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大创新
2022年02月22日 17:05 来源于 中国石油石化    作者:本刊记者 陆晓如        打印字号
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  不论现在还是未来,创新都是破解油气勘探难题、走向更大发展的金钥匙。

 

  2021年的一系列勘探突破,一份份高分勘探答卷,是心怀“国之大者”,聚焦保障国家能源安全重大责任,推动油气保供能力再增强。

  尽管国内油气发现呈现点多、面广、质优等良好态势,但无法回避的是,勘探条件变差、地上地下对象愈发复杂等仍然是油气勘探必须直面的瓶颈。而创新,不论现在还是未来,都是破解油气勘探难题、走向更大发展必须依靠的“钥匙”。

  创新勘探思路

  思路决定出路,方向决定前途。这句话对油气勘探而言,再正确不过了。

  南海东部油田是我国重要的海上油气生产基地。但在该海域40余年的勘探发现都以新生代成藏组合为主,中生代古潜山从未获得商业储量。因此,业界普遍认为,南海东部古潜山暴露、风化时间短,难以形成优质储层,不具备较大的勘探潜力。

  惠州凹陷是南海东部石油工业的摇篮。自1980年钻探“ZHU7井”,已建成了惠州、西江、流花11-1等一大批油田,为我国海洋石油工业发展做出了卓越贡献。然而,随着勘探开发不断深入,惠州凹陷油田储量接替难、产量递减快等问题日渐暴露。

  惠州凹陷还能不能找到大中型油田?古潜山真的无法突破吗?

  2018年以来,在增储上产“七年行动计划”指引下,中国海油创新提出“立足富烃,聚焦双古”的勘探思路,立足富烃洼陷,围绕惠州凹陷26洼转换带寻找古近系规模型储集体,探索古潜山勘探新领域。

  最终,惠州26-6油气田一举打破了南海东部海域在潜山领域40余年无商业发现的历史,开启了古潜山古近系“双古”立体勘探的新局面,展示出了该领域巨大的勘探前景,为南海东部油田找到了储量接替的新方向。

  同样因勘探思路的创新、勘探方向的调整而出现的大反转,在2021年不断上演。

  2021年我国渤海再次收获的亿吨级大油田——垦利10-2油田,构造位于渤海莱州湾凹陷区。

  按照传统观念,莱州湾凹陷区浅层、深层地层均为富泥沉积,地下深处的油气被不同岩性的地层所阻隔,就像盖了很多层厚棉被,无法向浅层运移聚集。多年来,该区岩性油气藏勘探一直未获得突破。

  勘探人员基于扎实的基础研究,大胆创新勘探思路,提出了新近系岩性油藏成藏新模式。在新思路的指导下,逐步摸清了油气藏的富集规律和勘探方向。经过一年的评价,在莱州湾凹陷浅层成功发现了垦利10-2油田。

  2021年11月25日,中国石油吐哈油田部署在吐哈盆地凹陷区的预探井吉7H井,在侏罗系三工河组获得高产轻质油气流,日产气5.4万立方米、油48立方米。

  “吉7H井的成功,首先得益于勘探思路的转变。”吐哈油田勘探开发研究院院长崔英怀说。

  吐哈油田已开发建设30周年。面对石油老区复杂的地质情况,“解放思想、转变思路”,“重新认识自我、重新认识吐哈盆地、重新认识煤成烃理论”,“向深层勘探进军,在吐哈之下找吐哈”,成为吐哈油田2021年勘探工作的核心和关键。

  由此,吐哈油田深层勘探由环洼构造油藏转向下洼寻找近源岩性油藏,构建了洼陷区下侏罗统致密砂岩气藏成藏新模式,并以吉7H井的突破实现了吐哈盆地由正向二级构造带向下洼勘探的历史性转变,成功开辟了吐哈区域侏罗系源内致密砂岩油气藏勘探的新领域,展现出了凹陷区9600平方千米广阔的勘探前景。

  解放思想,破除观念禁区,勇闯勘探无人区,向新的油气勘探领域挺进,真可谓“思路一变,出路一片”!

