《四川盆地川中古隆起海相碳酸鹽巖天然氣理論創(chuàng)新與特大型氣田戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)》
獲2014年中國石油天然氣集團公司科學技術(shù)特等獎
加大天然氣勘探開發(fā)力度，對改善我國能源結(jié)構(gòu)、保障國家能源安全具有重大意義。四川盆地是我國重要天然氣生產(chǎn)基地，川中古隆起震旦系—寒武系，是我國重要的天然氣勘探領(lǐng)域。1964年，在川中古隆起高部位發(fā)現(xiàn)了探明儲量400億方的威遠氣田，之后該領(lǐng)域雖持續(xù)長達40余年的勘探，在古隆起的不同部位鉆井21口，均未取得突破。2007年以來，由中國石油西南油氣田公司、中國石油勘探開發(fā)研究院、中國石油川慶鉆探工程公司組成的項目組，在國家和中國石油的持續(xù)立項支持下，以杜金虎教授為首的項目組針對高過成熟烴源巖能否形成規(guī)模資源、古老碳酸鹽巖是否發(fā)育規(guī)模儲層、古隆起斜坡及低部位能否規(guī)模富集等世界級難題，進行了長期系統(tǒng)研究，取得了4項重大理論和技術(shù)創(chuàng)新，其中2009年在高石梯磨溪地區(qū)評價的高石1、磨溪8兩口風險探井都獲百萬方的高產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)了我國單體儲量規(guī)模最大的安岳氣田。專家鑒定認為，本成果是我國震旦系—寒武系油氣地質(zhì)理論與深層碳酸鹽巖高效勘探技術(shù)攻關(guān)的重大創(chuàng)新成果，對發(fā)展古老碳酸鹽巖油氣地質(zhì)理論、推動勘探突破具有深遠的歷史意義，達到國際領(lǐng)先水平。日前榮獲2014年中國石油天然氣集團公司科學技術(shù)特等獎。
四川盆地是上揚子克拉通臺地的一部分，以往認為其在震旦紀—寒武紀克拉通內(nèi)沉積構(gòu)造非常穩(wěn)定，發(fā)育均一化的臺地沉積。項目組通過區(qū)域構(gòu)造分析以及鉆井、地震資料深入研究，首次在上揚子克拉通內(nèi)發(fā)現(xiàn)了晚震旦—早寒武世的大型裂陷，稱為“德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷”，其發(fā)育受張性斷裂控制，呈NNW向展布，南北長320km、東西寬50—300km，面積達6萬km2。通過地球化學實驗分析、測井有機碳評價、地震巖性預(yù)測等分析手段，新發(fā)現(xiàn)德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷發(fā)育寒武系麥地坪組、筇竹寺組、震旦系燈影組燈三段3套高過成熟優(yōu)質(zhì)烴源巖（RO>2.0%、TOC>2%），分布面積6萬km2。裂陷內(nèi)烴源巖累計生氣強度80—180億方/平方公里，是裂陷外的4倍。在烴源巖評價的基礎(chǔ)上，結(jié)合烴源巖生氣模擬實驗，重新評價四川盆地震旦—寒武系天然氣資源量為4.1—5.0萬億方，是第三輪油氣資源評價結(jié)果的10倍，其中德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷烴源巖貢獻的資源量占總資源量的62%?？死▋?nèi)裂陷生烴中心的發(fā)現(xiàn)，為特大型氣田的形成奠定了資源基礎(chǔ)。
以往認為四川盆地震旦紀—寒武紀為均一化的碳酸鹽巖臺地，規(guī)模性優(yōu)質(zhì)儲層不發(fā)育，制約了勘探思路和勘探部署。項目組通過大量資料分析、樣品化驗，創(chuàng)建了震旦系燈影組克拉通內(nèi)鑲邊碳酸鹽臺地沉積新模式和寒武系龍王廟組雙顆粒灘沉積新模式，明確了優(yōu)質(zhì)儲層的形成機制，預(yù)測了分布范圍。受晚震旦世德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷的控制，燈影組的沉積為以克拉通內(nèi)裂陷的槽盆相為軸，兩側(cè)對稱發(fā)育臺地邊緣、臺緣后潟湖和開闊—半局限—蒸發(fā)臺地相，與經(jīng)典碳酸鹽巖鑲邊臺地相模式相比，增加了克拉通內(nèi)臺地邊緣、槽盆2個相帶。在克拉通內(nèi)裂陷兩側(cè)臺地邊緣發(fā)育由底棲微生物群落及生化作用建造的大型丘灘體，巖性以凝塊石格架白云巖、泡沫綿層白云巖、砂屑白云巖為主，縱向疊置厚度達800m，平面上呈U型展布達500km。形成準層狀大面積分布的縫洞型和縫洞—洞穴型白云巖儲層，厚約120—210m，沿臺緣帶展布面積達6000km2。在加里東早期同沉積古隆起背景上，寒武系龍王廟組發(fā)育碳酸鹽緩坡雙顆粒灘沉積，自西北向東南依次為后緩坡混積潮坪、內(nèi)緩坡顆粒灘（上灘）、內(nèi)緩坡蒸發(fā)潟湖、中緩坡顆粒灘（下灘）和外緩坡—盆地相，與經(jīng)典緩坡相模式相比，新模式以澙湖為中心，兩側(cè)古地貌高地均發(fā)育顆粒灘，新增加的上顆粒灘相面積達3.2萬km2。龍王廟組上顆粒灘發(fā)育體腔蠕形動物造架孔，經(jīng)準同生白云石化及大氣淡水淋濾溶蝕，形成大量早期溶孔并得以保存，后期又疊加了加里東—早海西期的多期巖溶作用，形成蜂窩狀孔隙、孔洞發(fā)育的裂縫—孔隙型和裂縫—孔洞型優(yōu)質(zhì)儲層，厚度約20—70m，面積達8000km2。
