加快深地油气探测 勇攀“地下珠峰”
——西北油田荣获中国石化科学技术进步特等奖
2月16日，中国石化召开2023年科技进步工作会议，西北油田牵头项目“超深走滑断控缝洞型凝析气藏高效勘探关键技术”被授予中国石化科学技术进步特等奖。
这是西北油田首次作为牵头单位获得这一奖项。
2022年8月10日，顺北油气田基地被命名为“深地一号”，成为我国第一个以“深地工程”命名的油气项目。“超深走滑断控缝洞型凝析气藏高效勘探关键技术”项目成果全面应用于顺北油气田，为这一全球埋藏最深的油气田成功勘探开发提供了技术支撑。近两年获22口千吨高产井，建成顺北4号带“少井高产”示范区，创造2次世界工程纪录，提高了超深层碳酸盐岩油气勘探开发技术水平。
给“地下油气龙”画像
对于西北油田科研人员来说，在埋深超过8000米的地下找油，就犹如给这条位于“地下珠峰”的油气龙画像。
我国深层油气资源占总资源量三分之一，已成为油气重大发现的主阵地。顺北油气田为断控缝洞型油气藏，具有超深、高温、高压的特点，储集体分布主要受多期走滑断裂活动控制。由于油气藏埋藏深、断裂带破碎，储层非均质性极强，地下情况十分复杂，勘探工程面临诸多世界级挑战。
“我们对储层的认识是不断加深的。”西北油田勘探开发研究院顺北勘探研究所博士后林波说，“早期在顺北1号带上，我们在断裂面附近钻遇到放空或漏失，就认为找到了主断面，也就是规模储层发育的位置，然后开始测试生产，效果也不错。但在转战顺北5号带后，在断裂面附近钻遇了多个放空或漏失，发现在断面附近发育多个破碎储集体，说明断裂带内部储层结构十分复杂，需要我们做更多更细的工作去了解认识。”
新的发现，新的挑战，为新的认识提供了可能性。在生产任务工作压力大的情况下，一支由地质、物探、油藏等专业20余人组成的团队，进行了断裂带及断控储集体实验和野外等系统攻关。
为了建立合理的储层地质模型，他们顶着40℃的高温酷暑，肩挑背扛着几十斤的设备，行走在南疆塔里木盆地的一条条沟壑中，观察剖面，科研采样，通过一次次的野外地质考察，积累了丰富的野外资料。
在一手野外地质模型与室内实验模拟的基础上，科研人员马不停蹄，经历100多个夜晚，基于顺北44井、47井等多口井录取资料与实际生产数据，对走滑断裂带及内部结构进行了细致的研究，完成了4条断裂带近千条地震剖面分析，终于掌握了顺北走滑断裂带发育的宏观规律和微观特征。
直观的野外实物资料，精细的室内实验研究，为认清“地下珠峰”油气龙奠定了基础。科研人员首创提出走滑断控缝洞型储集体“栅状结构”储集体空间模型，认识到在断裂带多次滑动中，每次滑动并不是遵循同一个滑动破碎带，从而构成多组缝洞集合体在空间呈定向有序排列的“栅状”。
同时，他们也发现，一个断裂带中常发育多个断裂面，每个断裂面又可能控制着多个栅状储集体结构，从而构建了走滑断裂“一体多栅”的规模储集体发育模式。
“对于‘栅状’结构的认识，就相当于我们把手伸开5个指头，每个手指头就是一个栅，像栅栏一样。我们之前打到第一个栅就不打了，所以产能不会有那么大。认识到‘栅状’结构后，我们就需要去实现一次性打穿多个栅，也就是沟通多个储集体，这样我们就提高了油气的动用率，能够获得更多的油气，为顺北油气田数口千吨井实现提供了保障。”西北油田勘探开发研究院总地质师韩俊说。
“栅状结构”和“一体多栅”断控储集体新模式的提出，解决了超深层有利区带优选和目标落实的难题，为顺北千吨井实现提供了重要的理论基础。
到达珠峰的“地下公路”
抬头仰望，威武雄壮的珠穆朗玛峰，那是地球上离天空最近的地方；低头俯视，你能否想象一座座“地下珠峰”就在我们脚下？
认识到“地下油气龙”的“栅状”形态，如何更加清晰地描述、定位储集体，释放这条“油气龙”，这就相当于需要修建一条从地表到地下油气藏的公路，但修建这条长度超过珠峰高度的“地下公路”却面临着许多难题。
储层认识的改变，对物探、开发、工程都提出了新的要求。
“地下公路”要往哪里修，这是第一个难题。这就相当于站在珠穆朗玛峰顶，要看清雅鲁藏布江上的游船。断控缝洞储集体空间精准定位非常难，现有资料只能识别断裂轮廓，地震分辨率无法实现目标靶点的空间精准定位，无法满足高产井目标优选的难题，断控储集体细节识别亟需提高。
为了定的准，科研人员创新形成超深走滑断控缝洞体角度域特征波场成像技术、三维立体量化描述技术和“三参数”靶点空间定位技术，解决了地震成像“看不清”难题，将断裂识别精度从30米提高至15米，有助于更好确认油气资源的位置。
