中國(guó)石油科技進(jìn)展
1. 變質(zhì)基巖油氣成藏理論及關(guān)鍵技術(shù)指導(dǎo)渤海灣盆地發(fā)現(xiàn)億噸級(jí)儲(chǔ)量區(qū)帶
針對(duì)基巖內(nèi)幕有無(wú)良好儲(chǔ)層、能否規(guī)模成藏等制約成熟盆地深化認(rèn)識(shí)和規(guī)模發(fā)現(xiàn)的重大地質(zhì)問(wèn)題,中國(guó)石油通過(guò)對(duì)遼河凹陷變質(zhì)基巖潛山油氣成藏的系統(tǒng)研究,創(chuàng)建了變質(zhì)基巖內(nèi)幕油藏成藏理論和成熟盆地基巖油氣藏評(píng)價(jià)理論,創(chuàng)新和發(fā)展了基巖油藏預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)等六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),樹(shù)立了“源儲(chǔ)一體化”勘探理念,指明了基巖油藏勘探的三大潛力領(lǐng)域。
變質(zhì)基巖內(nèi)幕油氣成藏理論突破了變質(zhì)基巖油藏五項(xiàng)傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),發(fā)現(xiàn)了變質(zhì)基巖內(nèi)幕存在多套油水系統(tǒng),提出了油氣成藏底界深度不小于烴源巖最大埋藏深度的理念,把占凹陷15%~20%的潛山領(lǐng)域拓展到全凹陷基巖內(nèi)幕領(lǐng)域;發(fā)展了變質(zhì)基巖油氣藏評(píng)價(jià)理論,即T-CDMS多要素匹配成藏評(píng)價(jià)理論;創(chuàng)新和發(fā)展了變質(zhì)基巖內(nèi)幕地震成像預(yù)測(cè)技術(shù)、變質(zhì)基巖巖性識(shí)別與儲(chǔ)層評(píng)價(jià)等七項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù);形成以儲(chǔ)層評(píng)價(jià)為核心,以源巖評(píng)價(jià)為約束的“源儲(chǔ)一體化”勘探理念,揭示出成熟盆地富油氣凹陷規(guī)模發(fā)現(xiàn)前景廣闊,指出了變質(zhì)基巖內(nèi)幕油氣藏和巖性油氣藏等是該區(qū)下一步勘探獲規(guī)模發(fā)現(xiàn)的重要潛力領(lǐng)域。
目前,在變質(zhì)基巖油氣成藏理論及勘探配套技術(shù)的指導(dǎo)下,遼河油田在變質(zhì)基巖內(nèi)幕等領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了億噸級(jí)規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)帶三個(gè),累計(jì)新增探明儲(chǔ)量1.2億噸、控制儲(chǔ)量1.4億噸、預(yù)測(cè)儲(chǔ)量1.4億噸,儲(chǔ)量規(guī)模4.0億噸,總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,將對(duì)我國(guó)類(lèi)似盆地的油氣勘探起到指導(dǎo)作用。
2.高煤階煤層氣勘探開(kāi)發(fā)理論和技術(shù)突破推動(dòng)沁水盆地實(shí)現(xiàn)煤層氣規(guī)模化開(kāi)發(fā)
煤層氣是我國(guó)最現(xiàn)實(shí)的戰(zhàn)略接替資源,對(duì)保障我國(guó)天然氣可持續(xù)發(fā)展意義重大。中國(guó)石油華北油田公司和勘探開(kāi)發(fā)研究院經(jīng)多年攻關(guān),煤層氣勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵理論與技術(shù)獲突破性進(jìn)展,新增加基本探明地質(zhì)儲(chǔ)量2045億立方米,形成沁水盆地等煤層氣產(chǎn)業(yè)基地,實(shí)現(xiàn)中國(guó)煤層氣規(guī)模化開(kāi)發(fā)。
在煤層氣勘探方面,系統(tǒng)建立中國(guó)煤層氣成因、賦存、成藏地質(zhì)理論體系,實(shí)現(xiàn)了高煤階煤層氣地質(zhì)理論的突破,揭示了煤層氣富集規(guī)律;闡明了高煤階煤層氣開(kāi)采過(guò)程中滲透率的變化規(guī)律;形成煤層氣可采資源預(yù)測(cè)和煤層氣富集區(qū)綜合地質(zhì)評(píng)價(jià)方法,開(kāi)發(fā)三維三分量采集—處理—解釋一體化煤儲(chǔ)層裂隙預(yù)測(cè)技術(shù)和煤層氣富集區(qū)AVO預(yù)測(cè)技術(shù)。煤層氣地質(zhì)理論和勘探技術(shù)有效指導(dǎo)沁水盆地探明我國(guó)第一個(gè)千億立方米級(jí)煤層氣大氣田,累計(jì)探明儲(chǔ)量1239.2億立方米,預(yù)計(jì)可探明5000多億立方米,為“十二五”煤層氣產(chǎn)能建設(shè)提供了資源基礎(chǔ),培育和催生了我國(guó)煤層氣戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
