中國石油科技進展
1. 變質基巖油氣成藏理論及關鍵技術指導渤海灣盆地發現億噸級儲量區帶
針對基巖內幕有無良好儲層、能否規模成藏等制約成熟盆地深化認識和規模發現的重大地質問題,中國石油通過對遼河凹陷變質基巖潛山油氣成藏的系統研究,創建了變質基巖內幕油藏成藏理論和成熟盆地基巖油氣藏評價理論,創新和發展了基巖油藏預測與評價等六項關鍵技術,樹立了“源儲一體化”勘探理念,指明了基巖油藏勘探的三大潛力領域。
變質基巖內幕油氣成藏理論突破了變質基巖油藏五項傳統認識,發現了變質基巖內幕存在多套油水系統,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%的潛山領域拓展到全凹陷基巖內幕領域;發展了變質基巖油氣藏評價理論,即T-CDMS多要素匹配成藏評價理論;創新和發展了變質基巖內幕地震成像預測技術、變質基巖巖性識別與儲層評價等七項關鍵技術;形成以儲層評價為核心,以源巖評價為約束的“源儲一體化”勘探理念,揭示出成熟盆地富油氣凹陷規模發現前景廣闊,指出了變質基巖內幕油氣藏和巖性油氣藏等是該區下一步勘探獲規模發現的重要潛力領域。
目前,在變質基巖油氣成藏理論及勘探配套技術的指導下,遼河油田在變質基巖內幕等領域發現了億噸級規模儲量區帶三個,累計新增探明儲量1.2億噸、控制儲量1.4億噸、預測儲量1.4億噸,儲量規模4.0億噸,總體技術達到國際領先水平,將對我國類似盆地的油氣勘探起到指導作用。
2.高煤階煤層氣勘探開發理論和技術突破推動沁水盆地實現煤層氣規模化開發
煤層氣是我國最現實的戰略接替資源,對保障我國天然氣可持續發展意義重大。中國石油華北油田公司和勘探開發研究院經多年攻關,煤層氣勘探開發關鍵理論與技術獲突破性進展,新增加基本探明地質儲量2045億立方米,形成沁水盆地等煤層氣產業基地,實現中國煤層氣規模化開發。
在煤層氣勘探方面,系統建立中國煤層氣成因、賦存、成藏地質理論體系,實現了高煤階煤層氣地質理論的突破,揭示了煤層氣富集規律;闡明了高煤階煤層氣開采過程中滲透率的變化規律;形成煤層氣可采資源預測和煤層氣富集區綜合地質評價方法,開發三維三分量采集—處理—解釋一體化煤儲層裂隙預測技術和煤層氣富集區AVO預測技術。煤層氣地質理論和勘探技術有效指導沁水盆地探明我國第一個千億立方米級煤層氣大氣田,累計探明儲量1239.2億立方米,預計可探明5000多億立方米,為“十二五”煤層氣產能建設提供了資源基礎,培育和催生了我國煤層氣戰略性新興產業。
在煤層氣開發方面,自主設計了多分支水平井井型結構和布井方式,創新了煤層氣開發的解堵性二次壓裂增產技術,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排采工藝技術,在沁水建成第一個數字化規模化煤層氣田,直井最高日產量1.1萬立方米、水平井最高日產量5.5萬立方米。沁水煤層氣田已建成6億立方米產能并商業化運營,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1億立方米。
3. “二三結合”水驅挖潛及二類油層聚合物驅油技術突破支撐大慶油田保持穩產
大慶油田長垣進入特高含水開發階段,面臨著保持油田持續高產穩產的世界級難題。經持續攻關,大慶油田長垣“二三結合”水驅挖潛及二類油層聚合物驅油技術取得重大進展,“十一五”期間新增原油產量263.7萬噸,獲得直接經濟效益46.7億元,保障了大慶油田特高含水期4000萬噸以上持續高產穩產目標的實現,也將對大慶油田“十二五”持續穩產和百年油田建設起到重要支撐作用。
