5月2日,阳光和煦,西南油气田五探1井,已钻至5330米。巴山蜀水间,龙探1井、兴探1井、莲探1井正在钻探之中。这4口探井设计井深都在6000米至7000米,目标直指亿万年前形成的海相古老地层。
“有风险、有难度,但给我们很大期望。”西南油气田总经理马新华说。四川盆地,满盆含气,多点开花。每一口探井,都承载着地质家们的希冀。向古老深层气藏进军的号角,正在吹响。
新认识:“古裂陷、古隆起、古侵蚀面”成就大气田
1月9日,针对安岳气田开展的科技攻关成果——“古老碳酸盐岩勘探理论技术创新与安岳特大型气田重大发现”,获2016年度国家科技进步二等奖。
2011年7月,高石1井在我国陆上最古老的地层——震旦系,喜获测试日产百万立方米,拉开了安岳特大型气田勘探开发序幕。随着勘探的深入,西南油气田勘探工作者在分析地质剖面时,大胆提出假设:在高石梯—磨溪构造与资阳、威远气田之间存在一个南北向的巨型凹槽。
西南油气田决定在预判的凹槽中心打一口井去证实猜想。钻井资料显示,地层中灯影组三段、四段缺失,这里确实存在一个巨型凹槽。大量海洋生物遗骸堆积在槽内,形成巨厚烃源岩,对油气富集起到关键作用。
古隆起,与“人往高处走”相似,乃油气运移富集之地。继承性古隆起,是对前人“古隆起油气富集论”的继承发扬。研究表明,震旦纪以来,四川盆地经历了6次大的构造运动。亿万年沧桑巨变,古隆起上的古构造变形强弱与否,决定了油气的运聚。
在新的地质认识指引下,安岳气田勘探团队在古裂陷槽附近、继承性古隆起之上、大面积稳定分布的孔洞型古白云岩储层之中,寻找油气富集甜点区,目标锁定高石梯—磨溪—龙女寺构造群。新的研究成果认为:四川盆地经历了周期性弱拉张—弱挤压构造运动。在不同地质时期,形成了“德阳—安岳、开江—梁平”两大古裂陷、“川中、泸州、开江”三大古隆起、“灯影组灯二段和灯四段、下古生界、石炭系、下二叠统、雷口坡组”五大侵蚀面。
“古裂陷、古隆起、古侵蚀面和区域性的保存条件,控制了海相大中型气田展布的基本格局,指引了四川盆地的有利勘探区带和下一步勘探方向。”西南油气田副总经理徐春春说。
新问题:“年代久、埋藏深、高温高压”带来大挑战
5月1日,四川剑阁县剑门关山区,双探7井、8井、9井正在钻探。
依据“三古”成藏理论,双鱼石构造所在的川西上古生界,成为安岳气田之后,西南油气田最为期待的战略接替领域。但是,川西北部地区位于四川盆地边缘,山高路险,一些地方从地表到地层基底的厚度超过万米,给地震成像、测井、钻井带来了挑战,属于超深、超高压勘探险区。
2013年,西南油气田设立重大科技攻关专项“川西北地区天然气勘探开发关键技术研究”,由川西北气矿牵头,从地质认识到工程配套技术进行多学科多单位联合攻关。地质研究认为,川西地区上古生界具有优越的烃源条件和输导体系,发育3套优质储层,古构造与成油气高峰期匹配关系良好。在剧烈的构造运动中,三叠系厚层膏岩像一个巨大的盖子,严严实实捂住储层,有利于大气区形成。
西南油气田优选勘探区带和目标井位,但绕不过超深井:双探1井井深7300米,双探3井7620米,正在钻进的双探7井设计井深7775米,中国石油在川渝地区的最深钻井纪录一次次被刷新。
气藏超深、高温、含硫、异常高压,地层易喷、漏、垮。西南油气田以问题为导向,科研与生产紧密结合。经过攻关试验,双探1井在二次完井和试油作业中创造两个国内首次。双探3井仅用331天完钻,钻井周期较相邻的双探1井缩短25%,刷新川渝地区钻井、固井等多项纪录。
西南油气田将川西上古生界作为勘探主攻领域,以大中型整装气藏为目标,坚持多层系立体勘探,力争冲破超深、高温、高压带来的迷雾和困扰,明晰有利区总体规模。
新天地:“上元古界、古生界、中生界”期待大发现
2016年,全国天然气年产量1371亿立方米,其中四川盆地产气近1/4。据国土资源部2015年动态评价显示,四川盆地仍然处在天然气勘探开发早期。
