成熟探區(qū)油氣勘探技術(shù)攻關(guān)方向分析＊

鞏偉明

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010）

經(jīng)過50余年的勘探歷程，我國東部渤海灣、松遼等盆地諸油田已經(jīng)進入勘探中后期。以遼河油田為例，目前資源探明率53%，進入高成熟勘探階段[1]，勘探目標(biāo)越來越復(fù)雜，難度越來越大。因此，勘探理論和技術(shù)的發(fā)展是實現(xiàn)進一步突破的關(guān)鍵[2-5]。而對技術(shù)現(xiàn)狀的系統(tǒng)梳理則是明確技術(shù)攻關(guān)方向、實現(xiàn)技術(shù)進步的第一步，也是最重要的一環(huán)。

針對不同類型勘探對象，具有不同的勘探評價技術(shù)系列，本研究首先通過系統(tǒng)梳理，并邀請不同領(lǐng)域?qū)＜?，?jīng)多次討論、補充、修正、完善，整合形成成熟探區(qū)油氣勘探技術(shù)目錄，然后設(shè)計形成1套打分表，包括技術(shù)水平、技術(shù)影響力、技術(shù)層級3項指標(biāo)，以問卷形式再次邀請專家獨立評價，并通過評價矩陣形成量化分?jǐn)?shù)，對各技術(shù)進行排隊，確定下一步攻關(guān)優(yōu)先級。

通過特爾斐法[6-7]（Delphic Method），希望在明確技術(shù)攻關(guān)方向的同時，能夠促進新方法在成熟探區(qū)油氣勘探趨勢預(yù)測及規(guī)劃研究中得到更廣泛的運用，以推動高效勘探、技術(shù)驅(qū)油的實現(xiàn)。

1 成熟探區(qū)精細勘探技術(shù)系列

根據(jù)成藏主控因素不同，近年來基巖（潛山）油藏、巖性油藏、火成巖油藏、頁巖油已經(jīng)成為各成熟探區(qū)勘探增儲的主要目標(biāo)類型。其中遼河油田“十三五”期間新增探明儲量中，潛山油藏占比9%、巖性油藏占比81%、火成巖油藏占比2%、頁巖油占比8%。針對四大領(lǐng)域的勘探評價技術(shù)也在不斷探索、攻關(guān)及發(fā)展完善中。

另外，深層天然氣領(lǐng)域逐漸顯示出良好的苗頭，有望成為接替領(lǐng)域，雖然深層天然氣領(lǐng)域與以上四大領(lǐng)域有所交叉，但由于深層天然氣勘探程度及認(rèn)識程度較低，在本次研究中，將深層天然氣與四大領(lǐng)域并列，形成五大“勘探目標(biāo)評價與優(yōu)選技術(shù)”系列。

針對各勘探領(lǐng)域均涉及的普遍性技術(shù)，如“復(fù)雜構(gòu)造精細解釋技術(shù)”等，根據(jù)專家意見，單列為“油氣基礎(chǔ)地質(zhì)研究”技術(shù)系列。

通過對遼河不同類型勘探目標(biāo)地質(zhì)特點、面臨問題及技術(shù)現(xiàn)狀的分析，經(jīng)過多輪次討論、補充、修正、完善，整合形成成熟探區(qū)油氣勘探技術(shù)目錄，包括“油氣基礎(chǔ)地質(zhì)研究”和“勘探目標(biāo)評價與優(yōu)選技術(shù)”兩大技術(shù)類別、六大技術(shù)系列，41項專項技術(shù)（表1）。

表1 成熟探區(qū)精細勘探技術(shù)目錄

2 特爾斐法

特爾斐法[6,7]（Delphic Method）是由調(diào)查組織者擬定調(diào)查表，按照規(guī)定程序，采用通信、電子郵件、傳真等方式分別向?qū)＜医M成員征詢調(diào)查，專家組成員之間通過組織者的反饋材料匿名的交流意見，經(jīng)過幾輪征詢與反饋，專家們的意見逐漸集中，最后獲得有統(tǒng)計意義的專家集體判斷結(jié)果。是美國蘭德公司數(shù)學(xué)家Qlaf Helner于1946年提出的一種預(yù)測方法，是全球150多種預(yù)測方法中使用比例最高的一種。

2.1 調(diào)查問卷設(shè)計

在確定技術(shù)目錄后，本次借鑒前人研究，采用1套評價表格，包括1個問卷表（表2）和2個評價矩陣（技術(shù)水平評價矩陣和技術(shù)影響力評價矩陣）（表3—表4），通過問卷的方式邀請專家進行評價。

