謝玉洪
( 中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司 )
“十三五”是全球經(jīng)濟(jì)面臨挑戰(zhàn)最為嚴(yán)峻的5 年,國(guó)際油價(jià)低位震蕩,尋找大型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量、降低勘探成本是中國(guó)海油急需解決的難題。同時(shí),隨著海洋油氣勘探向深層、深水、高溫高壓領(lǐng)域拓展,勘探難度成倍增加、勘探效益日趨邊際化、油田資源品質(zhì)劣質(zhì)化加劇,海上中深層地震勘探、復(fù)雜地層高效鉆井、海洋勘探裝備等技術(shù)有待突破。
中國(guó)海油認(rèn)真踐行國(guó)家能源安全發(fā)展的“四個(gè)革命、一個(gè)合作”戰(zhàn)略思想,積極轉(zhuǎn)變思路,強(qiáng)化國(guó)內(nèi)價(jià)值勘探、海外經(jīng)營(yíng)勘探、非常規(guī)勘探開(kāi)發(fā)一體化。中國(guó)海油以大中型發(fā)現(xiàn)為主線(xiàn),油氣并舉,常規(guī)和非常規(guī)并重,加大新區(qū)、新領(lǐng)域的探索;立足國(guó)內(nèi)、發(fā)展海外,堅(jiān)持科學(xué)的勘探投資組合[1],持續(xù)加強(qiáng)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、多主體的協(xié)同自主科技攻關(guān);創(chuàng)新了中國(guó)海域深水、深層、高溫高壓等復(fù)雜地質(zhì)條件烴源巖生烴機(jī)理、深層潛山控儲(chǔ)機(jī)理、原位天然氣規(guī)模游離成藏等理論認(rèn)識(shí)。通過(guò)技術(shù)攻關(guān),研發(fā)了海上小纜距高密度與犁式纜地震采集、扭矩自適應(yīng)提速高效鉆井、測(cè)試模塊化工藝等勘探作業(yè)技術(shù);創(chuàng)建了多元協(xié)同作業(yè)方式,實(shí)現(xiàn)從“提質(zhì)增效”向“創(chuàng)新增效”轉(zhuǎn)變[2-3],有力支撐了大規(guī)模優(yōu)質(zhì)油氣儲(chǔ)量的高效發(fā)現(xiàn)。在國(guó)內(nèi)渤海活動(dòng)斷裂控藏領(lǐng)域、鶯—瓊盆地高溫高壓領(lǐng)域、陸上非常規(guī)領(lǐng)域取得突破,在海外的南大西洋兩岸、東非裂谷帶等區(qū)域也取得了一系列勘探突破。中國(guó)海油新增油氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量快速增長(zhǎng),為增強(qiáng)國(guó)家油氣安全奠定了扎實(shí)的資源基礎(chǔ)。本文系統(tǒng)總結(jié)了“十三五”中國(guó)海油油氣重要勘探進(jìn)展及技術(shù)突破,基于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外油氣勘探開(kāi)發(fā)形勢(shì),提出“十四五”發(fā)展戰(zhàn)略和攻關(guān)方向。
中國(guó)自2018年以來(lái)大力提升海上勘探開(kāi)發(fā)力度,制定了“七年行動(dòng)計(jì)劃”。在“規(guī)劃引領(lǐng)、科學(xué)組合、價(jià)值勘探、突出探索”的總體部署原則指導(dǎo)下,中國(guó)海油堅(jiān)持尋找大中型油氣田勘探理念,立體勘探已證實(shí)富生烴凹陷,積極探索深層、深水、高溫高壓領(lǐng)域,發(fā)現(xiàn)了5 個(gè)億噸級(jí)油田、4 個(gè)超5000×104m3的油田群、2 個(gè)千億立方米級(jí)規(guī)模氣田,油氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量呈加速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。至2019 年年底國(guó)內(nèi)近海石油探明地質(zhì)儲(chǔ)量為54×108t、天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量為1.5×1012m3。“十三五”期間新增石油地質(zhì)儲(chǔ)量為11×108t、天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為4357×108m3,海外累計(jì)發(fā)現(xiàn)份額經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量14×108bbl 油當(dāng)量。
中國(guó)海油針對(duì)油型盆地大規(guī)模生氣機(jī)理、變質(zhì)巖潛山是否存在規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層、晚期構(gòu)造活動(dòng)區(qū)天然氣規(guī)?;患刹豙4]、深層潛山內(nèi)幕地震成像及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、深層變質(zhì)巖高溫儲(chǔ)層保護(hù)和高效鉆探等一系列難題,開(kāi)展了天然氣成藏機(jī)理研究、深層潛山地球物理關(guān)鍵技術(shù)和鉆井工程技術(shù)攻關(guān)。通過(guò)技術(shù)攻關(guān)取得了5 項(xiàng)理論技術(shù)重大創(chuàng)新,其中4 項(xiàng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。在技術(shù)攻關(guān)和理論技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)上,中國(guó)海油發(fā)現(xiàn)了渤中19-6 億噸級(jí)大型整裝凝析氣田、渤中13-2 氣田和惠州26-6 油氣田,實(shí)現(xiàn)了海洋油氣走向深層的勘探戰(zhàn)略。
1.1.1 近海深層大型潛山凝析氣田勘探理論和技術(shù)形成