威遠氣田發(fā)現(xiàn)后，提出了震旦系—寒武系以構(gòu)造氣藏為主、川中古隆起今構(gòu)造高部位天然氣富集的認識，該領(lǐng)域的勘探一直以此為指導。項目組通過成藏條件的研究，創(chuàng)建了有別威遠氣田的安岳特大型構(gòu)造—巖性地層氣藏的成藏模式，高石梯—磨溪地區(qū)發(fā)育的3套優(yōu)質(zhì)烴源巖和2套有利儲層形成了3套有效成藏組合，受克拉通內(nèi)裂陷、非均質(zhì)丘灘相儲層和多期不整合3個因素的的控制，發(fā)育大型構(gòu)造—巖性地層圈閉。其中，燈影組發(fā)育大型構(gòu)造—地層圈閉，圈閉幅度達370m，面積約7500km2；龍王廟組發(fā)育大型構(gòu)造—巖性圈閉，面積超過1600km2。油氣成藏經(jīng)歷了二疊紀—中三疊世古油藏形成、晚三疊世—白堊紀原油裂解氣成藏兩大階段，多種證據(jù)證明原油裂解氣為主要的氣源。構(gòu)造—巖性地層圈閉控制了油氣成藏，規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲層控制了油氣富集，燈影組形成大面積成藏、臺緣帶富集的特點，已發(fā)現(xiàn)的臺緣帶含氣面積達1500km2、氣柱高度達590m；龍王廟組高部位整體含氣，已發(fā)現(xiàn)的含氣面積超過1600km2。新認識直接指導了安岳特大型氣田的發(fā)現(xiàn)和評價。
通過對威遠氣田發(fā)現(xiàn)之后鉆探的21口探井分析，認為該領(lǐng)域的勘探技術(shù)方面具有深層地震信噪比低、氣層測井評價難、鉆井速度慢周期長、高溫壓儲層改造難的等技術(shù)瓶頸。項目組通過持續(xù)技術(shù)攻關(guān)，形成了地震、測井、鉆井和儲層改造4方面的創(chuàng)新技術(shù)系列：自主研發(fā)了多路徑雙譜域混合相位子波反褶積等6項地震新技術(shù)，攻克了低分辨率、低信噪比、低成像精度“三低”的難題，地震資料主頻從25Hz提高到40Hz、頻寬從10—60Hz提高到8—70Hz，儲層預(yù)測符合率從76%提高到85%；自主研發(fā)了震旦—寒武系專有測井處理解釋軟件，集成了成像測井、核磁共振等6項測井新技術(shù)，攻克了高瀝青質(zhì)、高礦化度、高黃鐵礦“三高”氣層解釋精度低的難題，氣層解釋符合率從66%提高到92%；形成了井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、適應(yīng)高效PDC鉆頭優(yōu)化、鉆井液優(yōu)化（三優(yōu)化）關(guān)鍵技術(shù)，平均機械鉆速由1.69m/h提高到3.0m/h、提高了78%，龍王廟專層井平均鉆井周期為97天，比高石1井同井深節(jié)約了111天，震旦系井鉆井周期從302天縮短至149天；形成了實驗評價、優(yōu)化設(shè)計、分層轉(zhuǎn)向酸化、壓前儲層量化評價等儲層改造關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了不同層段儲層的分層改造，充分發(fā)揮了氣井的自然產(chǎn)能，單井用酸規(guī)模降低了50%，產(chǎn)量增加了4倍。創(chuàng)新技術(shù)的規(guī)模應(yīng)用，大幅提高了勘探效益。
經(jīng)過三年整體勘探開發(fā)，截止到2014年底，安岳氣田新增天然氣探明儲量4400億方、新增三級儲量超萬億方，2014年龍王廟組已建成產(chǎn)能53億方，2015年計劃建成產(chǎn)能110億方。
目前，成果獲國家發(fā)明專利8件、軟件著作權(quán)2件、技術(shù)秘密5項、發(fā)表SCI、EI檢索論文28篇。獲2013年中國地質(zhì)學會十大地質(zhì)找礦成果， 2014年中國石油集團公司科技進步特等獎。
項目主要完成人：杜金虎,李鷺光、魏國齊、徐春春、伍賢柱、鄒才能、何海清、沈平、楊雨、李亞林、張義杰、楊躍明、宋家榮、黃建章、汪澤成、黃先平、陳剛、張健、楊威、趙路子、文龍、李偉、羅冰、張寶民、冉啟華、謝冰、段國彬、劉定錦、李軍、紀學武。
項目負責人：杜金虎教授，勘探與生產(chǎn)分公司副總經(jīng)理，李四光地質(zhì)科學獎獲得者，長期從事油氣勘探項目的研究和管理，為推動油氣儲量增長和石油地質(zhì)理論發(fā)展做出重要貢獻。獲國家科技進步獎和省部級科技進步獎多項、油氣重大發(fā)現(xiàn)獎多項，發(fā)表論文多篇、出版專著多部。
（杜金虎 魏國齊）
原文鏈接：http://www.wokeji.com/jbsj/sb_4446/201503/t20150313_993877.shtml