表2 成熟探區(qū)油氣勘探技術(shù)評價問卷表樣表

表3 勘探技術(shù)雙矩陣評價標(biāo)準(zhǔn)：技術(shù)水平評價標(biāo)準(zhǔn)矩陣

表4 勘探技術(shù)雙矩陣評價標(biāo)準(zhǔn)：技術(shù)影響力評價標(biāo)準(zhǔn)矩陣

其中問卷表用來發(fā)放給調(diào)查組專家，由專家獨立完成。問卷表中涉及3個指標(biāo)需要由被調(diào)查專家進行評價，填寫評價結(jié)果。3項指標(biāo)分別為技術(shù)層級、技術(shù)水平和技術(shù)影響力（表2）。

技術(shù)層級是將技術(shù)分為常規(guī)技術(shù)、核心技術(shù)和超前技術(shù)3類，一般來說，核心與超前技術(shù)更需要加強攻關(guān)。技術(shù)水平顧名思義，是對技術(shù)的水平進行評價的指標(biāo)，分為國際領(lǐng)先/先進、國內(nèi)領(lǐng)先、國內(nèi)一般或較為薄弱，技術(shù)水平越薄弱，則越需要攻關(guān)。技術(shù)影響力是指該技術(shù)對生產(chǎn)力的影響，分為非常重要、重要、一般3個等級，技術(shù)影響力越重要，則越需要攻關(guān)（表2）。

技術(shù)層級、技術(shù)水平和技術(shù)影響力3項指標(biāo)的評價表面上是針對技術(shù)本身的評價，實際上，包含著各技術(shù)所針對的勘探領(lǐng)域潛力大小的評價，是對技術(shù)研究方向的綜合評價。

為保證評價的客觀性及代表性，本次調(diào)研邀請專家包括集團公司重大科技專項《遼河油田千萬噸穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》勘探課題負(fù)責(zé)人、鄂爾多斯探區(qū)負(fù)責(zé)人、柴達木探區(qū)負(fù)責(zé)人、儲量研究負(fù)責(zé)人、研究院主管勘探副院長、礦權(quán)評價選區(qū)負(fù)責(zé)人、規(guī)劃研究負(fù)責(zé)人、規(guī)劃研究相關(guān)專家（2人），共9位專家。

2.2 專家評價及量化打分方法

專家組成員評價后，將評價結(jié)果進行整理，歸入評價矩陣相應(yīng)的位置，即得到量化分?jǐn)?shù)。其中技術(shù)水平越低，則量化打分越高、越需要加強攻關(guān)；技術(shù)影響力越重要，則量化打分越高、越需要加強攻關(guān)；綜合評價量化打分為技術(shù)水平量化打分與技術(shù)影響力量化打分的乘積，即“綜合評價量化打分=技術(shù)水平量化打分×技術(shù)影響力量化打分”。綜合評價量化打分越高，下一步越需要重點攻關(guān)，從而確定未來技術(shù)攻關(guān)方向，及不同技術(shù)攻關(guān)優(yōu)先級。

例如：某專家A，對“C1101有效烴源巖識別與評價技術(shù)”評價為“常規(guī)”技術(shù)，目前技術(shù)水平“國內(nèi)一般”，技術(shù)影響力為“非常重要”（表2），對“C1102油氣運聚分析技術(shù)”評價為“常規(guī)”技術(shù)，目前技術(shù)水平“薄弱”，技術(shù)影響力為“重要”（表2），則專家A對技術(shù)C1101的雙矩陣技術(shù)水平量化分?jǐn)?shù)為1分（表3），雙矩陣對生產(chǎn)力的影響量化分?jǐn)?shù)為3分（表4），綜合量化評分為兩者乘積，3分；對技術(shù)C1102的雙矩陣技術(shù)水平量化分?jǐn)?shù)為3分（表3），雙矩陣對生產(chǎn)力的影響量化分?jǐn)?shù)為2分（表4），綜合量化評分為兩者乘積，6分。

3 評價結(jié)果及技術(shù)攻關(guān)方向

各位專家分別獨立完成問卷后，通過對每名專家組成員評價結(jié)果進行矩陣量化，得出每名專家對各項技術(shù)的綜合量化評分，然后對各專家的量化評分取平均值，進行排序。平均綜合打分結(jié)果見表5。分?jǐn)?shù)大于5.0分為重大技術(shù)需求，共12項技術(shù)，約占30%，對企業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，為了企業(yè)的長遠發(fā)展，應(yīng)該大力投入開展攻關(guān)研究。分?jǐn)?shù)在4.1～5.0之間為重點技術(shù)需求，共16項技術(shù)，約占40%，需要根據(jù)油氣田企業(yè)實際經(jīng)營情況決定投入的多少開展攻關(guān)。分?jǐn)?shù)低于4.0分為一般技術(shù)需求，共13項技術(shù)，約占30%，正常情況下不需要特殊攻關(guān)。

