4月10日,石油勘探开发研究院牵头承担的国家自然科学基金企业创新发展联合基金项目“三大盆地深层—超深层海相油气高效勘探开发基础研究”在京正式启动。
深层超深层海相领域潜力巨大。石勘院深层碳酸盐岩成岩成储研究团队持续开展深层超深层油气勘探理论和技术攻关,历时13年,创新形成成岩流体“指纹识别”技术,自主研发可透视高温高压地层环境的“岩石反应舱”,成功破解万米深层“流体密码”,为叩开深层油气宝藏提供了全新理论钥匙。这些成果为联合基金项目奠定了扎实基础。在今年初,他们完成的“深层—超深层碳酸盐岩成岩流体识别与控储机制”项目,还荣获了中国石化前瞻性基础性研究科学奖二等奖。
万米深地“千层谜”
深层超深层油气是保障国家能源安全的战略接替领域。如果把传统油气储层比作蜂窝煤,那么深层碳酸盐岩更像是被岁月反复揉捏的千层糕,既有上亿年地质变迁留下的褶皱裂纹,又有高温高压下流体刻蚀的隐秘孔洞,流体与岩石的亿万年博弈让孔隙结构扑朔迷离。
我国塔里木、四川等盆地的“地下珠峰”中蕴藏着万亿方级油气资源,但想要开采这些深藏8000米地宫的宝藏,首先要破解深地岩石孔隙的“流体密码”。
“过去我们拿着中浅层的‘放大镜’看深层,就像雾里看花。”团队负责人、石勘院专家朱东亚比喻。深层岩石历经高温热液冲刷、有机酸浸泡、地层挤压等多重“压力测试”,流体活动轨迹如同被橡皮擦反复涂抹的铅笔字,难以追溯。传统中浅层成岩流体分析技术面对深层这种150摄氏度高温、100兆帕高压的极端环境,就像拿普通相机拍X光片,根本看不清流体如何雕刻岩石孔隙。
给流体办“身份证”
“我们要给每类成岩流体都办张‘身份证’,让岩石孔隙的雕刻师显形。”团队骨干、石勘院专家丁茜说。此后,团队奋战在实验室里,发展分步分级取样新技术,将取样精度从毫米级提升至发丝直径百分之一的微米级,相当于用地质“显微镜”捕捉流体活动的残留指纹。
通过分析上万组矿物元素数据,团队绘制出全球首个深层碳酸盐岩成岩流体身份图谱。这项技术助力团队科研人员首次发现,距今6亿年前的震旦纪海洋竟是“白云岩孵化池”,将白云岩发育黄金期向前推进1亿年,为寻找古老层系储层指明方向。
更令人振奋的是,他们在塔里木盆地地下8000米处捕捉到“热液雕刻师”的踪迹,明确塔里木盆地深层超深层热液改造型储集体是重要油气勘探方向。这项发现揭示了超深层碳酸盐岩储层的生长秘方。
打造溶蚀—沉淀“透视镜”
为还原地下“岩石雕刻车间”,团队打造出技术领先、具有完全自主知识产权的地质反应釜。该设备能精准模拟万米深层的高温高压极端环境,实时观察流体—岩石反应过程,相当于让岩石在实验室经历“穿越时空的地质旅行”。
当模拟流体在岩芯中流动时,团队人员首次捕捉到先溶后堵的奇观:高温流体像贪吃蛇般在深层溶蚀孔隙,但在上升过程中却逐渐“吐出”矿物质封堵浅层裂缝。“这解释了为何有些井在深层高产,在浅层反而失利。”团队成员尤东华指着实时观测与跨尺度模拟图像说。
该发现有效指导了顺北804、顺北16等井的钻井部署。当钻头挺进8300米时,在预测的溶蚀带斩获日产千吨油流,验证了“深部溶蚀—浅部充填”理论,为油气勘探向深层超深层领域拓展提供了重要理论基础与依据。
深层勘探开新篇
经过多年技术攻关,团队的研究成果拓展了有利相带叠合断裂—流体耦合改造的勘探新领域,引领了勘探新思路,指导了三大盆地深层超深层碳酸盐岩有利储层分布评价预测,支撑7个有利区带优选与12口风险井部署。
“我们刚摸到地球深部的门环。”朱东亚表示,下一步团队将坚持问题导向、需求导向、效果导向,加强基础研究引领技术发展,深化成岩流体识别与控储机制研究,拓宽深层超深层成岩流体识别技术的适用范围,为攻克万米超深层提供智慧钥匙,助力深层超深层领域勘探突破。(武重阳)