油气勘探对象日趋复杂,剩余资源主要分布在中深层、地面条件愈发艰难和复杂地下条件区,对地震、钻完井和压裂提产等工程技术提出了不同需求和更大挑战。

  中国石油始终重视工程技术的发展与进步,集中优势力量,突出创新驱动,努力破解制约油气勘探发现的技术瓶颈,助推油气勘探发现和非常规油气资源有效动用。

  >>“用高级数码相机为地宫拍照”

  “两宽一高”

  “两宽一高” (宽方位、宽频带,高密度)是东方物探自主研发的基于五大自主核心装备和软件的地震勘探配套技术,并实现商业化应用。这项技术采用自主研发的KLSeis软件进行“充分、均匀、对称”的地震采样设计,使用G3i全数字地震采集系统、低频可控震源KZ28LFV3和数字化地震队(DSS)联合作业,采用GeoEast海量数据处理系统支持数据现场处理和最终成像处理,填补多项国内技术空白。目前,“两宽一高”地震技术软件、装备全部自主化国产化,成为中国石油的勘探利器,采集、处理、解释能力大幅提升,为找油找气发挥重大作用。

  >>“成像清晰看得清”

  叠前深度偏移成像

  叠前深度偏移是一项能有效解决我国东部深层和西部山前等复杂地质构造成像的技术。影响叠前深度成像的关键因素有静校正技术、低信噪比处理技术和速度建模技术。我国应用叠前深度偏移技术的条件大致可以分为三类:第一类指表层地质条件相对较好、仅深层构造复杂的地区,如我国东部地区、西部的准噶尔盆地腹部和四川盆地。第二类指表层速度横向变化较为剧烈、地下构造复杂,但地震资料品质较好的地区,如鄂尔多斯盆地西缘、柴达木盆地西南缘和北缘、库车坳陷及四川盆地东部。第三类指表层地震地质条件极差地区,如祁连山山前、鄂尔多斯盆地西缘和库车坳陷西秋地区。

  >>“采集数据更可靠”

  可控震源超高效混叠采集处理技术

  可控震源超高效混叠采集处理技术,包括野外实时质控技术、野外作业管理系统、混叠数据分离技术。有线仪器连续记录,多组可控震源在满足最小时距规则的条件下自主激发,能够最大限度地提高采集效率;集地震记录仪器、KL-RTQC软件、数字化地震队系统(DSS)于一体,通过对采集的原始数据和震源状态分析来实现野外实时质量控制和放炮管理,有效提高作业效率和数据质量;野外作业管理系统采用高速长距离数据链技术、国际领先的高效混采通信技术架构、可视化震源激发管理、生产任务实时分配等技术,破解了高效混叠采集数量众多震源并行激发的通信难题,确保作业高效运行。据专家称,东方物探在业界首次利用超高效混叠采集处理技术进行工业化生产,目前平均日效已超过2万炮,技术水平和作业能力达到国际领先水平。混叠数据分离技术是确保超高效混叠采集数据成像质量的关键,东方物探自主研发的混叠数据稀疏反演分离技术取得了良好效果。

  >>“探清复杂地层真面目”

  三维重磁电、时频电磁配套技术

  三维重磁电成为配合地震研究砾石层、复杂高陡构造等目标的关键技术,重磁电资料处理精度进一步提高,复杂结构成像更清晰,综合解释在地震勘探困难区和空白区可以获得复杂结构信息。时频电磁是油气目标检测和复杂火成岩储层探测的重要技术手段,其装备与理论的配套完善全面提升了作业效率。多方位对称激发技术,目标属性反演精度提高50%,照明度更均匀。大功率时频电磁勘探技术配合地震在火山岩目标预测、深部结构研究方面发挥先导作用,与地震联合可提高勘探精度。在塔里木前寒武系地质结构研究中,地震电磁联合提高了深层目标分辨精度,复杂目标勘探技术攻关成效显著,提高了深层复杂目标探测能力。

  >>“勘探挺进认识禁区”

