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四大创新攻克世界级勘探难题

国际石油网  来源:中国石油报  作者:吉海坚  日期:2018-05-11
    “青藏高原咸化湖盆油气地质勘探理论技术创新与重大突破”关键技术,实现了柴达木盆地油气勘探从冷点变热点、难点变亮点和重点的巨大转变,实现了柴达木盆地油气勘探的历史性突破,对满足和保障甘青藏地区能源需求,推动地区经济发展、社会进步、环境保护等具有特殊战略意义。
 
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英东油田位于柴达木盆地英雄岭以西,勘探面积有2400平方公里,平均海拔3000米,建厂以来累计产油165.2万吨。
  
    “青藏高原咸化湖盆油气地质勘探理论技术创新与重大突破”关键技术获得四大突破,诞生了亿吨级规模的英东油田。英东油田成立6年来,日产量从不足百吨攀升至1050吨,成为青海油田建产速度最快、投资成本最低、生产效益最好的油田。
 
    青海油田是世界上海拔最高、地质情况最复杂、地表条件最艰苦、工程技术保障最困难、油气赋存条件最特殊的高原油田,油气勘探堪称世界级难题。
 
    “聚宝盆”里油气为何难找?
 
    柴达木盆地地处青藏高原北部,被昆仑山、祁连山、阿尔金山环抱。尤其是受青藏高原隆升为“世界屋脊”过程中的地质事件控制,造就了柴达木盆地与世界其他含油气盆地明显不同的“高原环境、强烈改造、湖盆咸化”三大特征。盆地面积12.1万平方千米,拥有盐、石油、铅、锌、硼砂等50余种矿产,是名副其实的“聚宝盆”。
 
    特殊的地质特征造成柴达木盆地油气地质理论和勘探技术面临诸多世界级难题。咸化盆地低丰度烃源岩能否规模生烃?盆地腹部是否发育规模储层?晚期强烈改造区油气能否规模保存并形成大油田?复杂山地如何获取有效地震信息和准确成像……这些难题没有可以借鉴的理论技术。为此,青海油田多次组织国内外著名勘探家研讨,但收效甚微。多家国际一流地球物理公司试验承包,均无功而返。
 
    油气在哪里?
 
    上世纪50年代到70年代,青海石油人先后发现了冷湖、尕斯、涩北等油气田,掀开了“生命禁区”的面纱,建立了世界海拔最高的油气生产基地。但因为大量的理论和技术难题久攻不下,在之后的30年间,盆地油气勘探转战南北,却一直是低迷徘徊、收效甚微。
 
    2007年,中国石油设立柴达木盆地关键技术重大专项,针对世界级瓶颈技术组成千余人产学研团队展开一体化攻关。通过科学立项、专家咨询、构建开放联合的科研机制等一系列工作,保证了正确的科研方向;有效组织,发挥整体科研优势,形成产、学、研一体化攻关团队,提高了创新能力和研究水平;强化过程管理,保障项目顺利运行;破解了困扰油气勘探发现的多个世界级难题,攻克了高原咸化湖盆四大关键油气地质勘探理论技术,指导油气勘探获得一系列重大发现和突破,使得盆地油气勘探发生了从冷点变热点、难点变亮点和重点的巨大转变,实现了柴达木盆地油气勘探的历史性突破。
 
    破解哪些难题?
 
    千余名科技工作者历时10年,突破地质认识禁区,“青藏高原咸化湖盆油气地质勘探理论技术创新与重大突破”关键技术取得了4个方面的创新成果。
 
    创新咸化湖盆“多成因多峰式”生烃模式,盆地油气资源量大幅攀升。这种模式揭示了咸化环境有机质有效保存和高效转化的机理,发现了热力作用生物气形成新途径,明确可溶有机质低熟可规模生烃,拓展了理论界公认的生烃高峰窗,确定了评价标准,揭示了柴达木盆地成为陆相盆地最大第四系生物气和低熟油规模储量区的成因,扭转了咸化湖盆低丰度有机质难于规模生烃的传统认识,使得盆地资源量同比增长51%。
 
    青海油田勘探开发研究院副院长汪立群说,青藏高原咸化湖盆“多成因多峰式”生烃模式的创新,丰富和发展了陆相生油气理论,对全球咸化湖盆资源评价具有示范作用。
 
    创新咸化湖盆细粒岩和碳酸盐岩成储机制,新增两类有效储层勘探面积1.2万平方千米。根据咸水、淡水大型水槽对比实验,创建咸水介质下以浮力作用主导的砂体成因新模式,指出了盆地腹部多种类型砂体叠置连片分布的有利区域,指导柴西地区三大斜坡勘探有利区带的优选;明确了咸化湖盆富泥多膏碳酸盐岩受多期岩溶、断溶改造可形成规模有效储层,指导了盆内坳陷区湖相碳酸盐岩勘探领域的重大发现,认识的突破将勘探领域从盆缘地区拓展至整个坳陷,对诸多咸化湖盆储层评价预测具有借鉴作用。
 
