□本報記者 王福全 通訊員 卜旭強

3月14日，中國石化“深地一號·順北油氣田基地”再獲突破，順北84斜井測試獲日產(chǎn)1017噸油當(dāng)量。該井以8937.77米的垂深，刷新了亞洲陸上最深千噸井的紀(jì)錄，是順北油氣田超深層第22口千噸井，也是順北8號斷裂帶新區(qū)帶自2021年4月實現(xiàn)突破以來，發(fā)現(xiàn)的第7口千噸井，進一步展現(xiàn)出該條區(qū)帶作為新的億噸級油氣區(qū)，具有豐厚的資源潛力和良好的勘探開發(fā)前景。

順北8號斷裂帶在中國石化礦權(quán)范圍內(nèi)的長度86千米，相比其他斷裂帶，8號斷裂帶斷裂寬度窄，具有目的層埋深大、溫度高、上覆侵入巖發(fā)育的特征。西北油田依靠科技創(chuàng)新，通過強化地質(zhì)基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)突破，在一年多的時間里，相繼取得了順北8X、順北801X、順北802X等多口重點探井的重大突破，成功在順北地區(qū)發(fā)現(xiàn)第4個億噸級油氣區(qū)帶?！绊槺钡貐^(qū)8號斷裂帶新區(qū)帶油氣勘探重大突破”獲集團公司2022年度油氣勘探突破特等獎。

基礎(chǔ)研究揭開神秘面紗

2021年4月6日，深埋于地下8100多米的天然氣在高壓的作用下，從放噴管線里呼嘯而出，伴隨著刺耳的響聲，放噴池上空一團巨大的火焰照亮了順北8X井場附近的夜空。

順北8號斷裂帶首口勘探井取得重大油氣突破。

西北油田副總地質(zhì)師、油氣勘探管理部經(jīng)理曹自成雖然早有預(yù)期，但聽到突破的確切消息，仍然難掩喜悅：“順北8X井的突破對進一步拓展順北油氣田增儲上產(chǎn)陣地、增強油田干部員工建設(shè)大油氣田的信心和決心具有重要意義?！?/p>

2016年8月，中國石化宣布在塔里木盆地順北地區(qū)取得重大油氣商業(yè)發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)新地區(qū)、新領(lǐng)域、新類型油氣重大突破。此后，順北油氣田相繼在順北1號、5號斷裂帶發(fā)現(xiàn)兩個億噸級油氣區(qū)。2021年，順北4號斷裂帶上部署的順北42X、順北41X等井先后獲得重要突破，快速實現(xiàn)了整條斷裂帶儲量整體探明，并建成了中國石化少井高產(chǎn)示范區(qū)。

油氣上產(chǎn)，勘探先行。西北油田在攻堅其他主干斷裂帶的同時，并沒有放松對順北8號斷裂帶的探索。2018年2月，順北8X井開鉆，在三開中完后因順北地區(qū)東部工況復(fù)雜、目的層溫度高、工程側(cè)鉆難度大而封井；2020年，該井重新實施四開直導(dǎo)井眼作業(yè)，因未鉆遇斷裂帶內(nèi)規(guī)?？p洞型儲層，沒有取得實質(zhì)性突破。

在出師不利的情況下，西北油田集中科研力量，從強化順北的基礎(chǔ)研究工作做起。

“順北油氣田各條斷裂帶之間，不同斷裂體系的演化、發(fā)育過程差異很大，而且斷控縫洞儲集體非均質(zhì)性本身就很強，斷裂與斷裂相異，為我們實現(xiàn)勘探快速推進帶來了不利影響。”曹自成說。

西北油田借助“大兵團”優(yōu)勢，聯(lián)合中國石化石油勘探開發(fā)研究院、石油物探技術(shù)研究院和高校開展攻關(guān)，將順北走滑斷裂帶劃分為北東單剪走滑斷裂體系、北西單剪走滑斷裂體系、中部調(diào)節(jié)斷裂體系和北東壓脊斷裂體系四大斷裂體系，并將斷裂的表征從靜態(tài)描述推進到動態(tài)演化過程分析。

