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在新疆砾岩中 再挖一个“克拉玛依”油田

2018-01-19 10:43 来源:科技日报 李 禾

  在新疆玛湖的砾岩中,再挖一个克拉玛依油田正在逐步成为现实,但它的到来并非那么容易。

  在砂岩中找油技术比较成熟,但凹陷区砾岩规模勘探在世界范围内缺乏地质理论指导与配套技术支撑,迄今国内外尚无其勘探成功的先例。经过10年持续攻关,中石油新疆油田创建了凹陷砾岩勘探理论技术体系,在世界上首次揭示了成熟—高熟双峰式高效生油规律等,并依靠该理论和技术体系,在玛湖发现了世界上最大的砾岩油田。

  近日,科技日报记者获悉,新疆玛湖凹陷砾岩勘探成果入选中国石油2017年十大科技进展。

  中国工程院院士康玉柱等专家评价说,玛湖勘探取得的成果具有典型性、创新性、引领性和指导性,显示了在我国西部勘探程度相对较低的盆地,将来还会有大发现。

  “三下”玛湖揭示生油新规律

  克拉玛依油田是建国以来发现的第一个大油田,经过半个世纪的开发,油田面临储量不足的困境。从上世纪90年代以来,新疆油田就“三上”准噶尔盆地玛湖地区进行勘探,但砾岩油藏勘探开发属于世界公认的难度大和技术要求高的领域,缺乏理论指导和勘探技术支撑,勘探成效甚微,只能“三下”玛湖。

  中石油新疆油田公司总地质师支东明说,砾岩颗粒大小混杂、非均质性极强、储层物性差、油水关系复杂,富集规律难以把握。因此,在砾岩中找油面临四大难题,即玛湖凹陷是否具备大规模勘探的资源基础、凹陷区是否发育规模有效储层、大跨度分离能否规模成藏、如何实现低渗砾岩油藏效益勘探。

  于是,中石油新疆油田联合南京大学等单位集体攻关,利用红外光谱等技术,发现了一种新型烃源岩,首次揭示了碱湖烃源岩成熟—高熟双峰式高效生油规律。

  中国石油集团高级技术专家唐勇表示,首次在优质烃源岩中发现了绿藻门和蓝细菌母质,这是生成环烷基原油的基础,而烷基原油属稀缺资源,可加工出用于长征系列火箭等的独有油品;与传统的单峰式生油模式相比,其生油能力两倍于传统湖相烃源岩,利用成熟—高熟双峰式高效生油规律,按新生油模式重新计算资源量同比提高53%。玛湖凹陷石油资源量从30.5亿吨提高至46.7亿吨。

  美国休斯敦大学油气地球化学中心对之评价道,这是全球首次发现迄今可能最古老碱湖优质烃源岩,成功重建生烃演化过程,是目前该研究领域最优秀的工作。

  突破3500米油藏死亡线

  传统理论和勘探认为,砾岩储层3500米以下不发育有效油气储层。认识的盲区往往是勘探的禁区。支东明说,通过对禁区的突破,首次建立了凹陷区大型退覆式浅水扇三角洲砾岩沉积新模式,勘探领域由盆缘拓展至整个凹陷区,开辟了有效勘探面积6800平方千米。通过大型扇三角洲水槽实验的新方法和新技术,首次发现在山高源足、稳定水系、盆大水浅、持续湖侵背景下,凹陷区可发育大型退覆式浅水扇三角洲,有效储层埋深延伸至5000米以下,改变了3500米是油藏“死亡线”的传统认识。

  中国地质学会沉积地质专业委员会认为,该模式突破砾岩沿盆缘分布的传统观念,揭示了退覆式扇三角洲沉积动力学机制,拓展了凹陷区勘探领域。

  “传统认为,源、储大跨度分离难以大面积成藏。”唐勇说,玛湖凹陷砾岩勘探突破了“源储一体大面积成藏”的传统认识,创立了凹陷区源上砾岩大油区成藏模式,发现发源区和储藏区可跨层长距离运移2000—4000米。指导了勘探部署由单个岩石圈闭转向围绕整个有利地带,探井成功率由35%提高到63%,发现了七大油藏群,形成玛湖南、玛湖北两大油区,支撑了玛湖凹陷大油区的持续发现。

  准确预测油气富集区域

  “甜点”是指油气富集、在当前经济技术条件下可以有效开发的区域或层段,预测“甜点”是石油勘探开发不懈追求的目标。

  相对于砂岩来说,砾岩渗透低、非均质性强,甜点预测、油气层评价和增产改造难,由于缺乏配套技术,勘探效益欠佳。

  支东明说,通过研究和实践,首次提出了低渗砾岩核磁共振测井评价理论,研发了针对低渗砾岩的黏土含量计算、有效孔隙度计算和流体性质识别技术等三项新技术和新方法,预测精度显著提高,测井解释符合率从43%提高到84%。特别是利用中子与核磁相结合攻克了低渗透砾岩黏土含量计算难题,发现了油、水层核磁波谱分布规律,研发了砾岩甜点预测技术,甜点钻遇率从53.3%提高到86.7%。

  “针对砾岩储层裂缝扩展机理复杂等难题,开展人工裂缝扩展规律及体积压裂优化设计研究,集成创新形成细分切割水平井体积压裂技术,成本降低35%,单井产量提高4—7倍,实现了规模储量的快速有效动用。”支东明说。

  在玛湖的研究成果也得到了业界和专家的认可。

  在中国石油天然气集团公司组织的《凹陷区砾岩油藏勘探理论技术与玛湖特大型油田发现》成果鉴定会上,马永生等9名院士及其他专家一致认为:该成果总体达到国际领先水平。

  “正是通过凹陷区砾岩油藏勘探理论技术,玛湖大油区的发现,新增石油三级储量12.4亿吨,探明储量5.2亿吨,已新建产能605万吨,实现100多亿利润,还将建产877万吨。”唐勇说,玛湖成为新疆及我国西部地区重要的石油资源接替。而在玛湖凹陷区所取得的技术成就已经在中石化新疆探区、吐哈盆地等地区应用,也取得了良好成效。

  随着我国多数油田步入“中老龄”期,中国工程院院士李阳说,我国油气勘探正向深层和复杂领域拓展,将会遇到许多新问题。“玛湖带给我们的启示是,今后勘探工作中,不仅需要建立勘探理论,同时也要形成勘探技术。未来我们要加大工程和技术的研究及应用以支撑大油气田的发现。”

(责任编辑:王蔚)

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