表5 綜合量化評分排序表

續(xù)表5

4 攻關(guān)效果

在以上研究基礎(chǔ)上，以遼河坳陷為重點研究區(qū)，瞄準(zhǔn)“重大技術(shù)需求”，加大“碎屑巖油藏勘探技術(shù)”“深層天然氣勘探技術(shù)”“頁巖油勘探技術(shù)”等相關(guān)技術(shù)攻關(guān)力度，取得較好效果。

4.1 碎屑巖油藏勘探技術(shù)

遼河坳陷作為狹長型斷陷盆地，凹陷邊部陡坡帶短軸物源發(fā)育，砂體直接入湖，形成巨厚沉積，近源分布，是有利的增儲類型。但陡坡帶砂礫巖體具有近源混雜堆積、縱向厚度大（100～800 m）、多期砂體疊置、巖性相帶變化快等特點，為陡坡沉積相帶的準(zhǔn)確識別、有效儲層的預(yù)測、及流體檢測帶來較大困難。

在厚層砂礫巖體期次劃分的基礎(chǔ)上開展沉積相刻畫，進而利用疊前反演預(yù)測有效儲層技術(shù)、疊前油氣檢測技術(shù)能夠有效克服窄凹陷相帶變化快、儲層非均質(zhì)性強、有效儲層和流體的識別與預(yù)測難度大的問題，為高成熟探區(qū)精細勘探提供技術(shù)手段。

目前巖性油氣藏有效儲層預(yù)測與油氣檢測技術(shù)包括地震屬性[8]、疊后反演[9]、疊前反演[10-12]等技術(shù)手段。由于地下目標(biāo)的復(fù)雜性和高成熟勘探階段的精細性，地震屬性、疊后信息多解性強，不能有效反應(yīng)地下儲層或流體的具體情況。疊前數(shù)據(jù)能夠提取多種參數(shù)（縱、橫波速、縱、橫波阻抗、橫縱波速度比、密度、泊松比等）[13]，不同的參數(shù)對地下不同的巖性、儲層、流體有不同的響應(yīng)，通過對疊前多種參數(shù)的科學(xué)應(yīng)用來解決有效儲層和流體的預(yù)測是目前的技術(shù)發(fā)展趨勢。

遼河油田針對大民屯凹陷西部陡坡帶砂礫巖體，在期次劃分、構(gòu)造精細解釋及沉積微相刻畫的基礎(chǔ)上，通過巖石物理分析，首先利用縱、橫波阻抗確定砂礫巖體分布范圍，然后開展疊前多參數(shù)反演，優(yōu)選λρ（λρ=Ip2-2Is2）和μρ（μρ=Is2）進行有效儲層預(yù)測，S263井與S358井相比，砂體厚（疊前縱、橫波阻抗反演）、有效儲層薄，與實際鉆探結(jié)果相吻合，通過有效儲層疊前反演技術(shù)、疊前油氣檢測技術(shù)的攻關(guān)與應(yīng)用，支撐大民屯西部陡坡帶沙四段砂礫巖體新增探明儲量2 214萬t，證實了該技術(shù)的應(yīng)用前景。

4.2 深層天然氣勘探技術(shù)

遼河坳陷探明油與探明氣層氣當(dāng)量比為43：1，天然氣勘探程度和認(rèn)識程度較低。

通過天然氣氣源灶生氣機理與動力學(xué)分析技術(shù)研究，認(rèn)為遼河坳陷烴源巖埋深大于3 500 m成熟度基本達到0.6%～0.7%，進入生氣門限，且?guī)状笾髁ι鸁N洼陷在埋深4 000～4 500 m處成熟度均達到1.3%，進入大量生氣階段（圖1）。遼河坳陷四大主力生烴洼陷埋藏深，其中海南—清水洼陷約7 000 m、蓋洲灘—二界溝洼陷約7 000 m、牛居—長灘洼陷約6 000 m、榮勝堡洼陷約5 500 m，面積大，初步落實埋深大于4 300 m面積1 825 km2。

圖1 遼河坳陷三大凹陷烴源巖成熟度剖面圖

遼河坳陷深層發(fā)育火成巖、碎屑巖、變質(zhì)巖等多種巖性儲層，預(yù)計深層存在天然氣藏有利發(fā)育區(qū)。通過氣藏優(yōu)質(zhì)儲層形成機理與分布預(yù)測技術(shù)研究，優(yōu)選東部凹陷沙三段深層火成巖為重點研究目標(biāo)，以鉆井標(biāo)定為基礎(chǔ)，根據(jù)火成巖與沉積巖的電性、地震頻譜響應(yīng)特征等差異，運用時頻電磁、地震相、地震屬性等方法，通過井-電-震聯(lián)合預(yù)測深層火成巖儲層。同時通過巖性組合、結(jié)構(gòu)、顏色等確定深層火成巖儲層為水下噴發(fā)，巖漿遇水淬冷炸裂，形成火山角礫巖，儲集空間為礫間孔、縫，與碎屑巖儲集空間具有相似性，且由于火成巖顆粒堅硬，孔縫在埋深大的情況下較碎屑巖更易保存，是深層優(yōu)質(zhì)儲層，最大孔隙度可達22%。部署實施風(fēng)險探井駕探1井，獲32.5萬m3高產(chǎn)工業(yè)氣流。深層天然氣勘探技術(shù)攻關(guān)初見成效。下一步將針對其他類型儲層開展針對性攻關(guān)研究。

