科技創新成為順北油氣田勘探突破撒手锏

□ 本刊記者 王福全

“后來邁出的每一步，都是通過不斷的地質認識創新實現的，創新成為勘探突破的第一動力。”

2019年西北油田第一季度油氣生產報表顯示，順北油氣田生產原油18.8萬噸，同比增加95.2%，保持了良好的上產勢頭。自2015年9月試采至2019年3月31日，順北油氣田累產原油突破百萬噸關口，達到101.72萬噸。

順北油氣田位于號稱“死亡之海”的塔里木盆地腹地，自然環境惡劣，地質特征復雜，儲層埋藏深度均超過7300米，勘探開發難度很大。西北油田立足創新破局，在油藏研究、工程技術、經營管理等多個領域共同發力，以新認識、新突破、新成績推動油氣勘探加速突破。

2019年，順北油氣田將進一步加大勘探投資和作業量，實現儲量產量雙增長，建成百萬噸產能陣地。

創新成為勘探突破的第一動力

2019年初，一則新聞引起許多員工的關注：順北地區奧陶系新區帶勘探重要新發現獲中國石化2018年勘探發現一等獎。

翻開順北油氣田斷裂帶分布圖，18條主斷裂帶就像一條條油龍，游走在近2.8萬平方公里的戈壁沙漠中。順北501井是部署在5號斷裂帶中段分支斷裂上的一口評價井。西北油田副總地質師、勘探開發管理部主任云露說：“該井的突破證實5號主干斷裂帶派生的分支斷裂帶儲層發育，油氣富集，具有較好的勘探潛力。同時，這次突破對順北勘探由主干斷裂帶向外拓展到次級—分支斷裂具有重要的指導意義。”

5號主干斷裂實現勘探突破后，許多技術人員開始關注，在主干斷裂帶之外，分支斷裂是否還有發育較好的規模儲層？初步的研究成果讓許多人失去了信心。5號斷裂帶的分支斷裂帶并未斷穿寒武系烴源巖，且位置在5號斷裂帶的下傾部位。

按照以往認識，油氣是“乘坐電梯”從地層以下萬米深的巖層中運移到現在的“家”中的，現在電梯都沒有打通，自然就不會有油氣“回家”。研究人員不死心，通過3個多月對斷裂帶交切關系、層位解釋、成藏模式的細致研究，新的地質認識從扎實的基礎研究中跳了出來。

“我們判斷該條分支斷裂可能不是傳統的傾角為80°～90°的近垂直的斷裂，有可能是傾角相對較低，斜向斷穿，具備良好通源條件的分支斷裂的新樣式。”研究技術團隊提出的新認識經過多學科專家聯合會診后，認為新的斷裂解釋模式具有合理性。

“100多天的研究，只是讓順北501井的勘探向前邁出了一小步。”從事順北油藏研究的韓俊介紹說，“后來邁出的每一步，都是通過不斷的地質認識創新實現的，創新成為勘探突破的第一動力。”

2018年11月8日，順北501井成功獲得勘探突破，證實5號主干斷裂帶派生的分支斷裂帶儲層發育，油氣富集。

目前，西北油田在順北油氣田對斷裂、儲層、成藏三大方面的研究均取得多項創新成果，形成了一套適合順北油氣藏勘探開發的配套技術，為實現整體控制，擴大規模儲量提供了堅實保障。

7000多米地層下如何精準“淘金”

俗話說“上天容易入地難”。順北油氣田油藏埋藏平均深度超過7300米，是亞州地區埋藏最深的油氣田之一。看穿地層，準確找到如籃球場大小的小斷裂或是縫洞，難度可想而知。西北油田的科研人員創新地質認識和工藝技術，透過幾千米的地層，精確地找到油氣資源。

順北油氣田面積約2.8萬平方公里，在這么大的區域里尋找油氣，目前最有效的方法就是三維地震技術。順北油氣田被沙漠覆蓋，目的層埋深普遍超過7000米，造成地震資料信噪比、分辨率較低，特有的火成巖對小斷裂和縫洞成像也造成了不利影響。

