进军超深层,钻出“地下珠峰”
塔里木油田钻井现场塔里木油田公司供图
位于沙漠腹地的塔中第三联合站塔里木油田公司供图
在塔里木这个我国陆上最大的含油气盆地,分布着全国80%以上的超深井。凭借超常毅力、创新理论、高超技术、先进设备,塔里木石油人已经向下钻出了41座垂深超过8000米的超深井。
8月,当阳光刺破云层,投射在广袤的塔克拉玛干沙漠,一座座红白相间的井架点缀其间,散发着苍凉冷峻的工业之美。
目之所及,是一幅现代石油工业的壮阔画卷。在塔里木这个我国陆上最大的含油气盆地,分布着全国80%以上的超深井。凭借超常毅力、创新理论、高超技术、先进设备,塔里木石油人已经向下钻出了41座垂深超过8000米的超深井。
塔里木盆地,有着天赋异禀的油气资源,也有着难以捉摸的脾气秉性。在这里钻井,像成本极高的开盲盒。
在令人望而生畏的无人区,刀片山、锯齿崖、沙漠戈壁、死亡之海……恶劣的自然环境和复杂的地质情况像是一道不可逾越的天堑,给油气勘探开发笼上一层厚重的阴霾。从20世纪50年代末到80年代初,老一辈石油人历经五度上马、五度下马,打了130多口探井,却只收获两个中型油气田……
时光穿梭至2021年,塔里木油田油气产量当量继2020年首次突破3000万吨之后,又冲上了3182万吨新台阶,形成了两个万亿方大气区和一个10亿吨大油区的格局。
是什么让这个石油人的伤心地成为能源沃土,又是什么让这个巨大的盆地创造了一个个颠覆性的顶峰?
塔里木盆地的勘探开发史,就是对超深领域的不断探索史。
勇闯勘探禁区
“这里是勘探禁区,根本不能做物探。”面对塔里木盆地库车山前极为复杂的地表地质条件,地球物理学家伊尔玛兹曾作出这样的判断。
他谈及的库车山前位于盆地北缘、天山南麓,这里峭壁林立,悬崖叠起,峰峦嶙峋,草木不生,如斧砍刀斫过一样陡峭险要。
“抬头见青天,云雾绕井边,出门就爬坡,走路就攀山。”一首顺口溜道出了这里环境的险恶。
“塔里木盆地是一个大型叠合复合盆地,呈‘三隆四坳’构造格局,发育七个一级构造单元。”指着一张错综复杂的地形图,塔里木油田首席专家杨海军介绍说。几句简单“科普”就已经让外行人懵圈。
在塔里木石油展览馆,一个巨大的盆状模型让人直观感受到隆起、褶皱、断层……塔里木盆地地质构造的复杂,有地质学家打了个比方,就像把一摞盘子打碎了又踹了几脚。
在专家眼中,56万平方公里的塔里木盆地,大致可分为几大块,分别是盆地周缘山前地带的前陆区(前陆盆地)、包括北部天山山前的库车前陆区、西南部昆仑山前的塔西南前陆区,以及盆地中心的台盆区(克拉通盆地)。
“与世界其他盆地地质条件完全不同,塔里木盆地历经八期构造变形,油气藏普遍具有超深、高温、高压、高含硫、高含蜡的特征,油气藏埋深大于4500米的探明储量占总储量的74.9%,勘探开发难度极大。”杨海军说。
历史也印证着这一点——
从20世纪50年代初至70年代末,我国先后五上塔里木。受技术水平和经济条件制约,无法搞清地质结构,无法查明构造形态,纵使老一辈石油人苦苦寻觅,“空井一口接着一口”,仅在中浅层发现依奇克里克和柯克亚两个中小油气田,收效甚微。
进入80年代,原石油工业部组织“六上”塔里木,终于没有空手而归,特别是1988年轮南2井取得具有里程碑意义的突破,中国舆情网,在塔里木盆地拉开了大规模油气勘探开发的序幕。
1989年4月,塔里木石油勘探开发指挥部在梨城库尔勒成立,两万多名石油大军在此集结,展开了一场新型石油大会战。
进入新世纪,塔里木油田石油与天然气业务并举,发现了一批大中型气田,推动了西气东输工程的建设投运,2008年油气当量产量突破2000万吨。
过去,难度小、开发成本低的浅层资源,一直是油气勘探开发的重点。随着中浅层油气资源进入开发中后期,以及地质理论、工程技术的不断进步,超深层油气已成为全球重要的接替能源。
关于油气勘探深度界线的划分,国内外并没有明确和统一的界定,通常与地质特征、勘探难度、勘探成本等因素有关,对于中西部盆地来说,一般将埋藏深度4500米作为深层界线,6000米作为超深层界线。
进军超深层!兴起于20世纪80年代的全球超深油气勘探,在21世纪初进入快速发展阶段,因为中浅层越来越难以发现大型的油气藏。
石油地质与构造地质学家、中国科学院院士贾承造认为,随着对地下认识的不断深化,“深层储层很差”的想法已经过时。
事实证明,的确如此。塔里木盆地埋深超过6000米的石油和天然气资源分别占全国的83.2%和63.9%,是我国最大的深地油气富集区。
然而,一深带万难。
超深层探索之路几经波折。西气东输的投用,带来塔里木油田天然气事业的大发展。但是,自克拉2、迪那2后,塔里木油田在6000米以浅再未取得大突破。在6000米以深超深层油气勘探也是屡屡受挫。
打探井就像开盲盒,只是开一个超深层的盲盒,至少耗费几千万元,甚至上亿元。在与世隔绝的戈壁荒漠,奋战几百天,如果开出一个空盒子,于钻井人,是比井还深的绝望,于勘探人,是比山还大的压力。
只有先从地质上发现了有油气的理论支撑,才可能打出油气田来。面对56万平方公里的大漠戈壁、断崖险滩,犹如大海捞针,该去哪儿找油找气?
石油工业每一次大发展,都离不开地质理论的先行飞跃。
“当年,多轮尝试受挫,我们向往已久的大场面始终没有出现。我们意识到,必须重新审视勘探思路,采取革命性措施。”塔里木油田企业专家杨文静说。
20世纪90年代初从同济大学毕业时,她带来的是书本上的知识。组织并指导过多轮风险探井论证,发现多个勘探新领域后,她又积累了很多实战经验。
按照传统的背斜找油理论,他们相继在轮南、英买力及塔中三大隆起区5000米左右的深层获得了高产油气流,但随后整体解剖轮南大背斜受挫,深层勘探陷入“有发现,无储量,无产量”的困境。
戴着厚厚黑框眼镜,留着齐耳短发的杨文静形容那段“受挫—打碎—重塑—再打碎—再重塑”的艰难历程,是一次对知识与经验的颠覆性认识,无异于一次灵魂的重塑。
“构想是勘探的灵魂。完全是摸着石头过河,国内外其他盆地没有类似的油气田和成熟的理论可供借鉴,只能在实践中摸索创新。”杨文静说。
圈闭,是指在地下聚集和保存油气的场所,是勘探人魂牵梦绕的地方。
从2005年到2007年,他们在克拉苏构造带创造性地开展了“宽线+大组合”二维地震攻关,地震资料品质也因此实现质的飞跃,发现和落实了一批超深圈闭。
随着复杂构造区成像质量显著提高,克深构造神秘面纱一层层揭开;一系列颠覆性地质理论认识,攻克了超深复杂地区的构造建模难题,为超深特大气田发现提供了理论支持。
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