破解深地油氣關鍵地質問題
——專訪中國科學院院士賈承造

文●‖本刊記者 ●陸曉如

促進深層、超深層油氣有效開發，涉及的關鍵地質問題需要進一步加強研究。

●“我國已成為陸上深層、超深層油氣勘探開發大國。”

專家簡介

賈承造，中國科學院院士。曾任中國石油天然氣股份有限公司總地質師、副總裁，中國石油學會理事長，目前擔任國家油氣重大專項技術總師。

石油地質與構造地質學家，長期從事石油天然氣地質與盆地構造理論研究和油氣勘探工作，獲國家科技進步一等獎2 項、二等獎3 項，以及多項國家榮譽表彰。2019 年，獲得美國石油地質學家協會諾曼H.福斯特杰出勘探家獎，是亞太地區第一位獲此殊榮的地質家。

7 月20 日，我國首次在四川盆地開鉆萬米深井——“深地川科1 井”。這是繼塔里木盆地“深地塔科1 井”后我國開鉆的第二口萬米深井。

黨的十八大以來，習近平總書記發出了向地球深部進軍的號召，并做出了“能源的飯碗必須端在自己手里”等一系列重要指示批示。

在油氣勘探開發領域，我國中西部埋深超過6000 米的地層為深層，埋深超過8000 米的地層則為超深層。萬米深地油氣鉆探是全球油氣勘探領域的超級工程，已成為衡量石油工程技術與裝備水平高低的重要標志之一。

胸懷“國之大者”，向深地進軍！在中國科學院院士賈承造看來，我國深層、超深層油氣勘探開發已經取得了巨大的進展，在深層、超深層油氣富集機理，高效勘探開發基礎理論和關鍵技術等方面皆取得了重大突破。我國已成為陸上深層、超深層油氣勘探開發大國。深刻認識含油氣盆地深層、超深層的地質規律和地質特點，解決其中的科學技術問題，是今后我國深層、超深層油氣勘探開發的一個重要問題。

取得巨大進展

中國石油石化：賈院士，您好！請問目前我國深層、超深層油氣勘探開發取得了怎樣的成績？

賈承造：我國油氣勘探已經全面進入了深層、深水、非常規的歷史階段。僅就我國的深層、超深層油氣勘探開發來說，已經取得了巨大的進展。我國已成為陸上深層、超深層油氣勘探開發大國。

“十三五”期間，中國石油8000 米鉆完井技術取得突破，7000 米鉆完井技術基本成熟。“十四五”開局以來，8000 米以深超深井鉆探數量快速增長，正在向著萬米深度進發。國產9000 米超深井自動化鉆機等重大裝備與關鍵核心技術的新突破，大大提振了中國石油向地層更深處進軍的信心。今年西南油氣田蓬深6 井完鉆，完鉆井深9026 米，刷新了亞洲最深直井紀錄。塔里木油田是我國深地油氣勘探的代表，是深地科技的戰略力量，在深層、超深層油氣勘探開發領域取得了重大進展，為國家做出了巨大的貢獻。

中國石化在四川盆地、塔里木盆地深層海相碳酸鹽巖常規天然氣、四川盆地深層頁巖氣和濟陽深層頁巖油領域均獲突破。在四川盆地二疊系—三疊系礁灘、三疊系雷口坡組、志留系深層頁巖先后發現并開發了普光、元壩、川西和威榮4 個深層海相千億立方米大氣田。在塔里木盆地順北地區，順北油氣田鉆探垂直深度超過8000 米的油氣井達41 口，已落實4 個億噸級油氣區，標志著順北油氣田被成功勘探開發。

中國石油石化：我國深層、超深層油氣勘探開發的前景如何？

賈承造：勘探開發深層、超深層油氣資源，對我國擴大油氣儲量、穩定產量有著非常重要的意義。根據全國油氣資源動態評價，我國深層、超深層油氣資源量671 億噸油當量，占油氣資源總量的34%。其中，陸上主要集中在塔里木、準噶爾、四川、柴達木4 個大型含油氣盆地。以塔里木盆地為例，僅埋深在6000～10000 米的石油和天然氣資源就分別占到油氣總量的83.2%和63.9%。

我國深層、超深層油氣資源具有很大的潛力，是今后我國石油工業上游發展的主要領域之一。但要注意的是，深刻認識含油氣盆地深層、超深層的地質規律和地質特點，解決其中的科學技術問題，是今后我國深層、超深層勘探開發的一個重要問題。

探尋優質儲層

中國石油石化：從地質規律和地質特點來看，我國深層、超深層油氣儲層有何特點？

賈承造：我國深層、超深層油氣勘探開發的關鍵問題是儲層問題。當前發現的我國深層、超深層油氣儲層主要分兩大類：第一類是碳酸鹽巖、白云巖孔洞型儲層，是最主要的優質儲層；第二類是裂縫型儲層，也是主要的優質儲層。

