十年磨礪 突破界限
——中海油研究總院儲(chǔ)層不連續(xù)界限技術(shù)攻關(guān)紀(jì)實(shí)

■中海油研究總院 張晶玉 韓雅坤

“我們從‘十二五’時(shí)期開(kāi)始攻關(guān)，歷經(jīng)十余年探索，逐步形成了適應(yīng)于海上油田開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)層不連續(xù)界限技術(shù)，將油氣儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的識(shí)別能力提升了一倍?！痹诮衲?0月召開(kāi)的第六屆中國(guó)油氣藏開(kāi)發(fā)地質(zhì)大會(huì)上，中國(guó)海油儲(chǔ)層不連續(xù)界限項(xiàng)目組的成果引起油氣開(kāi)發(fā)行業(yè)專家的廣泛關(guān)注。

為不斷加大國(guó)內(nèi)勘探開(kāi)發(fā)力度，建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)，中國(guó)海油始終在推進(jìn)科技創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化上狠下功夫，努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，研發(fā)形成了一批自主創(chuàng)新技術(shù)。

這其中，有一支來(lái)自中海油研究總院（以下簡(jiǎn)稱“研究總院”）的技術(shù)團(tuán)隊(duì)勇闖“地下迷宮”，持續(xù)攻關(guān)形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海上油田開(kāi)發(fā)儲(chǔ)層不連續(xù)界限技術(shù)。

從探索未知到研究已知，從研究已知到創(chuàng)造新知，太多的智慧與心血在此凝結(jié)。

把脈問(wèn)診 找準(zhǔn)油田低產(chǎn)低效的癥結(jié)

儲(chǔ)層不連續(xù)界限的提出，還要追溯到十年前。

“十二五”期間，海上河流相油田大規(guī)模開(kāi)發(fā)，但生產(chǎn)過(guò)程中，普遍存在一些投產(chǎn)初期產(chǎn)量很高，但一段時(shí)間后產(chǎn)量快速遞減，采取各種措施都很難維持產(chǎn)量的各種低產(chǎn)低效井，這個(gè)問(wèn)題一直困擾著開(kāi)發(fā)研究人員。

“隨著海上油田陸續(xù)進(jìn)入高含水期，老油田將成為未來(lái)幾十年增儲(chǔ)上產(chǎn)的主要陣地，想要提高海上油田開(kāi)發(fā)產(chǎn)量，就必須找到低產(chǎn)低效的癥結(jié)所在?！毖芯靠傇涸_(kāi)發(fā)研究院院長(zhǎng)胡光義在一次生產(chǎn)項(xiàng)目例會(huì)上明確指出。

為克服難題，2012年7月，研究總院牽頭申報(bào)專項(xiàng)課題，迅速組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，拉開(kāi)了攻關(guān)大幕。

項(xiàng)目組成員迅速梳理了海上在生產(chǎn)油田的生產(chǎn)狀況，把精力重點(diǎn)投放在低產(chǎn)低效問(wèn)題明顯的油田。這個(gè)過(guò)程就像是醫(yī)生給病人看診一樣，一個(gè)奇妙的想法浮現(xiàn)在胡光義的腦中，他大膽猜想：“我們把油田比作人，一個(gè)健康的油田可以正常地生產(chǎn)，從年輕走向衰老，而那些剛投產(chǎn)不久就出現(xiàn)各種問(wèn)題的油田，則像年紀(jì)輕輕卻生病了的人一樣。中醫(yī)學(xué)有‘通則不痛、痛則不通’的理念，那么地下的油藏連而不通、通而不暢的情況，是否也是因?yàn)樵谟筒貎?nèi)部存在某種障礙，遮擋了原油流動(dòng)，導(dǎo)致原油采不出來(lái)呢？”這就是導(dǎo)致油田低產(chǎn)低效的原因，儲(chǔ)層不連續(xù)界限的概念也由此被提出。

抽絲剝繭 揭開(kāi)儲(chǔ)層不連續(xù)界限的面紗

如何驗(yàn)證不連續(xù)界限的設(shè)想？在幾千米深的地下，不連續(xù)界限到底長(zhǎng)什么樣？?jī)?chǔ)層不連續(xù)界限又是如何控制原油產(chǎn)出的呢？無(wú)數(shù)的疑問(wèn)又涌現(xiàn)在研究人員的腦海中。