  火山岩地震勘探技术

  在准噶尔盆地火山岩油气地震勘探中,东方物探创新形成面向火山岩复杂构造的地震成像技术、火山岩油气藏气层检测技术和油藏描述技术。火山岩勘探技术成果与应用取得重大突破,提出火山岩油气藏主要为“非均质油气藏”新认识、新理念,打破了传统油气藏认识的局限性,突破了传统理念上火山岩找油找气的禁区,有力助推了准噶尔盆地油气高效勘探开发进程。

  >>“钻井异常藏不住”

  XZ-SWML-ⅤF雪狼综合录井仪

  西部钻探XZ-SWML-ⅤF雪狼综合录井仪能够在钻井施工的不同阶段,实时采集各种工程地质参数,并进行分析、处理和评价,可及时发现钻井工程事故的早期异常和地下油气显示信息,对地层压力、地层含油气性进行评价。

  >>“钻井环保又高效”

  XZ高性能水基、油基钻井液技术

  XZ高性能水基钻井液技术,是针对准噶尔盆地腹部、南缘的深井、超深井和大位移水平井钻探过程中面临的技术难题,从提高井壁稳定性、钻井液抑制性、微纳米级封堵、润滑能力等方面入手,西部钻探研制适合准噶尔盆地深井、超深井及大位移水平井的“固化、封堵、抑制、双疏、润滑”一体化水基钻井液新技术,实现安全、高效、环保钻井。

  XZ油基钻井液体系分为常规油基钻井液体系和高温高密度无土相油基钻井液体系。该体系是针对非常规能源井、复杂地质条件井的要求而研发的,首次引入“超分子化学”理论,采用特殊分子结构设计,利用纳米科学、胶体界面化学等设计发明了提切剂、主辅乳化剂、润湿剂、降滤失剂等主处理剂,性能指标达到国际领先水平。

  >>“水平井在地下会拐弯”

  三维绕障水平井轨迹控制技术

  西部钻探三维绕障水平井轨迹控制技术综合了常规水平井、丛式井的轨迹控制技术,是以随钻测量技术、导向工具选择、三维绕障水平井轨道剖面优化及轨迹控制技术等为关键技术,形成了精确随钻测量技术、三维绕障水平井造斜段导向工具组配方式、水平井降摩减阻技术、绕障井眼防碰分析及井下安全保障等技术,同时保障了三维水平井完井套管柱安全下入,为工厂化水平井实施提供了技术支撑。

  >>“侦察油气更准确”

  高温高压深井超深井试油测试技术

  针对高温、高压、深井超深井等试油难题,西部钻探形成了“三阀一封”侦察性测试技术、“五阀一封”完井测试技术、140兆帕超高压地面测试计量技术、地面测试流程管汇远程电动控制技术、含硫井地面全套密闭计量及处理技术,解决了常规测试管柱不能替浆、压井难及解封难等问题。

  这项技术测试最大井深7956米,最高地层温度194.4摄氏度,有效保障了深井、超深井安全高效完成试油作业任务。

  >>“钻井自动修正不跑偏”

  XZ-AVDS-Ⅱ自动垂直钻井系统

  XZ-AVDS-Ⅱ自动垂直钻井系统主要由电源、测量控制、液压执行三部分组成,是机、电、液一体化的井下闭环钻井工具,可用于大倾角地层、山前逆掩推覆体等高陡构造易斜井段钻井,达到主动防斜、解放钻压、提高钻井速度的目的。(东方物探谭晔、西部钻探黄智明采访提供)

  【同题采访】

  本期嘉宾:

  勘探与生产分公司副总地质师 李国欣

  东方物探首席技术专家 邓志文

  问:工程技术进步对西部地区连获大发现的意义是什么?