按照“三古”成藏理论,五大古侵蚀面,正好与西南油气田“十三五”五大勘探领域相对应。
上元古界震旦系—下古生界寒武系,是西南油气田中长期发展天然气勘探最现实的领域。德阳—安岳古裂陷槽,堆积了大量生物遗骸,为今天的安岳特大型气田做好了烃源准备。“十三五”期间,西南油气田将立足川中古隆起,在这两个层系扩展勘探,继续获取规模储量;在新发现的川东开江古隆起,积极开展风险勘探和甩开预探。
“对元古界震旦系和下古生界寒武系,要全面、整体、深入、有序研究。不求立见成效,早晚有一天它会开花结果。”83岁的中国工程院院士胡见义说,“安岳气田大发现,就是四川历代地质工作者,用五六十年的坚持,取得的成绩。”
“十三五”期间,西南油气田继续大打勘探进攻仗,在上元古界、古生界、中生界,期待开辟更加广阔的新天地。
专家视点:突破领域禁区推动立体勘探
四川盆地是发育在扬子克拉通上的大型叠合盆地,总面积约18万平方千米。盆地海相、陆相两套地层总厚度达6000米至1.2万米,已发现气田132个,发现27个产油气层组。按照勘探对象储层类型,盆地内主要有碳酸盐岩常规气、致密砂岩气和页岩气三大勘探领域。
早期,在背斜油气富集理论指导下,在蜀南及川东地区先后发现了蜀南茅口组、威远、中坝及川东石炭系等一批裂缝和裂缝—孔隙型气藏。近年来,在古隆起及古裂陷控制油气富集理论指导下,先后在龙岗、普光、元坝和安岳地区发现了多个大型及特大型整装碳酸盐岩天然气田,并形成了深层复杂碳酸盐岩储层地震预测与烃类检测、复杂岩性测井评价、高温高压安全快速钻井及高温压储层改造等配套技术。同时,随着页岩气勘探开发逐步推进,先后在川东礁石坝、蜀南长宁等地区建成页岩气生产基地,并形成了以钻完井、体积压裂、工厂化作业、综合地质评价、开发试采、清洁化生产技术为主体的六大系列28项页岩气勘探开发配套技术。
虽然四川盆地的勘探程度相对较低,但是由于经历了多旋回构造运动的叠加和改造,具有沉积类型多样、年代古老、时间跨度大、埋藏深度大、埋藏—成岩历史漫长而复杂的特点,导致盆地构造相对复杂,储层非均质性强,气水关系复杂。勘探面临着有利储集相带优选难、有效储层难于精确预测、高温高压钻井和改造难度大、油气富集主控因素不清等难题。
面对勘探面临的理论和技术难题,首先要开展地层及沉积等基础地质精细研究工作,通过扎实的基础地质工作所取得的认识,聚焦靶区并突破思想和领域禁区,进而优选有利勘探区带。其次,由于油气成藏类型多样,成藏条件及气水关系复杂,应该树立立体勘探思想和理念,有效降低勘探风险,提高油气勘探成功率。第三,加强技术攻关,安岳气田和页岩气的勘探突破均揭示,除了地质认识的突破外,技术突破是勘探发展的重要保障,特别是高精度地震勘探技术及地震储层预测技术的进步,快速控压钻井技术及高温高压酸化压裂改造技术的突破。第四,创新科研与管理模式,推动油田、高校与科研院所三位一体的合作模式,使理论与实践有机结合,同时实施勘探开发一体化战略,降低勘探开发成本,提高勘探效率和效益。
目前,四川盆地与美国、俄罗斯及加拿大等国各大成熟盆地的天然气资源转化程度对比,资源探明率仅为13.65%,海相也仅有16.5%。而国外成熟盆地的资源探明率一般均在30%以上。因此,未来四川盆地勘探仍大有可为,勘探获得大油气田的机会依然很多。从战略接替领域看,主要为川西上古生界,是近期勘探的热点地区,该区发育规模性的下二叠统栖霞组及泥盆系孔隙型白云岩储层,具有发现大中型气田的地质条件;战略拓展领域主要为川中古隆起外围震旦系—下古生界,沿裂陷槽东西两侧目前一直在持续推动勘探;战略准备领域主要为川中—川西地区雷口坡组,仍有许多基础工作需要开展;深化勘探领域主要为长兴—飞仙关组的开江—梁平海槽周缘及城口—鄂西海槽台缘带,虽有一定突破,但仍然具有较大勘探潜力。
(嘉宾江青春为中国石油勘探开发研究院石油地质研究所中部室副主任)(记者刘爽采访)