“这一次的井位部署，我们要利用大模型完成常规和非常规岩相类型的同步预测，储层预测中流线这个约束因素还要进一步完善。”4月12日，胜利油田勘探开发研究院东营勘探研究室会议室内，科研人员房亮与黄晖正在为东营北带勘探大模型的迭代方案激烈讨论。他们将在油田新一轮井位部署会上，利用勘探大模型实现常非一体化井位部署汇报。
自胜利油田提出建设济阳坳陷“透明盆地”以来，胜利油田勘探开发研究院以东营北带为突破口建立大模型，加快转变科研范式。
不再是铅笔变鼠标
提起最初应用勘探大模型部署井位，房亮还是忘不了当时紧张的心情。
2023年2月16日，房亮带着“秘密武器”向胜利油田领导、专家汇报井位。上午9点，会议室大屏幕上清晰展示出东营北带地区勘探评价立体模型。对于这种以“模型驱动、三维解释、立体勘探”为主要方式的油气勘探部署新范式，与会人员新奇之余，更多的是期待。
最终，模型预测与钻探实际情况符合率达85%以上，房亮心里悬着的石头落了地。科研人员首次应用勘探大模型地区部署井位，取得良好成效。
胜利油田高级专家王长江介绍，胜利东部探区储层类型多样、构造复杂，对储层的分布、规模难以量化描述。而单一探井反映出来的是“一孔之见”， 物探信息反馈的只是一个模糊的位置，地质科研人员脑子里有储层的模式，却难以清晰表述出储层的展布特点，缺少一种更加具象化、直观化、可视化的研究手段。
东营勘探研究室经理陈涛还记得刚参加工作时，师父教给他的第一门“手艺”——用铅笔工作。刚开始他还觉得“现在谁还用铅笔工作”，可慢慢地发现，测井图上小层划分、平面图上标注数据、构造图上勾画曲线……很多工作都离不开铅笔。
后来，随着各种绘图软件的普及，手中的“武器”也由铅笔变成了鼠标。但20年过去了，思维却还是传统方式。
以“转变研究范式，将地质认识数字化、量化和具象化，建立一个大模型”为指导思想，胜利油田勘探开发研究院围绕“透明盆地”建设成立专项组，以东营凹陷北带为试点，利用多信息勘探评价技术建模，搭建了多学科一体化协同工作平台，建立东营北带勘探大模型。
所见即所想
沿着井轨迹由下向上，从古老的古生界到中生界、新生界，高低起伏的地层铺叠开来，上亿年的地质风貌浓缩在一个勘探大模型中，展现在眼前。
一眼就能望穿数千万年的勘探大模型，就是科研人员打造的勘探“神器”。
展示完一条横向地质剖面，房亮熟练地切换场景，在大模型上沿着纵向切出了另一条地质剖面。黄色的砂层由外向内延伸，清晰可见。随后，他又在不同的位置切出了几条剖面。
“以前是准备什么看什么，现在是想看什么就看什么。”房亮说，利用大模型的汇报方式比以往更加清晰直观、快捷高效。
这得益于准确的基础数据和扎实的基础工作。从接手建设大模型工作开始，两年多时间里，科研人员把所有的基础图件一张张梳理、一幅幅转化……构造图、小层平面图等千余张图件，地震、测井、录井、试油等几十万个数据，汇总形成基础数据库。
这只是第一步。要做到全方位立体透明展示，还需要借助信息化技术。
每个勘探层系都汇入了海量的数据信息，如何将这些信息融合，把地质科研人员脑中的地下样子“搬出来”，成为大模型建设的关键。
地球物理技术研究室科研人员张志敬通过与地质科研人员深入交流、多次尝试，构建出了一个基于当前认识的理论模型，通过向理论模型内加入地震、钻井、测井等基础地质资料，不断完善、修正之前的理论模型，最终构建出“所见即所想”的勘探大模型。
随着数据输入到不同模块，科研人员依靠算法把多种数据有机融合，实现基础地质资料即时调取、二维图件即刻成图、工作成果三维立体展示。
“活”的模型
从模型初次使用至今，科研人员已提出井位9个，其中部署井位4个。
依据井实际钻遇情况，科研人员将利斜915井的钻探数据输入模型，对勘探大模型进一步校正。“对比同一层位前后的储层预测结果，模型发生了相对明显的变化。”房亮指着电脑屏幕说。
通过模型助推地质认识，通过勘探认识不断完善模型，这种认识—实践—再认识—再实践的过程，让勘探大模型真正“活”了起来，实现了新的地质认识、新井支撑下的模型迭代更新，大幅提高了工作效率和迭代速度。
目前，勘探大模型研究应用取得勘探储层建模理论和技术的阶段性突破，将地质认识数字化、地质建模智能化、储层预测模型化，实现了勘探研究范式的重要转变。
擦亮“黑箱”让气藏逐渐透明
□薛婧
如果地球像水晶球一样通透，是怎样一幅景象？不同地层如何展布与组合，什么地方高、什么地方低，哪里有气、哪里有水、哪里有油，科研人员一目了然。