(1)研究揭示了晚期快速沉降控制大面積爆發(fā)式生氣機(jī)理,明確了渤中凹陷距今5.1Ma 以來(lái)天然氣聚集量占其全部油氣資源的83.4%,顛覆了“渤海灣盆地天然氣資源潛力不足”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),夯實(shí)了在渤中凹陷尋找大型氣田的物質(zhì)基礎(chǔ)[5-6]。通過(guò)研究,中國(guó)海油提出了巖石圈拉伸薄化與深大斷裂走滑拉分雙控的陸內(nèi)裂谷成盆機(jī)制,建立了晚期烴源巖生氣模型,揭示了晚期快速沉降控制烴源巖大面積爆發(fā)式生氣機(jī)理(圖1),釋疑了中深湖相烴源巖區(qū)難以形成規(guī)模型天然氣田的難題,豐富了湖相烴源巖經(jīng)典生氣模式。
(2)通過(guò)研究揭示應(yīng)力主導(dǎo)的深層古老變質(zhì)巖“優(yōu)勢(shì)礦物+多期應(yīng)力+雙向流體”三元共控成儲(chǔ)機(jī)理,突破了經(jīng)典的風(fēng)化殼儲(chǔ)層形成模式,明確了潛山頂部300m 以深仍可發(fā)育規(guī)模性?xún)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)層[7]。在渤中19-6 潛山發(fā)現(xiàn)了頂部風(fēng)化裂縫帶、中部裂縫帶及下部溶蝕裂縫帶,裂縫帶構(gòu)成總厚度超過(guò)千米的立體網(wǎng)狀儲(chǔ)集體,“凈毛比”平均為42%。
(3)通過(guò)理論創(chuàng)新建立晚期構(gòu)造強(qiáng)活動(dòng)區(qū)超壓動(dòng)力封閉的天然氣富集成藏模式,建立了斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)區(qū)“快速沉降爆發(fā)式生氣、先油后氣連續(xù)強(qiáng)充注、厚層超壓泥巖強(qiáng)封蓋”的深層潛山大型凝析氣藏成藏模式,突破了缺乏膏巖蓋層的斷裂強(qiáng)活動(dòng)區(qū)難以形成大氣田的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。
(4)通過(guò)攻關(guān)研發(fā)了海上小纜距高密度地震勘探一體化技術(shù)。針對(duì)儲(chǔ)層裂縫精確描述的勘探需求,研發(fā)了高密度地震觀測(cè)系統(tǒng)共聚焦評(píng)價(jià)、反扭矩源纜定距、各向異性介質(zhì)波動(dòng)方程保幅成像和表征技術(shù);以矢量高程函數(shù)等手段構(gòu)建多期次、多尺度裂縫空間模型[8],精確反映裂縫的發(fā)育尺度、方向和連通性;實(shí)現(xiàn)了海上拖纜地震面元由12.5m×25m 減少到12.5m×12.5m,潛山內(nèi)幕地震信噪比提高30%、有效頻帶拓寬94%,儲(chǔ)層預(yù)測(cè)吻合度由65%提高至95%。
(5)通過(guò)技術(shù)研發(fā)形成軟硬交互地層高效鉆井關(guān)鍵技術(shù)[9-11]。針對(duì)深層地層非均質(zhì)強(qiáng)、潛山卡層不準(zhǔn)、儲(chǔ)層保護(hù)困難、鉆井周期長(zhǎng)的難題,基于巖石礦物變化與隨鉆測(cè)井、鉆井參數(shù)的綜合響應(yīng)規(guī)律,提出了軟硬交互地層及卡層方法,5000m 以深地層卡層誤差由40.7‰降低至0.5‰,實(shí)現(xiàn)了套管程序由6 層優(yōu)化為4 層。通過(guò)攻關(guān)研發(fā)了復(fù)合型鉆頭、橫向均勻高頻沖擊扭矩提速工具,形成了210℃抗高溫防水鎖無(wú)固相鉆井液體系的儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù),5000m 井深當(dāng)量平均鉆井周期由119 天降至最短45 天,創(chuàng)造了中國(guó)海上深探井最短紀(jì)錄。
1.1.2 3 個(gè)億噸級(jí)規(guī)模油氣田發(fā)現(xiàn)
(1)中國(guó)東部首個(gè)億噸級(jí)大型整裝變質(zhì)巖潛山凝析氣田——渤中19-6。2017 年BZ19-6-1 井在孔店組砂礫巖和太古宇潛山獲得商業(yè)發(fā)現(xiàn),揭示了渤海灣深層天然氣的勘探潛力(圖2)。3 年來(lái)通過(guò)整體部署、分期開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)先行的策略,成功評(píng)價(jià)了渤中19-6凝析氣田,氣柱高度為1650m,截至2019 年年底累計(jì)探明三級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量5×108m3油當(dāng)量。先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)已于2020 年10 月投產(chǎn),預(yù)計(jì)2020 年年底實(shí)現(xiàn)高峰日產(chǎn)天然氣100×104m3、凝析油910m3,為京津冀協(xié)同發(fā)展提供更加安全、清潔、低碳的能源保障。
圖1 渤中凹陷爆發(fā)式生氣機(jī)理Fig.1 Mechanism of explosive gas generation of source rocks in Bozhong sag
(2)中國(guó)海上第一個(gè)太古宇億噸級(jí)油氣田——渤中13-2。渤中19-6 凝析氣田的發(fā)現(xiàn)帶動(dòng)了其西翼中生界覆蓋下的太古宇潛山構(gòu)造渤中13-2 的突破。2018 年鉆探BZ13-2-2 井,在太古宇潛山發(fā)現(xiàn)油層209.6m/21 層,裸眼測(cè)試(4382.37~4702.0m)平均產(chǎn)油314.88m3/d,平均產(chǎn)氣14.87×104m3/d??碧匠晒蜷_(kāi)了太古宇勘探的領(lǐng)域,形成億噸級(jí)儲(chǔ)量規(guī)模區(qū)(圖3)。
