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千億方天然氣田如何“浮”出渤海灣

編著:國土資源科普與文化 胡定坤     來源:https://mp.weixin.qq.com/s/KjyIlYFgjt_sNFZBiujgOg

 渤海灣,有著“摔碎的盆子再踩一腳”的地質結構,“富油貧氣”是它一直以來給石油地質學界留下的印象。不過,這個印象近期被中國海洋石油集團有限公司(以下簡稱中國海油)的科技創新工作顛覆了。

    日前,中國海油宣布,渤海灣發現千億方大型天然氣田。渤海油氣開發歷時60年,大氣田為何直到最近才顯露真身,這背后凝聚了多少科技攻關?

    終于找到你 大量產氣烴源巖現身

    中國海油總地質師謝玉洪介紹說,渤海能否迎來大規模既有油又有氣的新時代,要解決的第一個問題就是,渤海灣到底能不能“孕育”大氣田。

    烴源巖是指具備油氣生成條件的巖石。判斷能否在渤海灣找到氣的第一步,就是要先確認那里有沒有足量能產氣的烴源巖。

    多年來,中國海油聯合多家科研單位協同找氣巖,終于確認在渤中凹陷的沙三段、沙一段和東三段3個區域,分布著面積達7000平方公里,累計厚度約為1500米的大面積湖相優質烴源巖。實驗證實這些烴源巖是典型的油氣源巖,既能生油,也能生氣。

    此外,渤中凹陷自漸新世(始于3400萬年前,終于2300萬年前)以來的大幅度沉降,導致烴源巖的深埋與熟化速率遠高于渤海灣盆地的其他凹陷。烴源巖熱模擬實驗表明,渤中凹陷天然氣聚集量資源潛力巨大,高達1.5萬億—1.9萬億方,比之前提高了5倍以上。

    破除死亡線 硬質潛山蘊藏大氣田

    “渤海灣盆地斷裂活動性強,要尋找大氣田必須走向保存條件相對較好的深部儲層。但是,傳統理論認為,海底深層超過4000米就難以形成優質儲層,是傳統商業性油氣勘探的死亡線。”謝玉洪說。

    中國海油研究團隊發現渤中凹陷有抗壓實能力很強的潛山,實驗表明太古界變質花崗巖是這些潛山的主要成分。接下來的研究發現,19-6區域的太古界變質巖基底歷經多期構造運動,潛山被其他多個方向斷層切割,產生大量裂縫,大氣淡水、幔源流體則進一步優化了裂縫網絡。這些硬質潛山能夠形成優質的天然氣儲層。

    為了證明潛山中的天然氣能在劇烈的斷裂活動中幸存,中國海油首次提出了斷裂活動區天然氣藏超壓動力封閉機制,發現渤中凹陷的大面積快速沉降導致泥巖超壓快速形成并加劇,將大部分油氣封蓋在深層。同時建立了深層潛山晚期大型凝析氣田成藏模式,明確了斷裂活動區天然氣富集、保存的有利條件。

    渤中19-6大型凝析氣田,已探明含氣面積118平方千米,氣柱高度達1569米,該發現證實了中國海油相關技術的準確、可靠。

    向深部進發 破解探測與開采難題

    地震資料成像是判斷油氣田規模的重要手段。但渤中凹陷潛山埋藏深,上覆火山巖與巨厚砂礫巖等地質體,對地震資料的屏蔽十分嚴重。同時,潛山裂縫儲層成因復雜、變化快、非均質性強,預測難度大。

    中國海油開展了多尺度裂縫儲層預測研究,創新海上深層潛山高密度地震勘探一體化技術。5000米潛山內幕斷層識別率提升2倍以上,潛山儲層預測結果與實際鉆探對比符合度達95%。

    另外,海上深層鉆井面臨時效要求高、高產能困難等技術瓶頸。特別是渤中凹陷地區太古界變質花崗巖抗壓強度高,高溫、低孔滲、裂縫等多條件并存,易發生儲層傷害,且傷害后很難恢復,這給鉆井工程帶來極大挑戰。

    為此,中國海油開創了海上深部硬地層快速無傷害鉆井關鍵技術,研制了新型高強度鉆頭、鉆具,建立了210℃抗高溫助排型無固相儲層保護鉆井液體系,實現了儲層零傷害,鉆井周期由原來的119天降至45天。

    謝玉洪說:“正是在深層大型整裝凝析氣田勘探理論的指導下,在勘探關鍵技術的支撐下,實現了渤中19-6大型整裝高產凝析氣田的發現。”在“渤海灣盆地深層大型凝析氣田勘探理論技術創新與重大發現”成果鑒定會上,中國石化集團公司總裁、中國工程院院士馬永生等鑒定專家一致認為,渤海找氣的多項技術達到國際領先水平。

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