在煤層氣開(kāi)發(fā)方面,自主設(shè)計(jì)了多分支水平井井型結(jié)構(gòu)和布井方式,創(chuàng)新了煤層氣開(kāi)發(fā)的解堵性二次壓裂增產(chǎn)技術(shù),首次建立了“五段三壓”氣井管理方法,攻克了防砂防粉煤五項(xiàng)排采工藝技術(shù),在沁水建成第一個(gè)數(shù)字化規(guī)模化煤層氣田,直井最高日產(chǎn)量1.1萬(wàn)立方米、水平井最高日產(chǎn)量5.5萬(wàn)立方米。沁水煤層氣田已建成6億立方米產(chǎn)能并商業(yè)化運(yùn)營(yíng),2010年商品氣量為3.8億立方米,已向西氣東輸提供商品氣量超過(guò)1億立方米。
3. “二三結(jié)合”水驅(qū)挖潛及二類(lèi)油層聚合物驅(qū)油技術(shù)突破支撐大慶油田保持穩(wěn)產(chǎn)
大慶油田長(zhǎng)垣進(jìn)入特高含水開(kāi)發(fā)階段,面臨著保持油田持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的世界級(jí)難題。經(jīng)持續(xù)攻關(guān),大慶油田長(zhǎng)垣“二三結(jié)合”水驅(qū)挖潛及二類(lèi)油層聚合物驅(qū)油技術(shù)取得重大進(jìn)展,“十一五”期間新增原油產(chǎn)量263.7萬(wàn)噸,獲得直接經(jīng)濟(jì)效益46.7億元,保障了大慶油田特高含水期4000萬(wàn)噸以上持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),也將對(duì)大慶油田“十二五”持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)和百年油田建設(shè)起到重要支撐作用。
形成三項(xiàng)重要技術(shù)創(chuàng)新成果:(1)創(chuàng)新了不同類(lèi)型河道砂體儲(chǔ)層內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)精細(xì)刻畫(huà)和剩余油定量表征技術(shù),提高了特高含水期厚油層控水挖潛的效果,應(yīng)用區(qū)塊厚油層水驅(qū)采收率提高1個(gè)至2個(gè)百分點(diǎn)。(2)創(chuàng)新形成了滲透率100~300毫達(dá)西的二類(lèi)油層聚合物驅(qū)油技術(shù),比水驅(qū)提高采收率10個(gè)百分點(diǎn)以上,使二類(lèi)油層聚合物驅(qū)在原有技術(shù)基礎(chǔ)上多提高采收率3個(gè)百分點(diǎn)。(3)創(chuàng)新了大慶長(zhǎng)垣特高含水油田“二三結(jié)合”開(kāi)發(fā)模式和“二三結(jié)合”控水挖潛綜合調(diào)整技術(shù),將二次采油和三次采油相結(jié)合、二類(lèi)油層挖潛和三類(lèi)油層挖潛相結(jié)合,在三次采油之前對(duì)剩余油富集的二、三類(lèi)油層進(jìn)行水驅(qū)挖潛,提高水驅(qū)采收率4個(gè)至6個(gè)百分點(diǎn),在常規(guī)三次加密調(diào)整基礎(chǔ)上采收率進(jìn)一步提高1個(gè)至2個(gè)百分點(diǎn)。
目前,我國(guó)陸相砂巖油田大都即將進(jìn)入高含水或特高含水開(kāi)發(fā)階段。該項(xiàng)技術(shù)將對(duì)我國(guó)陸上高含水老油田進(jìn)一步提高采收率技術(shù)的發(fā)展起到積極的引領(lǐng)作用,對(duì)改善我國(guó)同類(lèi)陸相砂巖油田高含水或特高含水期開(kāi)發(fā)效果具有重要的指導(dǎo)作用、廣泛的應(yīng)用價(jià)值和推廣應(yīng)用前景,必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
4. 超稠油熱采基礎(chǔ)研究及新技術(shù)開(kāi)發(fā)取得重大突破
我國(guó)陸上稠油已累計(jì)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量30億噸,動(dòng)用儲(chǔ)量17億噸,年產(chǎn)稠油1200萬(wàn)噸以上,但面臨開(kāi)采方式單一、能耗與成本高、經(jīng)濟(jì)效益差、大量超稠油亟待動(dòng)用等重大技術(shù)難題。
