慧眼識“油”：牽出渤海走滑斷裂深部的油氣“巨龍”

近日，國家能源局發(fā)布2023年全國油氣勘探開發(fā)十大標志性成果，其中渤海伸展-走滑復合斷裂帶深部發(fā)現(xiàn)的全球最大的變質(zhì)巖油田—渤中26-6油田入選，這是該油田第二次入選全國油氣勘探開發(fā)十大標志性成果。渤海深部斷裂帶的這一重大突破進一步印證了伸展-走滑復合斷裂帶深部油氣勘探理論技術(shù)的科學性、指導性和引領(lǐng)性。

“勘探禁區(qū)”路在何方

我國第一大原油生產(chǎn)基地——渤海油田所在的渤海灣盆地，是個“富油盆地”，近年重大油氣發(fā)現(xiàn)屢有斬獲。但“富油盆地”也有吝嗇的時候。20世紀70年代末以來，國外多家知名石油公司在斷裂帶歷經(jīng)多年多輪勘探，鉆探了80余口深層井，均無功而返。這里因此一度被認為是勘探禁區(qū)，“渤海灣的斷裂帶深部是否有大型油氣藏”一度成謎。

斷裂帶深部何以久攻不下？

斷裂是巖層破裂的“傷痕”，盤錯交織的多期斷裂讓渤海的構(gòu)造破碎的如同一張“蜘蛛網(wǎng)”。其中郯廬斷裂帶是一條巨型斷裂，在我國境內(nèi)延伸達2400多公里，至今仍為世界上最活躍的斷裂帶之一。在漫長的地質(zhì)歷史時期中，若干像郯廬斷裂帶這樣的多期、多組斷裂，像剁菜一樣，把渤海灣盆地切割得支離破碎。

按照傳統(tǒng)的構(gòu)造解釋模式，幾乎不可能有完整的大型圈閉存在。沒有像樣的圈閉，怎么能找到油氣？

在斷裂帶深部，巖層往往表現(xiàn)出更低的孔隙度和滲透率，絕大多數(shù)深層的儲層變得異常堅硬和致密，使得油氣根本無法進入。此外，渤海灣盆地是個高熱的盆地，在高溫烘烤下，即使處在相同深度，儲層會變得更加致密，在渤海以前的勘探中，3500米以下幾乎沒有好的儲集層發(fā)育了，要再往更深的地方找大油氣田，如何找到具備儲存規(guī)模油氣條件的儲集體是一個極大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論認為，深層大型油氣田一般都形成在構(gòu)造相對穩(wěn)定區(qū)，持續(xù)強活動的構(gòu)造區(qū)深部油氣藏往往都被后期構(gòu)造活動破壞，深部油氣藏被破壞后會向淺部逸散，在淺部聚集成藏。“持續(xù)強活動斷裂帶深部油氣如何保存下來”是橫亙在科研工作者面前最大的難題。

事實上，此前也的確在斷裂帶的淺層“花狀”構(gòu)造發(fā)現(xiàn)了蓬萊19-3等多個億噸級油氣田，證實油氣通過深部斷裂逸散至淺層成藏。

認識一小步，勘探一大步

在地殼漫長的板塊與造山運動中，渤海經(jīng)歷了從陸地到湖泊，再到內(nèi)海的滄桑演變，同時，巨型郯廬斷裂帶從南到北橫切渤海，造成了地質(zhì)構(gòu)造破碎、斷裂發(fā)育、油藏復雜的特點。石油科技工作者一直在自問，難道在渤海浩瀚海面之下的斷裂帶深部，真的就沒有大規(guī)模的油氣田了么？

十多年前，渤海油田勘探團隊懷著“我為祖國獻石油”的壯志豪情，再次把灼灼的目光投向斷裂帶深處，并逐漸找到了打開深部斷裂帶資源寶庫的金鑰匙。那么，到底是什么原因，讓這個深部碎盤子近年來變成了一只“金盤子”，讓往日令人生畏的勘探“老大難”，日趨成為中國海油建設(shè)“海上大慶油田”的主戰(zhàn)場？