裂縫型儲層中裂縫，既是油氣滲透的流動空間，又是主要的儲集空間。實例有塔里木盆地的庫車前陸沖斷帶深層鹽下克深構造帶和大北構造帶，儲層是裂縫改造的致密砂巖儲層，油氣藏類型是裂縫性致密砂巖氣藏。庫車深層的裂縫大幅度改善了滲透率，使致密砂巖氣獲得天然壓裂，得到經濟開發。如果沒有庫車深層的裂縫性儲層，我們現在能否開發深層的致密砂巖氣，問題還是非常大的。而在塔里木盆地的富滿—順北斷控碳酸鹽巖儲層，裂縫既是油氣滲透流動空間，又是主要的儲集空間。

碳酸鹽巖儲層能成為深層、超深層的主要優質儲層，是因為其成巖歷史、成儲歷史與碎屑巖儲層有很大的不同。碳酸鹽巖儲層的演化分為三段：一是地表生物成巖和化學成巖形成原生孔。二是近地表的淋濾溶蝕和白云巖化形成的孔洞，原理非常復雜。目前勘探實踐證明，深層、超深層能夠形成常規油氣藏的比較好的儲層，80%以上主要是近地表的淋濾溶蝕保存下來的，也是碳酸鹽巖儲層的主要類型。三是成巖溶蝕后期的變化。我們的研究人員花了很大的精力研究后期成巖溶蝕、成巖作用以及里面的化學變化。但實際上，有效孔隙主要是有效保存的早中期近地表的淋濾溶蝕孔洞和白云巖化形成的孔隙，有效孔隙中后期熱液溶蝕成因占比很小。

碳酸鹽巖儲層的早期化學生物成因特點決定了它抗壓實作用非常強。四川盆地震旦系燈影組和寒武系龍王廟組，大量早期近地表的淋濾溶蝕和白云巖化形成的孔隙、孔洞是現在的主要有效儲層。我們在井下已經見到的溶洞、鉆井漏失放空，取芯里大量的溶孔和溶洞是從地表的淋濾溶蝕形成以后，深埋地下8000 米以下并得以保存下來。所以，碳酸鹽巖抗壓實作用是非常強的，深層、超深層可以見到保存良好的早期形成的孔洞儲層。這點非常重要。

更重要的問題，從全油氣系統的觀點來看油氣成藏，隨著沉積盆地沉降歷史，生烴巖生排烴不斷變化，烴類從油到氣的演化，與其伴隨的是儲層從高孔滲到致密的變化。這就揭示了成藏作用很重要的一個問題在于跟油氣生排匹配的儲層是什么狀態。這在碳酸鹽巖盆地和碎屑巖盆地有很大的差別。碎屑巖盆地淺部的孔隙度非常高，可以達到30%～40%，深部壓實后只能達到6%～8%。但是，在碳酸鹽巖盆地里儲層淺部高孔滲儲層可以保存在深層。這個差別就解釋了在碳酸鹽巖盆地里面我們可以看到好多高氣油比的特大油氣田，而在碎屑巖盆地里面看到的油藏氣油比非常低。這種現象跟儲層演化有很大的關系，碎屑巖盆地儲層早期生排油階段高孔滲形成油藏，而在生氣階段致密氣就很難進入。

搞清楚了深層、超深層油氣勘探開發的儲層問題，我們能夠看到在深層、超深層領域里的主要油氣藏，包括有工業價值的油氣藏和規模很大的油氣藏，第一類是縫洞型碳酸鹽巖油氣藏，第二類是裂縫型油氣藏，第三類是裂縫改造的致密油氣藏。

深化地質研究

中國石油石化：除儲層外，我國深層、超深層油氣勘探開發還要關注哪些地質問題？

賈承造：我們要研究含油氣盆地深層、超深層的地質規律。深層、超深層的地質背景類型主要分為三類：第一類是古老克拉通，是從上到下疊置的古老地層，主要是碳酸鹽巖層系，一般是中低地溫梯度。第二類和第三類屬于中新生界坳陷。第二類是陸內深坳陷，是陸相碎屑巖，但它是中低地溫梯度。這是我國中西部的特色，屬于類似前陸盆地這種，庫車坳陷、柴達木盆地都屬于這種類型。第三類是陸內拉張裂谷，也是陸相碎屑巖系，但屬于高地溫梯度，鶯歌海盆地比較典型。