  李国欣:油气勘探是一项系统工程,既包括解决认识问题搞清油藏特性的综合地质研究、地震圈闭目标优选和测录井油气层评价等技术,也包括打通通道将油气从地下解放出来的钻井完井、压裂改造、试油求产等工程技术,各种技术各道工序相互“串联”、相辅相成。只有确保每一道工序准确无误,最终才能点亮油气勘探大发现这盏“明灯”。

  塔里木盆地秋里塔格构造带中秋1井的突破就证明了这一点。因该区带位于油气成藏有利指向位置,一直是勘探的重点,但长期受困于地表复杂、地下圈闭识别难等难题,未获突破。前期经过多轮二维地震攻关,虽已找到了有利圈闭的大概范围,但经过专家细致研判,认为圈闭形态和高点位置落实还不够准确,需进一步深化评价,所以在没有探井突破的前提下,决定实施高精度三维地震攻关。通过科研人员的不懈努力,终于获得可靠地震资料,准确落实了圈闭要素,保障了钻探成功。如果按照之前的认识进行部署,可能再次与大发现擦肩而过。

  “木桶原理”也同样适用于油气勘探这一系统工程。各个环节中“最短”的那块板,决定了对地下地质目标体的认识程度和油气的发现规模。综合地质研究的进步和工程技术的发展共同保障和促进了勘探发现。

  邓志文:油气发现必须依靠先进的工程技术。西部地区油气勘探中面临山地、沙漠等复杂地表条件和逆掩推覆高陡地质构造等世界级技术难题。只有依靠先进的地球物理技术,才能准确确定油气构造的空间位置和实施地质目标的钻探。

  连续的油气大发现标志着工程技术发挥了重要作用。近年来,东方地球物理公司针对西部地区的技术难题,开展了全方位的技术攻关,形成了“两宽一高”地震技术,地震资料品质有了极大的提高。连续的油气大发现说明地震资料在解决世界技术难题方面发挥了重要作用,也说明西部复杂地区的地球物理技术处于世界领先水平。

  问:未来工程技术创新的重点方向是什么?

  李国欣:近年来,西部地区成为增储上产主战场,剩余资源主要分布在中深层,地面条件愈发艰难,地下目标更趋隐蔽,地震、钻完井和压裂提产等工程技术还需继续攻关。

  针对未来西部油气勘探开发重点领域,需要大力发展的技术包括:油气勘探地质理论及地质工程一体化理念技术与应用,“两宽一高”高精度三维地震采集处理解释技术,复杂油气层识别与评价技术,复杂深井优快钻完井、长水平段井与特殊井型井钻井技术与装备,超深层压裂增产与非常规油气分段压裂改造技术与装备。

  复杂油气藏勘探开发也需要我们理念创新。当前,以“淡化专业、强调融合,我中有你、你中有我,换位思考、互相补台”为主体思想的一体化理念,已经成为有效发现和动用非常规低品位资源的共识,一体化组织模式已成为高效勘探开发的必由之路。我们也应顺应这一潮流,牢固树立“资源为王、技术为后、市场为媒、效益为天”的理念,用市场的手段把适合的技术聚拢到资源身边,让技术成为“贤内助”,辅佐资源迸射出强大能量,最终实现高效勘探开发的目的。

  邓志文:要实现西部地区大发现、大突破,就要持续强化技术创新。一是要创新可控震源扫描方式等复杂地区高效地震采集技术;二是针对西部地区山地勘探加快,地震勘探装备的需求量快速增长,要创新复杂山地地震勘探技术,尤其是要推广节点仪器和有线仪器、检波器组合和单点接收、可控震源和炸药震源等混合应用,既提高生产效率,又提高资料品质;三是针对大数据量的资料处理,要创新完善低信噪比地区智能化噪声衰减与多次波压制、高陡超深地层高精度速度建模及深度域成像处理技术;四是要创新发展纵横波联合勘探的矢量地震技术、多信息联合有利储层预测技术等。(记者杨雯、谭晔 采访)

  【专家视点】

  “大科技”工程提速增储上产

  新疆油田副总经理、总地质师 支东明

  继玛湖、吉木萨尔两个10亿吨级大油区发现之后,2018年以来,新疆油田油气勘探又在沙探1井、高探1井等风险勘探区域获得一系列重大突破。油田进入了储量规模增长和高质量可持续发展新阶段。