    创建咸化湖盆源外、远源、源内、复合四大类油气成藏模式,指明了勘探方向,指导连续发现5个整装油气田。青海油田副总地质师马达德介绍,此项创新突破先后在盆缘断阶带发现昆仑山前昆北亿吨级油田、山前斜坡带发现东坪国内最大的基岩气田、斜坡凹陷区发现扎哈泉亿吨级多层系岩性—致密油藏、盆内强烈改造区发现英东浅层高丰度整装油田,以及英西深层碳酸盐岩领域连续钻遇我国陆上罕见的7口千吨油井,创造了单井年产油气当量10万吨的新纪录,落实三级油气储量超亿吨,并拓展至英中发现200万立方米高产气井。同时,形成了盆地多领域多类型全面突破的新局面,改变了高原咸化湖盆贫藏的片面认识,成为全球强烈构造改造区高效勘探的典范。
 
    创新高原复杂山地高密度三维地震勘探技术,首次在高海拔山地实现地震精确成像。“英雄岭地区是典型的高原山地,地面沟壑类似刀片一样锋利,表层干燥疏松,好像巨厚的海绵,行走艰难,地下构造为坡度高且容易破碎。”青海油田首席物探专家胡杰说,“由于柴达木盆地特殊的地质条件,地震勘探资料获取信噪比极低,被国内外勘探家称为世界级勘探难题和地震勘探禁区。”针对复杂地表地下地质条件,技术研发以“震检组合”压噪、“高密度、宽方位”观测为核心的山地三维采集和基于潜水面标志层静校正处理技术,破解了高原山地巨厚低降速带地震成像的技术瓶颈,实钻深度误差小于5%。,支撑了英雄岭地区的油气勘探突破,且在塔里木、酒泉等盆地广泛应用,引领了复杂山地三维地震技术的发展。
 
    带来哪些社会效益?
 
    随着“一带一路”倡议的推进,地处青、甘、新、藏四省区交往中心地带的柴达木盆地,既是西北地区重要的交通枢纽、战略通道和开放门户,也是西北地区最具投资空间和发展潜力的区域之一。其中,油气能源的供给支撑着青海经济社会发展,对于未来长江、黄河源头生态持续好转和甘、青、藏三省区工业化重点城市推行使用清洁的天然气具有重要意义。
 
    四大创新进一步夯实了青海油田在“十三五”期间建成千万吨规模高原油气田的资源根基,提升了高原油田在中国石油西部重要能源战略接替区的地位。
 
    青海油田作为青藏地区唯一的油气规模生产基地,油气重大发现和产量快速增长对满足和保障甘青藏地区的能源需求、经济发展、社会进步和国防、边疆建设具有特殊的战略意义。能源结构的优化,保护了青海三江源、祁连山以及拉萨周边生态环境脆弱地区的自然资源和生态系统,促进了人与自然的和谐发展,1000多万居民受益,提高了百姓幸福指数。
 
    同时,培养了一支能够熟练掌握高原咸化湖盆油气地质理论和勘探技术的研究团队,且人才梯队逐步完善,整体学术研究水平明显提高,得到广泛认同。
 
四大创新成果
 
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    专家评价
 
    邱中建院士:这项成果对柴达木盆地复杂地质条件有新认识,特别是咸化湖盆的生烃、沉积储层认识比较丰富,有些观点具有世界水平。
 
    翟光明院士:柴达木盆地勘探技术进步很大。这几年,通过攻关解决了山地地震这个关键技术问题,形成的复杂地区地震技术具有代表性,对这几年的勘探大发现起到了重要推动作用。
 
    贾承造院士:柴达木近期连续获得油气勘探大突破,几个方面值得借鉴:一是基于对全盆地的评价,牢牢把握勘探方向,坚持柴西富油气凹陷找油不动摇;二是地震成像技术攻关取得突破性进展;三是从构造油气藏勘探思路转向地层岩性油气藏勘探思路。
 
    胡见义院士:项目研究形成的油气地质理论与勘探开发技术独具特色,对高海拔地区的油气勘探具有重要意义。
 
    戴金星院士:柴西烃源岩的研究认识很新颖,说明了咸化湖盆的特殊性,低温热力和微生物降解共同作用的生物气形成认识丰富了生物气的研究。
 
    汤中立院士:柴达木盆地复杂油气区晚期成藏理论研究填补了青藏高原晚期成藏理论空白,成果达到国际领先水平。
 
    高瑞祺教授:理论技术创新很明显,勘探成果重大。应用上,一是对陆相生油理论的补充、完善和提升;二是解决了长期困扰的复杂山地地震难题;三是在多种类型多个领域勘探获得突破。
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