(3)南海珠江口盆地“雙古”領(lǐng)域億立方米級(jí)復(fù)式油氣藏——惠州26-6。立足富烴洼陷,圍繞惠州26 洼轉(zhuǎn)換帶尋找古近系規(guī)模型儲(chǔ)集體、探索古潛山勘探新領(lǐng)域(圖4)。利用微斷裂(裂縫)融合預(yù)測(cè)和反演技術(shù),刻畫(huà)構(gòu)造裂縫受風(fēng)化淋濾改造的儲(chǔ)層發(fā)育帶,實(shí)現(xiàn)了惠西南地區(qū)“雙古”領(lǐng)域突破[12]。2019 年鉆探風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域井——a 井,鉆遇油氣層428.2m/9 層,其中,恩平組油層為21.9m/2 層、凝析氣層為33m/1層,文昌組油層為48.9m/5 層,古潛山凝析氣層段為324.4m。潛山段(3590~3816.66m)裸眼測(cè)試產(chǎn)油321.1m3/d、產(chǎn)氣43.5×104m3/d。惠州26-6 發(fā)現(xiàn)三級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量超1×108m3。估算惠州26 洼“雙古”領(lǐng)域總資源量約為3.7×108m3。
圖2 渤中19-6 構(gòu)造區(qū)含氣面積圖Fig.2 Gas bearing area of Bozhong 19-6 structural zone
圖3 BZ13-2 油氣田油藏剖面示意圖Fig.3 Schematic oil reservoir profile of BZ13-2 oil and gas field
圖4 惠州26-6 油氣田油藏剖面示意圖Fig.4 Schematic gas reservoir profile of Huizhou 26-6 oil and gas field
“十三五”繼續(xù)拓展南海天然氣勘探,2015—2017 年在樂(lè)東10-1 構(gòu)造先后鉆探5 口井,未獲得有效儲(chǔ)量。2018 年面對(duì)樂(lè)東10 區(qū)氣藏規(guī)模不清、儲(chǔ)層低孔特低滲和高溫高壓等挑戰(zhàn)[13],從提升樂(lè)東10 區(qū)地震資料品質(zhì)、重新認(rèn)識(shí)斜坡區(qū)軸向水道砂發(fā)育模式、利用高精度波形結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析含氣砂巖厚度等方面提高地質(zhì)認(rèn)識(shí);同時(shí),強(qiáng)化高溫高壓作業(yè)技術(shù)攻關(guān)和管理創(chuàng)新,支撐了該領(lǐng)域的勘探及商業(yè)氣田的落實(shí)。
1.2.1 高溫高壓天然氣成藏理論支撐樂(lè)東10-1 氣田發(fā)現(xiàn)
在“十三五”國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施期間,中國(guó)海油突破鶯歌海盆地氣藏局限于底辟緣區(qū)分布的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),創(chuàng)新發(fā)展斜坡深層高溫高壓天然氣成藏理論,建立“走滑破裂控砂、高壓活化運(yùn)移、熱流改造成儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)封閉蓋層”的深層高溫高壓成藏模式。通過(guò)系統(tǒng)攻關(guān),明確了海相烴源巖發(fā)育的主控因素和模式,建立了3 種不同重力驅(qū)動(dòng)深水砂巖沉積模式和分布預(yù)測(cè)方法,拓寬了鶯瓊盆地高溫高壓領(lǐng)域有效勘探面積,拓展了有效儲(chǔ)層埋深下限。利用研究成果建立一套深層高精度地震處理和油氣藏預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù),形成高溫高壓領(lǐng)域儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和烴類(lèi)檢測(cè)技術(shù)體系。
通過(guò)重點(diǎn)攻關(guān)鶯歌海盆地中新統(tǒng)大型重力流儲(chǔ)集體發(fā)育的必要條件與沉積特征,明確了該區(qū)大型儲(chǔ)集體發(fā)育規(guī)律及有利勘探區(qū)帶,將樂(lè)東10-1 水道體作為鶯歌海高溫高壓領(lǐng)域巖性圈閉勘探的首選并獲得突破。通過(guò)2018—2019 年的鉆探,證實(shí)了黃流組軸向水道+海底扇領(lǐng)域優(yōu)越的天然氣成藏條件,發(fā)現(xiàn)了樂(lè)東10 區(qū)千億立方米級(jí)天然氣富集區(qū)。探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為394.33×108m3、三級(jí)天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為934.83×108m3。樂(lè)東10 區(qū)千億立方米級(jí)規(guī)模氣田的發(fā)現(xiàn),標(biāo)志著高溫高壓領(lǐng)域?qū)⒊蔀槟虾L烊粴饪碧街匾袇^(qū)。
1.2.2 高溫高壓鉆井作業(yè)技術(shù)體系推動(dòng)商業(yè)氣田評(píng)價(jià)
“十三五”期間,南海天然氣勘探轉(zhuǎn)向高溫高壓領(lǐng)域,壓力系數(shù)從東方區(qū)的1.8~1.9 到樂(lè)東區(qū)約2.30,鉆井難度劇增。通過(guò)對(duì)這一領(lǐng)域的攻關(guān),研發(fā)了抗高溫超高密度鉆井液技術(shù)、錳礦粉高密度固井水泥漿技術(shù)、高溫高壓極窄壓力窗口安全應(yīng)對(duì)技術(shù)、半潛式平臺(tái)高溫高壓鉆井取心技術(shù)等,解決了高溫高壓井安全鉆探和提速問(wèn)題[14-15]。通過(guò)建立高溫高壓井精準(zhǔn)卡層和壓力預(yù)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了隨鉆過(guò)程中層位標(biāo)定、深度預(yù)測(cè)、近鉆頭高壓氣層識(shí)別、壓力精細(xì)監(jiān)測(cè);有力推動(dòng)了高溫高壓樂(lè)東10 區(qū)(最高壓力系數(shù)為2.30、溫度為212.5℃)勘探作業(yè),實(shí)現(xiàn)了探井每米成本由9.5 萬(wàn)元/m 降低到4.67 萬(wàn)元/m 的高效鉆探,為優(yōu)質(zhì)安全高效的鉆井作業(yè)提供了技術(shù)支撐。
