《四川盆地川中古隆起海相碳酸鹽巖天然氣理論創(chuàng)新與特大型氣田戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)》
    獲2014年中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)特等獎(jiǎng)
    加大天然氣勘探開發(fā)力度，對(duì)改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、保障國(guó)家能源安全具有重大意義。四川盆地是我國(guó)重要天然氣生產(chǎn)基地，川中古隆起震旦系—寒武系，是我國(guó)重要的天然氣勘探領(lǐng)域。1964年，在川中古隆起高部位發(fā)現(xiàn)了探明儲(chǔ)量400億方的威遠(yuǎn)氣田，之后該領(lǐng)域雖持續(xù)長(zhǎng)達(dá)40余年的勘探，在古隆起的不同部位鉆井21口，均未取得突破。2007年以來，由中國(guó)石油西南油氣田公司、中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院、中國(guó)石油川慶鉆探工程公司組成的項(xiàng)目組，在國(guó)家和中國(guó)石油的持續(xù)立項(xiàng)支持下，以杜金虎教授為首的項(xiàng)目組針對(duì)高過成熟烴源巖能否形成規(guī)模資源、古老碳酸鹽巖是否發(fā)育規(guī)模儲(chǔ)層、古隆起斜坡及低部位能否規(guī)模富集等世界級(jí)難題，進(jìn)行了長(zhǎng)期系統(tǒng)研究，取得了4項(xiàng)重大理論和技術(shù)創(chuàng)新，其中2009年在高石梯磨溪地區(qū)評(píng)價(jià)的高石1、磨溪8兩口風(fēng)險(xiǎn)探井都獲百萬方的高產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)了我國(guó)單體儲(chǔ)量規(guī)模最大的安岳氣田。專家鑒定認(rèn)為，本成果是我國(guó)震旦系—寒武系油氣地質(zhì)理論與深層碳酸鹽巖高效勘探技術(shù)攻關(guān)的重大創(chuàng)新成果，對(duì)發(fā)展古老碳酸鹽巖油氣地質(zhì)理論、推動(dòng)勘探突破具有深遠(yuǎn)的歷史意義，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。日前榮獲2014年中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)特等獎(jiǎng)。
    四川盆地是上揚(yáng)子克拉通臺(tái)地的一部分，以往認(rèn)為其在震旦紀(jì)—寒武紀(jì)克拉通內(nèi)沉積構(gòu)造非常穩(wěn)定，發(fā)育均一化的臺(tái)地沉積。項(xiàng)目組通過區(qū)域構(gòu)造分析以及鉆井、地震資料深入研究，首次在上揚(yáng)子克拉通內(nèi)發(fā)現(xiàn)了晚震旦—早寒武世的大型裂陷，稱為“德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷”，其發(fā)育受張性斷裂控制，呈NNW向展布，南北長(zhǎng)320km、東西寬50—300km，面積達(dá)6萬km2。通過地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析、測(cè)井有機(jī)碳評(píng)價(jià)、地震巖性預(yù)測(cè)等分析手段，新發(fā)現(xiàn)德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷發(fā)育寒武系麥地坪組、筇竹寺組、震旦系燈影組燈三段3套高過成熟優(yōu)質(zhì)烴源巖（RO>2.0%、TOC>2%），分布面積6萬km2。裂陷內(nèi)烴源巖累計(jì)生氣強(qiáng)度80—180億方/平方公里，是裂陷外的4倍。在烴源巖評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合烴源巖生氣模擬實(shí)驗(yàn)，重新評(píng)價(jià)四川盆地震旦—寒武系天然氣資源量為4.1—5.0萬億方，是第三輪油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果的10倍，其中德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷烴源巖貢獻(xiàn)的資源量占總資源量的62%?？死▋?nèi)裂陷生烴中心的發(fā)現(xiàn)，為特大型氣田的形成奠定了資源基礎(chǔ)。
