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塔里木油田攀登地下珠峰 勇闯油气禁区

时间:2021-09-26来源 : 中国网作者 : 受吉相 王成凯 张思敏

在塔里木油田勘探开发的攻坚历程中,总是燃烧着一束照亮无人之境、开拓未知领域的“火焰”;在塔里木石油人传承自大庆精神铁人精神的血脉中,永远奔涌着一股攻克艰难险阻、探索“油气禁区”的豪迈。

每一座“地下珠峰”的突破,都为中国石油工业发展史添上了浓墨重彩的一笔。而今,塔里木油田又在主力产层普遍埋深8000米的富满油田,找到我国最大超深海相断控缝洞型碳酸盐岩油藏,新发现一个10亿吨级的石油规模储量区,为塔里木油田向深层、超深层挺进增添了新动能。

近年来,塔里木油田坚决贯彻落实习近平总书记关于大力提升国内油气勘探开发力度的重要指示批示精神,认真落实集团公司党组决策部署,勇闯禁区、挑战极限,强化基础地质研究,加快突破关键核心技术,建成我国油气深地领域技术创新策源地、技术研发高地和技术配套示范基地。

进军超深层  扛起塔里木的责任担当

长期以来,我国能源供给一直处于偏紧状态,油气对外依存度超国际警戒线,能源安全问题严重制约我国经济社会发展。2018年7月,习近平总书记做出大力提升勘探开发力度,保障国家能源安全的重要批示。

党中央确定了我国科技面向2030年的长远战略,提出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”,明确要求围绕国家重大战略需求,着力攻破关键核心技术,抢占事关长远和全局的科技战略制高点。

集团公司党组对塔里木油田寄予厚望、充满期待,做出新疆5000万吨上产工程的战略部署,明确提出塔里木油田要承担60%以上的总产量和80%以上的产量增量。

习近平总书记的重要指示批示,党和国家发展战略的需要,集团公司对塔里木的明确定位,赋予了塔里木油田新的重大使命。在深层超深层寻找大场面、建设大油气田,是塔里木油田义不容辞的责任。

而随着勘探开发的不断深入,走到今天,塔里木盆地浅层油气藏基本已经发现殆尽。我国最新一轮油气资源评价结果显示,塔里木盆地超深层油气资源量丰富,埋深超过6000米的石油和天然气资源分别占全国的83.2%和63.9%,超深层油气资源总量约占全球的19%,勘探开发潜力巨大。全面进入超深复杂领域,向深向难是塔里木盆地油气勘探开发的必然趋势。

统计表明,世界新增油气储量60%来自深部地层,而塔里木油田近年找到的90%油气储量、50%油气产量来自超深层。

深入研判内外部发展形势,塔里木油田清醒地认识到,找到战略接替领域、实现高质量发展,必须立足大盆地大场面,跳出“热炕头”,提高对资源的掌控能力,做到“手里有粮、心中不慌”。加快向深层、超深层进军,是塔里木油田实现高质量发展的必然选择。

勇闯深层、超深层勘探“禁区”,对于整个油气行业而言,都是一场极限挑战;在写满世界级勘探开发难题的塔里木盆地,这条求索之路,更是布满了艰难险阻。

塔里木盆地的勘探开发环境非常复杂。地表有雄鹰飞不过的刀片山,有巨厚黄土覆盖的山前戈壁,有如山似丘的流动沙漠。地下有高陡构造、高温地层,有橡皮胶状强蠕变性,易造成卡钻的盐膏层、软泥岩层——横亘在埋深达8000米以深的高压油气藏宝库之前的,是一道道险峻的“沟壑”。

为了克服这些难题,塔里木石油人历经“六上五下”,锲而不舍的技术攻关,破解了一道道世界级难题;油气勘探越来越向地层深处挺进,不断逼近生烃中心,勘探开发技术日益精进,变“打不成”为“打得成”;每一步进阶,无不闪烁着塔里木石油人的智慧。

沙漠物探作业。

会战以来,塔里木油田钻探的6000米以深的探井、评价井有528口,近10年来钻探的超深探井、评价井413口,而同时期,超深层勘探最为活跃的墨西哥湾钻探超深井仅76口。对比国外超亿吨级的超深油气田,塔里木库车前陆盆地和塔北隆起勘探发现与规模开发仅用3到10年,而国外类似储量规模的超深大油气田需40到50年。

