图为塔克拉玛干沙漠深处的顺北42X井。付 莲 摄

？顺北科研团队开展物探攻关。张 洋 摄

顺北42X井油藏剖面。

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    顺北油气田科研人员研究发现，顺北4号断裂带与已经勘探开发的1号断裂带有极大的相似性，且资源规模更大。他们攻关形成断裂精细解析技术，将断裂带几亿年来的活动情况推演出来，总结出4号断裂带的发育特征和规模潜力；应用自主创新的“三层一带”立体成像技术和地震信号吸收补偿技术，高清还原了地下真实样貌，发现了规模储集体，并优选部署了顺北42X井；通过地质工程一体化规避钻井风险，采用VSP测井使储集体露出“庐山真面目”，指导酸压改造，获得日产油气当量近千吨的高产油气流，实现大突破，明确了顺北地区东部富集天然气、西部富集原油的资源格局。顺北42X井所产的凝析油，刚采出时为荧光绿色，经过沉淀和氧化后，逐渐变为春芽般的鹅黄色，像一杯清澈的龙井茶。

    □张 洋  龚 伟

    3月初的一个凌晨，新疆塔克拉玛干沙漠深处寒气刺骨，但顺北42X井井场一片沸腾，藏身地下8000米的油气顺着井筒喷涌而出，在放喷口燃起巨大的红色火焰，照亮了大漠黎明前的黑暗夜空。

    通过测试，顺北42X井日产天然气82.2万立方米、凝析油300吨，油气当量近千吨，进一步证实顺北地区断裂带具有“控储控藏控富”的特征，明晰了该地区东部为天然气、西部为原油的资源格局，展现了良好的勘探前景。

    有趣的是，顺北42X井所产的凝析油，刚采出时为荧光绿色，经过沉淀和氧化后，逐渐变为春芽般的鹅黄色，像一杯清澈的龙井茶。

    顺北东南部地温高，油被烘烤成了气；西北部地温低，这锅“饭”刚好焖熟，存在轻质原油

    2013年，以位于顺北气区的顺南4井为代表的一批探井获得油气突破。当时，科研人员寻找油气储集体是按照塔河油田的经验，在地震资料里寻找可能储油气的串珠状反射体。

    这些探井地处塔克拉玛干沙漠腹地，产出的几乎都是天然气，但当时不具备铺设长输管线的条件。

    科研团队分析钻井资料，从剥蚀量恢复、地温统计基础工作着手，发现顺北地区的地温梯度由东南向西北逐渐降低。位于东南部的地区地层温度高，就像烧水一样，油被烘烤成了天然气；而西北部虽然油藏埋深大，但地温低，这锅“饭”刚好焖熟。

    他们由此判断：顺北西北部8000米以深存在轻质原油。

    地质团队和物探团队协同攻关，应用地球物理技术给地层做CT，刻画出富集油气的多条断裂带，从而在顺北西北部找到了顺北油区。

    随着顺北油区1号和5号断裂带逐步勘探开发，顺北油气田整体含油、沿断裂带富集的特征逐渐明晰，断裂带成了香饽饽，顺北油气田成为是我国首个以走滑断裂带为勘探目标的大型油气田。

    然而，不同断裂带特征各异，就像深埋地下的河流，有的长而急，有的宽而缓；有的河谷平坦，水流畅通无阻；有的沟壑纵横，水流时断时续。在地下7500米以深的复杂地层寻找油气，是世界级难题。由于每条断裂带都有自己的“性格”，复制前面的经验拓展勘探遇到了瓶颈。

    西北油田勘探开发研究院党委认为，“科学失败是正能量，失败是进步的阶梯”，他们营造宽松自由的研究环境，鼓励科研团队勇于实践。

    针对特征各异的断裂带，科研团队从基础领域着手，进行断裂解析和类比评价研究，历经多次失败，终于发现无论是成藏背景、断裂发育特征还是储层规模，顺北4号断裂带与1号断裂带都有极大的相似性。

    2016年以来的勘探开发实践，证实顺北1号断裂带油气藏规模较大，5年建成70万吨年产能。顺北4号断裂带的长度是1号断裂带的3倍，科研团队预测其资源量也更大。

    科研团队在超深断控油藏勘探开发中探索出“两控三定四型”布井法，这项核心技术的基础是“两控”，即在具有较大勘探潜力的区带、断裂带选择目标点。于是，进军顺北4号断裂带成为西北油田重新勘探顺北气区的首要选择。

    “对4号断裂带进行部署，是立足顺北整体成藏、局部富集的断控储集体油气成藏理论与关键技术，也是对这一理论和技术的深化发展。”西北油田勘探开发研究院顺北项目部技术总监韩俊说。

    将断裂解析精细到米级，其难度相当于要在珠穆朗玛峰顶了解山脚一棵树的形状和生长周期

    2019年，西北油田推进顺北4号断裂带的油气勘探，断裂精细解析成为寻找油气目标的首要工作。

    当前，国内外关于走滑断裂带的研究，描述精度多为千米级。而顺北地区的断裂带属于板内稳定构造带内的小型走滑断裂带，要想在断裂带上部署井位，就要将断裂解析精细到米级——这相当于要在珠穆朗玛峰顶了解山脚一棵树的形状和生长周期，难度极大。