形成三項重要技術創新成果:(1)創新了不同類型河道砂體儲層內部建筑結構精細刻畫和剩余油定量表征技術,提高了特高含水期厚油層控水挖潛的效果,應用區塊厚油層水驅采收率提高1個至2個百分點。(2)創新形成了滲透率100~300毫達西的二類油層聚合物驅油技術,比水驅提高采收率10個百分點以上,使二類油層聚合物驅在原有技術基礎上多提高采收率3個百分點。(3)創新了大慶長垣特高含水油田“二三結合”開發模式和“二三結合”控水挖潛綜合調整技術,將二次采油和三次采油相結合、二類油層挖潛和三類油層挖潛相結合,在三次采油之前對剩余油富集的二、三類油層進行水驅挖潛,提高水驅采收率4個至6個百分點,在常規三次加密調整基礎上采收率進一步提高1個至2個百分點。
目前,我國陸相砂巖油田大都即將進入高含水或特高含水開發階段。該項技術將對我國陸上高含水老油田進一步提高采收率技術的發展起到積極的引領作用,對改善我國同類陸相砂巖油田高含水或特高含水期開發效果具有重要的指導作用、廣泛的應用價值和推廣應用前景,必將產生巨大的經濟效益和社會效益。
4. 超稠油熱采基礎研究及新技術開發取得重大突破
我國陸上稠油已累計發現儲量30億噸,動用儲量17億噸,年產稠油1200萬噸以上,但面臨開采方式單一、能耗與成本高、經濟效益差、大量超稠油亟待動用等重大技術難題。
針對我國稠油開發面臨的問題,中國石油自主研制了以大型三維熱采模擬裝置為標志的實驗新技術新方法,使室內實驗技術實現了從一維模擬向二維和三維高溫高壓模擬的重大跨越,數值模擬技術實現了油田現場不同尺度、不同空間維數稠油超稠油各種開采技術的實際模擬。建立了遼河、新疆稠油開發新技術先導試驗基地,并在超稠油蒸汽驅、THAI、SAGD和火燒油層等系列新技術研發方面取得重大突破,揭示了火驅燃燒前緣展布規律和各區帶熱力學特征,深化了超稠油雙水平井SAGD開采機理的認識,突破了SAGD循環預熱及蒸汽腔發育均勻性調控、火燒油層點火、火燒前緣監測與控制等8項關鍵瓶頸技術,使我國稠油開發整體水平達到國際前列,為國內稠油1200萬噸持續穩產、海外稠油業務快速發展提供強有力的理論技術支撐。
這些研究成果直接指導了新疆紅淺1井區火燒、風城超稠油開發等重大開發試驗及遼河稠油提高采收率技術的工業化應用。中國石油適合火燒驅油技術的儲量8億多噸,可提高采收率30%以上,增加可采儲量2.5億噸以上;新疆風城超稠油可動用儲量2.5億噸,“十二五”末將建成年產400萬噸的生產規模;遼河稠油蒸汽驅和SAGD已形成年產規模100萬噸,提高采收率25%以上。
5. 逆時偏移成像技術突破大幅提高成像精度
逆時偏移成像是目前國際上公認的高精度成像方法,只有少數幾家大公司掌握這項技術。中國石油東方物探公司歷時一年半,研發成功具有自主知識產權的適用于陸上和海上的逆時偏移軟件系統——閃電系統,打破了國外公司技術封鎖,填補了國內深度域偏移成像領域的技術空白,提升了我國在高端物探市場的競爭力。
逆時偏移軟件基于完整的波動方程,在成像中無傾角限制,不僅可以對一次波成像,還可以對回轉波、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方程偏移相比,其成像結果更好、信噪比更高、斷層和陡傾角邊界更清晰。該系統運行效率高,所需資源少,同等條件下相同單炮數據運算時間僅為其他商業軟件的八分之一。中國石油研發出的具有自主知識產權的軟件系統,在應用上更具靈活性,對硬件系統適應性更強,在國際同類型商業軟件中處于領先地位。目前,閃電系統已在新疆、環渤海和濱里海等地區2255平方公里資料處理中得到應用,成像效果顯著。
國產逆時偏移軟件系統的誕生,是國內偏移技術研發的一個新的里程碑,將對提升我國核心軟件國際市場競爭力發揮重要作用,并將進一步推動我國地震資料處理的技術進步,為占領物探高端服務市場提供有力的技術支撐。