“十三五”以来,塔里木油田坚持资源为王,立足大盆地、瞄准大场面,不断深化盆地地质认识,总结形成了“围绕烃源、追寻断裂、优选储层、搜寻圈闭”的技术路线,大力实施“3+2”勘探开发战略部署,全面加强新区新领域风险勘探,突出成熟区带集中勘探,推进油气勘探不断向纵深挺进,取得令人瞩目的成就。

目前,塔里木油田已规模探明并开发了克拉苏、哈拉哈塘和塔中等超深特大型油气田;其中,克拉苏气田是全球陆上地质储量规模最大的超深气田,塔北、塔中分别是全球陆上地质储量规模最大的超深油田和超深凝析气田,近几年在中秋1、博孜9、轮探1、满深1等超深领域持续获得重大发现。

2020年,塔里木油田油气产量当量达到3080万吨,全面建成了年产3000万吨大油气田,成为我国第三大油气田,跃向“更深、更复杂”的展望更加炽热。

进入“十四五”,塔里木油田加快推进增储上产,大打油气勘探进攻战,加快向超深层进军的步伐。如今,塔里木油田已成功钻探轮探1、克深21等18口8000米以深的超深井,超深层油气井占塔里木油田总井数的36%。截至目前,塔里木油田今年已完钻和正钻的8000米以深井达到16口,超过之前油田部署的超深井数量之和。

富满油田是全球迄今为止发现的埋藏最深、规模最大的碳酸盐岩挥发性油藏,开采难度位居世界前列。经过6年持续攻关,塔里木油田攻克了高品质地震资料采集处理技术和超深复杂碳酸盐岩布井技术难题,使新井成功率从75%提升到目前的95%以上。

8月30日,股份公司重点风险探井中寒2井五开钻至井深8781米顺利完钻,完井作业各项施工正在有条不紊进行中。今年年初以来,塔里木油田科研人员加大圈闭搜索与落实力度,在塔中寒武系盐下围绕已发现的中深1气藏,落实了中深6、中深7两个岩性圈闭,力争早日打开盆地寒武系勘探新局面。

敢为人先  打破传统工程地质禁锢

塔里木盆地是亚洲油气埋藏最深、油气藏类型最复杂的富油气盆地,盆地资源量超过170亿吨。自盆地油气勘探之初,塔里木石油人就做好了“问鼎”深层的思想准备。

然而,一深万事难。塔里木盆地历经“整体挤压、分层变形、垂向叠置、联动递进”八期构造变形,地质构造极其复杂,超出了教科书上的认识和东部油田的经验。

超深层有没有优质储层?传统地质理论认为,在地下7000米以深的超深层,巨厚的岩层产生的巨大重量和压力,把保存油气的空间都挤压殆尽,基本上不可能存在具有工业价值的油气储集空间。

油气层如何钻达?在塔里木盆地每打一口井,都要迈过“喷、漏、卡、塌、毒、硬、斜”等多道“鬼门关”,自上而下可能会钻遇多套盐层或断层,加之超深、超高压、超高温等难题,普通井下工具经受地热与摩擦热的双重“烤验”,在井下会变得像面条一样柔软,常规钻探技术基本“打不成”。

效益勘探能不能实现?超深层井钻井周期普遍在2至3年,需要高端人才和先进技术装备支撑,人力物力资金投入巨大,而且油气产品远离国内东部大市场,一旦失利投资就“打了水漂”,这一切使效益“含金量”大打折扣。

全世界衡量钻井难度的13项指标中,塔里木有7项指标排名第一,综合难度世界之最。

但再难也要干,这是塔里木油田贯彻落实党中央、国务院“稳定东部、发展西部”战略部署的一项硬任务,是加快油气勘探开发、保障国家能源安全的一道“必答题”。

如何啃下“全球少有、国内独有”的硬骨头?塔里木油田不断深化地质理论认识,重审地下,再盘“家底”,设立构造、沉积、成藏等9大基础研究课题,一点点勾勒出了通往深地的“寻宝路径”,让地下8000米以深有富集油气的构想,不只存在于地质家的脑海中。

瞄准物探及地质基础研究,引领油气勘探挺进深层。塔里木油田深入开展全盆地系统性、整体性综合地质研究工作,基本摸清了不同地质时期沉积环境、构造演化特征,初步明确盆地四大含油气系统油气成藏主控因素,明确勘探主攻领域及方向,油气富集规律更加清晰。