針對(duì)我國(guó)稠油開(kāi)發(fā)面臨的問(wèn)題,中國(guó)石油自主研制了以大型三維熱采模擬裝置為標(biāo)志的實(shí)驗(yàn)新技術(shù)新方法,使室內(nèi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從一維模擬向二維和三維高溫高壓模擬的重大跨越,數(shù)值模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了油田現(xiàn)場(chǎng)不同尺度、不同空間維數(shù)稠油超稠油各種開(kāi)采技術(shù)的實(shí)際模擬。建立了遼河、新疆稠油開(kāi)發(fā)新技術(shù)先導(dǎo)試驗(yàn)基地,并在超稠油蒸汽驅(qū)、THAI、SAGD和火燒油層等系列新技術(shù)研發(fā)方面取得重大突破,揭示了火驅(qū)燃燒前緣展布規(guī)律和各區(qū)帶熱力學(xué)特征,深化了超稠油雙水平井SAGD開(kāi)采機(jī)理的認(rèn)識(shí),突破了SAGD循環(huán)預(yù)熱及蒸汽腔發(fā)育均勻性調(diào)控、火燒油層點(diǎn)火、火燒前緣監(jiān)測(cè)與控制等8項(xiàng)關(guān)鍵瓶頸技術(shù),使我國(guó)稠油開(kāi)發(fā)整體水平達(dá)到國(guó)際前列,為國(guó)內(nèi)稠油1200萬(wàn)噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、海外稠油業(yè)務(wù)快速發(fā)展提供強(qiáng)有力的理論技術(shù)支撐。
這些研究成果直接指導(dǎo)了新疆紅淺1井區(qū)火燒、風(fēng)城超稠油開(kāi)發(fā)等重大開(kāi)發(fā)試驗(yàn)及遼河稠油提高采收率技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。中國(guó)石油適合火燒驅(qū)油技術(shù)的儲(chǔ)量8億多噸,可提高采收率30%以上,增加可采儲(chǔ)量2.5億噸以上;新疆風(fēng)城超稠油可動(dòng)用儲(chǔ)量2.5億噸,“十二五”末將建成年產(chǎn)400萬(wàn)噸的生產(chǎn)規(guī)模;遼河稠油蒸汽驅(qū)和SAGD已形成年產(chǎn)規(guī)模100萬(wàn)噸,提高采收率25%以上。
5. 逆時(shí)偏移成像技術(shù)突破大幅提高成像精度
逆時(shí)偏移成像是目前國(guó)際上公認(rèn)的高精度成像方法,只有少數(shù)幾家大公司掌握這項(xiàng)技術(shù)。中國(guó)石油東方物探公司歷時(shí)一年半,研發(fā)成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的適用于陸上和海上的逆時(shí)偏移軟件系統(tǒng)——閃電系統(tǒng),打破了國(guó)外公司技術(shù)封鎖,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)深度域偏移成像領(lǐng)域的技術(shù)空白,提升了我國(guó)在高端物探市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
逆時(shí)偏移軟件基于完整的波動(dòng)方程,在成像中無(wú)傾角限制,不僅可以對(duì)一次波成像,還可以對(duì)回轉(zhuǎn)波、棱鏡波、鬼波和其他多次波成像。與克希霍夫積分法偏移和單程波動(dòng)方程偏移相比,其成像結(jié)果更好、信噪比更高、斷層和陡傾角邊界更清晰。該系統(tǒng)運(yùn)行效率高,所需資源少,同等條件下相同單炮數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)間僅為其他商業(yè)軟件的八分之一。中國(guó)石油研發(fā)出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件系統(tǒng),在應(yīng)用上更具靈活性,對(duì)硬件系統(tǒng)適應(yīng)性更強(qiáng),在國(guó)際同類(lèi)型商業(yè)軟件中處于領(lǐng)先地位。目前,閃電系統(tǒng)已在新疆、環(huán)渤海和濱里海等地區(qū)2255平方公里資料處理中得到應(yīng)用,成像效果顯著。
國(guó)產(chǎn)逆時(shí)偏移軟件系統(tǒng)的誕生,是國(guó)內(nèi)偏移技術(shù)研發(fā)的一個(gè)新的里程碑,將對(duì)提升我國(guó)核心軟件國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮重要作用,并將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)地震資料處理的技術(shù)進(jìn)步,為占領(lǐng)物探高端服務(wù)市場(chǎng)提供有力的技術(shù)支撐。