千億方天然氣田如何“浮”出渤海灣

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。渤海油氣開發曆時60年,大氣田爲何直到最近才顯露真身,這背後凝聚了多少科技攻關?

終于找到你大量産氣烴源岩現身

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。

烴源岩是指具備油氣生成條件的岩石。判斷能否在渤海灣找到氣的第一步,就是要先確認那裏有沒有足量能産氣的烴源岩。

多年來,中國海油聯合多家科研單位協同找氣岩,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平方公裏,累計厚度約爲1500米的大面積湖相優質烴源岩。實驗證實這些烴源岩是典型的油氣源岩,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)以來的大幅度沈降,導致烴源岩的深埋與熟化速率遠高于渤海灣盆地的其他凹陷。烴源岩熱模擬實驗表明,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,傳統理論認爲,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岩是這些潛山的主要成分。接下來的研究發現,19-6區域的太古界變質岩基底曆經多期構造運動,潛山被其他多個方向斷層切割,産生大量裂縫,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。

爲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沈降導致泥岩超壓快速形成並加劇,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准確、可靠。

向深部進發***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,上覆火山岩與巨厚砂礫岩等地質體,對地震資料的屏蔽十分嚴重。同時,潛山裂縫儲層成因複雜、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鑽探對比符合度達95%。

另外,海上深層鑽井面臨時效要求高、高産能困難等技術瓶頸。特別是渤中凹陷地區太古界變質花崗岩抗壓強度高,高溫、低孔滲、裂縫等多條件並存,易發生儲層傷害,且傷害後很難恢複,這給鑽井工程帶來極大挑戰。

爲此,中國海油開創了海上深部硬地層快速無傷害鑽井關鍵技術,研制了新型高強度鑽頭、鑽具,建立了210℃抗高溫助排型無固相儲層保護鑽井液體系,實現了儲層零傷害,鑽井周期由原來的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大型整裝高産凝析氣田的發現。”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爲,渤海找氣的多項技術達到國際領先水平。(科技日報北京4月1日電)

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