  创新理论认识

  对于页岩油,很多人并不陌生。美国正是依靠页岩油气革命,实现了能源独立,深刻改变了世界油气供需格局。

  不同于国外已经成功开发的海相页岩油,我国页岩油主要为陆相页岩油。西方地质学家曾断言:“海相页岩能生油,陆相页岩不能生油。”

  事实上,世界上已发现的石油资源大多处在海相地层,因此陆相地层的潜力不被看好。“页岩是泥岩,非常致密,有油也采不出来,即便采出来也不能高产。”这是曾经被写入石油教科书的“定论”。

  “古龙页岩油开展前期评价研究时,我们曾经邀请壳牌、BP等公司参与。BP认为,获得商业油流的风险非常高,不存在已知具有商业开发价值的类似湖相页岩区块。”大庆油田页岩油勘探开发指挥部总指挥何文渊回忆道。

  页岩油的潜力,大庆人从不怀疑。勇于探索、攻坚克难的大庆人,以创新之力,在页岩油理论认识上取得了4项突破性认识——

  发现了古龙页岩具有受页理控制的缝孔储集体系,突破了页岩储层物性差的传统认识;发现了高黏土页岩源储一体、含油性好,突破了页岩油主要赋存于砂岩、碳酸盐岩夹层中的传统认识;发现了古龙页岩生油窗口宽,高成熟阶段仍可以液态生烃为主,突破了Ro(镜质体反射率)大于1.3%以气为主的传统认识;发现了水敏矿物蒙脱石“消亡线”,突破了高黏土页岩可压性差的传统认识。

  这些突破性认识,实现了从陆相页岩“生”油到陆相页岩“产”油的跨越,实现了从经典石油地质学运移成藏到高有机质页岩原位成藏的跨越,使古龙页岩油成为大庆百年油田建设的重要战略资源。

  不止是页岩油理论。我国在海相碳酸盐岩、深层超深层、页岩气等勘探领域,破除认识误区,揭示了新的油气成藏机制,发现了新的油气富集规律,指导勘探开发一步步推进。

  在塔里木盆地,超深断溶体油气成藏模式等理论认识,引领并指导了顺北、富满等地区油气勘探取得新突破。

  “我们持续深化碳酸盐岩勘探开发科研攻关,不受传统油气地质理论局限,提出了超深海相缝洞型碳酸盐岩油气成藏地质理论,创立了准层状油气藏模式,总结了缝洞型碳酸盐岩大油气田成藏关键要素,攻克了超深、断控、缝洞型碳酸盐储层预测方法的技术瓶颈,为主要目的层埋深8000米左右的富满油田的发现奠定了基础。”塔里木油田勘探开发研究院副院长兼总地质师唐雁刚说。

  点滴累积性的地质认识进步,塔里木油田创新形成了适应塔里木盆地地质特征、具有行业影响力的含盐前陆冲断带超深油气成藏地质理论、超深海相缝洞型碳酸盐岩油气成藏地质理论两大关键地质理论体系,成功梳理出了库车前陆、台盆区、塔西南山前、麦盖提斜坡四大含油气系统,划分出了上组合、中组合、下组合三套有利的成藏组合,为风险勘探领域的有序评价提供了最重要的依据。

  在四川盆地,大面积、高丰度页岩气富集理论,指导川南形成了万亿立方米级的大气区。

  中国石油西南油气田创新页岩气富集理论,明确泸州古隆起是深层页岩气规模富集的最有利地区,在泸州地区深层页岩气取得了全面突破,新落实万亿立方米级储量区,探明了国内规模最大的深层页岩气田。

  中国石化江汉油田加强二叠系有利相带研究,在鄂西渝东地区部署的红页1HF井在吴家坪组试获日产气8.9万立方米,新增预测地质储量1051亿立方米,率先实现了国内二叠系海相页岩气勘探的重大突破。

  创新技术装备

  2021年10月21日,当习近平总书记登上胜利油田莱深斜2井场10.5米高的二层钻井平台,“机械手”“铁钻工”等钻井自动化装备、一体化司钻房,以高精尖的形象进入了公众视野。总书记夸赞说:“像飞行员开飞机。”

  钻井领域的自动化、智能化,带来了劳动强度的减轻、工作环境的改善,带来了油气勘探开发效率的极大提升。

  由中国石油自主研发的一键式人机交互7000米自动化钻机,通过机器人自动感知、精准定位、智能协同等技术,在井口区8平方米的范围内,整合了11种设备的360多个动作。控制人员只需按下一个按键,就能实现钻机多个设备的协同联动和数据的实时交互,帮助钻井工人高效完成复杂的作业任务。

  虽然还未完全定型,但在100天的工业化试验里,已经呈现出了自动程度高、安全水平高、作业效率高、操控性能优等特点。在降低人工、采购等成本的同时,创造了4项钻井纪录,提速提效十分显著。

  中国工程院院士孙金声给予了充分肯定。他表示,该钻机使钻井工人从原来干“蓝领”的活到现在干“白领”的活,大幅度降低了劳动强度,提升了我国石油钻采装备的国际竞争力,对推动我国石油钻机向自动化、智能化方向发展,提高工程技术服务水平具有重要的意义。