伸展-走滑復合斷裂帶深部油氣勘探理論，無疑是開啟眾多地下寶藏的一個關(guān)鍵理論，更是打開深部斷裂帶資源寶庫的金鑰匙。

早自2012年，現(xiàn)任中國海洋石油公司勘探副總師徐長貴就開始帶領(lǐng)團隊不斷對深埋于海底的山體進行摸排。在全世界范圍內(nèi)幾乎都還受困于“潛山高部見水，水下無法找油”的時候，他們從地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析入手，通過人工激發(fā)地震，對渤海灣盆地的潛山進行了細致、全面的“掃描”，并驚喜地發(fā)現(xiàn)，深埋的潛山并非如傳統(tǒng)認識的那樣貫通的，而很有可能被斷裂尤其是具有走滑性質(zhì)的斷裂切割后，將斷層的兩盤分隔為獨立的成藏單元。

“這就好比一張桌子，你給它劈成幾段，然后錯位放置，但桌子里面的許多抽屜依然是獨立的，具備存儲條件?！毙扉L貴的解釋簡單明了。

鉆井取回來的巖芯成為科研團隊進一步明確地下潛山儲層和儲油儲氣的依據(jù)。渤海石油研究院科研人員對渤海油田不同時期、不同深度的大量巖芯樣本進行了詳細的判研和理化分析，這些在外人看來數(shù)量繁多、冰冷、沉重的巖芯，在他的眼中卻是渤海油田最寶貴的財富，是解開渤海深處油氣寶藏的密碼。

通過精細的構(gòu)造分析和大量的模擬實驗，團隊篩選出那些具有特殊的強封隔性的斷裂，認為這些具有“扭”性的斷層相當于給一個整體的容器加了隔斷，可將傳統(tǒng)認為完整的潛山含油氣系統(tǒng)分隔為一個個獨立的“單間”，并通過獨特的地震資料處理技術(shù)和高精度的“螞蟻體”技術(shù)，讓曾經(jīng)模糊不清的微小斷裂變得清晰可見。同時，渤海油田首次構(gòu)建了碎屑巖成巖過程中完整的成縫序列，闡明了斷裂帶多期裂縫形成的機制，揭示了碎屑巖裂縫帶主要發(fā)育在距離深大走滑斷裂3000米之內(nèi)，儲層平均滲透率增加了10~200倍。這一理論創(chuàng)新提出復合斷裂帶具有多種來源流體由深至淺互補式分布的特征，完善了渤海深部碎屑巖儲層的形成機制。渤海碎屑巖的勘探商業(yè)門檻向深拓展了1000米，深部優(yōu)質(zhì)儲層預測率由35%提高至76%。

斷裂看清楚了，斷裂帶深部構(gòu)造圈閉呼之欲出?！吧畈咳绾涡纬捎蜌獾膬瘜印奔啊坝蜌馊绾伪４嫦聛怼钡入y題迎刃而解。

從“顆粒無收”，到石油滾滾

要想在深部實現(xiàn)油氣勘探突破，除了必須破解強伸展-走滑斷裂帶如何“規(guī)模成圈、有效成儲、難以保存”等一系列重大理論難題，也要解決諸多重大技術(shù)挑戰(zhàn)。

面對這些世界級難題，渤海油田勘探人員沒有退縮，他們決心扛起責任與擔當，用智慧與勇氣，積極探索新理論新技術(shù)，完成對這張“超出教科書范圍”的試卷的作答，試圖用技術(shù)的“慧眼”識別出一個個深部的富含油“抽屜”。