4.3 頁巖油勘探技術(shù)

遼河坳陷作為典型的富油氣凹陷，發(fā)育大面積連續(xù)分布的優(yōu)質(zhì)烴源巖，可形成自凹陷邊部到斜坡區(qū)再到中心區(qū)的平面上相連、縱向上相接的大面積“連續(xù)”分布的常規(guī)油—致密油—頁巖油序列。但一直以來，由于遼河坳陷構(gòu)造復(fù)雜，沉積相帶變化快，頁巖油的分布、類型、資源規(guī)模認(rèn)識不清，針對頁巖油領(lǐng)域的研究，仍處于初步階段。

通過致密儲層微觀特征研究技術(shù)及甜點預(yù)測技術(shù)研究，明確遼河發(fā)育頁巖型、紋層型、夾層型三種類型頁巖油及其主要特點。頁巖型頁巖油主要分布于遼河坳陷大民屯凹陷中央構(gòu)造帶沙四段，儲層巖性主要為含碳酸鹽巖油頁巖、油頁巖和含粉砂油頁巖，其中含碳酸鹽巖油頁巖具有較好的儲集性能，儲集空間以層理縫、溶蝕縫、溶蝕孔為主，平均孔隙度3.9%，平均滲透率0.7 mD，含油孔喉半徑主要集中于30 μm以上。紋層型頁巖油主要分布在遼河坳陷西部凹陷曙光—雷家地區(qū)沙四段，儲層巖性主要為湖相碳酸鹽巖，具體巖性為含泥白云巖、泥質(zhì)白云巖和云質(zhì)泥巖，其中含泥白云巖、泥質(zhì)白云巖具有較好的儲集性能，儲集空間以層間縫、溶孔為主，平均孔隙度分別為11.5%、7.4%，平均滲透率分別為1.1 mD、0.7 mD。夾層型頁巖油主要分布在遼河坳陷西部凹陷齊家—曙光地區(qū)沙四段，儲層巖性主要為薄層砂巖、粉砂巖，單層厚度?。?～3m），孔隙度5%～15%，滲透率<10 mD為主。

通過以上研究，支撐頁巖油認(rèn)識不斷深入，在曙光—雷家紋層型頁巖油新增探明儲量1 044萬t、預(yù)測儲量3 848萬t，在大民屯沙四段油頁巖型頁巖油部署沈頁1井獲工業(yè)油流，證實了該類型頁巖油的可動用性。

5 結(jié)論和建議

（1）梳理了成熟探區(qū)油氣勘探技術(shù)目錄，包含兩大技術(shù)領(lǐng)域，六大技術(shù)群，41項專項技術(shù)。

（2）通過特爾斐法，邀請相關(guān)專家獨立評價，經(jīng)多輪咨詢與反饋，形成量化分?jǐn)?shù)，對技術(shù)優(yōu)先級進行排隊，指明了遼河油田需要重點攻關(guān)碎屑巖、深層天然氣、頁巖油3方面的勘探技術(shù)，具體包括疊前油氣檢測技術(shù)、有效儲層疊前反演技術(shù)、天然氣氣源灶生氣機理與動力學(xué)分析技術(shù)、氣藏優(yōu)質(zhì)儲層形成機理與分布預(yù)測技術(shù)、致密儲層微觀特征研究技術(shù)、“甜點”預(yù)測技術(shù)等。

（3）遼河油田按照排隊結(jié)果進行優(yōu)先攻關(guān)研究，針對陡坡帶砂礫巖油藏、深層火成巖氣藏、頁巖油等方面取得了較好的勘探成效，支撐遼河在高成熟階段實現(xiàn)資源有效接替。

該研究指明了遼河油田技術(shù)攻關(guān)方向的同時，對我國東部面對相同勘探形勢，具有相似地質(zhì)背景的老油田，如渤海灣盆地各油田等，具有借鑒意義。另外，隨著勘探程度越來越高，勘探目標(biāo)也將逐漸轉(zhuǎn)變，應(yīng)繼續(xù)動態(tài)跟蹤并梳理更新勘探技術(shù)的進展及發(fā)展趨勢，為勘探技術(shù)更好地適應(yīng)勘探目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。