科技创新成为顺北油气田勘探突破撒手锏

□ 本刊记者 王福全

“后来迈出的每一步，都是通过不断的地质认识创新实现的，创新成为勘探突破的第一动力。”

2019年西北油田第一季度油气生产报表显示，顺北油气田生产原油18.8万吨，同比增加95.2%，保持了良好的上产势头。自2015年9月试采至2019年3月31日，顺北油气田累产原油突破百万吨关口，达到101.72万吨。

顺北油气田位于号称“死亡之海”的塔里木盆地腹地，自然环境恶劣，地质特征复杂，储层埋藏深度均超过7300米，勘探开发难度很大。西北油田立足创新破局，在油藏研究、工程技术、经营管理等多个领域共同发力，以新认识、新突破、新成绩推动油气勘探加速突破。

2019年，顺北油气田将进一步加大勘探投资和作业量，实现储量产量双增长，建成百万吨产能阵地。

创新成为勘探突破的第一动力

2019年初，一则新闻引起许多员工的关注：顺北地区奥陶系新区带勘探重要新发现获中国石化2018年勘探发现一等奖。

翻开顺北油气田断裂带分布图，18条主断裂带就像一条条油龙，游走在近2.8万平方公里的戈壁沙漠中。顺北501井是部署在5号断裂带中段分支断裂上的一口评价井。西北油田副总地质师、勘探开发管理部主任云露说：“该井的突破证实5号主干断裂带派生的分支断裂带储层发育，油气富集，具有较好的勘探潜力。同时，这次突破对顺北勘探由主干断裂带向外拓展到次级—分支断裂具有重要的指导意义。”

5号主干断裂实现勘探突破后，许多技术人员开始关注，在主干断裂带之外，分支断裂是否还有发育较好的规模储层？初步的研究成果让许多人失去了信心。5号断裂带的分支断裂带并未断穿寒武系烃源岩，且位置在5号断裂带的下倾部位。

按照以往认识，油气是“乘坐电梯”从地层以下万米深的岩层中运移到现在的“家”中的，现在电梯都没有打通，自然就不会有油气“回家”。研究人员不死心，通过3个多月对断裂带交切关系、层位解释、成藏模式的细致研究，新的地质认识从扎实的基础研究中跳了出来。

“我们判断该条分支断裂可能不是传统的倾角为80°～90°的近垂直的断裂，有可能是倾角相对较低，斜向断穿，具备良好通源条件的分支断裂的新样式。”研究技术团队提出的新认识经过多学科专家联合会诊后，认为新的断裂解释模式具有合理性。

“100多天的研究，只是让顺北501井的勘探向前迈出了一小步。”从事顺北油藏研究的韩俊介绍说，“后来迈出的每一步，都是通过不断的地质认识创新实现的，创新成为勘探突破的第一动力。”

2018年11月8日，顺北501井成功获得勘探突破，证实5号主干断裂带派生的分支断裂带储层发育，油气富集。

目前，西北油田在顺北油气田对断裂、储层、成藏三大方面的研究均取得多项创新成果，形成了一套适合顺北油气藏勘探开发的配套技术，为实现整体控制，扩大规模储量提供了坚实保障。

7000 多米地层下如何精准“淘金”

俗话说“上天容易入地难”。顺北油气田油藏埋藏平均深度超过7300米，是亚州地区埋藏最深的油气田之一。看穿地层，准确找到如篮球场大小的小断裂或是缝洞，难度可想而知。西北油田的科研人员创新地质认识和工艺技术，透过几千米的地层，精确地找到油气资源。

顺北油气田面积约2.8万平方公里，在这么大的区域里寻找油气，目前最有效的方法就是三维地震技术。顺北油气田被沙漠覆盖，目的层埋深普遍超过7000米，造成地震资料信噪比、分辨率较低，特有的火成岩对小断裂和缝洞成像也造成了不利影响。

在顺北三维勘探项目中，西北油田创新运用高覆盖、长排列、宽方位的观测系统优化设计，效果良好。例如在宽方位采集优化后，将井炮激发100～200次覆盖转变为可控震源激发600～900次覆盖，观测系统横纵比由0.4提高至0.9，有效地提高了断裂与岩溶地质体在剖面上的成像精度。

传统的震源都是采用炸药。西北油田使用了新的震源采集技术，由于其激发可控、过程可控、结果可控的特点，加上可获得较高品质的地震原始资料，不仅成为物探的首选技术，还形成中国石化沙漠区可控震源地震采集技术系列。

顺北“淘金”遇到的一大难题是如何突破“三层一带”。“三层一带”是指火成岩地层、奥陶系碳酸盐岩地层、寒武系地层、深大断裂带（体），这些地质体因为其引起的地震波速度变化较快、幅度大，造成断裂带成像真伪难辨，成为地震资料处理中成像的瓶颈。西北油田组建了骨干科研团队，同时借助中国石化系统内研究院的技术力量，与多所高校研究机构合作，经过8个多月的课题攻关，最终形成了以“三层一带”为核心的断裂及缝洞体系成像技术。

在顺北油气田勘探中，西北油田创新发展了一批以多尺度断裂检测和断层精细解释、断控缝洞储集体空间刻画为代表的预测技术，能够有效地对断裂体系进行综合解释，在刻画断控储集体、描述断控岩溶圈闭中收到了良好的应用效果。

目前，顺北油气田实施三维地震1.1万平方公里，勘探成功率达到60%。

技术攻关破解前所未遇工程难题

在油气勘探中，找得到储层需要真本事，把原油从地下几千米深的地层中拿出来，也需要真本事。

虽然同在塔里木盆地，顺北油气田与塔河油田却有着诸多不同。塔河油田平均钻井深度为6000米，顺北油气田达到7500米以上。塔河油田为岩溶缝洞型油气藏，顺北油气田为特深层断溶体油气藏，地质结构复杂，具有埋藏深、岩石强度大、易漏失易垮塌、超深定向困难的特点。

“这是国内仅有、世界罕见的钻井难题。更为艰难的是，解决这些难题没有成熟的经验可以借鉴。”钻井技术研究人员于洋说。

火成岩就是一只“拦路虎”。火成岩是由地下岩浆直接凝固而成。该种岩体易垮塌，稍有不慎即可导致埋钻、卡钻等故障。在顺北油气田，二叠系火成岩厚度达到450～680米，这是在我国其他油田很少遇到的地质结构。

虽然经过精心设计和施工，顺北的首口勘探井顺北1井最终顺利完钻，但461天的钻井周期让许多习惯了塔河油田六七十天钻井周期的技术人员心里打了鼓。

针对二叠系火成岩裂缝发育、易漏失的难题，技术人员将技术思路“由堵转防”，通过优选聚合物凝胶、竹纤维等堵漏材料，优化形成随钻封堵防漏配方，实施了体系优化、随钻封堵、打封闭浆、工程措施4项举措，形成了日趋成熟的顺北优快钻井系列技术，先后5次刷新亚洲陆上第一深井纪录。

3月20日，一则新消息再次刷新了顺北速度。西北油田自主研发的微纳米封堵固壁防塌钻井技术在顺北5-11H井成功应用。该井创区块储层段钻进周期23.2天的最短纪录，比此前最短钻井周期缩短近26%。

“顺北只是西北油田4大增储上产有利阵地之一。我们还在塔河油田、天山南地区和盆地的中央降起带等区块多点发力，加大油气勘探开发力度，以创新推动油气勘探加速突围，力争2023年高质量建成千万吨级大油气田，为保障国家能源安全做出新的贡献。”西北石油局有限公司负责人说。

西北油田科研人员讨论地质资料。王福全 摄