▲伸展-走滑復合斷裂帶深部油氣差異富集模式圖

歷經(jīng)10年勘探實踐，渤海油田發(fā)展了“韌脆性共存、增釋壓對偶”分層差異控圈機制、高熱流盆地“多源流體溶蝕、多期裂縫增滲”的深部優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育機制、持續(xù)活動斷裂帶深部油氣強封閉機制等地質(zhì)理論、成藏理論，推動地質(zhì)認識持續(xù)深化，引領(lǐng)油氣勘探不斷向深部拓展，解放了一批走滑斷裂帶油氣藏。

同時，三維地震、鉆井等地球物理技術(shù)的突破成為深部勘探飛躍的最堅實保障。針對渤海深部走滑斷裂帶地震信號弱、照明不均的難題，渤海油田研發(fā)海上超低頻全方位地震采集技術(shù)，自主研制海洋超低頻地震采集設(shè)備，成為全球擁有該技術(shù)的三家石油科技公司之一。同時，渤海油田還自主研發(fā)了首支204℃高溫高精度多探頭脈沖中子測井儀，破解了超高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片“卡脖子”難題，首次提出全能域中子反應(yīng)流體飽和度評價方法，填補了國內(nèi)外雙孔介質(zhì)流體測井評價技術(shù)的空白。

伸展-走滑復合斷裂帶深部油氣勘探理論技術(shù)，最終指導發(fā)現(xiàn)了渤中26-6全球最大的變質(zhì)巖油田和蓬萊9-1全國最大的花崗巖油田等多個億噸級油田群，新增地質(zhì)儲量超12億噸，實現(xiàn)了渤海深部原油勘探重大戰(zhàn)略突破，支撐渤海油田躍升為全國第一大原油生產(chǎn)基地。其中，“渤中26-6”大油田勘探實踐所形成的“增壓成隆-釋壓成谷”兩種對稱分布的差異控圈機制認識，突破了傳統(tǒng)伸展-走滑斷裂深部圈閉形成機制認識盲區(qū)，豐富了石油構(gòu)造地質(zhì)學理論，指導了渤海深部構(gòu)造解釋，新增有效勘探面積超8500平方千米，推動了渤海勘探主戰(zhàn)場由淺部拓展至深部、顯性潛山拓展至隱性潛山。

2023年，渤海油田全年累產(chǎn)油氣當量超3680萬噸，其中原油增量近230萬噸，首次達到全國原油總增量的50%以上，并在近4年內(nèi)平均增量占到全國石油增產(chǎn)量的40%左右，“渤海伸展-走滑復合斷裂帶深部油氣勘探理論技術(shù)”功不可沒。

這一理論技術(shù)不僅破解了持續(xù)強活動斷裂帶深部油氣難以規(guī)模聚集的傳統(tǒng)難題，改變了渤海油田以淺層為單一增產(chǎn)點的局面，為我國海洋石油持續(xù)增產(chǎn)打造了新的增長極，也豐富和發(fā)展了陸相盆地碎屑巖儲層地質(zhì)學、復雜斷陷盆地深部油氣成藏理論，多項技術(shù)達到國際領(lǐng)先，為我國石油工業(yè)勘探開發(fā)向深部復雜領(lǐng)域發(fā)展，提供了堅實的理論和技術(shù)儲備。

著名構(gòu)造學和地球動力學專家、瑞典烏普薩拉大學教授海明.科伊更是認為，伸展-走滑斷裂特征及其對成藏的控制作用研究具有重要的學術(shù)意義和工業(yè)價值，其成果可推廣應(yīng)用于全球范圍內(nèi)類似盆地的研究。

伴隨“七年行動計劃”的深入推進，渤海油田上產(chǎn)4000萬噸已進入攻堅決勝階段。面對新形勢和新任務(wù)，渤海油田正以“追求高質(zhì)量”為工作標準，以“能源報國”為企業(yè)責任，以“永遠奮斗”為時代戰(zhàn)歌，在新長征路上破浪前行。

▲科研工作者正在觀察壁心