渤海灣,有著“摔碎的盆子再踩一腳”的地質(zhì)結(jié)構(gòu),“富油貧氣”是它一直以來(lái)給石油地質(zhì)學(xué)界留下的印象。不過(guò),這個(gè)印象近期被中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)海油)的科技創(chuàng)新工作顛覆了。
日前,中國(guó)海油宣布,渤海灣發(fā)現(xiàn)千億方大型天然氣田。渤海油氣開(kāi)發(fā)歷時(shí)60年,大氣田為何直到最近才顯露真身,這背后凝聚了多少科技攻關(guān)?
終于找到你 大量產(chǎn)氣烴源巖現(xiàn)身
中國(guó)海油總地質(zhì)師謝玉洪介紹說(shuō),渤海能否迎來(lái)大規(guī)模既有油又有氣的新時(shí)代,要解決的第一個(gè)問(wèn)題就是,渤海灣到底能不能“孕育”大氣田。
烴源巖是指具備油氣生成條件的巖石。判斷能否在渤海灣找到氣的第一步,就是要先確認(rèn)那里有沒(méi)有足量能產(chǎn)氣的烴源巖。
多年來(lái),中國(guó)海油聯(lián)合多家科研單位協(xié)同找氣巖,終于確認(rèn)在渤中凹陷的沙三段、沙一段和東三段3個(gè)區(qū)域,分布著面積達(dá)7000平方公里,累計(jì)厚度約為1500米的大面積湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖。實(shí)驗(yàn)證實(shí)這些烴源巖是典型的油氣源巖,既能生油,也能生氣。
此外,渤中凹陷自漸新世(始于3400萬(wàn)年前,終于2300萬(wàn)年前)以來(lái)的大幅度沉降,導(dǎo)致烴源巖的深埋與熟化速率遠(yuǎn)高于渤海灣盆地的其他凹陷。烴源巖熱模擬實(shí)驗(yàn)表明,渤中凹陷天然氣聚集量資源潛力巨大,高達(dá)1.5萬(wàn)億—1.9萬(wàn)億方,比之前提高了5倍以上。
破除死亡線 硬質(zhì)潛山蘊(yùn)藏大氣田
“渤海灣盆地?cái)嗔鸦顒?dòng)性強(qiáng),要尋找大氣田必須走向保存條件相對(duì)較好的深部?jī)?chǔ)層。但是,傳統(tǒng)理論認(rèn)為,海底深層超過(guò)4000米就難以形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層,是傳統(tǒng)商業(yè)性油氣勘探的死亡線?!敝x玉洪說(shuō)。
中國(guó)海油研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)渤中凹陷有抗壓實(shí)能力很強(qiáng)的潛山,實(shí)驗(yàn)表明太古界變質(zhì)花崗巖是這些潛山的主要成分。接下來(lái)的研究發(fā)現(xiàn),19-6區(qū)域的太古界變質(zhì)巖基底歷經(jīng)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),潛山被其他多個(gè)方向斷層切割,產(chǎn)生大量裂縫,大氣淡水、幔源流體則進(jìn)一步優(yōu)化了裂縫網(wǎng)絡(luò)。這些硬質(zhì)潛山能夠形成優(yōu)質(zhì)的天然氣儲(chǔ)層。
為了證明潛山中的天然氣能在劇烈的斷裂活動(dòng)中幸存,中國(guó)海油首次提出了斷裂活動(dòng)區(qū)天然氣藏超壓動(dòng)力封閉機(jī)制,發(fā)現(xiàn)渤中凹陷的大面積快速沉降導(dǎo)致泥巖超壓快速形成并加劇,將大部分油氣封蓋在深層。同時(shí)建立了深層潛山晚期大型凝析氣田成藏模式,明確了斷裂活動(dòng)區(qū)天然氣富集、保存的有利條件。
渤中19-6大型凝析氣田,已探明含氣面積118平方千米,氣柱高度達(dá)1569米,該發(fā)現(xiàn)證實(shí)了中國(guó)海油相關(guān)技術(shù)的準(zhǔn)確、可靠。
向深部進(jìn)發(fā) 破解探測(cè)與開(kāi)采難題
地震資料成像是判斷油氣田規(guī)模的重要手段。但渤中凹陷潛山埋藏深,上覆火山巖與巨厚砂礫巖等地質(zhì)體,對(duì)地震資料的屏蔽十分嚴(yán)重。同時(shí),潛山裂縫儲(chǔ)層成因復(fù)雜、變化快、非均質(zhì)性強(qiáng),預(yù)測(cè)難度大。
中國(guó)海油開(kāi)展了多尺度裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究,創(chuàng)新海上深層潛山高密度地震勘探一體化技術(shù)。5000米潛山內(nèi)幕斷層識(shí)別率提升2倍以上,潛山儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際鉆探對(duì)比符合度達(dá)95%。
另外,海上深層鉆井面臨時(shí)效要求高、高產(chǎn)能困難等技術(shù)瓶頸。特別是渤中凹陷地區(qū)太古界變質(zhì)花崗巖抗壓強(qiáng)度高,高溫、低孔滲、裂縫等多條件并存,易發(fā)生儲(chǔ)層傷害,且傷害后很難恢復(fù),這給鉆井工程帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。
為此,中國(guó)海油開(kāi)創(chuàng)了海上深部硬地層快速無(wú)傷害鉆井關(guān)鍵技術(shù),研制了新型高強(qiáng)度鉆頭、鉆具,建立了210℃抗高溫助排型無(wú)固相儲(chǔ)層保護(hù)鉆井液體系,實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層零傷害,鉆井周期由原來(lái)的119天降至45天。
謝玉洪說(shuō):“正是在深層大型整裝凝析氣田勘探理論的指導(dǎo)下,在勘探關(guān)鍵技術(shù)的支撐下,實(shí)現(xiàn)了渤中19-6大型整裝高產(chǎn)凝析氣田的發(fā)現(xiàn)?!痹凇安澈撑璧厣顚哟笮湍鰵馓锟碧嚼碚摷夹g(shù)創(chuàng)新與重大發(fā)現(xiàn)”成果鑒定會(huì)上,中國(guó)石化集團(tuán)公司總裁、中國(guó)工程院院士馬永生等鑒定專(zhuān)家一致認(rèn)為,渤海找氣的多項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。(實(shí)習(xí)記者 胡定坤)
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