    塔里木盆地是个经历多期活动的叠合盆地，构造活动复杂，走滑断裂埋深大，断裂精细解析困难重重。

    在顺北断裂带中，断控储集体像不规则墙面一样竖立其间，形成一个天然的巨大油气迷宫。若把断裂从几亿年前生成到现在的全过程做成延时快进，就会发现断面受地下应力的影响在不断运动。科研团队要探寻断裂的形成、演化过程，才能在迷宫中找到油气藏。

    西北油田与石油勘探开发研究院联合攻关，研究断裂分段性、主断面判别等，逐步深化断裂带认识，逐渐从早期的静态认识推进到动态认识，从平面分段推进到立体解析，形成并深化了断裂精细解析技术。

    顺北4号断裂带以张扭、弱压扭为主，断裂宽度小，断裂面识别难。科研团队通过物理模拟、老区断裂再解剖，结合地震资料，模拟断裂带的演化过程，将断裂带几亿年来的活动情况推演出来，从而总结出顺北4号断裂带的发育特征和规模潜力，并优选有利部位论证部署探井。

    在这里寻找油气，就像在8000米高空俯瞰地面村庄，视线模糊不清，就很难找到储存油气的“房间”

    识别和描述地下储集体，要用到“雷达”——地震勘探技术。这是在地表利用人造地震波给地层做CT，从而发现油气的藏身之所。

    顺北地区地表是沙漠，厚厚的沙层就像厚棉被，吸收了人工震源发出的部分地震波能量。而地震波历经千辛万苦传播到埋深8000米的储层，再返回地表接收仪器时，已在地层中穿行了1.6万米，能量更是大幅衰减。

    在这里寻找油气，就像在8000米高空俯瞰地面村庄，视线模糊不清，就很难找到储存油气的“房间”。

    科研人员从断控储集体的形态特征出发，开展处理解释一体化技术攻关。他们针对地表和地下的复杂情况，应用自主创新的“三层一带”立体成像技术和地震信号吸收补偿技术，建立符合实际情况的速度模型，实现地震资料精细成像，高清还原了地下真实样貌。

    2020年9月，顺北42X井所在工区的三维地震资料进站，科研人员李弘艳带领团队开展地震资料精细解释，通过应用地震属性分析、三维立体雕刻等技术手段，在工区南部发现规模较大的储层发育带，让他们异常欣喜。

    “我们立刻对这个储层发育系统开展研究，用了1个月时间，马不停蹄地论证了断裂通源性，评价了储集体规模和连通性，认为这里的储集体规模较大，从而提出部署顺北42X井的方案。”李弘艳说。

    地质工程一体化规避钻井风险，采用VSP测井使储集体露出“庐山真面目”，指导酸压改造，实现大突破

    1月25日，顺北42X井钻至7611米深的奥陶系地层，发现存在失返性漏失风险。这是地质设计中提示的风险点，在西北油田地质工程一体化小组的协调下，华东石油工程80102钻井队采取逐步降低钻井液密度建立循环的措施，避免了大规模漏失造成钻井事故。

    在顺北地区钻井是世界级难题，相当于从珠穆朗玛峰顶钻至山脚。科研人员况安鹏说：“我们既要选择有利的目标靶点，还要通过优化钻井轨迹避开钻井风险。”

    针对易发生漏失的二叠系、志留系和奥陶系桑塔木组的火成岩侵入体，他和团队成员从地质成因上推测可能发生漏失的位置，指导钻井轨迹设计。钻井期间，该井钻遇了地质设计中提示的3个风险点，由于提前准备、应对充分，避免了工程事故。2月6日，顺北42X井完钻，历时仅8个月。

    2020年12月10日，顺北42X井进行VSP测井施工。VSP测井是在地表激发地震波，在井中接收信号，大幅降低了地震能量的衰减，获取的地震资料更加精确。

    12月28日，顺北42X井VSP测井资料通过验收，钻井停钻等待科研团队的下步建议。顺北项目部物探专业负责人刘军带领团队通过两天夜以继日的攻坚，完成井区50平方千米VSP地震资料的精细解释、储层预测及资料对比分析工作，使储集体露出了“庐山真面目”。

    他们提出，将原轨迹向下调整40米继续钻进。25天后，该井钻遇漏失，证实了团队的预测。然而，这次钻井液的漏失量只有100多立方米，不少科研人员认为钻遇的储集体规模小，产能不会太高。

    关键时刻，刘军带领团队反复分析地震资料的反射特征，认为目前钻遇的只是储集体边缘，在这套储集体之下，还有更大规模的储集体，于是提出酸压改造储层的测试方案。随后，这个隐藏在深部的储集体终于浮出水面，酸压后获得日产近千吨的高产工业油气流。

    【意义】

    西北油田副总经理、总地质师云露：

    顺北42X井的突破，进一步证实塔里木盆地顺托果勒低隆整体含油、沿走滑断裂带富集、走滑断裂带具有控储控藏控富的特征，明确了顺北油气田东部富集天然气、西部富集原油的资源格局。该区资源丰富，勘探潜力巨大，将为西北油田千万吨级油气田建设和实现“三步走”高质量发展目标夯实资源基础。