“調(diào)查研究工作要求深求實(shí)。”儲(chǔ)層不連續(xù)界限預(yù)測(cè)及應(yīng)用研究項(xiàng)目項(xiàng)目經(jīng)理范廷恩快速厘清研究思路，“不如采用‘將今論古’的辯證思維，到實(shí)地去考察，以現(xiàn)今的河流類比地下幾百萬(wàn)、幾千萬(wàn)年前形成的河流相儲(chǔ)層?！?/p>

說(shuō)干就干，團(tuán)隊(duì)先后輾轉(zhuǎn)多地開(kāi)展野外地質(zhì)勘察，足跡遍布北京郊區(qū)潮白河、內(nèi)蒙古海拉爾河以及福建九龍灣等地。

金秋十月，海拉爾臨近冬季，在實(shí)測(cè)溫度最低零下10 攝氏度的一線作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，為了探求儲(chǔ)層內(nèi)部奧秘，研究人員抱著掘地三尺的決心和毅力，足足用了半個(gè)月的時(shí)間在河床上一鍬一鍬地挖開(kāi)了多個(gè)長(zhǎng)5 米、深3 米的地質(zhì)探槽，通過(guò)槽壁仔細(xì)考察河流相儲(chǔ)層真實(shí)的沉積結(jié)構(gòu)，繪制觀測(cè)剖面。

通過(guò)野外地質(zhì)勘察，項(xiàng)目組成員掌握了不連續(xù)界限研究的第一手資料。然而想搞清楚更深層的儲(chǔ)層特征，3米的深度顯然是不夠的。于是研究人員不遠(yuǎn)千里將探地雷達(dá)設(shè)備搬到了野外，通過(guò)探地雷達(dá)，可以獲取地下30多米深的地質(zhì)特征。為了實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)多方位探測(cè)，隊(duì)員們要頻繁地移動(dòng)設(shè)備找到最佳測(cè)量位置，但是野外地表?xiàng)l件崎嶇復(fù)雜，雷達(dá)設(shè)備又重達(dá)50千克，工作開(kāi)展非常困難。項(xiàng)目組成員便開(kāi)動(dòng)腦筋，又成功研發(fā)了探地雷達(dá)車用來(lái)運(yùn)載設(shè)備，不僅減輕了工作負(fù)擔(dān)，還提高了測(cè)試效率。

“那段時(shí)間，每天就是在荒無(wú)人煙、雜草叢生的河床上工作，一包榨菜、一瓶礦泉水、幾塊干糧就是一整天！”范廷恩打趣地回憶道，眼中卻閃著堅(jiān)毅的光。

為了獲取更加詳盡的資料，研究總院原開(kāi)發(fā)研究院兩任黨總支書(shū)記親自帶隊(duì)開(kāi)展現(xiàn)代沉積考察，泥濘的河床上進(jìn)不去車，研究人員就像當(dāng)年大慶會(huì)戰(zhàn)的石油工人，人拉肩扛將探測(cè)設(shè)備運(yùn)到測(cè)試地點(diǎn)，只為得到更加精確的測(cè)量數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證假設(shè)的合理性，研究人員輾轉(zhuǎn)多地開(kāi)展重復(fù)性和差異性測(cè)試，而每一次前行，都要帶上沉重的測(cè)量設(shè)備，采用掘地三尺、鉆孔取樣、雷達(dá)探測(cè)三位一體的研究模式，從點(diǎn)到面再到三維立體，就像在醫(yī)院給病人做CT 掃描一樣，層層剝開(kāi)河流相儲(chǔ)層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

苦盡甘來(lái)，探測(cè)結(jié)果令人欣慰，儲(chǔ)層不連續(xù)界限的面紗被層層揭開(kāi)，它就是決定地下儲(chǔ)層連通性、油藏流動(dòng)性的根本因素。油氣儲(chǔ)層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，儲(chǔ)層不連續(xù)界限的存在相當(dāng)密集，導(dǎo)致油田產(chǎn)量快速遞減。

精準(zhǔn)施策 攻關(guān)儲(chǔ)層不連續(xù)界限預(yù)測(cè)技術(shù)