  智能化同样在物探领域展现了惊人的应用成果。

  国际上“AI+物探”研究发展迅速,人工智能在物探装备、物探采集、地震数据处理与解释等方面的应用日益深入。我国亦不例外。油气物探技术与5G、大数据、云平台能等信息技术不断深度融合,给油气勘探提升质量效益插上了腾飞的翅膀。

  与此同时,宽方位、宽频、高密度地震勘探技术的不断升级发展,可控震源、横波震源三维地震勘探技术、大道数节点、海底节点仪器等物探新技术新装备的推广应用……物探作业成本不断降低,勘探周期不断缩短,探井成功率不断提升,高精度低成本勘探日益成为现实。

  如果说资源是饭,那技术就是碗。2021年,我国一系列工程技术与装备的进步,让油气这碗饭不仅稳稳地端在手里,更能顺利地吃进嘴里。

  仅看深水油气资源的勘探开发。数据显示,我国海域深水油气资源约300亿吨油当量,约占我国南海油气总储量的50%。向深海要油气,是保障国家能源安全的重要方向。但我国深水油气勘探开发起步较晚,且受技术和装备限制,长期未能实现突破。

  2021年6月25日,以我国自营勘探开发的首个1500米超深水大气田“深海一号”正式投产为标志,我国海洋石油勘探开发能力实现了从300米深水向1500米超深水的历史性跨越。而“深海一号”能源站的建造,实现了3项世界首创技术、13项国内首创技术,堪称中国海洋工程装备领域的集大成之作。

  “两化”融合的不断深入,成熟技术装备的深化应用,新技术新装备的不断涌现,“毫无疑问,我国油气勘探开发技术已经取得了长足进步,但一些‘卡脖子’技术还未有效突破,未来还应着力攻关。相信随着关键核心技术的攻克,相对而言油气勘探的难度将越来越低。”国务院发展研究中心资源与环境政策研究所研究员郭焦锋说。

  创新勘探管理

  探明天然气地质储量超1010亿立方米,展示出了中国海油临兴气田的丰厚家底。

  提出“力争在未来3年内建成年产能33亿立方米、年产量27亿立方米的大气田”的大胆规划,中国海油中联公司的底气在于经过多年探索,形成了较为完善的勘探开发一体化管理模式。

  传统勘探开发模式主要由勘探、开发两大专业部门相对独立地开展工作。这种“接力跑”的模式,在油气勘探开发难度不断加大、勘探开发力度不断加强、勘探开发领域不断拓宽,油气行业日益聚焦价值创造、重视经济效益的背景下,难以满足效益最大化的要求。

  因此,勘探开发一体化管理模式创新而生——将勘探、开发两个独立系统有机紧密结合起来,使勘探环节向开发延伸、开发生产向勘探渗透,变前后接力为交流互动。

  负责勘探开发临兴气田的中联公司,融合之前在沁水盆地南部柿庄北区块取得的勘探开发一体化成功经验,探井与开发井整体部署,分步实施,兼顾地面设施及下游市场,深刻影响和改变了非常规气的勘探开发节奏和成效。

  事实上,勘探开发一体化管理模式已被各油气企业广泛关注、应用,并不断被赋予更多的内涵,成为油气增储上产加快步伐的催化剂,成为油气勘探开发领域的一大发展趋势。

  除此之外,着力提升勘探管理水平,激发勘探活力,各大油气企业各有各的创新、各有各的高招。

  塔里木油田进一步提高圈闭审查质量和规范化水平,及时修订完善圈闭管理制度,细化圈闭审查内容,按圈闭研究阶段开展分级分类审查,优化审查流程、严格过程质控,确保审查质量与效率。强化勘探计划管理,根据研究和生产进展及时组织进行调整部署,提高计划执行率。及时掌握勘探项目成本变化趋势,清理勘探投资使用情况,为部署调整提供依据,确保勘探投资整体受控。推行勘探项目管理和井长负责制的管理模式,充分发挥一体化管理和各专业配合的集群优势,风险探井实行井长负责制,及时分析和处置问题。

  青海油田以“打成井、打好井”为目标,针对重要领域、重点工程,梳理出15口探井实现升级管理,创新单井管理模式,充分调动油田和施工方的力量,实施挂图作战,对表推进。严格井控管理,完善井控管理办法,制定工程问题和防范措施清单,建立井控管理网络,全面推广“六个评估”,落实井筒质量“七条红线”判别标准,狠抓制度建设、方案设计审查、现场监督检查,2021年全年井身质量合格率100%、固井质量合格率94%。

