郭旭升

中國工程院院士

中國石化總地質師

中國石化石油勘探開發(fā)研究院院長

科技決定油氣的未來，科技創(chuàng)造未來的油氣。突破關鍵油氣勘探理論技術瓶頸是實現(xiàn)高水平自立自強的重要保障。

我國現(xiàn)代石油工業(yè)是在新中國成立后發(fā)展起來的。75年來，在中國共產黨的堅強領導下，經(jīng)過幾代石油人不懈奮斗，我國從“貧油國”躋身世界產油大國，并建立起相對完整的油氣勘探理論技術體系，關鍵理論技術突破推動了我國石油工業(yè)快速發(fā)展，有力保障了國家能源安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需求。

油氣勘探理論技術突破帶動重大油氣發(fā)現(xiàn)

縱觀我國石油工業(yè)發(fā)展史，每一次油氣地質理論技術突破都帶動了重大油氣發(fā)現(xiàn)。

1950至1959年，我國油氣勘探重點集中在西部地區(qū)，以背斜成藏理論為基礎，采用重磁電法、二維模擬地震、噴射鉆井等技術，先盆緣山前帶，后盆內地臺區(qū)，注重野外地質調查和成藏地質條件理論研究，提出了中國陸相生油理論，逐步形成了中國石油地質學的理論框架，以此為指導，發(fā)現(xiàn)了克拉瑪依油田和川中油氣區(qū)，奠定了中國現(xiàn)代石油工業(yè)的基礎。

1958年之后，經(jīng)中央批準，我國石油工業(yè)戰(zhàn)略東移，采用二維數(shù)字地震和旋轉鉆機，先后在松遼和渤海灣等盆地開展石油大會戰(zhàn)，進一步驗證了陸相生油理論的科學價值，創(chuàng)建了“源控論”和“復式油氣聚集（區(qū)）帶”等勘探理論，形成了較為系統(tǒng)的陸相油氣地質理論。以此為指導，相繼發(fā)現(xiàn)了大慶油田和渤海灣盆地油氣區(qū)，1978年原油產量上1億噸，迎來了第一個石油儲量增長高峰，我國躋身世界產油大國行列。

1985年，中央針對石油工業(yè)做出“穩(wěn)定東部、發(fā)展西部”的戰(zhàn)略部署，采用三維地震、5千米～7千米鉆機、水平鉆井等技術，油氣勘探在全國各主要盆地全面展開。在海相碳酸鹽巖層系的油氣勘探實踐中，探索形成了海相油氣地質理論與配套工程技術體系，中國石油地質學理論得到進一步充實和提升。以此為指導，油氣勘探開發(fā)逐步向深層—超深層進軍，在塔里木盆地相繼發(fā)現(xiàn)了哈拉哈塘、塔中、塔河、順北、富滿等大型—超大型油氣田，在鄂爾多斯盆地奧陶系發(fā)現(xiàn)了靖邊大氣田，在四川盆地二—三疊系臺緣帶、川中古生界、川中古隆起深層震旦系燈影組和寒武系龍王廟組等層系發(fā)現(xiàn)了普光、龍崗、元壩、高石梯、磨溪、川西等超千億方的碳酸鹽巖大氣田。

21世紀以來，我國油氣勘探領域、資源類型持續(xù)拓展，深層—超深層、近?！Ｓ蛏钏⒊Ｒ?guī)—非常規(guī)油氣不斷取得新突破。針對中西部疊合盆地沙漠、黃土塬、山地等地面與地下雙復雜地區(qū)，攻關“兩寬、兩高”三維地震技術，采用欠平衡、深層優(yōu)快鉆井等技術，探索形成了深層—超深層油氣勘探開發(fā)理論技術，在塔里木盆地指導發(fā)現(xiàn)了克拉2、克深2等大型氣田，在鄂爾多斯盆地指導發(fā)現(xiàn)了蘇里格、大牛地、東勝等大中型氣田；針對東部與西部陸相碎屑巖層系，采用高分辨三維地震、旋轉導向鉆井、長水平井分段壓裂等工程技術，在鄂爾多斯、松遼、四川、準噶爾等盆地發(fā)現(xiàn)了一大批大面積、低滲透、規(guī)模巨大的巖性油氣藏聚集區(qū)，創(chuàng)新形成大面積巖性油氣成藏理論技術，以此為指導，探明了姬塬、慶城、華慶、徐深、新場、瑪湖等大型油氣田；針對海域深水區(qū)，采用海洋三維地震、深海鉆井等工程技術，分別在渤海海域、東海、珠江口、北部灣盆地獲得油氣重大發(fā)現(xiàn)，海域油氣勘探理論技術日趨完善，加快了我國近海盆地建設“海上大慶”的步伐；針對海相層系頁巖氣，有別于常規(guī)油氣藏的成藏理論，立足儲集和保存兩大關鍵地質條件，創(chuàng)新形成頁巖氣“二元富集”理論，在四川盆地指導發(fā)現(xiàn)了涪陵、威遠、長寧、瀘州等大型頁巖氣田，實現(xiàn)了我國南方海相頁巖氣從“0”到“1”的戰(zhàn)略突破，并成為我國天然氣資源的重要組成部分。我國油氣勘探理論技術全面深化與發(fā)展，保障了油氣探明地質儲量的持續(xù)高位增長，為原油產量穩(wěn)定發(fā)展、天然氣產量快速增長夯實了資源基礎。

