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“三低”油气藏探秘者——记长庆油田勘探开发研究院张文正

日期:2010-09-17    来源:中国石油报  作者:中国石油报

国际燃气网

2010
09/17
14:39
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关键词: 三低油气藏 长庆油田 张文正

  1982年8月,风华正茂的张文正,从浙江大学地质学专业毕业,风尘仆仆地来到长庆油田勘探开发研究院,一头扎进了地质试验工作中。28年过去了,年逾50的张文正看着堆满办公室的各种岩芯,欣慰地说,这些年破解“三低”油气藏奥秘,就是要为鄂尔多斯盆地油气地质勘探,为长庆油田大发展做出自己的贡献。

  探索创新,成为长庆有机地球化学学科带头人

  1982年,张文正从浙江大学地质学专业毕业,分配到长庆油田。望着眼前沟壑纵横的茫茫黄土塬,一座座井架,一台台抽油机,在南方出生成长就学的张文正,内心充满激情,燃起了理想的火焰。

  鄂尔多斯盆地蕴藏着丰富的矿产资源,石油、天然气、煤炭、岩盐和铀矿极为丰富,但油气资源普遍具有“低渗、低压、低丰度”特性,在这里勘探开发油气资源属于世界级难题。正是这极为复杂的神秘的地下结构,引发了张文正探索油气储藏奥秘的热情。

  参加工作才一年,张文正就赶上了好机遇。《中国煤成气的开发研究》被列为“六五”国家重大科技攻关项目,其中《陕甘宁盆地地上古生界煤系地层热演化与烃类成因》的研究课题,交到了张文正所在的研究组。张文正凭着扎实的专业素养,清楚地认识到,油气勘探开发首先得认识清楚地下油气资源的成因及分布情况。而这个课题研究,对于摸清油气资源生成、性质及分布状况,有着重大意义。

  由于这项研究必须进行的试验在国内尚处空白,张文正经过反复画图、查阅资料,提出建立一套全新的“热模拟”装置的设想,得到专家和课题组的认可。试验方案、研究方法和试验装置都需要自主设计。张文正几乎跑遍全国,寻找能加工反应釜、陶瓷加热炉的厂家,从江苏无锡把几百斤重的陶瓷加热炉“抱”回甘肃庆阳。接着,张文正和助手踏遍了陕甘宁的沟沟峁峁,采集样本,为试验做准备。

  模拟地层演变温度压力的试验危险系数极高,最高温度可达600摄氏度,1000个大气压,极有可能引发爆炸。实验在一个环境极差的小窑洞里进行。七八台炉子同时运转,在气温高达五六十摄氏度的窑洞内,每隔两个小时就要记录观察数据,每次取50克的煤样。小小的煤样上要均匀打上8个试验点,连续加热12小时,以便观察各种温度下的反应情况。整个试验不能受到任何干扰,一旦停电,就要重新做整批试验。

  就是在这种环境下,张文正带领的研究团队在长达两年多的时间里,对褐煤、未成熟腐殖型泥岩和重液分离的单一显微组分进行热压模拟成烃实验,取得了盆地油气资源生成轨迹等基础实验资料,为煤成气资源的定量计算和煤成烃机制的研究迈出了坚实的一步。

  在此基础上,长庆科研人员通过大量模拟实验与研究,获得了各类烃源岩各个演化阶段的产气、产油率参数,被广泛应用于鄂尔多斯盆地和其他盆地的油气资源评价,为靖边大气田的发现提供了理论依据,开创了长庆油田天然气发展新纪元。

  张文正将他的情感、理想和追求,全部倾注到油气科研中。他先后主持完成国家青年科学基金项目和国家自然科学基金项目、国家重点实验室课题,参加国家六五、七五、八五、十五煤成气与天然气地质研究科技攻关,成为长庆油田有机地球化学学科的带头人。

  1992年,他获得第四届“侯德封奖”,成为石油系统有机地球化学研究领域获此殊荣的第一人。他还先后获孙越崎科技教育基金“优秀青年科技奖”,以及集团公司首批跨世纪学术技术带头人、集团公司高级技术专家等荣誉。

  28年如一日,为长庆油气大发展刻苦攻关

  张文正所从事的有机地球化学研究是油气田勘探开发最基础的工作,研究成果直接影响着油气分布认识、布井安排、钻井目的层选择等一系列关键问题。

  长庆油田从一个年产量仅百万吨的小油田成长为3000万吨级的大油气田,饱含着以张文正为代表的科研人员为寻找油气富集区做出的艰辛探索;一个个上产主战场开辟的背后,记录着他们探索低渗透的足迹。

  在靖边大气田发现之初,鄂尔多斯盆地煤层气广阔的勘探前景并没有被人重视。有人认为,靖边气田天然气主要来源于奥陶系碳酸盐岩,并非上古生界煤系烃源岩。这可是影响勘探方向的重大问题。要搞明白勘探方向,就必须解决气源问题。

  张文正感到责任重大。他从天然气的成因入手,结合油—气—源对比、油气混源判识等多学科综合分析,对上古生界和奥陶系风化壳的气源展开系统研究,提出上古生界煤系气源岩是古生界主要气源的认识,为天然气勘探科研工作找到了突破口。不久,勘探发现证实了这一认识,长庆油田立足这一基础认识,通过艰苦的技术攻关和勘探实践,在上古生界发现了中国最大的气田——苏里格气田。

