2011年底,教育部2011年度高等學校科學研究優秀成果獎公示,中國石油大學(北京)羅群博士領銜完成的“陸相盆地斷裂控藏機理與模式”項目獲得科技進步一等獎。同一時期,該項目獲得中國石油與化工聯合會的科技進步一等獎。
據了解,該項目的核心成果是斷裂控烴理論。該理論認為斷裂是控制陸相盆地油氣生運聚散和分布的根本原因。這一理論為進一步深化我國陸相盆地油氣勘探提供了新的理論依據,拓寬了我國油氣勘探的領域。
為了更詳細地了解這一理論的先進性和應用價值,本刊特別專訪了羅群博士。
羅群,中國石油大學(北京)副教授,曾主持國家“十一五”重大科技攻關專項一項,參與承擔國家、省部級項目十余項。除“斷裂控烴理論”外,他還提出“地震成藏學”概念,并在2011年初步建立“地震成藏學”學科理論框架。
記者:首先恭喜您連獲兩項大獎,請談談感受。
羅群:我們的項目同時獲得兩個科技進步一等獎,充分說明了項目成果的含金量。“天道酬勤”是我最深的感觸。回首“二十年磨一劍”的艱辛與奮進,勤奮始終是這段歷程的主旋律。身為石油人的責任、為事業獻身的理想,甚至眾人指責聲中的尷尬,都是激勵我們勤奮工作、自強不息的動力,我們必須證明自己的理論。
蒼天不負有心人,不僅給了我們成就事業的機會,更以兩個“一等獎”回報了我們的勤奮,大家都很欣慰,也更加有動力繼續前進。
記者:請您詳細介紹一下斷裂控烴理論?它的研究背景是怎樣的?
羅群:油氣勘探是高回報的事業,更是高風險的事業。隨著油氣勘探的不斷深入,世界范圍內常規油氣資源不斷減少和枯竭,大多地區已開始或正在進入尋找更加隱蔽、更加復雜難找的油氣勘探階段,與之相伴的,勘探風險也越來越高。這就需要更加先進的勘探理論及配套技術以適應新的勘探形勢,斷裂控烴理論正是在這種背景下于1998年正式提出,并在以后的科研與生產實踐中不斷完善的。
斷裂控烴理論又稱斷裂控油氣理論,是關于斷裂對地球上烴類物質的形成、演化及其分布規律認識的理論總結,具體地說是指涵蓋深大斷裂及其派生斷裂對油氣的生成、運移、聚集、調整、保存、破壞和分布的控制規律的系統知識體系。它是我和我的團隊針對我國地質特征和油氣藏形成與分布的科學問題,充分吸取前人相關成果經驗,經過長期科研與生產實踐,進行理論創新與升華的結晶。
這一理論扎根于我國獨特的大地構造背景和鮮明的地質風格—三面受擠、陸相為主、斷裂發育、相變劇烈。我們在研究中發現,斷裂系統及其活動控制著含油氣盆地的構造演化與沉積發育,也就控制了烴源巖的形成、油氣的運移和富集及其分布,因而尋找油氣藏分布規律應該以研究斷裂系統及其對構造演化、沉積發育的控制規律為基礎,進而深化對油氣藏形成各要素的時空匹配分析,揭示油氣成藏機理,總結油氣成藏模式,發現油氣分布規律,指導油氣勘探和開發。這也是斷裂控烴理論的基本原理和研究思路。
記者:據了解,至今這一項目您已研究了近20年,這期間您和團隊經歷了什么?
羅群:實際上,早在1992年參加國家“八五”重大科技攻關項目時,我就開始從事斷裂控油氣規律的研究。當時選擇這個研究方向,一是課題研究的需要,二是我認為斷裂是控制我國絕大多數油氣藏形成與分布的最重要的地質因素,弄清斷裂控藏規律有助于發現更多的油氣藏,緩解國家的能源壓力。作為一名石油科技工作者,有責任盡力為國分憂。但大家都知道我國的斷裂極其發育又極為復雜,最不好研究,尤其是斷裂的封閉性特征研究,目前仍然是世界級難題。初生牛犢不怕虎,我選擇了啃這塊硬骨頭。
我帶領團隊從斷裂最發育、最復雜的依舒地塹湯原斷陷開始,通過系統深入的研究,發現了斷裂活動與油氣運聚成藏各要素之間存在的密切關系,進而建立了湯原斷陷的斷裂控藏模式。
隨后,我們用同樣的思路和方法剖析了松遼盆地三肇斷陷、海拉爾盆地、遼河盆地的斷裂活動與盆地形成、烴源巖發育、油氣運聚與分布的關系。同時以辯證唯物主義矛盾運動規律為指導,發現控制油氣成藏的生、儲、蓋、運、圈、保六大要素背后,存在一個鮮為人知的主控因素——斷裂,它控制著六大要素的形成、演化及其時空匹配關系。以此為基礎,我們總結出了我國東部地區的斷裂控藏模型,并于1996年初步構建了針對東部地區各盆地的斷裂控烴理論框架。
之后,我又有意識地對西部擠壓型盆地斷裂與油氣成藏的關系進行了調研,進一步完善了斷裂控烴理論框架。