科研團隊認(rèn)為，順北斷控縫洞型儲層非均質(zhì)性受“構(gòu)造樣式、斷裂演化、現(xiàn)今地應(yīng)力”三大因素共同影響。其中，走滑斷裂的構(gòu)造樣式差異控制儲層類型，構(gòu)造演化過程差異影響儲滲性能，現(xiàn)今地應(yīng)力則影響儲層連通性。

他們還將順北8號斷裂帶與已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)的1號、4號斷裂帶進行地質(zhì)結(jié)構(gòu)相似性、差異化分析，從而更加準(zhǔn)確地預(yù)測這一區(qū)域的油氣資源情況。

研究順北地質(zhì)結(jié)構(gòu)多年的西北油田勘探開發(fā)研究院總地質(zhì)師韓俊介紹：“順北8號斷裂帶位于順北4號斷裂帶以東，屬于北東斷裂體系，內(nèi)部走滑斷裂特征、斷裂控儲機制與模式與順北1號、4號斷裂帶有一定的相似性，基本可以判斷該區(qū)域?qū)儆谟蜌赓Y源的‘富礦區(qū)’。”

西北油田綜合各方面的研究成果，在順北8號斷裂帶舉棋落子。2020年10月，在斷裂帶中部拉分段對順北8井實施側(cè)鉆，順北油氣田新的億噸級油氣區(qū)帶的神秘面紗即將被揭開。

落子成勢夯實資源陣地

順北8X井作為新區(qū)帶部署的第一口重點勘探井，其效果不僅關(guān)乎后續(xù)井位的部署，而且影響著順北8號斷裂帶甚至順北油氣田全盤的勘探節(jié)奏。

2020月6月，西北油田科研人員總結(jié)順北1號斷裂帶的勘探經(jīng)驗，認(rèn)為順北8號斷裂帶中段的疊接拉分段的儲層規(guī)模大、連通性好，可以作為井位部署的首選段位。

但在軌跡設(shè)計上，大家卻產(chǎn)生了分歧。有的科研人員認(rèn)為應(yīng)該小角度斜穿斷裂帶，多控儲集體，有的則認(rèn)為應(yīng)大角度橫穿斷裂帶，優(yōu)快鉆穿斷裂帶，控制有效儲集體。

“問題的關(guān)鍵是儲層地質(zhì)模型，解決了這個主要難題，井軌跡優(yōu)選就能形成共識。”韓俊說。

科研人員展開集中攻關(guān)研究，攻克了斷裂帶內(nèi)儲集體發(fā)育結(jié)構(gòu)的問題，認(rèn)識到走滑斷裂多幕次的遞進式演化會形成多個縫洞集合系統(tǒng)，形象地稱之為“柵狀”儲集結(jié)構(gòu)?；趦拥刭|(zhì)模型，他們形成了“平面大角度、縱向大井斜角橫穿斷裂帶”的軌跡設(shè)計理念。

順北8X井側(cè)鉆的“軌跡設(shè)計之爭”有了定論，但一道道難題也接踵而來。

他們陸續(xù)攻克了二疊系火成巖、志留系雁列斷層、桑塔木組侵入巖識別和預(yù)測等難題，形成了“緊貼目的層斷裂帶，避非目的斷層、避高陡火成巖、避易漏易溢層”的井口甄選技術(shù)；攻克了目的層段高壓預(yù)測難題，形成壓力定性預(yù)測技術(shù)，指導(dǎo)確定鉆井液密度窗口，盡可能保護油氣層。

2021年1月，順北8X井鉆至7965米，距離設(shè)計完鉆井深僅420米。

正當(dāng)大家信心滿滿準(zhǔn)備迎接成果的時候，一盆涼水澆了下來。

工程作業(yè)人員在地質(zhì)預(yù)測的儲集體頂部，竟然鉆遇鹽水。這意味著，按照“上油下水”的油水分異規(guī)律，順北8X井區(qū)并未成藏。

這是所有科研人員都難以接受的結(jié)果。

西北油田勘探開發(fā)研究院順北勘探研究所成立了攻關(guān)突擊隊，來自測井、測試等各專業(yè)10余名科研骨干背“水”一戰(zhàn)。

他們系統(tǒng)梳理了順北區(qū)域油水關(guān)系，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的地層水分布主要受斷裂構(gòu)造樣式和組合形態(tài)控制。大量的分析研究表明，由于次級、分支斷裂通源性差、油氣充注弱、局部水體驅(qū)替不足，形成局部封存水的可能性比較大。研究結(jié)果認(rèn)為：主干斷裂帶富集油氣，繼續(xù)鉆進，在相對深層的主干斷裂控制的儲集體上能夠鉆遇油氣。