“十三五”以來(lái),深水勘探面臨轉(zhuǎn)型難題,急需突破新的勘探領(lǐng)域。通過(guò)理論創(chuàng)新,建立瓊東南盆地深水區(qū)天然氣長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)聚成藏新模式,形成深水中新統(tǒng)海底扇圈閉有效性及規(guī)模成藏理論;通過(guò)技術(shù)攻關(guān),研發(fā)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的寬頻處理技術(shù)及崎嶇海底成像技術(shù),創(chuàng)新了深水高溫高壓安全高效鉆井關(guān)鍵技術(shù),推動(dòng)了永樂(lè)8 區(qū)中生界花崗巖潛山和陵水25-1W 的商業(yè)發(fā)現(xiàn)。
1.3.1 寬頻三維自適應(yīng)鬼波壓制技術(shù)推動(dòng)深水中新統(tǒng)海底扇領(lǐng)域突破
2018 年中國(guó)海油自主研發(fā)三維稀疏時(shí)間采樣+射線(xiàn)坐標(biāo)系變換自適應(yīng)鬼波壓制技術(shù),充分考慮鬼波隨海平面波動(dòng)、入射角變化、槍纜深度浮動(dòng)等各種實(shí)際影響因素,有效精確壓制了拖纜地震采集的鬼波,顯著提高地震資料有效頻寬和分辨率[16]。該技術(shù)改善了深水區(qū)陵水25-1W 區(qū)地震資料品質(zhì)。
通過(guò)開(kāi)展基于深水坡折區(qū)厚層砂體底水型氣藏逆向剝蝕深度預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,形成深水中新統(tǒng)海底扇圈閉有效性及規(guī)模成藏理論,實(shí)現(xiàn)樂(lè)東—陵水凹陷中新統(tǒng)梅山組海底扇領(lǐng)域勘探新突破。證實(shí)梅山組晚期海底扇發(fā)育優(yōu)質(zhì)成藏組合(圖5),梅山組海底扇天然氣資源規(guī)模超500×108m3。在LS25-1W-1井發(fā)現(xiàn)黃流組氣層39.2m/8 層,測(cè)試產(chǎn)氣73.12×104m3/d、產(chǎn)油200m3/d。LS25-1W-1 井的發(fā)現(xiàn)使陵水25-1 氣田儲(chǔ)量動(dòng)用率由60%提升至81.2%,動(dòng)用儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)性明顯改善。同時(shí),經(jīng)分析研究凝析油具低含蠟、低析蠟點(diǎn)的特點(diǎn),從而大幅降低了開(kāi)發(fā)工程難度,推動(dòng)了氣田開(kāi)發(fā)進(jìn)程。該領(lǐng)域總資源量超過(guò)7500×108m3。
圖5 樂(lè)東—陵水凹陷梅山組沉積期沉積相分布圖Fig.5 Sedimentary facies map during the depositional period of Meishan Formation in Ledong-Lingshui sag
1.3.2 YL8-1-1 井鉆探成功揭示天然氣長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)聚成藏
瓊東南盆地深水區(qū)具有復(fù)雜的海底地貌,且中深層受早期斷陷和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,發(fā)育構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜的雙復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致地層速度的橫縱向快速變化、地震反射的波場(chǎng)復(fù)雜,復(fù)雜構(gòu)造成像成為難以突破的難題。通過(guò)對(duì)復(fù)雜構(gòu)造成像的突破,發(fā)展了基于斷控構(gòu)造約束高分辨率、層析反演的深水崎嶇海底成像技術(shù),極大提高了復(fù)雜速度場(chǎng)刻畫(huà)的精度,有效恢復(fù)基巖潛山頂面構(gòu)造形態(tài)和內(nèi)幕真實(shí)特征,提高了基底、內(nèi)幕風(fēng)化裂縫帶成像品質(zhì)。通過(guò)成藏條件分析,優(yōu)選了YL8-1-1 井目標(biāo),經(jīng)鉆探在瓊東南盆地永樂(lè)8 區(qū)中生界花崗巖潛山獲得超百米的優(yōu)質(zhì)天然氣藏。
通過(guò)對(duì)YL8-1-1 井天然氣與松南凹陷同位素指紋對(duì)比分析,證實(shí)了天然氣長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移成藏,主要具備3 方面地質(zhì)條件。一是凹陷中崖城組成熟烴源巖供烴;二是凸起區(qū)及其周緣崖城組扇三角洲、中生界風(fēng)化殼,以及大型入洼構(gòu)造脊形成匯聚型高效輸導(dǎo)體系;三是低凸起及緩坡帶古近系三角洲砂巖儲(chǔ)集,中新統(tǒng)深?!肷詈O嗄鄮r封蓋,形成良好的儲(chǔ)蓋組合[17]。由此,確定了永樂(lè)區(qū)、寶島區(qū)、陵水凹陷深水天然氣勘探三大領(lǐng)域,其中永樂(lè)8 區(qū)中生界潛山突破證實(shí)了深水東區(qū)中生界花崗巖潛山圈閉成群成帶分布,該潛山圈閉總潛力2000×108m3以上,是深水區(qū)又一個(gè)千億立方米氣田的現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域。為解決深水高壓井易漏、超深水井測(cè)試保溫難題,研發(fā)了安全高效深水高溫高壓鉆井關(guān)鍵技術(shù),包括高風(fēng)險(xiǎn)淺層地質(zhì)災(zāi)害(如淺層氣、天然氣水合物等)的表層建井技術(shù)、超深水窄壓力窗口井低密度漂珠鉆井液技術(shù)、深水弱成巖地層井壁主動(dòng)強(qiáng)化技術(shù)、窄壓力窗口精細(xì)控制技術(shù)[18-19]。安全鉆進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)降低了83.3%,攻克深水高壓 “禁區(qū)”(地層壓力系數(shù)為2.0),實(shí)現(xiàn)了瓊東南盆地深水勘探由西向東、由碎屑巖向潛山的成功轉(zhuǎn)型。
