破解深地油气关键地质问题——专访中国科学院院士贾承造

文●‖本刊记者 ●陆晓如

促进深层、超深层油气有效开发，涉及的关键地质问题需要进一步加强研究。

●“我国已成为陆上深层、超深层油气勘探开发大国。”

专家简介

贾承造，中国科学院院士。曾任中国石油天然气股份有限公司总地质师、副总裁，中国石油学会理事长，目前担任国家油气重大专项技术总师。

石油地质与构造地质学家，长期从事石油天然气地质与盆地构造理论研究和油气勘探工作，获国家科技进步一等奖2 项、二等奖3 项，以及多项国家荣誉表彰。2019 年，获得美国石油地质学家协会诺曼H.福斯特杰出勘探家奖，是亚太地区第一位获此殊荣的地质家。

7 月20 日，我国首次在四川盆地开钻万米深井——“深地川科1 井”。这是继塔里木盆地“深地塔科1 井”后我国开钻的第二口万米深井。

党的十八大以来，习近平总书记发出了向地球深部进军的号召，并做出了“能源的饭碗必须端在自己手里”等一系列重要指示批示。

在油气勘探开发领域，我国中西部埋深超过6000 米的地层为深层，埋深超过8000 米的地层则为超深层。万米深地油气钻探是全球油气勘探领域的超级工程，已成为衡量石油工程技术与装备水平高低的重要标志之一。

胸怀“国之大者”，向深地进军！在中国科学院院士贾承造看来，我国深层、超深层油气勘探开发已经取得了巨大的进展，在深层、超深层油气富集机理，高效勘探开发基础理论和关键技术等方面皆取得了重大突破。我国已成为陆上深层、超深层油气勘探开发大国。深刻认识含油气盆地深层、超深层的地质规律和地质特点，解决其中的科学技术问题，是今后我国深层、超深层油气勘探开发的一个重要问题。

取得巨大进展

中国石油石化：贾院士，您好！请问目前我国深层、超深层油气勘探开发取得了怎样的成绩？

贾承造：我国油气勘探已经全面进入了深层、深水、非常规的历史阶段。仅就我国的深层、超深层油气勘探开发来说，已经取得了巨大的进展。我国已成为陆上深层、超深层油气勘探开发大国。

“十三五”期间，中国石油8000 米钻完井技术取得突破，7000 米钻完井技术基本成熟。“十四五”开局以来，8000 米以深超深井钻探数量快速增长，正在向着万米深度进发。国产9000 米超深井自动化钻机等重大装备与关键核心技术的新突破，大大提振了中国石油向地层更深处进军的信心。今年西南油气田蓬深6 井完钻，完钻井深9026 米，刷新了亚洲最深直井纪录。塔里木油田是我国深地油气勘探的代表，是深地科技的战略力量，在深层、超深层油气勘探开发领域取得了重大进展，为国家做出了巨大的贡献。

中国石化在四川盆地、塔里木盆地深层海相碳酸盐岩常规天然气、四川盆地深层页岩气和济阳深层页岩油领域均获突破。在四川盆地二叠系—三叠系礁滩、三叠系雷口坡组、志留系深层页岩先后发现并开发了普光、元坝、川西和威荣4 个深层海相千亿立方米大气田。在塔里木盆地顺北地区，顺北油气田钻探垂直深度超过8000 米的油气井达41 口，已落实4 个亿吨级油气区，标志着顺北油气田被成功勘探开发。

中国石油石化：我国深层、超深层油气勘探开发的前景如何？

贾承造：勘探开发深层、超深层油气资源，对我国扩大油气储量、稳定产量有着非常重要的意义。根据全国油气资源动态评价，我国深层、超深层油气资源量671 亿吨油当量，占油气资源总量的34%。其中，陆上主要集中在塔里木、准噶尔、四川、柴达木4 个大型含油气盆地。以塔里木盆地为例，仅埋深在6000～10000 米的石油和天然气资源就分别占到油气总量的83.2%和63.9%。

我国深层、超深层油气资源具有很大的潜力，是今后我国石油工业上游发展的主要领域之一。但要注意的是，深刻认识含油气盆地深层、超深层的地质规律和地质特点，解决其中的科学技术问题，是今后我国深层、超深层勘探开发的一个重要问题。