2021年4月，順北8X井獲得突破，成為順北8號斷裂帶第一口千噸井。

一子落而滿盤活。

西北油田通過總結(jié)順北8X井油氣成果，精細(xì)解剖整條斷裂帶的發(fā)育特征，認(rèn)為順北8號斷裂帶活動強度比順北1號斷裂帶更大，斷裂控儲、控藏、控富，疊接擠壓段、疊接拉分段儲集體規(guī)模大，油氣更為富集。

2022年1月部署順北801X井，6月部署順北802X井，7月部署順北803X井……均獲高產(chǎn)油氣流。

一個個關(guān)鍵處的落子，彼此連接成勢，構(gòu)建了新的油氣區(qū)布局。

“我們先后在順北8號斷裂帶勘探攻堅過程中解決了儲層地質(zhì)建模與井型設(shè)計、儲量估算與井網(wǎng)構(gòu)建、風(fēng)險預(yù)測與優(yōu)快鉆井、儲層描述與分類改造等復(fù)雜難題，不斷總結(jié)提升、探索實踐，再總結(jié)、再實踐，最終實現(xiàn)了順北8號斷裂帶油氣資源的整體控制，進一步夯實了順北增儲上產(chǎn)的資源陣地?！辈茏猿烧f。

地質(zhì)工程一體化找出最優(yōu)解

作為世界陸上商業(yè)開發(fā)最深的油氣藏，“超深+地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜”成為順北區(qū)域勘探開發(fā)難度大的主要原因之一。

西北油田堅持地質(zhì)工程一體化攻關(guān)，為順北8號斷裂帶高質(zhì)量勘探提供支撐。

2022年3月，西北油田在順北8號斷裂帶北部平移段部署順北84斜井。地質(zhì)研究結(jié)果表明，地層下8960米處的“斷裂+串珠”儲集體為最優(yōu)目標(biāo)靶位。

順北84斜井的目的層為奧陶系鷹山組下段，中間要穿越二疊系火成巖易漏段、志留系雁列斷層易漏段、奧陶系桑塔木組泥巖易斜段等多個層系，存在漏、塌、斜等工程風(fēng)險。

西北油田以勘探大突破為目標(biāo)，打破原有“技術(shù)條塊分割、管理接力進行”的模式，組織地質(zhì)、工程人員從專業(yè)角度換位思考、無縫銜接、相互滲透，通過方案設(shè)計一體化、實施過程一體化，尋找最優(yōu)目標(biāo)靶點與最優(yōu)鉆井軌跡的“最優(yōu)解”。

雙方團隊通過地質(zhì)工程一體化優(yōu)化井眼軌跡、優(yōu)選井口位置、優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、優(yōu)化提速工具、優(yōu)化儲層保護、優(yōu)化增產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)了地質(zhì)工程“雙贏”。

據(jù)統(tǒng)計，在地質(zhì)工程一體化模式下，順北8號斷裂帶效益勘探開發(fā)水平持續(xù)提升。目前完成測試11口井，9口井獲高產(chǎn)油氣流，其中千噸井達(dá)到7口。工程作業(yè)上，鉆井平均周期大幅縮短，由最初280天縮短至目前的184天。順北8-3H井的鉆井周期僅為129天，創(chuàng)區(qū)帶鉆井周期最短紀(jì)錄。

“纖纖不絕林薄成，涓涓不止江河生”。一次次的攻堅，一點點的突破，參與順北油氣田攻關(guān)的科研人員正在廣袤的塔克拉瑪干大漠上，以“深地”探索的新業(yè)績書寫能源強國的新篇章。

突破走滑斷裂勘探“禁區(qū)”

