西南研究院:油气增储上产,物探鼎力支撑
[中国石化新闻网2014-10-15] “地质指路、物探先行、钻探验证”,是历代地球科学先驱在生产科研实战中总结出的铁律。作为勘探开发“先锋”的物探科学,在油气领域举足轻重!近年来,西南油气分公司勘探开发研究院物探人员为了充分发挥好“先锋”作用,秉承“求真务实、创新进取”的优良传统,大力弘扬科技创新精神,积极发展物探技术,在西南39个矿权辖区块、超过2.4万平方公里的勘探开发面积上默默挥汗耕耘,建立了针对储层预测、岩性判别、裂缝极测、含气性识别等各类地质需求的地震数据处理配套技术体系,研发了高分辨率处理、各向异性分析等10余套具有自主知识产权的特色软件,形成7项发明专利和8项中国石化专有技术,提出“相控找砂、砂中找优、优中找富、精选靶点”等一系列地球物理气藏综合预测技术思路,为“多期构造演化、多源、多储、多期成藏”等地质认识及“叠覆型致密砂岩成藏理论”的成型做出重要的基础性贡献,为西南油气分公司勘探开发难题的大突破、储产量的持续增长、地质目标的新发现、油气新领域的大拓展、“三大会战”的最终胜利等提供关键技术支撑,为中国石化“打造上游长板,建设世界一流”的奋斗目标正在做出更加卓越的奉献。2005年至今,共实施地震资料采集设计21项、地震资料处理约53项、地震资料解释与综合应用45项、勘探先导与科技攻关63项,即物探类项目共计约187项,年平均近20项。其中,三维地震数据处理解释面积超过14000平方公里、二维地震数据处理解释超过14600公里,国家重大科技攻关一级专题3项,中国石化重点科技攻关21项,中石化勘探先导15项。物探技术对油气勘探开发及生产科研支撑的地区包括川西、川东北、云南、贵州、广西等西南油气分公司全部辖区,涵盖浅、中、深层陆相、海相气藏及常规与非常规油气领域,为西南油气分公司油气储产量的持续增长、油气新区块的不断发现和新领域的关键突破做出了重大贡献。
物探技术的发展历程
其间跨越了西南油气分公司3个“五年规划”,即“十五”、“十一五”和“十二五”。物探技术在五大领域面面临堪称世界级的科学难题。
川西坳陷侏罗系致密碎屑岩领域:川西坳陷侏罗系致密碎屑岩气藏资源量丰富,但含气砂岩与围岩地震波阻差异不明显,泥岩陷井多;有效储层厚度不大、识别难度高;气藏气水关系较复杂,难以建立准确的地球物理气水判别模式,井位部署风险较高。
川西坳陷三叠系上统致密碎屑岩领域:与国内外致密砂岩气藏相比,川西上三叠统储层致密化程度更高,再加上埋藏深、低渗透、超高压、高速等特点,西南物探人面对了前所未有的地质研究对象,常规油气藏的勘探开发技术难以凑效。裂缝性储层识别方法和致密储层的含气性检测技术均是国际上未能有效解决的高难度技术。因此,川西深层超致密裂缝性气藏的复杂性决定了对其分布和富集规律的认识、气藏识别不可能一蹴而就,其勘探难度和勘探风险都非常大。物探技术主要被深层地震分辨率问题、裂缝预测精度问题、高渗透带预测及含气性检测问题等一系列难题所困扰,推进难度极大。
龙门山推覆构造带勘探领域:龙门山推覆构造带具有良好的油气勘探前景,但该区地处山前带,地表地形高陡、出露岩性变化大、激发接收条件差,地震波场复杂,地震资料信噪比低,区域地质构造模式不清,构造精度不高,严重制约了该区的油气地质评价及勘探开发部署。