1.4.1 盆緣凹陷“咸化湖盆”烴源巖發(fā)育模式指導(dǎo)渤海盆緣凹陷億噸級(jí)油田發(fā)現(xiàn)
基于斷隆聯(lián)動(dòng)盆地分析法,提出地殼減薄與走滑改造聯(lián)合加速了盆緣凹陷熱演化,盆緣凹陷平均地溫梯度高達(dá)36.9℃/km,地溫梯度明顯高于主體凹陷,加速了渤海邊緣咸化湖盆的烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟。由于湖盆封閉、水體咸化造成Ⅰ型干酪根生烴強(qiáng)度大,推斷邊緣凹陷排烴門(mén)限深度最大減少1100m,有效烴源巖面積增加5010km2,資源量提升約5.7 倍,達(dá)14.8×108t,從而形成了“湖盆咸化+地殼減薄+走滑改造”三因素聯(lián)控的“淺盆成烴”新認(rèn)識(shí)。通過(guò)構(gòu)造解釋模式創(chuàng)新與精細(xì)成藏分析[20],形成了黃河口東部新的連片含油氣區(qū),南部盆緣凹陷資源量為14.8×108t,指導(dǎo)了渤中36-1 油田的勘探。
2017 年在渤中36-1 構(gòu)造完鉆探井12 口(累計(jì)完鉆探井23 口),明化鎮(zhèn)組、館陶組為主要含油層位,東營(yíng)組和沙河街組為次要含油層位,揭示油層最大單井累計(jì)油層厚度112.5m。渤中36-1 構(gòu)造三級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量為9834×104t 油當(dāng)量,探明地質(zhì)儲(chǔ)量為5880×104t 油當(dāng)量。該構(gòu)造是繼2014 年旅大21-2 油田之后,渤海再獲得的億噸級(jí)油田,開(kāi)啟了渤海南部邊緣洼陷復(fù)雜斷塊區(qū)勘探新局面,有望成為渤海油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要區(qū)帶。
1.4.2 高密度采集處理解釋技術(shù)體系推動(dòng)渤海淺層新近系億噸級(jí)巖性油田發(fā)現(xiàn)
從考慮單個(gè)震源的效果這一思想出發(fā),實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)平面大震源到大震源富低頻組合設(shè)計(jì),拓展震源激發(fā)頻帶[21]。通過(guò)氣槍分布能量和距離自適應(yīng)加權(quán)疊加方法,解決了激發(fā)時(shí)能量方位不一致問(wèn)題。通過(guò)超千次覆蓋的高密度小面元地震采集處理,有效進(jìn)行薄精細(xì)目標(biāo)描述(圖6)。
基于沉積相約束的高分辨率復(fù)譜分頻隨機(jī)反演技術(shù),實(shí)現(xiàn)5m 以上的砂體識(shí)別率100%、2~5m 砂體識(shí)別率62.5%;轉(zhuǎn)變砂體刻畫(huà)模式,由孤立單砂體走向疊合連片大砂體刻畫(huà)。利用疊合連片大砂體刻畫(huà)模式,建立大型連片河道砂體“枝蔓”式油氣運(yùn)移新模式[5](圖7),明確明下段巖性油氣藏成藏規(guī)律,成功評(píng)價(jià)了墾利6-1 油田,其三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量為14383.23×104t。在單砂體描述基礎(chǔ)上,采用“1+N”復(fù)雜斷塊集束鉆探模式,實(shí)現(xiàn)了區(qū)域資源共享及低成本勘探,支撐了大規(guī)模優(yōu)質(zhì)油氣儲(chǔ)量的高效發(fā)現(xiàn)。
1.4.3 源—斷耦合差異控藏理論的新認(rèn)識(shí)帶動(dòng)陽(yáng)江東油田群發(fā)現(xiàn)
基于洼陷構(gòu)造—沉積演化差異性及源—斷耦合差異控藏理論的新認(rèn)識(shí),確定了恩平斷裂背斜構(gòu)造帶為突破方向,提出陽(yáng)江—一統(tǒng)走滑斷裂(帶)控制下的伸展—走滑疊合控洼新認(rèn)識(shí)[22-24],推動(dòng)恩平20 洼商業(yè)發(fā)現(xiàn)。恩平20 洼獲6 個(gè)商業(yè)發(fā)現(xiàn),其中2 個(gè)為中型油田,三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量均超6500×104m3,石油探明地質(zhì)儲(chǔ)量均超5000×104m3。陽(yáng)江東油田群初具規(guī)模,計(jì)劃2020—2021 年投產(chǎn),預(yù)計(jì)最高年產(chǎn)量為272.93×104m3。
1.4.4 跨專(zhuān)業(yè)聯(lián)合攻關(guān)推動(dòng)平湖斜坡帶巖性油氣藏勘探突破
通過(guò)海上寬頻寬方位地震應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)體系創(chuàng)新,采用巖性體發(fā)育模式+反演砂體精細(xì)刻畫(huà)+成藏過(guò)程分析一體化評(píng)價(jià)方法[25],認(rèn)為平湖組沉積時(shí)期盆地類(lèi)型是弧后弱伸展作用下的斷—坳轉(zhuǎn)換盆地,斷—坳轉(zhuǎn)換期多種成因的坡折成帶分布。利用上述評(píng)價(jià)方法,確認(rèn)了西湖凹陷平湖斜坡帶為富生烴洼陷,其有效烴源巖占西湖凹陷的85%;明確了煤系地層在平湖斜坡帶和凹陷中北部廣覆式分布,以及富氫煤系早期大量生油、晚期持續(xù)生氣的特征。該技術(shù)體系指導(dǎo)了寧波19-6 巖性圈閉領(lǐng)域的突破,發(fā)現(xiàn)寧波19-6中型優(yōu)質(zhì)氣田,評(píng)價(jià)五大巖性及復(fù)合圈閉群,合計(jì)天然氣資源量約為2500×108m3,證實(shí)了西湖凹陷平湖斜坡帶巖性油氣藏的勘探潛力。
圖6 高密度地震技術(shù)薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)效果Fig.6 Prediction result of thin reservoir by high density seismic technology