  “大科技”创新工程发挥了关键作用。多年来,新疆油田始终坚持创新驱动发展战略,深入实施“大科技”工程,形成了以“科技大联合”为灵魂,具有新疆油田特色的科技创新体系,激发了创新活力动力,攻克了一批关键技术,催生了一批重大成果,丰富和发展了准噶尔盆地油气勘探理论技术体系。

  一是集成科研力量。坚持内引外联,形成了公司4个直属研究院、集团公司7个战略合作伙伴、石油高校,资源共享、成果共享的科技大联合组织模式。

  二是突出重大项目。通过设计、组织、实施、目标“四个一体化”,强力推进集团公司“新疆大庆”重大科技专项和重大现场试验。

  三是搭建创新平台。坚持协同共享,依托智能油田平台,建立科研协同环境,促进多学科交互并行、一体化研究,科研效率大幅提升。

  四是创新激励机制。实施项目经理负责制,加大奖励力度,营造科研“家文化”,做到事业留人、待遇留人、环境留人。玛湖油田、高探1井两个重大发现,油田对主要贡献人员实行重奖。

  “大科技”的强大生命力在玛湖油田的发现中得到集中体现。依托国家和集团公司重大专项,与中国石油勘探开发研究院、东方物探、测井公司、咨询中心,以及南京大学、中国石油大学(北京)、中国石油大学(华东)、长江大学、西南石油大学等优势科研力量,组成了数百人的研究团队,开展产学研用、多学科一体化协同攻关,发现了10亿吨级玛湖油田,成果荣获国家科技进步一等奖。

  近期,新疆油田召开了第三届科技大会,提出进一步深化“大科技”创新工程,努力实现“双轮驱动”,并出台了一系列新措施鼓励科研人员创新。(记者宋鹏 采访)

认识导航突围 技术升级破局

塔里木油田勘探开发研究院院长 杨海军

  秋里塔格构造带位于库车前陆盆地与塔北隆起的交汇处,北部是克深气田,南部是羊塔克—英买力—牙哈富油气区带,石油地质条件非常有利,勘探潜力巨大。

  秋里塔格构造带的勘探始于1958年。1958年至1979年,先后在东秋浅层钻探东浅1和东秋1、2、3、4共五口浅井,在新近系吉迪克组获得少量原油。1993年,在东秋部署了第一口深井——东秋5井,发现白垩系巨厚砂岩优质储层。2001年4月29日,迪那2井获得高产油气流,证实了秋里塔格构造成藏条件优越。

  面对秋里塔格勘探久攻不克的困境,塔里木油田科研人员坚定秋里塔格有大场面的信心,从失利中寻找有利,深化地质认识,提出了东秋构造带发育逆冲叠瓦构造的构造模式,发育古近系与白垩系优质储盖组合,尤其是发育盐盖层,储盖组合下部发育烃源岩,成藏要素与克深大气田极为相似。这是对以前地质认识的升华,总结出制约勘探的关键问题是落实圈闭。

  认识导航突围,技术升级破局。在东秋构造带开展二维宽线+大组合地震采集处理攻关,大幅度提高了资料信噪比,后期又在中秋构造带部署了东秋8三维地震,获得了高品质的三维资料。通过深化地质认识,找准失利的根源是圈闭不落实,推动了秋里塔格构造带的勘探进程,发现落实了中秋1号圈闭,部署了中秋1风险探井,获得了战略突破。

  库车山前是天然气上产主战场。针对这一地区勘探难度大、作业风险高的实际,塔里木油田调整库车山前及外甩探井风险系数,提高人工费标准和风险系数,真正体现了目标同向、风险共担的“一家人”理念,大大调动了工程服务企业提速提质的积极性。

  在中秋1井钻探中,面对构造变形强烈、地震资料差、邻井资料少、盐顶卡层难度大等困难,充分发挥地质工程一体化优势,科研、工程、生产组织、产能建设等部门通力合作,紧密配合,最终测试获高产油流。

  中秋1井的发现,是库车天然气勘探的战略性突破,使秋里塔格构造带由天然气战略接替领域转变为现实规模增储上产领域。(记者高向东 通讯员徐振平 采访)

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