    以往認(rèn)為四川盆地震旦紀(jì)—寒武紀(jì)為均一化的碳酸鹽巖臺(tái)地，規(guī)模性優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層不發(fā)育，制約了勘探思路和勘探部署。項(xiàng)目組通過大量資料分析、樣品化驗(yàn)，創(chuàng)建了震旦系燈影組克拉通內(nèi)鑲邊碳酸鹽臺(tái)地沉積新模式和寒武系龍王廟組雙顆粒灘沉積新模式，明確了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成機(jī)制，預(yù)測(cè)了分布范圍。受晚震旦世德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷的控制，燈影組的沉積為以克拉通內(nèi)裂陷的槽盆相為軸，兩側(cè)對(duì)稱發(fā)育臺(tái)地邊緣、臺(tái)緣后潟湖和開闊—半局限—蒸發(fā)臺(tái)地相，與經(jīng)典碳酸鹽巖鑲邊臺(tái)地相模式相比，增加了克拉通內(nèi)臺(tái)地邊緣、槽盆2個(gè)相帶。在克拉通內(nèi)裂陷兩側(cè)臺(tái)地邊緣發(fā)育由底棲微生物群落及生化作用建造的大型丘灘體，巖性以凝塊石格架白云巖、泡沫綿層白云巖、砂屑白云巖為主，縱向疊置厚度達(dá)800m，平面上呈U型展布達(dá)500km。形成準(zhǔn)層狀大面積分布的縫洞型和縫洞—洞穴型白云巖儲(chǔ)層，厚約120—210m，沿臺(tái)緣帶展布面積達(dá)6000km2。在加里東早期同沉積古隆起背景上，寒武系龍王廟組發(fā)育碳酸鹽緩坡雙顆粒灘沉積，自西北向東南依次為后緩坡混積潮坪、內(nèi)緩坡顆粒灘（上灘）、內(nèi)緩坡蒸發(fā)潟湖、中緩坡顆粒灘（下灘）和外緩坡—盆地相，與經(jīng)典緩坡相模式相比，新模式以澙湖為中心，兩側(cè)古地貌高地均發(fā)育顆粒灘，新增加的上顆粒灘相面積達(dá)3.2萬km2。龍王廟組上顆粒灘發(fā)育體腔蠕形動(dòng)物造架孔，經(jīng)準(zhǔn)同生白云石化及大氣淡水淋濾溶蝕，形成大量早期溶孔并得以保存，后期又疊加了加里東—早海西期的多期巖溶作用，形成蜂窩狀孔隙、孔洞發(fā)育的裂縫—孔隙型和裂縫—孔洞型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，厚度約20—70m，面積達(dá)8000km2。
    威遠(yuǎn)氣田發(fā)現(xiàn)后，提出了震旦系—寒武系以構(gòu)造氣藏為主、川中古隆起今構(gòu)造高部位天然氣富集的認(rèn)識(shí)，該領(lǐng)域的勘探一直以此為指導(dǎo)。項(xiàng)目組通過成藏條件的研究，創(chuàng)建了有別威遠(yuǎn)氣田的安岳特大型構(gòu)造—巖性地層氣藏的成藏模式，高石梯—磨溪地區(qū)發(fā)育的3套優(yōu)質(zhì)烴源巖和2套有利儲(chǔ)層形成了3套有效成藏組合，受克拉通內(nèi)裂陷、非均質(zhì)丘灘相儲(chǔ)層和多期不整合3個(gè)因素的的控制，發(fā)育大型構(gòu)造—巖性地層圈閉。其中，燈影組發(fā)育大型構(gòu)造—地層圈閉，圈閉幅度達(dá)370m，面積約7500km2；龍王廟組發(fā)育大型構(gòu)造—巖性圈閉，面積超過1600km2。油氣成藏經(jīng)歷了二疊紀(jì)—中三疊世古油藏形成、晚三疊世—白堊紀(jì)原油裂解氣成藏兩大階段，多種證據(jù)證明原油裂解氣為主要的氣源。構(gòu)造—巖性地層圈閉控制了油氣成藏，規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層控制了油氣富集，燈影組形成大面積成藏、臺(tái)緣帶富集的特點(diǎn)，已發(fā)現(xiàn)的臺(tái)緣帶含氣面積達(dá)1500km2、氣柱高度達(dá)590m；龍王廟組高部位整體含氣，已發(fā)現(xiàn)的含氣面積超過1600km2。新認(rèn)識(shí)直接指導(dǎo)了安岳特大型氣田的發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)。