探寻优质储层

中国石油石化：从地质规律和地质特点来看，我国深层、超深层油气储层有何特点？

贾承造：我国深层、超深层油气勘探开发的关键问题是储层问题。当前发现的我国深层、超深层油气储层主要分两大类：第一类是碳酸盐岩、白云岩孔洞型储层，是最主要的优质储层；第二类是裂缝型储层，也是主要的优质储层。

裂缝型储层中裂缝，既是油气渗透的流动空间，又是主要的储集空间。实例有塔里木盆地的库车前陆冲断带深层盐下克深构造带和大北构造带，储层是裂缝改造的致密砂岩储层，油气藏类型是裂缝性致密砂岩气藏。库车深层的裂缝大幅度改善了渗透率，使致密砂岩气获得天然压裂，得到经济开发。如果没有库车深层的裂缝性储层，我们现在能否开发深层的致密砂岩气，问题还是非常大的。而在塔里木盆地的富满—顺北断控碳酸盐岩储层，裂缝既是油气渗透流动空间，又是主要的储集空间。

碳酸盐岩储层能成为深层、超深层的主要优质储层，是因为其成岩历史、成储历史与碎屑岩储层有很大的不同。碳酸盐岩储层的演化分为三段：一是地表生物成岩和化学成岩形成原生孔。二是近地表的淋滤溶蚀和白云岩化形成的孔洞，原理非常复杂。目前勘探实践证明，深层、超深层能够形成常规油气藏的比较好的储层，80%以上主要是近地表的淋滤溶蚀保存下来的，也是碳酸盐岩储层的主要类型。三是成岩溶蚀后期的变化。我们的研究人员花了很大的精力研究后期成岩溶蚀、成岩作用以及里面的化学变化。但实际上，有效孔隙主要是有效保存的早中期近地表的淋滤溶蚀孔洞和白云岩化形成的孔隙，有效孔隙中后期热液溶蚀成因占比很小。

碳酸盐岩储层的早期化学生物成因特点决定了它抗压实作用非常强。四川盆地震旦系灯影组和寒武系龙王庙组，大量早期近地表的淋滤溶蚀和白云岩化形成的孔隙、孔洞是现在的主要有效储层。我们在井下已经见到的溶洞、钻井漏失放空，取芯里大量的溶孔和溶洞是从地表的淋滤溶蚀形成以后，深埋地下8000 米以下并得以保存下来。所以，碳酸盐岩抗压实作用是非常强的，深层、超深层可以见到保存良好的早期形成的孔洞储层。这点非常重要。

更重要的问题，从全油气系统的观点来看油气成藏，随着沉积盆地沉降历史，生烃岩生排烃不断变化，烃类从油到气的演化，与其伴随的是储层从高孔渗到致密的变化。这就揭示了成藏作用很重要的一个问题在于跟油气生排匹配的储层是什么状态。这在碳酸盐岩盆地和碎屑岩盆地有很大的差别。碎屑岩盆地浅部的孔隙度非常高，可以达到30%～40%，深部压实后只能达到6%～8%。但是，在碳酸盐岩盆地里储层浅部高孔渗储层可以保存在深层。这个差别就解释了在碳酸盐岩盆地里面我们可以看到好多高气油比的特大油气田，而在碎屑岩盆地里面看到的油藏气油比非常低。这种现象跟储层演化有很大的关系，碎屑岩盆地储层早期生排油阶段高孔渗形成油藏，而在生气阶段致密气就很难进入。

搞清楚了深层、超深层油气勘探开发的储层问题，我们能够看到在深层、超深层领域里的主要油气藏，包括有工业价值的油气藏和规模很大的油气藏，第一类是缝洞型碳酸盐岩油气藏，第二类是裂缝型油气藏，第三类是裂缝改造的致密油气藏。

深化地质研究

中国石油石化：除储层外，我国深层、超深层油气勘探开发还要关注哪些地质问题？

贾承造：我们要研究含油气盆地深层、超深层的地质规律。深层、超深层的地质背景类型主要分为三类：第一类是古老克拉通，是从上到下叠置的古老地层，主要是碳酸盐岩层系，一般是中低地温梯度。第二类和第三类属于中新生界坳陷。第二类是陆内深坳陷，是陆相碎屑岩，但它是中低地温梯度。这是我国中西部的特色，属于类似前陆盆地这种，库车坳陷、柴达木盆地都属于这种类型。第三类是陆内拉张裂谷，也是陆相碎屑岩系，但属于高地温梯度，莺歌海盆地比较典型。