“利用信息技术，使地下油气藏地质结构和流体流动过程及状态数字化、可视化，以三维图像呈现给决策者。”西南油气勘探开发研究院院长赵爽介绍，“‘透明气藏’是我们追求的目标，但只是一个无限近似的概念。”
将“黑箱”擦拭成“灰箱”
油气藏存于地下“黑箱”中，看不见、摸不着。勘探初期，科研人员跋山涉水，遍访区域露头剖面，将有限的地质信息加以对比、理解、猜测，将“黑箱”擦拭成“灰箱”。随后，科研人员布一张大网，采集三维地震数据，收到来自地球深部的神秘回音。钻井井筒成为射入“灰箱”的几束亮光，钻头所及之处，得到岩屑、岩芯、油气显示及电测参数，带回了地下油气藏的第一手资料。生产气井的生产动态变化则可以更直观反映地下的气水、压力等情况。
种种客观数据资料被科研人员反复研究，逐一比对、系统分析，加以主观认识和预测，使“黑箱”表层一定深度逐渐透明。
“透明化的核心是搞清地下地层构造格局、储集空间及流体分布情况。”赵爽说，“目前，中江气田侏罗系沙溪庙组气藏透明程度最高。”
识别地下“九尺鹅肠”
1995年，西南油气在中江构造完钻第一口探井——川泉181井，在沙溪庙组试获工业气流，从而发现了中江构造沙溪庙组气藏。之后，西南油气针对中江构造沙溪庙组先后钻探了8口井，钻遇多套不同级别的油气显示层段，却均未获得工业油气流，这都与气藏透明化程度不高、针对性关键技术缺乏直接相关。
中江沙溪庙组条带状的复杂致密窄河道气藏如同四川火锅里的九尺鹅肠，将其具体化、数字化、可视化，就像透过挨挨挤挤的城市楼群，遥望千米外低矮村居。
以地震技术为主的地球物理勘探技术是实现地下地层构造、断层和不同岩层三维空间形态成像的主要技术手段之一。20世纪90年代，西南油气开始分区实施三维地震勘探。科研人员在确定河道砂体分布范围、描述储层空间几何形态、反演储集参数、落实储层非均质性及气水分布规律等方面取得了突破。
“从岩芯到测井再到地震，点线面结合落实有利目标空间展布。”赵爽说，“但当时仅能识别厚度大于20米的储层。”
就像外科医生识别并剥离血管、神经
进入21世纪，高保真成像技术手段极大丰富。科研人员开展了中江地区2350平方千米三维资料连片处理和解释，进一步查清了各反射层构造形态及断裂发育情况，先后采用像素分频成像、子体空间雕刻、多元线性回归分析等技术手段，不断提高复杂致密窄河道砂岩刻画精度，初步实现了模型三维可视化。在模型的指导下，2013年中江沙溪庙组气藏实现当年突破、当年探明、当年开发。
2015年起，中江沙溪庙组气藏进入高质量勘探阶段。科研人员采用逐步逼近的综合研究思路，从宏观到微观、从定性到定量、从外形精细刻画到内幕非均质性表征，重点集成了井震一体化河道沉积层序识别、河道砂体叠置样式正演等关键技术，形成了复杂致密河道砂岩储层精细刻画与描述技术体系，气藏进一步“透明”。
“我们解决了复杂河道形成期次划分、河道叠置样式等问题。就像外科医生可以精准识别并剥离血管、神经，我们实现了以单河道为单元的气藏精细开发目标评价，精准指导产建方案优化。”赵爽说。
通过30多年不懈努力，中江沙溪庙组气藏透明程度逐渐提高，进入大规模滚动开发阶段，砂体钻遇率达100%，优质储层钻遇率达95%以上，流体预测精度达90%。“在同一条河道上，川泉181井产量不足1万立方米，现在打的井产量都是几十万立方米。” 赵爽说，今年一季度，中江气田累计生产天然气5.11亿立方米，同比增长7.5%。
将复杂叠置气层三维可视化展现
□付豫蓉 马献珍 贾春晓
“2018年以来，我们致力于探索如何将精细的单砂体二维图转化为三维立体模型，将复杂叠置的气层三维可视化展现，让地下储层展布透明化、复杂剩余气分布可视化、调整方案效益最大化，指导气田开发部署。”华北油气勘探开发研究院煤层气研究所所长李晓慧介绍。
大牛地气田历经20余年勘探开发，长期稳产上产面临严峻挑战，精细开发成为必经之路。
科研人员对全气田2000余口气井重新摸排，将分散的“点、线、面”连起来，构建全气田三维地质模型体，清晰展示剩余气分布，使气田新井部署有的放矢，有力支撑大牛地气田连续11年硬稳产30亿立方米。
“我们施工的这个丛式井组，井眼轨迹像大树树根一样，分别钻至不同的气藏，把天然气采出来。”正在大牛地施工DK13-P6丛式井组的华北石油工程公司五普50845钻井队队长苏庆华介绍。