我國油氣勘探理論技術從“跟跑”到“并跑”再到“領跑”

陸相油氣勘探理論技術居國際領先地位。在東部斷陷盆地，繼“源控論”“復式油氣藏”油氣勘探理論技術之后，針對巖性、地層、潛山等復雜油氣藏的勘探形勢與特點，創(chuàng)新形成了隱蔽油氣藏勘探理論技術，成為我國油氣增儲上產的“穩(wěn)定器”；在中西部碎屑巖領域，持續(xù)深化大面積巖性連續(xù)成藏、盆緣復雜帶油氣差異成藏理論認識，發(fā)展完善了薄層識別、微裂縫預測和地質甜點評價等技術，成為我國油氣增儲上產的“加速器”。我國陸相油氣地質理論和復雜油氣藏綜合勘探技術居國際領先地位。

疊合盆地深層碳酸鹽領域占據(jù)理論技術創(chuàng)新高地。在塔里木盆地、四川盆地深層—超深層海相碳酸鹽巖領域，創(chuàng)新形成了碳酸鹽巖縫洞型油氣藏和斷控型油氣藏兩大勘探理論技術體系，指導發(fā)現(xiàn)了塔河、富滿、順北等大型—特大型油氣田；創(chuàng)建了“三元控儲、多元供烴、復合控藏”的海相礁灘相油氣成藏理論技術，指導發(fā)現(xiàn)了普光、元壩、安岳、川西等大型氣田。疊合盆地深層碳酸鹽勘探理論技術已處于世界領先。

海相頁巖氣勘探開發(fā)理論技術實現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”。創(chuàng)新形成南方海相頁巖氣“二元富集”理論、頁巖氣現(xiàn)場含氣量測定、頁巖儲層孔隙結構精細表征、頁巖氣資源選區(qū)評價、甜點地球物理預測、地質建?！獢?shù)值模擬、產能評價與預測等技術，形成海相頁巖氣開發(fā)技術政策，有力支撐了涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)建設。頁巖氣勘探由海相中淺層向深層—超深層、常壓和新區(qū)新層系新領域快速拓展。

陸相頁巖油勘探理論技術實現(xiàn)零的突破。初步形成陸相頁巖油富集機理新認識，建立陸相斷陷湖盆物源、古地貌、氣候控制頁巖巖相“環(huán)洼有序分布”模式，揭示陸相頁巖油具有源儲一體特征，良好含油性和儲集性是頁巖油富集關鍵，有機質豐度、類型、熱演化程度控制了含油性，無機礦物成分、含量及組構控制了頁巖儲集性，無機孔成為陸相頁巖油儲集空間的主體?；久鞔_了陸相頁巖油高產主控因素認識，提出陸相頁巖油單井產能受地質、工程因素以及鉆井、壓裂等工藝多要素綜合影響，提出有利巖相良好源儲配置關系是頁巖油實現(xiàn)高產的物質基礎，構造與保存耦合具備良好可動性是頁巖油實現(xiàn)高產的重要條件，壓裂改造效果是頁巖油實現(xiàn)高產的關鍵。在渤海灣盆地古近系、準噶爾盆地二疊系、鄂爾多斯盆地三疊系、松遼盆地白堊系、四川盆地侏羅系、蘇北盆地古近系等領域實現(xiàn)陸相頁巖油重大突破，啟動了準噶爾盆地吉木薩爾、松遼盆地古龍凹陷、勝利濟陽斷陷盆地三個國家級頁巖油示范區(qū)建設。頁巖油有望成為我國原油年產2億噸硬穩(wěn)定的重要接替資源。

深水油氣勘探理論技術快速發(fā)展。建立南海拆離—核雜巖型盆地“拆離控盆—早洼晚坡—高溫增熱”耦合強生烴機制，揭示強活動型被動陸緣盆地深水深層優(yōu)質儲層差異發(fā)育模式，明確了南海深水油氣富集規(guī)律。研發(fā)了深水陡陸坡崎嶇海底區(qū)深層油氣地球物理探測技術和深水深層產能測試流動安全保障技術。南海開平凹陷獲得近億噸油當量發(fā)現(xiàn)，寶島凹陷天然氣探明儲量超500億方，實現(xiàn)了我國首個深水深層寶島21—1大型氣田的重大突破，打開了我國強活動陸緣盆地超深水—深層天然氣勘探新局面。