認(rèn)識(shí)界限只是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)地下油藏內(nèi)部的界限并有效應(yīng)對(duì)，讓認(rèn)識(shí)服務(wù)于油氣生產(chǎn)，又成為下一個(gè)攻關(guān)任務(wù)。

地下油藏埋深超過(guò)一兩千米，而不連續(xù)界限的規(guī)?？赡苤挥腥迕祝踔粮?，盡管地震資料能夠反映地下油藏特征，但它的分辨能力僅能達(dá)到十幾米，如何透過(guò)一兩千米深的巖石地層準(zhǔn)確預(yù)測(cè)三五米的目標(biāo)，成了橫亙?cè)谘芯咳藛T面前的一道難關(guān)。

“現(xiàn)有的方法技術(shù)無(wú)法達(dá)到預(yù)期精度，需要依靠自主創(chuàng)新尋找出路?！痹擁?xiàng)目副經(jīng)理張顯文說(shuō)。研究人員通過(guò)討論達(dá)成一致：“既然地震分辨率不夠，我們就設(shè)法提高分辨率，既然資料看不清，我們就退而求其次，先實(shí)現(xiàn)‘看得見(jiàn)’?！?/p>

2017年5月，研究團(tuán)隊(duì)一頭扎進(jìn)資料庫(kù)，查閱專業(yè)文獻(xiàn)200余篇，開(kāi)展大大小小推進(jìn)研討會(huì)40余場(chǎng)，測(cè)試機(jī)理模型正演100 余次，終于在一年后創(chuàng)新性提出了結(jié)構(gòu)分辨率的概念，打開(kāi)了界限研究的新思路。在新思路的引領(lǐng)下，項(xiàng)目組對(duì)于如何利用地震資料來(lái)進(jìn)行地下儲(chǔ)層精確預(yù)測(cè)的工作開(kāi)展，變得明朗起來(lái)。團(tuán)隊(duì)先后研發(fā)出10 余種核心算法，終于將地震資料的分辨能力從四分之一波長(zhǎng)提高到八分之一附近，形成了多信息智能融合的儲(chǔ)層不連續(xù)界限預(yù)測(cè)技術(shù)。

研發(fā)的過(guò)程是枯燥的，項(xiàng)目組核心技術(shù)人員王海峰回想起當(dāng)時(shí)奮戰(zhàn)的歷程感慨萬(wàn)分：“那時(shí)候經(jīng)常被一些問(wèn)題卡住，腦子里面一個(gè)問(wèn)題就一直在那繞啊繞，就像身處迷宮怎么也走不出來(lái)。有時(shí)候半夜醒了睡不著又開(kāi)始想，反而因?yàn)橐估锾貏e清靜，腦子清醒，能想到白天想不到的點(diǎn)子。趕緊拿手機(jī)記下來(lái)，第二天上班就趕緊試驗(yàn)。我們很多方法都是夜里睡不著覺(jué)想出來(lái)的?！?/p>

十年寒窗苦讀日，今朝金榜題名時(shí)。十年的光陰轉(zhuǎn)瞬即逝，項(xiàng)目組當(dāng)初的實(shí)習(xí)生已經(jīng)成長(zhǎng)為資深工程師，儲(chǔ)層不連續(xù)界限也從思想萌芽實(shí)現(xiàn)了技術(shù)成熟，申請(qǐng)技術(shù)發(fā)明專利16項(xiàng)、軟件著作權(quán)8 項(xiàng)，發(fā)表SCI 等高質(zhì)量論文20 余篇，并形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件平臺(tái)。

從實(shí)踐中來(lái)、到實(shí)踐中去，該項(xiàng)技術(shù)目前已實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化，應(yīng)用于國(guó)內(nèi)渤海、南海的10 余個(gè)油氣田，支撐國(guó)內(nèi)海上最大整裝油田蓬萊19-3 加密調(diào)整，以及渤海南部?jī)|噸級(jí)油田墾利6-1、墾利10-2 的開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)及注采井網(wǎng)優(yōu)化，應(yīng)用油田預(yù)計(jì)增加產(chǎn)油量超過(guò)1000 萬(wàn)噸，對(duì)于降低油氣對(duì)外依存度、保障國(guó)家能源安全具有重要意義?！?/p>