“亮劍”地下七千米

□ 文/圖 王孝祥

2014年度國家科技進步一等獎“元壩超深層生物礁大氣田高效勘探及關鍵技術”，攻克了超深層油氣成藏理論和勘探這一世界級難題，指導了元壩大氣田的發(fā)現(xiàn)，帶動了我國超深層領域的勘探發(fā)展，使我國站在同類氣田勘探技術領先行列。

2015年1月9日，“元壩超深層生物礁大氣田高效勘探及關鍵技術”項目第一完成人、中國石化勘探分公司總經(jīng)理郭旭升，代表發(fā)現(xiàn)元壩氣田的勘探科研團隊在北京人民大會堂登上領獎臺，從國家領導人手中接過2014年度國家科技進步獎一等獎證書。元壩氣田的發(fā)現(xiàn)過程和科學技術創(chuàng)新成果得到社會各界嘖嘖稱贊，其背后的故事廣為流傳。

劍出鞘 深山探寶

早在1000多年前，唐代大詩人李白就吟出“蜀道之難，難于上青天”的感嘆。千年后，在這群山環(huán)繞、道阻且長的四川盆地，中國石化勘探分公司發(fā)現(xiàn)了國內埋藏最深的元壩氣田。

“無構造背景，成藏條件復雜。” 這是上世紀勘探工作者經(jīng)過50余年的勘探給元壩地區(qū)的評語。自新中國成立起，不知有多少勘探專家和隊伍到元壩地區(qū)來了又去，無數(shù)人的憧憬和希望埋葬在這塊土地。2001年，肩負著前輩的夢想和國家能源安全的責任，中國石化勘探人再次踏上這片蔥郁的土地。

□ 元壩山地三維地震勘探條件艱苦。

2005年的勘探結果，給石化勘探人帶來了第一縷曙光。地震勘探表明：元壩地區(qū)存在長興—飛仙關組礁灘相儲層地震異常體。滿懷憧憬的中國石化勘探隊伍劍指元壩，追蹤落實這一礁灘儲層地震異常體的屬性及分布范圍，實施了1275.72千米的二維地震和244平方千米的三維地震。

2006年4月6日，勘探分公司圈定了第一口探井位置。緊鑼密鼓的50天戰(zhàn)前準備后，元壩1井于5月26日開鉆。2007年11月19日，令人歡欣鼓舞的消息傳來：元壩1井獲日產天然氣50.3萬立方米，實現(xiàn)了元壩地區(qū)天然氣勘探重大突破。時隔5個月，元壩2井也發(fā)現(xiàn)工業(yè)氣流，初步證實元壩地區(qū)生物礁氣藏的存在。

由此開始，那些曾經(jīng)被遺忘在元壩土地上的希望和憧憬真正迸發(fā)出蓬勃的生機，它們如同一顆顆久旱的種子，在科技甘霖的滋潤下迅速生根發(fā)芽，抽枝開花。截至2014年底，元壩生物礁氣藏已測試的28口井中26口獲得工業(yè)氣流，其中10口井日產天然氣超百萬立方米，打出了國內罕見的高產氣井群。經(jīng)國土資源部油氣儲量辦公室審定，元壩生物礁大氣藏累計獲得探明地質儲量2195.82億立方米。氣藏平均埋深6673米，其中最深處達到地下7400多米。它是迄今為止世界上埋藏最深、勘探難度和風險最大的巖性氣田，也是國內目前規(guī)模最大、埋藏最深的生物礁大氣田。2014年底，年17億立方米產能已建成投產；今年底，年40億立方米生產能力將全部投產。

破禁區(qū) 地質創(chuàng)新

前人認為埋深超過5500米，儲層致密，物性差，元壩埋深在7000米左右，能否形成優(yōu)質儲層，需要開展超深層優(yōu)質儲層發(fā)育機理、分布規(guī)律的攻關研究。

□ 2012年8月22日元壩273井試獲高產。

圍繞埋深7000米能否形成優(yōu)質儲層，科研人員開展了大量的基礎地質研究。首先從有利相帶分析入手， 加強了龍門山山前和米倉山山前露頭區(qū)的研究，在一個又一個地質剖面上不厭其煩地進行踏勘、測量、觀察及采樣工作。瀝青、油苗、古生物化石和針孔狀白云巖儲層，每一個發(fā)現(xiàn)都讓他們眼前一亮，同時也促使著他們不斷前進。科研人員通過大量攻關研究，突破了前期的該區(qū)處于廣旺海槽深水沉積的認識，發(fā)現(xiàn)從龍門山經(jīng)元壩地區(qū)到米倉山一帶，發(fā)育二三疊系臺地邊緣礁灘相，具備形成優(yōu)質儲層的沉積背景。通過精細的1275.72千米高精度二維地震資料采集、處理和解釋，研究人員基本查清了元壩地區(qū)沉積構造特征和臺緣礁灘相帶展布，合理解釋3個大型礁灘巖性圈閉目標，進一步證實了先前的勘探觀點。

針對超深層、時代老、地質過程和成藏富集機理復雜等關鍵科學問題，勘探工作者通過深入細致的對比研究，在前人研究的基礎上，通過一系列的采樣、化驗分析和綜合研究，形成了吳家坪組—大隆組深水陸棚相烴源巖是川北地區(qū)主力烴源巖新認識，建立了“三微疏導、近源富集、持續(xù)保存”的成藏模式，解決了元壩超深層氣藏的起源問題。從源、通道、保存三個方面形成了超深層生物礁成藏富集機理新認識，指導了元壩大氣田的勘探。