圖7 墾利6-1 油田河道“枝蔓”式砂體展布特征Fig.7 Dendritic sand body distribution map of Kenli 6-1 oilfield
成熟區(qū)及老油田周邊已經(jīng)全面進(jìn)入了精細(xì)勘探階段。新形勢(shì)下,在成熟區(qū)勘探主要是不斷利用新的物探技術(shù),精雕細(xì)刻[26]。一是把過(guò)去難以識(shí)別的構(gòu)造(如隱性走滑斷裂圈閉)識(shí)別出來(lái);二是按照斷層成因、期次和對(duì)圈閉的控制作用等方面對(duì)斷層進(jìn)行分類(lèi),刻畫(huà)出主控因素相同、多斷塊構(gòu)成的大中型目標(biāo);三是在油田周邊開(kāi)展立體勘探,尋找新的儲(chǔ)量接替區(qū)。
1.5.1 大中型復(fù)雜斷塊油氣藏集束作業(yè)模式推動(dòng)渤中29-6 油田發(fā)現(xiàn)
2017 年 鉆 探BZ29-6-1 和BZ29-6S-1 井 獲 得商業(yè)發(fā)現(xiàn),但構(gòu)造面積較小、儲(chǔ)量規(guī)模不大。2018年通過(guò)三維大連片+復(fù)雜斷裂帶斷層識(shí)別技術(shù),使小斷塊連片成大型斷塊構(gòu)造群,極大地增加了勘探的潛力,明化鎮(zhèn)組、館陶組總?cè)﹂]面積增大10 倍(由11.2km2增加到110.7km2)。針對(duì)構(gòu)造成藏特點(diǎn),采用“1+N”鉆井模式(如一次就位多井眼側(cè)鉆)進(jìn)行鉆探,利用定向井、多底井兼顧多個(gè)目標(biāo),減少鉆井平臺(tái)的動(dòng)員費(fèi)、復(fù)員費(fèi),節(jié)省鉆井進(jìn)尺,解決了評(píng)價(jià)井?dāng)?shù)多、作業(yè)成本高等難題。全年鉆探17 口評(píng)價(jià)井,2500m井深當(dāng)量鉆井周期由28天降到提效后11.2天,大幅提升評(píng)價(jià)效率,保持了低成本優(yōu)勢(shì)。渤中29-6油田三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量共計(jì)6643.27×104t。渤中29-6 油田的成功發(fā)現(xiàn)與評(píng)價(jià),將形成渤海南部多環(huán)帶成片新含油氣區(qū),支撐了渤海南部區(qū)域持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。
1.5.2 復(fù)雜斷裂帶勘探開(kāi)發(fā)一體化評(píng)價(jià)北部灣盆地油田群
基于復(fù)雜斷裂帶精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)攻關(guān),解析復(fù)雜斷裂結(jié)構(gòu)控藏機(jī)理,落實(shí)批量有利圈閉群;建立大斜度探井隨鉆常規(guī)+高端儀器隨鉆取資料技術(shù)系列,突破常規(guī)技術(shù)限制,兼顧儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和作業(yè)安全高效,新增石油探明地質(zhì)儲(chǔ)量近5000×104t,助力北部灣盆地油田的高效實(shí)施和勘探發(fā)現(xiàn)。
1.5.3 立體勘探拓展陸豐地區(qū)油田群
為支撐老油田穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn),打開(kāi)在油田下部層系找油藏的思路,基于寬頻疊前深度偏移資料,采用多相耦合優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)技術(shù),揭示了陸豐地區(qū)古近系高石英含量的母巖類(lèi)型、高能遠(yuǎn)距離的搬運(yùn)過(guò)程、廣泛分布的辮狀河三角洲體系。通過(guò)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù),識(shí)別出深部高能、大型辮狀河三角洲優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育帶。近兩年,陸豐地區(qū)石油探明+控制地質(zhì)儲(chǔ)量超7000×104m3,產(chǎn)能約為480m3/d??碧匠晒瘟死嫌吞锏姆€(wěn)產(chǎn),開(kāi)辟了新層系、新區(qū)帶,助力高產(chǎn)油田群建設(shè),為珠江口盆地油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)做出突出貢獻(xiàn)。
中國(guó)海油在山西、陜西、江西、安徽等10 個(gè)省份共有36 個(gè)區(qū)塊,主要分布于鄂爾多斯盆地及沁水盆地,以非常規(guī)油氣為核心業(yè)務(wù),發(fā)展煤層氣、強(qiáng)攻致密氣、探索頁(yè)巖氣[27-29],實(shí)現(xiàn)三氣并舉,形成陸上油氣板塊。通過(guò)發(fā)展,創(chuàng)建致密氣勘探開(kāi)發(fā)一體化管理模式,即推行勘探開(kāi)發(fā)一體化、生產(chǎn)銷(xiāo)售一體化、自營(yíng)合作一體化、致密氣—煤層氣一體化,實(shí)現(xiàn)當(dāng)年探井+當(dāng)年建管線(xiàn)+當(dāng)年投產(chǎn),快速回收投資,推動(dòng)非常規(guī)儲(chǔ)量向產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化?!笆濉逼陂g非常規(guī)儲(chǔ)量快速增長(zhǎng),新增天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量約為1000×108m3;建成晉南作業(yè)區(qū)、晉中作業(yè)區(qū)、晉西作業(yè)區(qū)三大作業(yè)區(qū),建成年產(chǎn)量約30×108m3的臨興氣田。