油气资源位置确定了，如何高效规模动用，采出更多的油气，这又是一难。
“以前是打高产井，现在是设计高产井。我们创建了‘一井多控’轨道设计方法、轨迹贯通控制技术、酸压长缝沟通的油气藏增产模式，尽可能多地沟通储集体，实现‘动的多’，确保能够采出更多的油气。”西北油田勘探开发研究院顺北开发研究所党支部书记卢志强说。
这一系列技术实施，使得千吨井预测精度超90%，规模储集体钻遇率提升了16.5%，高产井成功率提高至90%。
目标瞄准了，修建到达“油气龙”的“地下公路”，最终使油藏从地下到达地表，这最后一关由钻井工程来实现。
困难同样重重。在200℃8000米的地下，坚硬的金属几乎就像“煮熟的面条”一样，一般材料和仪器设备难以发挥作用；而且高达120兆帕的压力，就好像指甲盖大小的面积上，站了12头8吨重的大象。
“栅状”结构的提出，也对钻井工程提出了更高的要求，要一次性穿过更多的“栅状”结构，尽可能沟通多个“栅状”储集体，不仅要“打的快、打得好”，还要“穿的准”，从而达到高效井部署及实施的目标。
为此，科研人员建立了高成井率破碎带垮塌防治技术、基于平衡趋势预测与控制方法的高温精准定向技术，构建起抗高温无固相钻井液体系，钻遇破碎垮塌情况的成井率由33%提高至100%，中靶率由50%提高至100%，保证了特深层断控缝洞型油气藏高产井的效益勘探开发，实现“打得成”。
“大兵团”引来“金凤凰”
邓尚，2021年感动石化人物，美国斯坦福大学博士，中石化石油勘探开发研究院西北地区勘探开发研究中心副经理，作为项目联合攻关团队的一员，他和他的团队对“栅状”结构的提出提供着智力支持。
“西北油田给我们提供了很好的条件和平台，让我们能够紧跟油田需求，知道下一步勘探部署在哪个方面。通过‘大兵团’机制，我们和西北油田科研人员，实现了资料、认识、成果等多方面的共享，为我们更加全面系统地进行研究提供了条件。”邓尚说。
好的成果离不开好的管理方式。项目采用大兵团作战模式，发挥集中力量办大事优势，一方面集合了中石化石油勘探开发研究院、石油物探技术研究院、石油工程技术研究院和经纬公司等多家单位的百余名各类人才；另一方面聚集了地质、物探、开发、钻井等多专业人员，真正实现勘探开发一体化、生产科研一体化、地质工程一体化和采集处理解释一体化，强化联合攻关，实现项目高效运行。
不问单位、不问专业、不问出身，跨专业、跨单位、跨团队的引才用才机制，引来兄弟单位、各大高校的一只只“金凤凰”，组成一支支勇于攻坚克难的科研团队，通过理论研究、实验模拟、现场试验与规模应用，大家共同剖析科学问题、攻克技术难题，在各自擅长的领域进行着科学研究。
项目取得的地质理论、科技创新成果和实践创新成果，解决了一批“卡脖子”关键技术，实现了顺北油气田快速扩大，推动了塔里木盆地深层勘探，多次获石油石化行业大奖。研究成果共申请国家发明专利44件，已获授权15件，登记软件着作权4件，制定标准2项，出版专着1部，发表论文53篇。
“这次特等奖从理论认识突破到数口千吨井的实现，充分体现了从基础理论认识到方法技术创新，再到科研成果转化现场应用的全流程高效运行，同时，促进了科技创新体制机制进一步完善，充分激发科技活力，提升了创新动力。” 西北油田科技管理部副经理汪洋说。
近年来，西北油田以中国石化科技创新体系为依托，以打造技术先导型公司为己任，着力打造塔里木盆地油气勘探开发原创技术策源地，搭建了高水平基础理论平台、高质量技术攻关平台和高效率科研成果转化平台，通过‘大兵团作战’，深化油气勘探开发产业链创新链融合发展，充分引进中石化内外科学技术资源，凝聚创新合力。
地下8000以深，看似寂静，但因为这一条条油气龙的存在，以西北油田为主的科研人员聚焦“少井高产”，描清“一体多栅”的空间结构、定准“一井多靶”的空间定位、提升“一井多控”的储量动用、确保“一井多策”的高效钻井，每个环节都保持着严谨的科学态度，因为一个环节失败，整个过程就不会成功，从而保障了顺北油气田超深断控缝洞型凝析气藏高效勘探开发。
顺北油气田一座座“地下珠峰”的建成，凝结着众多科研人员、技术人员的心血，技术成果推广应用于塔里木、准噶尔、鄂尔多斯和四川等四大盆地，为保障国家能源安全提供坚实支撑，对全球超深、特深层油气田勘探开发具有借鉴指导意义，展现了西北油田端牢能源饭碗的责任担当。