攻難關 物探領先

要提高勘探效率，就必須對地下氣藏的分布情況摸得準、認得清。復雜山地超深層地震信號弱，信噪比與分辨率低，目標識別難度大，需要系統(tǒng)開展地震資料采集、處理和預測技術攻關。但這個地方地下情況復雜， 埋藏又深，如何精細刻畫生物礁巖性目標成為一大難題。勘探人員的腳步一次次受阻，卻又一次次披荊斬棘一路向前。為了攻克超深層、弱信號地震勘探難題，勘探分公司開展了面向生物礁儲層的地震采集、處理一體化技術攻關，創(chuàng)新形成了一整套適應超深層的地震勘探技術系列，為后期的精細儲層預測提供了支撐。

要實現(xiàn)超深層的高效勘探和開發(fā)，準確預測高產富集帶的分布是關鍵。通過地質與物探深度結合，研究人員突破傳統(tǒng)的一元孔隙—速度wyllie模型，創(chuàng)新形成了“基于非均質孔縫雙元結構模型”的孔構參數(shù)反演技術。該技術不僅可以預測常規(guī)的均勻孔隙儲層，而且可以準確識別低孔高滲和裂縫型儲層，對元壩地區(qū)7000米深處的每一個礁灘體做了精細描述和刻畫，在海相主力儲層長興組發(fā)現(xiàn)了19個巖性圈閉，在海相飛仙關組和吳家坪組發(fā)現(xiàn)了3個大型巖性圈閉。這些新的發(fā)現(xiàn)為部署第三和第四輪海相探井提供了科學依據(jù)。勘探隊伍乘勝前進， 不斷擴大戰(zhàn)果。實鉆發(fā)現(xiàn)與預測厚度誤差小于7%、孔隙度誤差小于10%， 探井鉆遇儲層成功率100%。

深磨礪 鉆探縛龍

設計深、地層硬、壓力高、周期長、危險大，元壩區(qū)塊將中國石化勘探的難度提升到了前所未有的高度。為了確保元壩區(qū)塊勘探高效推進，集團公司統(tǒng)一協(xié)調，將一流的高精尖技術隊伍、一流的勘探開發(fā)人才齊聚元壩，通力合作，共同研究和實施勘探方案。

在鉆井測試技術方面，勘探隊伍不斷鉆研創(chuàng)新，獲得了多項創(chuàng)新成果。一是改變傳統(tǒng)井身結構，自主創(chuàng)新特種井身結構、非常規(guī)井身結構及氣體鉆、復合鉆等新技術、新工藝，突破了超深層鉆井瓶頸，超深井鉆探能力與鉆井時效得到大幅提高；二是通過系統(tǒng)開展超深層儲層改造工藝適應性研究，創(chuàng)新形成“四高一超”氣田壓力控制測試及儲層酸壓改造技術體系，為氣井真實產能的體現(xiàn)奠定了基礎。實現(xiàn)了超深復雜地區(qū)打成井、打好井，解決了超深層鉆井、測試成本高等問題。

在勘探隊伍的奮力拼搏和先進技術的支撐下，元壩地區(qū)鉆井周期縮短了160余天，鉆井垂深達到7400多米， 杜絕了井噴失控和硫化氫泄漏等重特大安全環(huán)保事故，形成了專門針對超深、多壓力系統(tǒng)地層的核心技術與關鍵技術。鉆井成功率100%，儲層酸壓改造成功率100%，并創(chuàng)造了多項測試作業(yè)世界紀錄。目前，第三、四輪探井已全部獲得工業(yè)氣流，成功率100%。其中10口井日產天然氣超百萬立方米， 打出了國內天然氣勘探罕見的高產氣井群。

在元壩氣田勘探過程中，郭旭升領軍的600余人的科研團隊，依托16項國家和省部級科研課題，針對埋深7000米左右的優(yōu)質儲層發(fā)育機理和分布規(guī)律、超深層油氣富集機理、超深層地震采集處理和預測，以及超深層安全鉆井和測試等技術難題開展了系統(tǒng)的聯(lián)合攻關，取得了豐碩的理論和技術成果，為元壩氣田高效勘探提供了強有力的科技支撐。

風雨過后才會見彩虹。對元壩氣田勘探技術創(chuàng)新的一系列成果， 國內外專家均給予了高度評價。中國科學院院士劉寶認為，項目創(chuàng)新建立了大型生物礁發(fā)育模式，提出“孔縫耦合”控制超深層優(yōu)質儲層發(fā)育的新認識，指導了元壩大氣田的發(fā)現(xiàn)。中國科學院院士戴金星認為，項目創(chuàng)新建立超深層生物礁成藏模式，深化了我國油氣成藏機理的認識，指導了元壩大氣田的勘探。中國科學院院士劉光鼎認為，項目創(chuàng)新形成的超深層生物礁儲層地震精細預測與氣水識別預測技術整體達到國際領先水平。中國工程院院士羅亞平認為，項目創(chuàng)新形成的超深層特種井眼井身結構和儲層酸壓改造技術達到國際領先水平。國際著名能源服務公司——威德福評價指出，元壩高酸性、高溫、高壓氣田超深鉆井、安全控制及壓裂完井技術世界一流。國際著名地球物理公司——CGG公司評價認為，元壩超深生物礁儲層地震勘探關鍵技術國際先進。