孫 珂（石油勘探開發(fā)研究院）

在世界范圍內(nèi)，走滑斷裂廣泛發(fā)育于板塊邊界或板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境。早期走滑斷裂研究集中于超大—大尺度的板緣或盆緣邊界斷裂，這些走滑斷裂滑移距往往可達(dá)數(shù)百公里，如美國西部的圣安德列斯斷裂、中國西部的阿爾金斷裂等。然而，板內(nèi)或盆內(nèi)中—小尺度走滑斷裂由于遠(yuǎn)離擠壓碰撞邊界，滑移距在數(shù)百米至數(shù)公里，如美國密歇根盆地、俄羅斯西西伯利亞盆地、中國塔里木盆地。板內(nèi)走滑斷裂由于資料少、變形弱、識別難，無成功商業(yè)勘探開發(fā)經(jīng)驗可借鑒，未形成系統(tǒng)的斷裂解析方法及勘探評價思路。

順北地區(qū)位于塔里木盆地腹部構(gòu)造低部位，廣泛發(fā)育中—小尺度板內(nèi)走滑斷裂體系，由于平均埋藏深度大，被視為油氣勘探的“禁區(qū)”。2016年以來，西北油田與石油勘探開發(fā)研究院研究團隊針對順北東部走滑斷裂開展持續(xù)攻關(guān)，據(jù)統(tǒng)計，塔里木盆地走滑斷控領(lǐng)域資源量可達(dá)20億噸級。

順北地區(qū)走滑斷裂埋深大、斷距小、成藏過程復(fù)雜，勘探存在“三難”特點：一是斷裂隱蔽性強，埋深更大，且受火成巖等干擾，地震成像與識別難度更大；二是斷裂樣式多變，儲集結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，非均質(zhì)性更強，規(guī)模儲集體的發(fā)育模式不清；三是斷裂控藏要素多樣，富集高產(chǎn)機制復(fù)雜，勘探目標(biāo)優(yōu)選難度大。

2019年以來，研究團隊通過聯(lián)合攻關(guān)，取得“三新”成果：一是通過地球物理技術(shù)攻關(guān)和針對性處理，有效提升了順北超深層斷控儲集體的處理成像精度；二是提出走滑斷裂通過構(gòu)造破碎直接成儲，具有“平面分段、縱向分層”的空間結(jié)構(gòu)，建立儲層“簇狀結(jié)構(gòu)”新模式；三是確立了斷裂精細(xì)解析要素與勘探評價關(guān)鍵要素，形成了“烴源巖選區(qū)、輸導(dǎo)性選帶、儲集性選段、非均質(zhì)性選點”全過程高效探評技術(shù)。

2021年以來，在上述理論方法的指導(dǎo)下，順北4號帶獲得連續(xù)重大突破，順北地區(qū)增儲上產(chǎn)重點轉(zhuǎn)至順北8號斷裂帶。

由于塔里木盆地構(gòu)造動力學(xué)背景復(fù)雜，順北地區(qū)不同走滑斷裂帶具有“一帶一式”特征。與4號斷裂帶相比，8號斷裂帶具有擠壓變形程度強、分段規(guī)模減小、淺層雁列規(guī)模大的特點。研究團隊提出順北8號斷裂帶具有典型的“縱向分層、平面分段”的空間結(jié)構(gòu)，其中深層中—下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖頂部發(fā)育疊接拉分段和平移段；淺層雁列構(gòu)造規(guī)模大、數(shù)量多，下切形成“似拉分地塹”，揭示了斷裂晚期活動強烈。

研究團隊對預(yù)部署井區(qū)開展了50米間距的加密解析，明確了預(yù)部署的順北8X井所在的拉分段西側(cè)斷面傾角高陡，走向平行于現(xiàn)今地應(yīng)力方向，為油氣運移的主要斷面。這一認(rèn)識成功指導(dǎo)了順北8X鉆井方案的部署，支撐了順北8號斷裂帶首口千噸井突破。

在順北4號、8號等主干斷裂帶連續(xù)獲得高產(chǎn)突破的同時，部署于主干斷裂之間的低級序斷裂之上的順北21、順北6等井連續(xù)獲突破，證實了低級序斷裂領(lǐng)域能成儲、可成藏、有規(guī)模，勘探潛力同樣巨大。按照走滑斷裂體系發(fā)育的機制，主干斷裂之間具備廣泛發(fā)育低級序斷裂的力學(xué)基礎(chǔ)，斷裂數(shù)量更多，因此，低級序斷裂領(lǐng)域有望成為順北主干斷裂之外新的規(guī)模增儲陣地。

