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打开海相油气宝库的勘探家中国工程院院士郭旭升

发布时间: 2020-06-23 来源:四川省专家服务中心【字体: 浏览量:

编者按:

郭旭升,中石化勘探分公司正高级工程师,2019年当选为中国工程院院士。长期工作在油气勘探科研生产第一线,创新提出中国南方海相页岩气“二元富集”规律新认识,研发新技术,为我国页岩气大规模勘探开发奠定了理论和技术基础。郭旭升院士研发了海相超深层生物礁储层勘探新技术,攻克了超深层油气成藏、目标识别等世界级难题。主持发现并探明我国首个大型页岩气田--涪陵气田、首个超深层生物礁大气田--元坝气田等6个大中型气田,累计探明天然气地质储量1.3万亿方,三级储量合计3.3万亿方(26.4亿吨油当量)。先后获国家科技进步一等奖3项,省部级科技进步特等奖1项、一等奖5项;2007年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选,2011年享受国务院政府特殊津贴,2013年获李四光地质科学奖,2014年获首届杰出工程师奖、页岩油气国际先锋奖(集体),2016年获何梁何利科学与技术进步奖;领衔的“海相天然气勘探创新团队”,2019年被评为国务院国资委优秀科技创新团队;获授权专利9项,出版专著4部,发表学术论文47篇。

海相油气是海洋沉积环境中形成和储存的油气。李四光等老一辈地质学家创建的陆相油气理论,指导发现了大庆、胜利等油气田,支撑了我国近半个世纪的石油工业。本世纪以来,郭旭升院士等人创建的海相油气勘探理论,打开了海相油气的宝库,指导发现了普光、元坝和涪陵等一批海相油气田。

创新勘探理论实现海相油气突破

我国海相地层分布面积多达450万平方千米,一直没有发现大型气田。四川盆地是一个以海相沉积为主体的盆地,2000年以前发现的最大气田探明储量仅为409亿方。如宣汉地区,按构造圈闭找气的思路,在构造高部位钻探21口井,均未取得实质性发现,前人认为该区位于“开江--梁平海槽”深水区,储层不发育,勘探潜力低。

四川盆地能否找到大型气田,直接影响南方乃至全国海相层系的天然气资源评价与勘探决策。郭旭升团队没有盲目认同前人的论断,而是从基础研究做起,立足全盆,露头与地下相结合、地质与物探相结合,系统开展了地层学、构造地质学和沉积学研究,在前人划定的深水区找到了许多浅水沉积的证据,重新建立了川东北地区海相沉积模式,进而建立了“三元控储”理论,认为区内发育优质储层;通过油气演化历史分析和模拟,建立了“多元供烃、复合控藏”模式,提出宣汉地区不是油气勘探的“禁区”,而是油气富集区。

基于上述地质理论认识创新,郭旭升带领团队在低于构造高点1300米的部位部署的普光1井,试获日产42万方高产气流,发现了国内首个海相整装大气田--普光气田,实现了海相油气勘探重大突破。目前,普光气田累计探明天然气地质储量4121亿方,生产天然气900亿方,硫磺超千万吨。郭旭升作为第二完成人的勘探项目“海相碳酸盐岩天然气成藏机理、勘探技术与普光气田的发现”,荣获2006年度国家科技进步一等奖。

攻克技术瓶颈支撑高质量勘探

随着中浅层油气资源开发程度的提高,埋深大于6000米超深层成为寻找大气田的重要领域,我国仅四川、塔里木、鄂尔多斯三大盆地超深层面积就多达80余万平方千米。但由于地下目标识别难度大、钻井和测试技术不适应等问题,到本世纪初,国内一直未取得重大突破,国外也鲜有报道,超深层高效勘探成为公认的世界级难题。

元坝地区位于川北,长期未取得油气勘探突破。经过研究,郭旭升认为该地区7000米深地层中的发育生物礁是勘探的优质目标,并组织登记区块。这是四川盆地最后一个被登记的探矿权区块。

针对超深层油气,郭旭升带领团队开展了系统攻关并掌握了核心技术:一是突破了超深层地震采集处理技术难题,有效提高超深层反射能量和分辨率,形成了以“相控三步法”为核心的超深层生物礁储层预测技术,探井成功率达92.3%,在预测高产富集带上,实施的10口探井均获日产百万方高产气流;二是创新形成复杂超深井钻完井技术系列,有效解决多压力系统、复杂地层封隔难题,实现超深井优快钻井;三是创新形成超深井测试技术系列,大幅提高产能。这些关键技术的突破,支撑了国内首个超深层大气田--元坝气田的发现和高效探明。郭旭升作为第一完成人的勘探项目“元坝超深层生物礁大气田高效勘探及关键技术”,荣获2014年度国家科技进步一等奖。

建立海相页岩气富集理论引领产业发展

北美页岩气产量大幅增长,改变了全球能源格局。2012年以前,我国页岩气井尚未获得规模发现,一大批国外勘探公司纷纷退出中国。基于长期的研究积累,郭旭升认为我国具备发育大型页岩气田的基本条件,2007年开始,他投入页岩气地质理论研究和勘探技术攻关。针对南方海相页岩时代老、演化程度高、经历多期构造运动改造、成藏复杂,与北美页岩差异大的特点,他提出不能照搬北美的勘探理论技术,必须摸清国内页岩气富集规律、发展适应的勘探技术。

通过扎实研究和攻关,他创新建立了“深水陆棚相优质泥页岩发育是页岩气‘成烃控储’的基础,良好的保存条件是页岩气‘成藏控产’的关键”的海相页岩气“二元富集”理论认识,攻关形成了页岩气富集高产带预测技术,提出四川盆地南部是我国页岩气勘探突破的首选方向。2012年,他组织实施焦页1井,试获日产20.3万方高产页岩气流,取得海相页岩气勘探战略突破,发现了我国首个大型页岩气田—涪陵气田。涪陵气田已建成国家级示范区,探明页岩气地质储量6008亿方,累产页岩气300亿方。国家能源局专家组认为,涪陵页岩气田的发现和探明为我国页岩气大规模勘探开发奠定了理论和技术基础。郭旭升团队荣获2014年“页岩油气国际先锋奖”、2017年度国家科技进步一等奖。

雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。执着于油气勘探事业的郭旭升,在习近平总书记关于大力提升国内油气勘探开发力度等一系列重要指示批示精神的激励下,如今又以更饱满的精神投入到了深层超深层页岩气和更复杂油气勘探研究中。川东南深层页岩气、四川盆地茅口组新类型气藏等一批大型勘探目标已经取得新的重大突破,新的大气田正在孕育中。

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