海相碳酸盐岩领域:川东北地区是中石化南方海相油气勘探开发的重要目标之一,潜力巨大。但该区碳酸盐岩储层具有成岩早、埋藏深、低孔渗性、储层非均质性极强、储层横向变化大、纵向差异显著等特点,难以建立储层预测识别的有效方法,岩性解释、天然气藏富集规律、控气因素不清,勘探开发难度极大。川西雷口坡组海相碳酸盐岩风化壳储层天然气资源丰富,但埋藏深度大、地震资料分辨率低、优质储层预测精度低、裂缝检测困难。
页岩气非常规领域:在西南探区范畴,陆相、海相页岩气储量极大,但页岩气勘探开发起步晚、地质认识程度极低、无成功经验借鉴,尤其地球物理预测技术尚属空白。与国外相比,中国页岩气埋藏更深、地质构造更复杂、成藏与保存条件更复杂、岩层非均质性及各向异性更强,亟待发展针对页岩储层的埋深、厚度、空间展布、有机质丰度、含气性、脆性等关键参数进行精确预测的地球物理技术。
面对上述难题及西南油气田勘探开发的实际需求,物探技术以地震数据采集、资料处理、解释与综合研究一体化攻关的发展思路为指导,重点围绕陆相致密碎屑岩、海相碳酸盐岩、龙门山山前复杂构造带和非常规页岩气等勘探开发领域展开了科技攻关,形成了一批先进、实用、行之有效的物探新方法新技术。其发展经历了由窄方位到宽方位、由各向同性到各向异性、由整频带到精细单频分析、由纵波勘探到多波勘探、由零散技术到完整体系等多个发展阶段,跨越了无数极限挑战,历经了多翻技术飞越,按时间历程概述如下:
2005年,是分公司“十五规划”中的最后一年。经过前四年的科技攻关,物探技术在陆相致密碎屑岩和龙门山山前复杂构造带等勘探领域取得了较大进展,在地震资料采集、处理和解释综合应用等技术攻关方面成效显著:针对复杂地质目标的采集技术取得重大突破;初步建立了针对岩性、裂缝、含气性的等不同地质需求的地震目标处理新技术;初步建立了高精度构造解释、复杂储层预测、裂缝检测和含气性识等系列解释技术;在储层预测技术方面,采用高分辨层序地层学和地震地层学相结合的研究思路,通过系统地分析川西深层须家河组不同类型波阻抗储层的测井和地震响应特征,建立了川西深层须家河组储层预测方法技术,并初步总结出了深层须家河组“亮点型”储层的预测模式;在裂缝检测方面,通过研究形成了构造分析法裂缝预测、地震属性法裂缝预测、P波方位各向异性裂缝检测三大类技术;在含气性识别方面,针对深层须家河组气藏储层含气性检测开展了积极的探索研究,其中包括AVD、DR、压力梯度、Proni滤波、吸收梯度、AVO等系列前沿新技术,并广泛地应用于新场三维、丰谷三维及其它一些地区二维的含气性识别中,为储产量的增长、油气新目标的发现提供了有力的支撑。
2006~2010年,物探技术的进步与重大贡献贯穿了西南油气分公司勘探开发整个“十一五”规划。5年时间里,物探技术在采集、处理和解释及综合应用等方面取得了巨大的进步。尤其在陆相致密碎屑岩和龙门山山前复杂构造带等勘探领域的物探配套技术得到进一步完善,并针对海相碳酸盐岩勘探技术进行了持续深入地研究和新技术攻坚,形成了针对四川盆地不同气藏特征的地震资料处理配套技术、多波多分量地震勘探配套技术、低渗透致密砂岩气藏地球物理识别配套技术、山前构造带地震勘探方法技术系列和海相碳酸盐岩储层的地震勘探配套技术:系统研究并归纳出了不同层系、不同类型气藏的地震响应模式;初步创建了多波多分量地震勘探配套技术体系;初步形成低渗透致密砂岩气藏地球物理识别配套技术;建立了山前构造带地震勘探方法技术系列;针对海相碳酸盐岩储层的地质特点和勘探要求,初步形成了海相碳酸盐岩储层的地震勘探配套技术系列。