  苏里格气田的发现,带来一个新的地质问题:在整体低渗的背景上,如何寻找高效气田?低渗透天然气储层预测是世界性难题。为了尽快解决这个问题,长庆油田公司在2003年组织课题攻关,张文正作为课题负责人,白天与课题组成员一起反复琢磨,晚上回到家里还苦思苦想,寻找突破点。在没有现成的试验技术思路和试验装置的情况下,张文正自行研发设计一套成藏模拟试验装置,由此开展了多种矿物的溶蚀成岩模拟试验,获得可靠试验分析数据,完善了储层成岩理论,进而为扩大苏里格气田和子洲气田的发现奠定了理论基础。

  在天然气勘探方面一个又一个技术难题不断攻克的同时,张文正开始致力于完善低渗透油气地质理论,在盆地湖相优质烃源岩形成、分布规模及陆相油气形成的关系等重大科研上取得突破性进展,提出针对低渗透储层的烃源岩评价标准及优质烃源岩在低渗透富油盆地中起主导作用的新认识。根据这一认识,长庆油田重新研究盆地资源储量,将鄂尔多斯盆地远景石油资源预测量提升到120亿吨左右,加快了在鄂尔多斯盆地建设年产5000万吨大油气田的步伐。

  随着关键课题试验的一次次成功,张文正的寻找油气资源的思路逐渐走向成熟。2004年,西峰油田大规模开发之初,为了有效界定含油饱和度,张文正带领科研团队开展岩石热解试验,打破油田现场油气层识别的传统方法,使油气层评价技术由定性向定量化迈出了一大步。经过长达两年的反复论证,统一了分析、解释和评定油气层的标准,通过集团公司的认可验证,成为整个石油系统遵行的行业标准《岩石热解录井规范》。岩石热解仪被普及应用到钻井现场,当场钻井采样同时取芯化验,极大地提高了工作效率和钻井效益。正是这些基础的研究试验,极大地推动了长庆油气勘探开发。

  凝聚团队,在解放低渗透油气藏研发中率先垂范

  作为油气勘探分析实验中心学科带头人,张文正越发感觉到科技对油田发展支撑的重要性。

  随着油气田的快速发展,建设一个高水平的试验中心,建立一个数据共享、信息化程度高、学科更全面的大地质平台,已成为长庆油气勘探开发的迫切需求。面对这个多学科交叉、多门类协同的试验中心建设,张文正从基础资料收集入手,加强设备配备和人才引进,带领团队将各交叉专业领域的多种仪器和试验装置进行衔接,经过一年的调试,成功建起一个大规模、全方位、国内领先水平的试验基地。

  试验中心围绕油田勘探开发生产实际,加大低渗透油气藏科研攻关力度,目前已开展岩石、原油、天然气等5大类70多个分析检测项目,同时承担国家自然科学基金项目、国家973重大基础研究计划项目、长庆油田“1277”科技创新工程配套技术等油气田勘探开发科研课题,一项项成果在油气田快速规模上产中凸显重要作用。

  2005年,正在大规模开发的苏里格气田,一口气井试气时排出黑水,为什么会出现这种情况?张文正带着这个难题回到试验中心,与团队一起加班加点分析研究,通过沉淀、过滤、红外、荧光等手段,最终测定出现黑水是因为压裂液没有排干净。张文正在对苏里格一口井取出的水样分析发现,其矿化物含量非常低,比纯净水还要纯净,这又是什么原因?他立即取样、分析、模拟计算,找到了原因,气水混融造成矿化水的矿化度低,进一步优化了气田开发中的采气速度。

  张文正始终以共产党员的标准要求自己,在重大科研、试验中率先垂范,做到精益求精。他深知,长庆油田迈向5000万吨目标的征程中需要更多的科技人才,为此,他把人才培养与试验研究结合起来,在每一次课题攻关中,注重优化组合,使每名成员、每个课题组都能发挥最大潜力。20多年来,张文正带出了许多在长庆油气发展中发挥至关重要作用的科技人才,先后合作培养博士研究生、硕士研究生、烃源岩生烃热压模拟实验人员、在线碳同位素测试人员、溶蚀成岩模拟实验人员、有机地球化学综合研究人员15人。

  今年8月,集团公司总经理蒋洁敏在长庆苏里格气田调研时提出,长庆要继续艰苦奋斗,建设西部大庆,并通过现代化油气田的建设,培养和造就出一支优秀的干部队伍和员工队伍,为国家能源安全和综合性国际能源公司建设提供坚实保障。在这个壮丽的事业中,以张文正为代表的广大油田科技工作者饱含激情,驰骋在探索“三低”油气藏奥秘的征程中。

  党员承诺

  作为一名技术人员,能赶上长庆油田加快发展建设5000万吨大油气田的历史机遇,既感荣幸也倍感责任重大。长庆油田成就了我们朴实的梦想,我将义无反顾地投身到开发低渗油气田的科研事业中,尽到一名共产党员的光荣职责。

——张文正

  同事评价

  张文正是我们研究院“扑下身子搞科研、立足岗位做贡献”的一线技术人员的杰出代表。他刻苦钻研和默默奉献的精神,代表了长庆油气勘探开发科研工作者的精神风貌。

——长庆油田公司副总地质师、勘探开发研究院院长付金华

  近年来,我们致力于“双培养”工程建设,就是“把优秀党员培养成技术专家、把技术专家培养成优秀党员”,张文正就是范例。

——长庆油田勘探开发研究院党委书记、副院长程启贵

  张教授就像一面旗帜,引领着我们这个科研团队一步一个脚印,闯出了一条攻克低渗透油气藏难题的成功之路。

——长庆油田勘探开发研究院分析实验中心党支部书记李剑锋

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