油氣勘探理論技術攻關向深地深水和非常規(guī)油氣邁進

根據(jù)我國油氣資源稟賦特點和所處勘探開發(fā)階段，未來我國油氣勘探將持續(xù)推進陸地深層、海域深水勘探開發(fā)，不斷獲得戰(zhàn)略新發(fā)現(xiàn)；持續(xù)推進非常規(guī)油氣一體化勘探開發(fā)，實現(xiàn)規(guī)模效益、增儲上產。突破這些領域“卡脖子”技術與“短板”裝備，將增強我國油氣資源保障能力，助力實現(xiàn)高水平自立自強，為我國從油氣能源大國向油氣能源科技強國轉變作出貢獻。

1.深層—超深層油氣勘探理論與技術

向地球深部進軍，是我國重要的戰(zhàn)略科技問題，也是保障國家能源安全的關鍵環(huán)節(jié)。我國西部深層—超深層海相碳酸鹽巖資源潛力巨大，實現(xiàn)高效勘探開發(fā)存在一系列理論技術挑戰(zhàn)。一是油氣資源評價技術，要深入認識古老層系成烴環(huán)境復雜性、恢復多元生烴、復合生烴過程，形成前寒武紀—古生代海相碳酸鹽巖原含油氣系統(tǒng)成烴有效性和資源量評價技術系列。二是勘探選區(qū)評價技術，要明確三大克拉通盆地碳酸鹽巖深層—超深層儲層成因與分布、大中型油氣藏成藏主控因素，形成深層—超深層成藏過程恢復與選區(qū)評價技術。三是關鍵勘探工程技術，要完善以地震技術為主體的復雜地質體與優(yōu)質儲層識別、描述與預測技術，形成復雜超深層—特超深層地層條件下的優(yōu)快鉆完井技術系列與裝備，增強超深層—特超深層勘探開發(fā)能力。

2.頁巖油氣富集機理與評價技術

“十三五”資源評價顯示，我國陸上中高熟頁巖油資源量283億噸，頁巖氣資源量122萬億立方米。未來，深層頁巖氣和陸相頁巖油將是資源接替的重要領域。要開展頁巖油氣成藏機理與富集規(guī)律研究，重建細粒沉積的物理、化學與生物作用過程，揭示古構造、古天文旋回、古氣候、古生態(tài)和關鍵地質事件對富有機質頁巖巖相和有機相組合多樣性的控制作用。開展高頻沉積層序制約下的細粒沉積物非均質成巖作用和孔縫結構演化機理研究，建立富有機質頁巖層系有利儲集和有利改造的巖相組合體發(fā)育模式。恢復沉積盆地熱演化與形變地質過程，揭示富有機質頁巖中烴類生成、排出與滯留的動力學機制，明確頁巖油氣的賦存和富集機理，建立不同構造—沉積背景條件下頁巖油氣差異富集模式。開展頁巖含油氣性、儲集空間有效性和有效孔喉下限研究，形成頁巖油氣資源分類分級評價和地質—工程甜點預測技術。

勘探分公司通過創(chuàng)新建立深層頁巖氣“超壓富氣”模式、攻關“甜點”地震預測技術，在五峰組-龍馬溪組頁巖層喜獲日產42.8萬立方米高產氣流，標志著川東南深層頁巖氣勘探攻關取得重大進展。圖為勘探分公司部署在重慶綦江區(qū)趕水鎮(zhèn)的重點頁巖氣探井丁頁7井壓裂現(xiàn)場。??賀彥/攝

3.深層煤層氣富集機理與評價技術

我國深層煤層氣有望成為新的天然氣增長領域。要開展大型含煤盆地深層煤巖生烴潛力、儲層物性、儲集空間類型和演化特征等成儲成烴關鍵因素分析，深化高溫、高壓、高應力條件下煤系非常規(guī)氣富集規(guī)律研究，揭示深層煤層氣非常規(guī)儲層控氣機理，明確深層煤層氣有利巖性組合和資源潛力，解決深層煤巖氣體賦存狀態(tài)不清和甜點預測精度有限等難題，形成不同煤階深層煤層氣有利區(qū)和甜點層段評價方法，建立評價標準。

4.海域深水油氣勘探理論與技術

我國深水—超深水海域油氣資源主要分布在南海北部和南海中南部諸盆地，與大西洋兩岸等世界典型深水區(qū)處于被動陸緣背不同，南海處于歐亞、太平洋等三大板塊交匯處，地質條件極為復雜，亟需構建成盆、成烴、成儲、成藏理論與勘探開發(fā)技術體系，在改善地震資料品質、提升油氣烴檢預測精度、規(guī)模優(yōu)質儲層搜尋、勘探作業(yè)降本增效等方面開展攻關，推動海洋物探、鉆井、測井、工程技術快速發(fā)展。