1998年,《斷裂控烴理論與實踐—斷裂活動與油氣聚集研究》出版,這是第一本斷裂控烴理論專著,標志著斷裂控烴理論的誕生。
斷裂控烴理論提出后,得到了多位專家學者的肯定,但也同樣受到了更多同行的質疑甚至強烈反對。在當時,團隊面臨的精神壓力可想而知,那段時間非常困難。但說到最棘手的問題,應該是尋找斷裂控烴的直接證據。
為了證實斷裂控烴的客觀存在,我們曾先后兩次冒險深入柴達木盆地腹地及周邊的昆侖山、阿爾金山、祁連山,進行實地考察。期間遭遇了極其嚴重的沙塵暴,還有一次車子差點翻入深谷,幸運的是,我們最終找到了大量斷裂控烴的直接證據。與此同時,我們還利用國家重點實驗室進行了一系列物理模擬實驗,進一步證實斷裂控烴的作用。另一方面,我們通過與大慶、遼河、江漢、塔里木、長慶、中原等我國幾乎所有的陸相油田合作,以油田實際資料為依據,不斷修正補充和完善斷裂控烴理論。終于,2007年,關于斷裂控烴理論第二部專著—《斷裂控藏機理與模式》面世。
在我們不斷地努力下,斷裂控烴理論逐步得到更多人的認可。2004年,這一理論被中國地質大學和中國石油大學編入了研究生教材。2009年,《石油勘探與開發》期刊將其推薦到全球。現在,大慶、吐哈等油田已將斷裂控烴理論作為指導油氣勘探的基本依據。我也受邀到大慶、勝利等多個油田進行學術報告,舉辦了多期斷裂控烴理論培訓班,學員超過千人,取得了良好的社會效益。
記者:根據該理論您又提出順藤摸瓜的勘探思路和找油模式,它的先進性在于哪里?目前應用推廣情況如何?
羅群:作為一個勘探理論,斷裂控烴理論的勘探思路可用“順藤摸瓜”來概括。“藤”指控烴斷裂,“瓜”指油氣藏。如何來進行“順藤摸瓜”呢?首先進行斷裂系統分析,弄清關鍵控烴斷裂,沿關鍵控烴斷裂尋找可能的勘探目標,運用經典的石油地質理論研究這些勘探目標的油氣運聚成藏條件,評價其含油性并排隊,排在隊列前面的目標其形成油氣藏的可能最大,是最有利的勘探目標。
斷裂控烴理論與其他勘探理論的根本差別在于,它真正抓住了陸相盆地中油氣藏形成與分布的主控因素,更有利于迅速有效地把握油氣藏分布規律,其“順藤摸瓜”的勘探思路更是形象簡單,能夠引導勘探人員直奔主題,抓住主要矛盾,快速科學地找到油氣藏,最大限度降低勘探風險。
雖然斷裂控烴理論是在研究陸相盆地中總結出來的,但它同樣適用于斷裂發育的海相含油氣盆地。這一理論現已被廣泛應用于我國松遼、渤海灣、江漢、柴達木、鄂爾多斯、塔里木等十多個盆地,利用項目成果實施各類探井199口,探明含油面積183.2km2,探明石油地質儲量9292×104t,獲間接經濟效益241.98億元人民幣,直接經濟效益25.2億元人民幣,為我國東部老油區穩產和中西部新探區發展作出了重大貢獻。
此外,這一理論對國外斷裂發育的油氣盆地也具有重要的指導作用。2011年,我們在馬達加斯加運用斷裂控烴理論指導部署了該國第一口商業油氣井。在這之前,國外許多著名石油公司已經在這一地區進行了長期勘探,打了180多口井,一直沒有重大突破。我們僅用了兩年時間,打第一口井就發現了商業大油田,這不僅掀開了馬達加斯加甚至整個東非地區石油工業的新篇章,更凸顯了我國油氣勘探理論的先進水平。
另外,這一理論的提出為有效勘探我國老油區剩余油氣資源提供了基本思路,對于實施尋找更加復雜難找的隱蔽油氣藏有重要指導意義;它突破了傳統“源控論”的束縛,為人們在更為廣泛的領域尋找油氣提供了理論依據;同時,它也為尋找與深大斷裂有緊密聯系的無機成因烴指明了方向。
記者:接下來,您和團隊有哪些研究計劃和安排?
羅群:將斷裂控烴理論進行到底!這是我們團隊的口號,也是行動的方向。
斷裂控烴理論并不完善,還有很多“油氣藏形成、演化分布及與斷裂的關系”的研究工作要做,尤其在其對海相盆地、對無機成因烴的成藏與分布的影響方面。即便是相對成熟的陸相盆地,也還有許多斷裂控藏規律沒有弄清楚,如斷裂帶本身內部控油成藏的特征、斷層演化過程中其封閉性和開啟性的定量評價及其控油規律等,都需要繼續深入研究。
因此,“十二五”期間及以后,我們將有計劃、有步驟地解決這些問題,不斷補充、完善和發展斷裂控烴理論,并研發一套配套的、實用高效的勘探技術系列,使之真正成為具有中國特色的、能夠有效指導復雜油氣藏勘探的油氣勘探理論與技術,為更高效地勘探開發國內油氣資源、爭取國外更多的油氣資源份額,最終緩解國內油氣供需矛盾作出更大的貢獻。