開(kāi)發(fā),不斷獲得戰(zhàn)略新發(fā)現(xiàn);持續(xù)推進(jìn)非常規(guī)油氣一體化勘探開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益、增儲(chǔ)上產(chǎn)。突破這些領(lǐng)域“卡脖子”技術(shù)與“短板”裝備,將增強(qiáng)我國(guó)油氣資源保障能力,助力實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng),為我國(guó)從油氣能源大國(guó)向油氣能源科技強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變作出貢獻(xiàn)。
向地球深部進(jìn)軍,是我國(guó)重要的戰(zhàn)略科技問(wèn)題,也是保障國(guó)家能源安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國(guó)西部深層—超深層海相碳酸鹽巖資源潛力巨大,實(shí)現(xiàn)高效勘探開(kāi)發(fā)存在一系列理論技術(shù)挑戰(zhàn)。一是油氣資源評(píng)價(jià)技術(shù),要深入認(rèn)識(shí)古老層系成烴環(huán)境復(fù)雜性、恢復(fù)多元生烴、復(fù)合生烴過(guò)程,形成前寒武紀(jì)—古生代海相碳酸鹽巖原含油氣系統(tǒng)成烴有效性和資源量評(píng)價(jià)技術(shù)系列。二是勘探選區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù),要明確三大克拉通盆地碳酸鹽巖深層—超深層儲(chǔ)層成因與分布、大中型油氣藏成藏主控因素,形成深層—超深層成藏過(guò)程恢復(fù)與選區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù)。三是關(guān)鍵勘探工程技術(shù),要完善以地震技術(shù)為主體的復(fù)雜地質(zhì)體與優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層識(shí)別、描述與預(yù)測(cè)技術(shù),形成復(fù)雜超深層—特超深層地層條件下的優(yōu)快鉆完井技術(shù)系列與裝備,增強(qiáng)超深層—特超深層勘探開(kāi)發(fā)能力。
“十三五”資源評(píng)價(jià)顯示,我國(guó)陸上中高熟頁(yè)巖油資源量283億噸,頁(yè)巖氣資源量122萬(wàn)億立方米。未來(lái),深層頁(yè)巖氣和陸相頁(yè)巖油將是資源接替的重要領(lǐng)域。要開(kāi)展頁(yè)巖油氣成藏機(jī)理與富集規(guī)律研究,重建細(xì)粒沉積的物理、化學(xué)與生物作用過(guò)程,揭示古構(gòu)造、古天文旋回、古氣候、古生態(tài)和關(guān)鍵地質(zhì)事件對(duì)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖巖相和有機(jī)相組合多樣性的控制作用。開(kāi)展高頻沉積層序制約下的細(xì)粒沉積物非均質(zhì)成巖作用和孔縫結(jié)構(gòu)演化機(jī)理研究,建立富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系有利儲(chǔ)集和有利改造的巖相組合體發(fā)育模式。恢復(fù)沉積盆地?zé)嵫莼c形變地質(zhì)過(guò)程,揭示富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中烴類(lèi)生成、排出與滯留的動(dòng)力學(xué)機(jī)制,明確頁(yè)巖油氣的賦存和富集機(jī)理,建立不同構(gòu)造—沉積背景條件下頁(yè)巖油氣差異富集模式。開(kāi)展頁(yè)巖含油氣性、儲(chǔ)集空間有效性和有效孔喉下限研究,形成頁(yè)巖油氣資源分類(lèi)分級(jí)評(píng)價(jià)和地質(zhì)—工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)。
勘探分公司通過(guò)創(chuàng)新建立深層頁(yè)巖氣“超壓富氣”模式、攻關(guān)“甜點(diǎn)”地震預(yù)測(cè)技術(shù),在五峰組-龍馬溪組頁(yè)巖層喜獲日產(chǎn)42.8萬(wàn)立方米高產(chǎn)氣流,標(biāo)志著川東南深層頁(yè)巖氣勘探攻關(guān)取得重大進(jìn)展。圖為勘探分公司部署在重慶綦江區(qū)趕水鎮(zhèn)的重點(diǎn)頁(yè)巖氣探井丁頁(yè)7井壓裂現(xiàn)場(chǎng)。 賀彥/攝
我國(guó)深層煤層氣有望成為新的天然氣增長(zhǎng)領(lǐng)域。要開(kāi)展大型含煤盆地深層煤巖生烴潛力、儲(chǔ)層物性、儲(chǔ)集空間類(lèi)型和演化特征等成儲(chǔ)成烴關(guān)鍵因素分析,深化高溫、高壓、高應(yīng)力條件下煤系非常規(guī)氣富集規(guī)律研究,揭示深層煤層氣非常規(guī)儲(chǔ)層控氣機(jī)理,明確深層煤層氣有利巖性組合和資源潛力,解決深層煤巖氣體賦存狀態(tài)不清和甜點(diǎn)預(yù)測(cè)精度有限等難題,形成不同煤階深層煤層氣有利區(qū)和甜點(diǎn)層段評(píng)價(jià)方法,建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)深水—超深水海域油氣資源主要分布在南海北部和南海中南部諸盆地,與大西洋兩岸等世界典型深水區(qū)處于被動(dòng)陸緣背不同,南海處于歐亞、太平洋等三大板塊交匯處,地質(zhì)條件極為復(fù)雜,亟需構(gòu)建成盆、成烴、成儲(chǔ)、成藏理論與勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)體系,在改善地震資料品質(zhì)、提升油氣烴檢預(yù)測(cè)精度、規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層搜尋、勘探作業(yè)降本增效等方面開(kāi)展攻關(guān),推動(dòng)海洋物探、鉆井、測(cè)井、工程技術(shù)快速發(fā)展。