    通過對(duì)威遠(yuǎn)氣田發(fā)現(xiàn)之后鉆探的21口探井分析，認(rèn)為該領(lǐng)域的勘探技術(shù)方面具有深層地震信噪比低、氣層測(cè)井評(píng)價(jià)難、鉆井速度慢周期長(zhǎng)、高溫壓儲(chǔ)層改造難的等技術(shù)瓶頸。項(xiàng)目組通過持續(xù)技術(shù)攻關(guān)，形成了地震、測(cè)井、鉆井和儲(chǔ)層改造4方面的創(chuàng)新技術(shù)系列：自主研發(fā)了多路徑雙譜域混合相位子波反褶積等6項(xiàng)地震新技術(shù)，攻克了低分辨率、低信噪比、低成像精度“三低”的難題，地震資料主頻從25Hz提高到40Hz、頻寬從10—60Hz提高到8—70Hz，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)符合率從76%提高到85%；自主研發(fā)了震旦—寒武系專有測(cè)井處理解釋軟件，集成了成像測(cè)井、核磁共振等6項(xiàng)測(cè)井新技術(shù)，攻克了高瀝青質(zhì)、高礦化度、高黃鐵礦“三高”氣層解釋精度低的難題，氣層解釋符合率從66%提高到92%；形成了井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、適應(yīng)高效PDC鉆頭優(yōu)化、鉆井液優(yōu)化（三優(yōu)化）關(guān)鍵技術(shù)，平均機(jī)械鉆速由1.69m/h提高到3.0m/h、提高了78%，龍王廟專層井平均鉆井周期為97天，比高石1井同井深節(jié)約了111天，震旦系井鉆井周期從302天縮短至149天；形成了實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、分層轉(zhuǎn)向酸化、壓前儲(chǔ)層量化評(píng)價(jià)等儲(chǔ)層改造關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了不同層段儲(chǔ)層的分層改造，充分發(fā)揮了氣井的自然產(chǎn)能，單井用酸規(guī)模降低了50%，產(chǎn)量增加了4倍。創(chuàng)新技術(shù)的規(guī)模應(yīng)用，大幅提高了勘探效益。
    經(jīng)過三年整體勘探開發(fā)，截止到2014年底，安岳氣田新增天然氣探明儲(chǔ)量4400億方、新增三級(jí)儲(chǔ)量超萬億方，2014年龍王廟組已建成產(chǎn)能53億方，2015年計(jì)劃建成產(chǎn)能110億方。
    目前，成果獲國(guó)家發(fā)明專利8件、軟件著作權(quán)2件、技術(shù)秘密5項(xiàng)、發(fā)表SCI、EI檢索論文28篇。獲2013年中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)十大地質(zhì)找礦成果， 2014年中國(guó)石油集團(tuán)公司科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。
    項(xiàng)目主要完成人：杜金虎,李鷺光、魏國(guó)齊、徐春春、伍賢柱、鄒才能、何海清、沈平、楊雨、李亞林、張義杰、楊躍明、宋家榮、黃建章、汪澤成、黃先平、陳剛、張健、楊威、趙路子、文龍、李偉、羅冰、張寶民、冉啟華、謝冰、段國(guó)彬、劉定錦、李軍、紀(jì)學(xué)武。
    項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：杜金虎教授，勘探與生產(chǎn)分公司副總經(jīng)理，李四光地質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)獲得者，長(zhǎng)期從事油氣勘探項(xiàng)目的研究和管理，為推動(dòng)油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)和石油地質(zhì)理論發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)和省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)多項(xiàng)、油氣重大發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)多項(xiàng)，發(fā)表論文多篇、出版專著多部。
   （杜金虎 魏國(guó)齊） 

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