2011~2014年,是西南油气分公司勘探开发“十二五”发展中重要的四年。根据探区油气勘探发展形势,各探区勘探现状和不同的地质特点使前期发展的物探技术面临更严峻的挑战,为了切实打好深层海相勘探、复杂山前带勘探、页岩气勘探三个攻坚战,四年间,物探技术在原有成果上得到更进一步的发展和完善:地震资料采集配套技术体系进一步完善,建立了双复杂地区地震采集技术体系和针对目标地质体的采集技术体系;地震资料处理配套技术体系进一步完善,建立了“三高”、“三保”岩性处理技术体系、针对海相储层地震资料目标处理技术体系和连片地震资料处理技术体系,并在高分辨率处理和静校正处理方面形成了分公司特有的物探特色技术;地震资料解释配套技术体系进一步完善,建立了中浅层河道砂岩精细刻画技术体系和海相礁滩相储层精细预测技术体系;多波多分量地震技术体系进一步完善,建立了纵横波广义屏和傅里叶有限差分法GPU偏移、转换波精细静校正等先进技术,完善开发了多波多分量地震资料处理系统MCP、解释系统MCI、多波各向异性分析裂缝检测、转换波基准面静校正及剩余静校正等软件;非常规页岩气地球物理预测配套技术体系初步形成,建立了页岩气测井解释及评价技术体系、页岩气地震资料处理特色技术、页岩气地震解释及综合评价技术、页岩储层地质与工程“甜点”预测技术等。
总之,随着西南油气分公司勘探形势的不断发展、矿权区块的不断扩大、勘探开发层系的不断增加和油气目标的日益复杂,物探技术面临了诸多新的地质挑战和理论方法、技术软件难题,物探科研人员艰苦奋斗、勇攀科学高峰,将物探技术的发展和应用推向了一阶又一阶的高峰,为油气藏的新发现、油气储产量的新增长和中石化“打造上游长板”、科技进步及知识产权建设等做出了杰出贡献。
科技成果及人才培养
多项科技创新成果达到国际领先水平。十年铸剑砺风雨,今朝绽放尽锋芒。我院物探技术在解决复杂难题中饱受洗礼并阔步迈进。先后提出了浅、中、深层陆相致密碎屑砂岩气藏地震响应模式,归纳了山前构造带、海相礁滩相储层、非常规页岩储层等复杂地质目标的地球物理预测方法,并建立了相应的配套技术体系。其中,“三维三分量地震资料方位各向异性处理技术”、“纵横波联合叠前联合自动匹配反演技术”、“相对时差梯度法裂缝检测技术”等8项创新技术登记为中国石化专有技术。“三维三分量地震勘探技术”、“HTI介质地震资料叠前偏移技术”等一批创新建立的前沿实用技术,经中国石化科技部组织专家鉴定,达到了国际领先水平。“地质指路、物探先行”。地球科学领域的问题复杂多变,任何技术软件、理论方法都并非万能,地球物理科学因融合了数学、物理和计算机科学等多门科学,在解决地质难题中能发挥独特优势,但需要紧随信息科学的发展步伐,不断创新技术和发展计算软件。西南物探人着眼长远,高度重视技术进步,先后自主研发了“多尺度吸收处理系统软件”、“基于数据驱动的反Q滤波软件”、“自适应多子波分解与重构软件”等7项软件,并获得了国家软件著作权。申报国家发明专利近20项,其中,“一种地震勘探观测系统设计方法”、“一种对地震波信号进行反Q滤波的方法”等7项创新技术获得了国家知识产局发明专利授权。