深層目標(biāo)“看得清、打得準(zhǔn)”

韓 波（石油物探技術(shù)研究院）

順北油氣田位于塔里木盆地中西部，其獨特的斷控縫洞型油藏是當(dāng)前超深層碳酸鹽巖領(lǐng)域油氣勘探開發(fā)的熱點。但地質(zhì)目標(biāo)深埋地下七八千米，如何“看得清、打得準(zhǔn)”，是地震精細(xì)成像及儲層描述面臨的挑戰(zhàn)。

順北大部分地區(qū)被沙漠所覆蓋，沙丘高程起伏變化大，最厚達(dá)200米。松散沙丘對地震波產(chǎn)生較強的吸收衰減效應(yīng)，嚴(yán)重降低了地震信號的振幅和頻率，同時也為地震資料處理中的靜校正帶來困難，影響深層目標(biāo)地質(zhì)體的精細(xì)成像。

順北地區(qū)二疊系廣泛發(fā)育一套以英安巖和凝灰?guī)r為主的火成巖，在上奧陶統(tǒng)－志留系之間還發(fā)育多期侵入巖，特別在順北西部地區(qū)，多期侵入巖體呈“多層樓”狀，疊置關(guān)系十分復(fù)雜?；鸪蓭r的存在導(dǎo)致奧陶系地震信噪比低、儲集體的可識別特征弱。另外，火成巖厚度和橫向展布的劇烈變化還會造成假構(gòu)造、假斷裂、假儲集體等異常特征。

“十四五”以來，石油物探技術(shù)研究院和西北油田聯(lián)合，針對超深層走滑斷裂帶精細(xì)成像及儲層描述面臨的難點問題，攻關(guān)形成諸多技術(shù)成果。

一是低信噪比資料疊前預(yù)處理技術(shù)。高大沙丘使地震資料處理面臨嚴(yán)重的靜校正和低信噪比問題。通過融合靜校正技術(shù)和分頻剩余靜校正技術(shù)，解決了順北地區(qū)沙漠地表的靜校正問題，并且優(yōu)化了疊前去噪流程，有效提高了斷裂和儲集體的成像精度。

二是可控震源高效處理技術(shù)?？煽卣鹪词堑卣鹂碧街械卣鸩ぐl(fā)源中的一種類型，其施工作業(yè)更安全，但沙漠區(qū)可控震源采集資料存在“黑三角”強能量噪聲等難點。通過持續(xù)攻關(guān)，形成了針對可控震源的組合壓制噪聲、相位最優(yōu)匹配、子波寬頻處理等技術(shù)，保護了有效信號，收到了與炸藥震源相當(dāng)?shù)某上裥Ч?/p>

三是全方位角度域建模及高精度成像技術(shù)。針對順北地區(qū)火成巖復(fù)雜發(fā)育區(qū)，建立了遞進式速度建模流程，充分利用全方位層析優(yōu)勢，反演出火成巖的高頻形態(tài)，使速度模型細(xì)節(jié)變化更明顯，消除了假構(gòu)造、假斷裂等現(xiàn)象，提高了斷控儲集體的成像精度。

四是斷控儲集體精細(xì)化描述技術(shù)。超深層井位部署的首要需求是儲集體位置刻畫準(zhǔn)確、內(nèi)幕描述清楚。為此，研發(fā)了基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地震反演、單道相干、井間連通路徑自動尋優(yōu)等技術(shù)，為準(zhǔn)確定位儲集體、精細(xì)刻畫內(nèi)幕結(jié)構(gòu)及分析連通性提供了依據(jù)。

此外，近年來隨著技術(shù)優(yōu)化迭代及推廣應(yīng)用力度不斷加大，QRTM（疊前頻率域Q逆時偏）、散射波成像、FWI（全波形反演）高精度速度建模、五維地震解釋及儲集體人工智能識別等物探關(guān)鍵技術(shù)也取得了進步。