丛式井组具有扩大井控储量、节省征地、降低气田综合成本等优势。利用气田三维地质模型，科研人员可以精确描述气层。有些气层与井口在水平方向和垂直方向都有一定距离，需要用三维水平井沟通气层，其井眼轨迹就像高架桥的匝道，通过绕弯向外扩展。
目前，丛式井组在大牛地气田、东胜气田应用230多口井，环保降本、增储上产效果显著。其中，大牛地气田DK13-FP22六井组，控制储量达到7.12亿立方米，有助于气田硬稳产。
随着气田年龄增加，出现了部分低产低效井。对这些低效井的治理也离不开三维地质模型。
大牛地气田纵向有多套气层，开发初期选择较好的气层优先开采。“气田早期投产的老井，至今已经生产将近20年，部分井套管腐蚀严重造成漏失，无法生产而关停。”华北油气采气一厂生产技术室副主任王排营说，“针对这类型的老井，我们采取重新悬挂4寸套管措施，再次建立井筒产气通道。”
有了三维地质模型的指引，可根据储层内部构型、气层“甜点”位置等，有针对性地优化压裂段间距、压裂规模等参数。早期设计水平井水平段的段间距是100米左右，后来发现气层内部有隔夹层，造成压裂改造效果差，就按照砂体构型解剖的单期增生体规模将段间距优化为50~70米。
当遇到纵向上两期砂体叠合发育时，就适当增加压裂缝高，尽可能沟通更多气层；当气层横向延伸较长，就运用能够造长缝的压裂工艺；当遇到显示效果差的气层，就缩小压裂规模甚至放弃压裂。
压裂选段时结合三维地质模型优选地质工程“双甜点”，收效明显。2022年部署的D12-P72井，基于邻井井距、气层展布与隔夹层分布预测，将1000米长水平段分成了13段，采取差异化压裂方法，在与邻井较近的位置，为防止压窜邻井，缩小规模；在水平段上部有优质气层的位置，扩大压裂规模，最大限度提升了储量动用程度。
新闻会客厅：打造“透明油气藏”助力高质量勘探开发
中江气田沙溪庙组窄河道井组可视化部署图。 毕有益 提供
问：油气藏实现“透明”的基础是什么？
赵 爽：在信息时代，数据资料仍然是“透明气藏”的基础。它是一项基础性的地质信息系统工程，可以看作是储存在计算机网络上的三维可视化虚拟气藏，支撑油气勘探开发分析决策更精准，从而增强能源资源保障能力。因此，三维地震、钻井、测井资料及生产动态数据是气藏“透明化”的核心。
罗红梅：地质模型是油气勘探开发生产和研究工作的基础，它将油气藏的各种地质特征在三维空间分布及变化定量表述出来，是对油气藏的类型、几何形态、规模、内部结构、储层物性参数和流体等地质特征的高度概括。对科研人员而言，可以实现多专业成果信息的综合，可以检验断层组合、构造解释、地质分层、砂体发育、储层属性等多方面的地质认识；对决策者而言，能够打破勘探、开发、工程之间的信息壁垒，快速发现并确定有利目标，开展地质工程一体化钻井设计和可视化优化调整，并迅速作出决策部署。
问：油气藏“透明化”未来工作的重点是什么？
赵 爽：随着信息技术飞速发展，大数据、人工智能、云端等新技术应用有望带来气藏“透明化”的巨大变革，为我们全面掌握和了解地球运动规律提供解决方案。一是在数据获取和保存方面，引入高清光纤、井下机器人等新设备，更直观、全面、精准地获取地质信息，并储存在更高效、更宽广、更安全的数据库中，建立“数字矿山”。二是在数据挖掘和分析方面，运用人工智能等新技术，全面准确分析处理数据，建立承载丰富信息的三维气藏模型，将资料“吃干榨尽”。
西南油气目前的矿权区块中，7000米以深的储量基本还未动用。未来，我们会持续加强基础研究，攻关高密度高精度三维地震技术，优化钻完井配套工艺，确保取全取准地质资料，做好生产井动态跟踪，深化地质认识，强化建设建模数模工程，使各区域气藏“透明”程度逐渐加强。
罗红梅：当前，勘探大模型还存在不少难点。一是地质知识的量化表达问题，包括地质专家经验认识如何数字化表征。二是在勘探工作稀疏井网条件下，无法直接用井资料对地质体的发育规模、展布方向和结构特征准确定量描述及构建地质模型，大尺度空间中复杂沉积体系无法用简单的数学函数表征。三是传统的地质统计学方法在勘探大模型构建中遇到很大挑战，如何实现地震、测井、地质、油藏等多维度数据的融合是一大难题。
未来，地学大数据和人工智能技术的引入可以使勘探大模型具有更精准的预测性，展示了广阔的应用前景。未来该技术在地质过程模拟等已知知识的获取、基于生成式算法地质知识智能融合方法和基于油气运聚模拟的模型不确定性分析及评估优选等方面需要进一步深入研究，拓展其在油气藏、储气储能库、煤田及其他矿产资源勘探领域的应用。