  …… ……

  高效勘探是油气勘探工作永恒的主题。创新勘探管理,带来了地质工程风险的降低,勘探成本的降低,探井成功率的提高,勘探质量效益的提高……中国石油副总经理焦方正表示,将坚持推进勘探管理创新不动摇,创新勘探部署、储量管理、矿权管理和科技管理,不断增强油气勘探的动力源。

  创新资源管理

  2021年开年第一天,中国石油首批矿权内部流转区块之一,内蒙古巴彦河套探区传出捷报——

  磴探1井见到173米油气显示,有望落实亿吨级资源规模,实现临河坳陷新区带突破。

  由于资源禀赋和历史原因,我国东西部油田剩余油气资源存在明显差异。西部油区地域广阔,资源潜力大,勘探程度较低,但投资和技术力量有限,心有余而力不足。而东部探矿区域有限,因开发时间较长,积累了雄厚的技术和充足的人力,但后备资源不足,巧妇难为无米之炊。

  为盘活矿权区块和未动用储量资产,激活勘探开发市场,将东部的技术、人力资源引进西部,促进油气增储上产,保障国家能源安全,国家推进油气上游领域改革,放宽油气勘查开采限制,允许符合准入要求并获得资质的市场主体参与常规油气勘查开采,并实行严格的区块退出机制,推行竞争性出让。

  2017年,中国石油贯彻落实国家油气体制改革精神,率先开启了内部矿权流转。希望通过内部变革,盘活各油田的矿权、储量以及技术、人才等资源,加大油气勘探开发力度、提高储量利用率,解决老油田资源接替和亏损的问题,实现利益最大化。

  由此,青海油田所在的柴达木盆地4个探矿权和2个采矿权区块流转给辽河油田,长庆油田所在的鄂尔多斯及北部外围盆地5个探矿权和2个采矿权流转给华北油田和玉门油田,西南油气田所在的四川盆地及西昌盆地2个探矿权和1个采矿权流转给大庆油田。

  2019年,中国石油启动第二批矿权内部流转。流转的数量和面积是首批的两倍以上,而且流转单位从油气田企业扩大到了工程技术企业及外部企业,在区块与单位的选择上更有针对性。

  中国石化同样积极行动,将华北油气分公司鄂南旬邑—宜君矿权区块流转到河南油田,将西南油气分公司通南巴和百色油田矿权区块分别流转至中原油田、江苏油田,东北油气分公司彰武油田矿权区块流转至江汉油田。

  矿权的流转,打破了各油田“画地为牢”的矿权格局,激活了勘探开发市场,增储上产效果立竿见影。

  华北油田在巴彦河套盆地多口探井获高产油气流,打破了该盆地40余年久攻不破的局面,一个预测储量超亿吨的整装新油田——吉兰泰油田横空出世。

  大庆油田在四川盆地获得多领域重大突破。潼探1井在茅一段泥灰岩获日产气31万立方米,实现了四川盆地广泛、连续稳定分布的非常规泥灰岩储层工业产量突破;平安1井在凉高山组页岩获日产油112立方米、日产气11万立方米,首次在四川盆地侏罗系凉高山组页岩获得了高产油气流,揭示了四川盆地页岩油气的新领域……

  中原油田在通南巴流转区块初步开拓出须家河组、雷口坡组等海陆相规模增储阵地。

  …… ……

  据悉,中国石油在两轮内部配置的基础上,为实现公司整体利益最大化,以矿权年度投入状况和未动用储量效益评价为依据,建立了内部动态配置“项目池”制度。对连续几年未投入实物工作量的探矿权、发现多年未升级的储量区块自动归入项目池,以“谁能效益开发动用谁动用”的原则,实行公司内部竞争性配置或指定配置。

  在国家矿权区块竞争出让的大背景下,形成新区评价和竞争获取机制;从油公司以经济可采为核心的储量资产经营角度出发,探索适应新的资源对象形势下的储量评价管理机制;适应资源储量市场化要求,建立储量价值评价体系;在上游全面放开的趋势下,推动油气勘探开发高质量合资合作,建立内竞外合的管理机制……一系列的资源管理创新举措,正在不断迸发撬动油气增储上产的力量。

  突破时刻来得热烈,但须知所有的突破都不是一朝一夕之功,而是创新的不断蓄力、厚积薄发。仰望星空,脚要踏着实地。信心不动摇,干劲不松懈,创新的跬步,必将带领油气勘探走向更强大的未来。

  责任编辑:陆晓如

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