自2014 年以來(lái),低油價(jià)顯著影響了全球油氣勘探活躍程度,商業(yè)發(fā)現(xiàn)成本高,商業(yè)成功率從20%降到6%。“十三五”期間,踐行“經(jīng)營(yíng)勘探”理念,初步形成“一帶一路”核心區(qū)勘探戰(zhàn)略布局,不斷優(yōu)化海外勘探資產(chǎn)。累計(jì)發(fā)現(xiàn)份額經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量14×108bbl 油當(dāng)量,近五年桶油發(fā)現(xiàn)成本約為2.1 美元/bbl。圭亞那深水濁積砂巖勘探獲得世界級(jí)大型油氣發(fā)現(xiàn),每年均有3~4 個(gè)發(fā)現(xiàn)上榜全球十大發(fā)現(xiàn)之列,已發(fā)現(xiàn)18 個(gè)大中型油氣田,可采儲(chǔ)量為80×108bbl 油當(dāng)量(中國(guó)海油擁有份額為20×108bbl),桶油發(fā)現(xiàn)成本為0.32 美元/bbl。英國(guó)Glengorm 獲北海近10 年來(lái)最大油氣發(fā)現(xiàn),中值可采儲(chǔ)量為1.6×108bbl。加蓬Leopard 氣田是西非最大的氣田,天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量為3000×108m3。
展望“十四五”,地緣政治博弈加劇,中國(guó)能源的供給安全依然面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),同時(shí)安全環(huán)保要求向能源需求低碳化、開(kāi)發(fā)過(guò)程綠色化和產(chǎn)品清潔化發(fā)展。海洋油氣工業(yè)面臨勘探環(huán)境復(fù)雜化和安全環(huán)保嚴(yán)格化的挑戰(zhàn)。在新的歷史時(shí)期,中國(guó)海油需要不斷提升自主創(chuàng)新能力和科研轉(zhuǎn)化創(chuàng)效能力,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)從淺水與深水向超深水、從中深層向深層/超深層、從常規(guī)向非常規(guī)的技術(shù)突破和跨越;形成滿(mǎn)足未來(lái)油氣勘探需求的中國(guó)海洋勘探技術(shù)體系,突破現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈各領(lǐng)域關(guān)鍵、核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)體系迭代升級(jí)及數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
加快推進(jìn)智能勘探建設(shè),持續(xù)推進(jìn)油氣藏智能識(shí)別及儲(chǔ)量和產(chǎn)能預(yù)測(cè)技術(shù)、人工智能地震解釋技術(shù)[30]、智能鉆機(jī)技術(shù)等智能勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的研究應(yīng)用,不斷提高儲(chǔ)層識(shí)別與產(chǎn)能預(yù)測(cè)精度。實(shí)現(xiàn)研究協(xié)同化、作業(yè)可視化、管理精益化、決策科學(xué)化,助力實(shí)現(xiàn)勘探業(yè)務(wù)“兩高兩低”的目標(biāo),即提高工作效率、提高勘探成效、降低勘探成本、降低勘探風(fēng)險(xiǎn),為高效勘探提供技術(shù)保障。
中國(guó)近海發(fā)育91 個(gè)凹陷,原油探明率為22%,天然氣探明率為6%,主要集中在已證實(shí)的18 個(gè)富烴凹陷中,未來(lái)油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)潛力較大,具有廣闊的勘探前景。中國(guó)海油將全面落實(shí)增儲(chǔ)上產(chǎn)“七年行動(dòng)計(jì)劃”,持續(xù)保持勘探投入力度,繼續(xù)堅(jiān)持尋找大中型油氣田的勘探理念;并逐步加強(qiáng)深水、深層及高溫高壓的工作量和風(fēng)險(xiǎn)勘探的投入,勘探地質(zhì)理論和配套技術(shù)面臨復(fù)雜地質(zhì)條件的諸多新挑戰(zhàn)。
“十四五”中國(guó)海域油氣勘探提出“立足近海、加快深水、以近養(yǎng)遠(yuǎn)、遠(yuǎn)近結(jié)合”的戰(zhàn)略,分4 個(gè)層次實(shí)施:①戰(zhàn)略拓展已證實(shí)富烴凹陷中淺層。借鑒墾利6-1 油田經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步完善地質(zhì)與地球物理一體化淺層勘探技術(shù)系列,加大淺層規(guī)模型砂體的再認(rèn)識(shí)與成藏整體研究,實(shí)現(xiàn)淺部層系規(guī)模性勘探。拓展高溫高壓底辟波及區(qū)海底扇巖性勘探,包括鶯—瓊盆地、白云凹陷等深水區(qū)天然氣勘探領(lǐng)域,攻關(guān)復(fù)雜結(jié)構(gòu)井高效鉆完井技術(shù)、低成本儲(chǔ)層改造技術(shù)等。②戰(zhàn)略突破已證實(shí)富烴凹陷深層和潛山。重點(diǎn)攻關(guān)有效儲(chǔ)層的成因、成藏機(jī)理等地質(zhì)理論及關(guān)鍵技術(shù),探索地震+地質(zhì)一體化智能預(yù)測(cè)技術(shù),優(yōu)化復(fù)雜巖性和多孔介質(zhì)儲(chǔ)層測(cè)井、錄井定量評(píng)價(jià)技術(shù)、高效環(huán)保的作業(yè)技術(shù)等。③戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)新富烴凹陷。以少井高產(chǎn)、低成本配套技術(shù)為攻關(guān)方向,如優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)理及成藏條件研究、“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層展布“概率”大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等。④戰(zhàn)略準(zhǔn)備南海中南部的中生界、古生界殘余盆地富烴凹陷。