油气成果及经济效益显著。近年来,在西南物探科研人员的支撑下,西南油气田共实施地震资料采集至少21项、三维地震数据处理解释面积超过14000平方公里、二维地震数据处理解释超过14600公里,有力地支撑了西南油气分公司辖区内新老油气区块的勘探开发工作,为2009年提交川西孝-新-丰地区深层致密气藏新增三级地质储量5255亿方、探明储量1211.20亿方和2011~2013年度川西坳陷中浅层气藏提交天然气三级地质储量9354.62亿方、探明储量2198.22亿方、控制储量2032.27亿方、预测储量4893.31亿方等做出了突出贡献,使西南油气分公司天然气产量由年产约20亿方持续上升到30亿方,明年可望达到50亿方,经济效益显著,为“百亿气田”的宏伟建设目标提供了强大的技术保障。
杰出的科技人才不断涌现。近年来,勘探程度的不断深化,地质目标日益复杂,对物探技术和科研人员的要求越来越高。正是在高强度的生产实践和高难度的科研磨砺之下,一大批优秀科技成果和杰出的科研人员获得了国家、四川省政府和中石化的表彰。其中,“三维三分量地震关键技术突破与深层致密大气田高效勘探”获得国家科技进步二等奖,“川西孝-新-合地区须家河组储层评价研究”和“川西陆相深层高分辨资料处理及储层预测研究”分别获得四川省科技进步一等奖,“多分量地震油气探测技术”获得中国石化技术发明一等奖,“川西须家河组天然气富集规律及勘探配套方法技术研究”获得中石化科技进步一等奖,“川西坳陷须家河组地震勘探新技术开发应用”和“四川盆地西部低渗透气藏勘探开发关键技术研究”分别获得中石化科技进步二等奖,“多波地震勘探关键技术”获得中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。西南油气分公司的物探事业取得诸多技术飞越、油气成果不断扩大,这与物探科研人员付出了巨大艰辛和卓越努力是分不开的。为了采集高品质的原始地震资料,观测系统设计团队兼顾野外实际、昼夜伏案,设计出了无数优越的施工方案;为了地质目标的精确成像,地震数据处理团队与电脑赛跑,高效率、高质量地完成了海量地震数据的处理任务;为了获取高精度的油气圈闭与构造特征等,地震解释人员要么早出晚归地分析资料、要么风雨兼程跟踪在钻井一线;为了准确识别薄储层、提高裂缝检测和含气性识别精度,科技研发团队紧盯前沿技术,研发出了一项又一项的处理解释特色技术,首次为我院建立了功能强大且具有自主知识产权的地震资料处理解释软件开发平台,科技创新成果十分丰硕。“一份辛勤,一份收获”,努力上进的物探团队获得了国家和中国石化的肯定。其中,多波地震技术创新团队被评为“中国石化优秀创新团队”;院德阳分院资料解释部荣获“中央企业红旗班组(科室)”荣誉称号。
“莫愁前路无知已,天下谁人不识君”。西南物探研究人员在默默奉献中求真务实、锐意进取,创新成果获得了国内外专家的认可。如,美国ION公司首席科学家RobertP.Peebler、帝国理工大学、爱丁堡大学等知名学者和中国科学院翟光明院士、刘光鼎院士、杨文采院士等地球科学界的泰斗,都曾经对西南物探技术给予了高度赞誉。2012年11月21日,集团公司党组书记、董事长傅成玉在中石化上游直属研究院调研时指出:“从公司将来发展的角度上看,重点要解决物探技术问题,这是我们的眼睛,要是上不去,其它研究水平也将受到限制。勘探开发研究最终还是要靠物探,所以物探技术要做到前头去”。23日,他在中国石化股份公司2012年度油气勘探总结会上强调:“如何提高勘探成功率,走复合高效勘探之路?前提是做好基础研究,特别是G&G研究。因此,要加大物探投入,加强物探技术一体化攻关”。“百亿气田”、“上游长板、世界一流”的宏伟蓝图已经绘制,西南物探研究人员定将在未来的征程中大展宏图、再创辉煌,为祖国的能源事业百尺竿头、鞠躬尽瘁!