我們要研究深層、超深層的油氣資源特點。從目前看，超深層的資源主要是天然氣、輕質油和凝析油，另外可能還有一些其他非烴類資源，如氦氣等。超深層的石油資源主要是輕質油和凝析油。隨著我國勘探開發轉向深層、超深層，未來我國石油產量的構成里，輕質油和凝析油占比會持續上升。這也是全球石油工業一個大的發展趨勢。因此，要特別加強深層、超深層凝析油、輕質油的地質理論、勘探評價、開發生產和技術研發，要加強深層、超深層油氣資源評價工作，特別是包括濕氣、凝析油、輕質油資源評價。

我們要重視深層、超深層的構造變形和地質力學、巖石力學的研究。不管是改善滲透率，還是作為一個深部的儲集空間，深層、超深層裂縫和斷層、斷裂非常重要。在深層、超深層溫度、壓力大幅上升的情況下，裂縫和斷層、斷裂的地質力學、巖石力學特性非常值得深入地研究。比如，現在發現的走滑斷裂系，在不同的演化時期或不同的區段，其力學性質和構造樣式可以發生重大變化，并形成各種走滑轉換構造，相應的油氣與深部流體的組成、性狀及分配特征各不相同。通過研究其地質力學、巖石力學，有利于下一步做油藏預測、儲存預測、有利區帶的預測。

我們要進行深層、超深層油氣生成運聚與流體系統的研究。我認為，含油氣盆地的流體系統具有三層結構。淺層是近地表的地下水系統；中深層是跟成巖生烴相關的一個地層水系統，跨度很大，從數百米到近萬米；我們最關注的成巖、生排烴、油氣成藏都在這個系統。更深層是深部流體系統。這是從地殼中下部、地幔運移來的復雜熱液系統。不能把成巖生烴相關的地層水系統和深部流體混為一談。總體來說，深部流體系統應該進行認真的研究，它跟盆地基底的地層性質、基底的深大斷裂活動關系密切。深部流體活動引起的儲層的骨架、礦物的溶蝕或者孔隙的充填，它的規模和成儲效應非常重要，需要關注。另外一個是深部斷裂活動與無機生烴的問題，包括一些極端條件下的有機無機化學反應作用，我們可以進一步研究。有人關心超深層油氣賦存的深度下限。我認為，深層、超深層的油氣分布一定是有下限的。這個下限還是遵循有機質生烴的源控論的，含油氣盆地烴源巖油氣系統的影響下限就是超深層油氣的深度下限。當然，無機成因的氦氣、二氧化碳及氫氣等可能分布在更深的地層。

我們也注意到含油氣盆地深淺流體的相互作用影響了多種能源礦產，包括鈾礦等等。這是非常重要且很有意義的，可以進一步研究。

中國石油石化：深層、超深層油氣勘探開發的成本很高。從地質研究角度，是否有解決之道？

賈承造：深層、超深層油氣勘探開發的成本問題確實是一大突出問題。我國的疊合盆地跟墨西哥灣的盆地有很大差別。我們深層儲層基本上是致密化，碎屑巖層系缺少高孔高滲的優質儲層，因此我們深層、超深層油氣勘探的重點首先是碳酸鹽巖層系；而在碎屑巖層系中勢必要開發致密油氣和頁巖油氣。但致密油氣和頁巖油氣都在6000 米、7000 米、8000 米甚至更深，如何有效開發是很大的問題。

因此，我們在碎屑巖層系中首先要找到有天然裂縫、天然斷裂的深層、超深層油氣資源。相對來說，它們有效開發的難度低一些。目前，我們已經找到一個成功的例子，就是塔里木盆地的克深和大北裂縫化的致密氣藏。因此，需要高度重視天然裂縫縫網、天然斷裂加上致密氣和頁巖油氣，形成特殊的裂縫致密油氣，使我們能夠進行開發。其次，要發展壓裂技術。現在我國開發深層、超深層致密油氣和頁巖油氣，壓裂最深的已經到了6000 米。隨著壓裂技術的發展、成本的降低、深度的擴大，深層、超深層的有效開發就有可能實現。最后，深層的碎屑巖儲層要加強天然裂縫區域預測，要加強天然裂縫發育地區的勘探工作，從而獲得更多的優質資源發現。

總體來說，促進深層、超深層油氣的有效開發，涉及的關鍵地質問題需要進一步加強研究，特別是生產和實驗室要結合、宏觀和微觀要結合，要緊盯目前鉆井大數據新的情況。相信通過挖掘油氣地質理論、先進勘探技術、工程裝備等領域的創新潛力，加大資金和政策扶持力度，我國深層、超深層油氣勘探開發將再立新功、再創佳績，為端牢能源飯碗注入強勁動能。

●黃沙之下的深地油氣地質密碼有待進一步破解。