油田科研人员攻克了一系列世界级难题,建成了3000万吨大油气田

近年来,塔里木盆地台盆区超深层勘探方兴未艾。塔里木油田不断深化台盆区奥陶系深层碳酸盐岩油气成藏机理研究,形成“储层选区、断裂选带、断溶选井”的深层勘探思路。2020年1月,轮探1井试获工业油气流,发现了全球最深的古生界油气藏,在全新领域开辟了新层系。今年年初以来,满深1井、满深2井、满深3井、富源3井持续突破,掀起了奥陶系深层持续发现的热潮。与此同时,台盆区寒武系盐下白云岩曙光乍现。

今年,在深入实施“3+2”勘探开发战略部署的基础上,塔里木油田设立“4+2”研究专班,以高效勘探、圈闭质量提升专项行动为抓手,强化盆地基础研究、区带评价与目标优选,加快寻找战略接替区和规模优质储量,持续撬动油气勘探的深层动力。

向地下进军,向深层“攀登”。面对超高温、超高压、强腐蚀、钻井周期长等世界级钻探难题,超深层工程技术瓶颈等,塔里木油田不断健全工程管理模式,创新开放式科研体制,充分发挥甲乙双方互补优势,全面保障生产组织高效运行,促进钻探工程技术不断突破。制定“六项优化、六项加强”的工程技术实施方案,着力突破复杂难钻地层快速钻井、极端环境下井筒完整性、深地复杂压力系统安全封隔三大关键技术瓶颈,磨砺超深层钻井“金刚钻”。

直面挑战  突破深地三条“死亡线”

勘探无“禁区”,找油无极限。面对油气成藏、工程技术、效益勘探三条“死亡线”,塔里木油田创新不停、攻关不止,创新形成两项关键超深油气地质理论、四大勘探开发技术系列和六大工程配套技术,打造地震提质、钻井提速、开发提产三把“利剑”。

从“宽线+大组合”二维地震到三维地震,从给地层做“B超”到实行“CT检查”,塔里木油田持续强化物探部署和攻关,在塔里木盆地铺满“大网”,擦亮地质家的“眼睛”,支撑库车山前地震资料的一、二级品率由50%提高到83%。

地质认识是照亮勘探进程的“灯塔”,没有地质理论的突破就没有大油气田的突破。近年来,塔里木油田通过持续深化地质认识,在新区新领域清晰构建盆地地层与构造格架,识别出三大生烃中心,确立勘探主攻方向。在库车山前,清晰认识盐下构造成排成带规律,实现有“圈”必有“藏”。在台盆区,清晰把握碳酸盐岩走滑断裂控储控藏规律,在小油藏里找到了大油田,突破了油气成藏“死亡极限”。

抓住钻井这个“龙头”工程,塔里木油田铸工程技术“利器”,集成配套超深井钻探技术,“量体裁衣”优化井身结构,不断完善复杂岩性地层提速模板。今年,库车山前超深层的钻井跑出了“百米速度”,山前每口井的钻井周期从600天缩短到289天,“库车提速二十二条”等提速方案脱颖而出,为打开超深层油气宝藏的大门又添一把“金钥匙”。台盆区每口井的钻井周期由200天降至131天,深地钻完井实现由“打不成”到“打得成、钻得快、建得好”的重大跨越,突破了工程技术深度极限。

纵览塔里木油田工程技术超深层阶段的发展与实践,一项项技术创新与应用为安全高效钻井注入新活力。攻关形成复杂超深井钻井配套技术、超深高温高压完井改造技术,支撑了克拉苏超深层的勘探持续突破和快速建产。复杂深井、超深井钻井技术在井身结构设计、盐膏层钻井、钻井提速等三方面取得突破,有效解决了超深复杂地层安全、快速钻井难题。

更深地层、更深钻井,对井控安全管理也提出更高要求。塔里木油田按照集团公司系列井控管理文件要求,不断完善井控管理制度,扎牢超深钻井的安全“栅栏”。提出井控工作“十个严禁”,编制井控专项整治三年行动方案,先后起草发布了16项井控风险管控措施。同时,强化过程监管,开展井控风险隐患排查治理,督促落实制度标准执行不走样。此外,严把井控关键环节技术关,确保风险受控。统一井控装备管理,提升井控装备本质安全水平。组建应急中心,构建大应急格局。