我们要研究深层、超深层的油气资源特点。从目前看，超深层的资源主要是天然气、轻质油和凝析油，另外可能还有一些其他非烃类资源，如氦气等。超深层的石油资源主要是轻质油和凝析油。随着我国勘探开发转向深层、超深层，未来我国石油产量的构成里，轻质油和凝析油占比会持续上升。这也是全球石油工业一个大的发展趋势。因此，要特别加强深层、超深层凝析油、轻质油的地质理论、勘探评价、开发生产和技术研发，要加强深层、超深层油气资源评价工作，特别是包括湿气、凝析油、轻质油资源评价。

我们要重视深层、超深层的构造变形和地质力学、岩石力学的研究。不管是改善渗透率，还是作为一个深部的储集空间，深层、超深层裂缝和断层、断裂非常重要。在深层、超深层温度、压力大幅上升的情况下，裂缝和断层、断裂的地质力学、岩石力学特性非常值得深入地研究。比如，现在发现的走滑断裂系，在不同的演化时期或不同的区段，其力学性质和构造样式可以发生重大变化，并形成各种走滑转换构造，相应的油气与深部流体的组成、性状及分配特征各不相同。通过研究其地质力学、岩石力学，有利于下一步做油藏预测、储存预测、有利区带的预测。

我们要进行深层、超深层油气生成运聚与流体系统的研究。我认为，含油气盆地的流体系统具有三层结构。浅层是近地表的地下水系统；中深层是跟成岩生烃相关的一个地层水系统，跨度很大，从数百米到近万米；我们最关注的成岩、生排烃、油气成藏都在这个系统。更深层是深部流体系统。这是从地壳中下部、地幔运移来的复杂热液系统。不能把成岩生烃相关的地层水系统和深部流体混为一谈。总体来说，深部流体系统应该进行认真的研究，它跟盆地基底的地层性质、基底的深大断裂活动关系密切。深部流体活动引起的储层的骨架、矿物的溶蚀或者孔隙的充填，它的规模和成储效应非常重要，需要关注。另外一个是深部断裂活动与无机生烃的问题，包括一些极端条件下的有机无机化学反应作用，我们可以进一步研究。有人关心超深层油气赋存的深度下限。我认为，深层、超深层的油气分布一定是有下限的。这个下限还是遵循有机质生烃的源控论的，含油气盆地烃源岩油气系统的影响下限就是超深层油气的深度下限。当然，无机成因的氦气、二氧化碳及氢气等可能分布在更深的地层。

我们也注意到含油气盆地深浅流体的相互作用影响了多种能源矿产，包括铀矿等等。这是非常重要且很有意义的，可以进一步研究。

中国石油石化：深层、超深层油气勘探开发的成本很高。从地质研究角度，是否有解决之道？

贾承造：深层、超深层油气勘探开发的成本问题确实是一大突出问题。我国的叠合盆地跟墨西哥湾的盆地有很大差别。我们深层储层基本上是致密化，碎屑岩层系缺少高孔高渗的优质储层，因此我们深层、超深层油气勘探的重点首先是碳酸盐岩层系；而在碎屑岩层系中势必要开发致密油气和页岩油气。但致密油气和页岩油气都在6000 米、7000 米、8000 米甚至更深，如何有效开发是很大的问题。

因此，我们在碎屑岩层系中首先要找到有天然裂缝、天然断裂的深层、超深层油气资源。相对来说，它们有效开发的难度低一些。目前，我们已经找到一个成功的例子，就是塔里木盆地的克深和大北裂缝化的致密气藏。因此，需要高度重视天然裂缝缝网、天然断裂加上致密气和页岩油气，形成特殊的裂缝致密油气，使我们能够进行开发。其次，要发展压裂技术。现在我国开发深层、超深层致密油气和页岩油气，压裂最深的已经到了6000 米。随着压裂技术的发展、成本的降低、深度的扩大，深层、超深层的有效开发就有可能实现。最后，深层的碎屑岩储层要加强天然裂缝区域预测，要加强天然裂缝发育地区的勘探工作，从而获得更多的优质资源发现。

总体来说，促进深层、超深层油气的有效开发，涉及的关键地质问题需要进一步加强研究，特别是生产和实验室要结合、宏观和微观要结合，要紧盯目前钻井大数据新的情况。相信通过挖掘油气地质理论、先进勘探技术、工程装备等领域的创新潜力，加大资金和政策扶持力度，我国深层、超深层油气勘探开发将再立新功、再创佳绩，为端牢能源饭碗注入强劲动能。

●黄沙之下的深地油气地质密码有待进一步破解。