在“一帶一路”倡議區(qū)合理匹配資產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)與收益,圍繞熱點(diǎn)盆地和地區(qū),做大中東、做強(qiáng)非洲、拓展拉美、做穩(wěn)歐美、做實(shí)亞太、開(kāi)拓中亞—俄羅斯,加大風(fēng)險(xiǎn)勘探區(qū)塊獲取,提升低成本油氣儲(chǔ)量占比。近年來(lái),全球深水發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量47%,深水勘探是今后海外重要的領(lǐng)域。深耕深水濁積巖領(lǐng)域,推進(jìn)圭亞那深水勘探的廣度和深度;拓展深水鹽下中深層,如加蓬、巴西、墨西哥等區(qū)域;探索深水碳酸鹽巖勘探。同時(shí)油氣藏評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)獲取優(yōu)質(zhì)區(qū)塊至關(guān)重要,加強(qiáng)深水濁積巖、鹽下復(fù)雜巖性及碳酸鹽巖等領(lǐng)域儲(chǔ)層評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)技術(shù)攻關(guān),形成具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的勘探技術(shù)系列。
“十三五”期間,陸上致密氣勘探取得成效,煤層氣勘探整體效益差的問(wèn)題沒(méi)有徹底解決,頁(yè)巖氣勘探還處于起步階段?!笆奈濉狈浅R?guī)勘探的發(fā)展戰(zhàn)略為深化煤層氣、發(fā)展陸上頁(yè)巖氣、探索近海頁(yè)巖氣(油)勘探,加快推進(jìn)天然氣水合物和常規(guī)油氣一體化勘探開(kāi)發(fā),天然氣水合物成為國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量的重要接替資源。重點(diǎn)攻關(guān)煤層氣儲(chǔ)層精細(xì)描述及甜點(diǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)、含水薄互層疊置致密氣勘探開(kāi)發(fā)生產(chǎn)一體化關(guān)鍵技術(shù),集成陸上頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)。
(1)“十三五”以來(lái),中國(guó)海油堅(jiān)持貫徹“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略,圍繞國(guó)內(nèi)價(jià)值勘探、海外經(jīng)營(yíng)勘探、發(fā)展非常規(guī)勘探的戰(zhàn)略部署。通過(guò)科研攻關(guān)、目標(biāo)優(yōu)選、多元作業(yè)方式協(xié)同、環(huán)保施工等全過(guò)程的集約化勘探管理,獲得了29 個(gè)大中型油氣田的發(fā)現(xiàn),為中國(guó)新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量17×108t油當(dāng)量,成為國(guó)內(nèi)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的主力軍,為保障國(guó)家能源安全做出重大貢獻(xiàn)。放眼全球,陸續(xù)取得巴西深水、圭亞那、英國(guó)北海3 個(gè)世界級(jí)勘探大發(fā)現(xiàn),新增7.6×108t 權(quán)益地質(zhì)儲(chǔ)量,加速了中國(guó)海油優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)全球配置。
(2)中國(guó)海洋石油勘探處于高峰前期階段、天然氣勘探處于早期階段,剩余油氣資源比較豐富,具備加大勘探開(kāi)發(fā)力度的資源基礎(chǔ)。中國(guó)海油將持續(xù)向復(fù)雜的地層—巖性油氣藏、中深層儲(chǔ)層、潛山儲(chǔ)層、深水濁積砂巖儲(chǔ)層等領(lǐng)域拓展。富油氣凹陷淺層是保障增儲(chǔ)上產(chǎn)的壓艙石,深層和潛山是儲(chǔ)量大幅增長(zhǎng)點(diǎn),潛在富烴凹陷和中生界、古生界殘余盆地富烴凹陷是未來(lái)油氣勘探和增儲(chǔ)重點(diǎn),非常規(guī)油氣是近期及未來(lái)增儲(chǔ)上產(chǎn)的生力軍。南海遠(yuǎn)海區(qū)待發(fā)現(xiàn)油氣資源潛力巨大,尚有多個(gè)盆地未進(jìn)行實(shí)質(zhì)性勘探開(kāi)發(fā),是未來(lái)油氣勘探開(kāi)發(fā)的潛力區(qū)。
(3)海洋油氣工業(yè)面臨勘探環(huán)境復(fù)雜化和安全環(huán)保嚴(yán)格化的挑戰(zhàn),通過(guò)對(duì)渤中19-6 大型整裝變質(zhì)巖潛山凝析氣田、惠州26-6“雙古”領(lǐng)域億立方米級(jí)復(fù)式油氣田成藏機(jī)理研究、深層潛山微斷裂(裂縫)融合預(yù)測(cè)和反演技術(shù)、鉆井工程技術(shù)等攻關(guān),為中國(guó)海油在深層、古潛山發(fā)現(xiàn)大型油氣田奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。“十四五”將扎實(shí)推動(dòng)發(fā)展特色油氣勘探開(kāi)發(fā)理論和技術(shù),突破未來(lái)勘探領(lǐng)域的關(guān)鍵、核心技術(shù);實(shí)現(xiàn)海洋油氣勘探從“高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、高科技、低回報(bào)”向“低風(fēng)險(xiǎn)、低投入、高科技、高回報(bào)”轉(zhuǎn)型;推動(dòng)海洋油氣勘探低碳環(huán)保,高質(zhì)量綠色發(fā)展,為保障國(guó)家能源安全作出更大貢獻(xiàn)。