在順北三維勘探項目中，西北油田創新運用高覆蓋、長排列、寬方位的觀測系統優化設計，效果良好。例如在寬方位采集優化后，將井炮激發100～200次覆蓋轉變為可控震源激發600～900次覆蓋，觀測系統橫縱比由0.4提高至0.9，有效地提高了斷裂與巖溶地質體在剖面上的成像精度。

傳統的震源都是采用炸藥。西北油田使用了新的震源采集技術，由于其激發可控、過程可控、結果可控的特點，加上可獲得較高品質的地震原始資料，不僅成為物探的首選技術，還形成中國石化沙漠區可控震源地震采集技術系列。

順北“淘金”遇到的一大難題是如何突破“三層一帶”。“三層一帶”是指火成巖地層、奧陶系碳酸鹽巖地層、寒武系地層、深大斷裂帶（體），這些地質體因為其引起的地震波速度變化較快、幅度大，造成斷裂帶成像真偽難辨，成為地震資料處理中成像的瓶頸。西北油田組建了骨干科研團隊，同時借助中國石化系統內研究院的技術力量，與多所高校研究機構合作，經過8個多月的課題攻關，最終形成了以“三層一帶”為核心的斷裂及縫洞體系成像技術。

在順北油氣田勘探中，西北油田創新發展了一批以多尺度斷裂檢測和斷層精細解釋、斷控縫洞儲集體空間刻畫為代表的預測技術，能夠有效地對斷裂體系進行綜合解釋，在刻畫斷控儲集體、描述斷控巖溶圈閉中收到了良好的應用效果。

目前，順北油氣田實施三維地震1.1萬平方公里，勘探成功率達到60%。

技術攻關破解前所未遇工程難題

在油氣勘探中，找得到儲層需要真本事，把原油從地下幾千米深的地層中拿出來，也需要真本事。

雖然同在塔里木盆地，順北油氣田與塔河油田卻有著諸多不同。塔河油田平均鉆井深度為6000米，順北油氣田達到7500米以上。塔河油田為巖溶縫洞型油氣藏，順北油氣田為特深層斷溶體油氣藏，地質結構復雜，具有埋藏深、巖石強度大、易漏失易垮塌、超深定向困難的特點。

“這是國內僅有、世界罕見的鉆井難題。更為艱難的是，解決這些難題沒有成熟的經驗可以借鑒。”鉆井技術研究人員于洋說。

火成巖就是一只“攔路虎”。火成巖是由地下巖漿直接凝固而成。該種巖體易垮塌，稍有不慎即可導致埋鉆、卡鉆等故障。在順北油氣田，二疊系火成巖厚度達到450～680米，這是在我國其他油田很少遇到的地質結構。

雖然經過精心設計和施工，順北的首口勘探井順北1井最終順利完鉆，但461天的鉆井周期讓許多習慣了塔河油田六七十天鉆井周期的技術人員心里打了鼓。

針對二疊系火成巖裂縫發育、易漏失的難題，技術人員將技術思路“由堵轉防”，通過優選聚合物凝膠、竹纖維等堵漏材料，優化形成隨鉆封堵防漏配方，實施了體系優化、隨鉆封堵、打封閉漿、工程措施4項舉措，形成了日趨成熟的順北優快鉆井系列技術，先后5次刷新亞洲陸上第一深井紀錄。

3月20日，一則新消息再次刷新了順北速度。西北油田自主研發的微納米封堵固壁防塌鉆井技術在順北5-11H井成功應用。該井創區塊儲層段鉆進周期23.2天的最短紀錄，比此前最短鉆井周期縮短近26%。

“順北只是西北油田4大增儲上產有利陣地之一。我們還在塔河油田、天山南地區和盆地的中央降起帶等區塊多點發力，加大油氣勘探開發力度，以創新推動油氣勘探加速突圍，力爭2023年高質量建成千萬噸級大油氣田，為保障國家能源安全做出新的貢獻。”西北石油局有限公司負責人說。

西北油田科研人員討論地質資料。王福全 攝