塔里木油田甲乙方技术人员在钻井现场进行技术攻关

聚焦“难动用”储量,塔里木油田配套形成超深复杂储层精准化改造技术,推广应用缝网酸压及压裂等技术,使油气藏“脱贫致富”,单井油气产量不断攀升,实施储层改造后,单井平均无阻流量平均提高5倍以上,平均单井产量超东部油田10倍。截至目前,塔里木油田已成功探明、开发我国陆上最深气田——克深9气田,我国陆上压力最高气田——克深13气田等一批超深油气田,突破了超深层高效勘探和低成本开发的效益极限。

从储量“难动用”,到储层评价及改造技术日趋成熟,拥抱地下油气“聚宝盆”;从超深复杂油气藏想得到、看得到,到够得到、采得出……每一次攻坚,都闪现着科技创新的“身影”;每一次突破,都彰显着科技创新的助攻。

自主开放  打造科研创新高地

科技创新,道阻且长,行而不辍,方能致远。

没有科技的支撑,不可能获得超深层油气大发现,更不会实现高水平高效益。多年来,塔里木油田以基础研究的累积性进步和突破性发展,向科技创新要产量、要效益,实现与深层“地宫”从“相识”到“相知”的嬗变。

塔里木油田牢固树立“科学技术是第一生产力、创新是引领发展第一动力”理念,把创新作为引领发展的“五大战略”之一,推进以科技创新为核心的全面创新。

突出自主开放融合式科研体系建设,塔里木油田搭建超深领域创新平台,坚持油田主导,梳理关键技术树、攻关顶层设计和核心技术研发;坚持开放联合,汇集国内外优势科技资源,以技术研发、定制、优选等方式联合中石油内外顶尖科研力量共同攻关。

探寻超深层油气资源,如同摘取被掩藏在“荆棘”中的“珍珠”;既需要逢山开路的勇气,更需要披荆斩棘的魄力。

塔里木油田深入实施资源战略,不断创新思路,打造提产“利剑”,围剿“卡脖子”难题,让油气藏“脱贫致富”。

塔里木油田超深复杂储层精细化改造、提产等多项技术实现从无到有、从有到精的突破,有效提高了单井产量。库车山前低孔裂缝性砂岩储层平均增产5.3倍,碳酸盐岩改造后建产率达70%,实现大北、克深等超深天然气田高效建产和规模效益开发;攻关库车深层气藏高效开发技术,克拉2等主力气田开发指标持续改善。碎屑岩注气提高采收率主打技术发力塔中、轮南、哈得等油田,进一步扩大了开发规模。

在富满油田开辟了“主干断裂成藏”的新天地,形成超深海相碳酸盐岩断裂控储成藏地质理论、超深复杂断控缝洞体精细描述技术、超深断控缝洞型碳酸盐岩油藏高效布井技术以及大面积、低丰度超深缝洞型油藏快速建产技术,为精确锁定高产井位、实现规模效益开发提供有力支撑。这一项项地质理论、3项关键技术,填补了我国超深复杂碳酸盐岩缝洞型油藏勘探开发领域的空白。

站在“巨人的肩膀上”,塔里木油田既主动“拿来”,又积极创新,从“借力”向“自立”转变,打破多项国外技术垄断,“十三五”期间,共获得7项省部级科研项目一等奖,实现超深油气勘探开发关键技术群从“跟跑”到“并跑”,再到“领跑”的跨越,有力推动引领了我国石油工业向深地领域进军,带动了我国深地领域技术、装备和产业的发展进步。

2020年4月8日,满深1井勘探获重大突破

塔里木油田建立健全高效的科研管理、科技资源投入与使用、技术与成果评价等五套机制,大力培育技术研发、技术管理、技术应用三支团队,健全产学研用一体化机制,鼓励科技人员将论文写在现场,用在技术攻关实践中,推动科研成果转化为实实在在的生产力。深化“双序列”改革,畅通专家岗位与生产管理岗位双向交流渠道,促进人才的合理流动和全面培养。建立健全新时代人才“生聚理用”机制,引导科研人员当专家、成英才,科研岗位成为最有价值、最具吸引力的岗位。

当前,塔里木油田正在加快推动中国石油超深层复杂油气藏勘探开发技术研究中心落地,着力把塔里木打造成为深层勘探开发技术的“孵化器”和“试验田”,以科技创新厚植高质量发展动能,不断向更深、更广、更新领域进军。文/受吉相 王成凯 张思敏  摄影/陈士兵

(责任编辑:沈晔)
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