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”是它一直以來給石油地質(zhì)學(xué)界留下的印象。不過，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，渤海能否迎來大規(guī)模既有油又有氣的新時(shí)代,要解決的第一個(gè)問題就是，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)那里有沒有足量能產(chǎn)氣的烴源巖。

多年來，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3400萬年前，終于2300萬年前)以來的大幅度沉降，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)1.5萬億—1.9萬億方，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。”謝玉洪說。

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)，這給鉆井工程帶來極大挑戰(zhàn)。

為此，中國(guó)海油開創(chuàng)了海上深部硬地層快速無傷害鉆井關(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，鉆井周期由原來的119天降至45天。

謝玉洪說：“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)。”在“渤海灣盆地深層大型凝析氣田勘探理論技術(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。(胡定坤)