破解深海油气富集密码——记第十七届李四光地质奖获得者、中国海洋石油集团有限公司勘探部总经理徐长贵

吴 彪 户 万

徐长贵在野外地质考察

在汹涌的波涛之下，海洋蕴藏着无数生命元素，包括人类在内的众多物种缘起于此，亿万年沉积动荡的过程也给予了其储量巨大的珍贵资源。随着生产力的进步，人类对自然资源的索取越来越多，在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长矛盾日益突出的情况下，开发利用海洋中的资源，已成为历史发展的必然趋势。据国际能源署（IEA）2018年统计，全球海洋石油和天然气探明储量为354.7亿吨和95万亿立方米，分别占全球总储量的20.1%和57.2%。从探明程度看，海洋石油和天然气的资源总体探明率仅分别为23.7%和30.6%，尚处于勘探早期阶段。这就意味着，海洋油气具有极大的勘探开发潜力，是全球重要的油气接替区。从这个意义来说，这片深蓝不仅是人类的来处，更引领着人类的未来。

当前，中国已成为全球最大的原油和天然气进口国。2020年，习近平总书记在科学家座谈会上的讲话中，明确提到“我国石油对外依存度达到70%以上，油气勘探开发、新能源技术发展不足”的现状。在日趋复杂的国际背景下，我国油气供应安全形势愈发严峻。为此，确保国内原油年产2亿吨的安全底线，已成为我国油气行业竭尽全力守护的“生命线”。我国海洋油气资源丰富，开采潜力极大。大力发展海洋油气产业，提升海洋油气勘探开发力度，既是贯彻落实中央关于加大国内油气勘探开发工作力度、保障国家能源安全要求的具体举措，也是保障中国能源安全的必然要求。而在深耕石油与天然气地质与勘探二十三载的中国海洋石油集团有限公司（以下简称“中海石油”）勘探部总经理徐长贵看来，以赤子之心投身科研，以愚公精神“海底探宝”，参与并见证中国海洋油气勘探开采事业的发展与壮大，是他心之所向，身之所往。

破解复杂断裂带油气富集机理，让“碎盘子”变“金盘子”

2021年8月23日，中海石油宣布旅大6-2油田提前投产。旅大6-2油田位于渤海辽东湾海域，平均水深约30米。这一预计在2022年实现日产原油约1万桶高峰产量的油田，其投产将进一步奠定渤海油田“中国第一大原油生产基地”的地位。而对于时任旅大6-2油田勘探项目负责人徐长贵来说，旅大6-2油田“大发现”的背后，凝聚的是他和团队一次次不认输的反复尝试和一场场旷日持久的攻坚战斗。

中国渤海，碧波万里。但在石油勘探人眼中，神秘的海底深处却是一个个“破碎的盘子”，特别是渤海的地下深处，被无数条断裂带“切割”，就像“一只盆子，掉在地上又被狠狠踹了几脚”——“渤海是一个‘很碎的盘子’。”徐长贵解释道，“一口油井看似规模很大，但是放到整个茫茫大海中，不过是‘沧海一粟’。至于我们要做的，就是在大海中，找到具有开采价值的油气田并确定油井要打下的位置，这个过程就像是‘大海捞针’。而在渤海这样复杂的地质条件下，找到合适的油井位置更是难上加难。”

具体到旅大6-2油气田所在的辽东湾海域，情况更是复杂——这里曾是多家知名外国石油公司“铩羽而归”的地方：20世纪80年代和90年代，诸多世界石油巨鳄都曾先后在这里做过勘探工作，但最终都放弃了。从1987年到2005年，这里连续18年无一获得工业油气流。这块“贫瘠之地”，能否诞生新的奇迹？徐长贵决定试一试。

当徐长贵“接手”该构造后，最初打下的1井确实发现了油气，随后打击却接踵而来——后续打出的2井、3井都是“干井”，这无疑为该构造的评价蒙上了阴影，也让徐长贵背上了巨大的压力。辽东湾的油气富集区到底在哪里？下一步钻井往哪里打？都成了徐长贵一时无法解答的问题。然而这一切并没有动摇徐长贵对“旅大6-2构造一定能够找到大油田”这一判断的信心。他觉得，在这“巴掌大”的地方打井，绝不是无用功，与之相伴的必定是工作越做越精细的过程。

要“知己知彼”方能“找准定位”，这是徐长贵加入中海石油之初便习得的经验。当问题无解之时，便要溯本求源。据徐长贵介绍，渤海海域郯庐走滑断裂带是我国重要的油气勘探领域，但囿于其复杂的成藏机理，渤海郯庐走滑断裂带对大中型油气田控制作用不明确，勘探商业成功率长期走低。为了能够盘活这个构造，徐长贵团队一次又一次研究岩心和原始数据。从2009年到2010年，徐长贵团队先后3次对该构造提出新的评价方案，但由于种种原因，评价方案均未获通过。旅大6-2构造进入了最困难的时期，如再不能获得突破，不仅该构造将会被彻底“宣判死刑”，还将影响整个地区类似构造的勘探，徐长贵迎来了从业以来最严峻的挑战。

徐长贵（右二）与同事讨论井位

面对生死攸关的“打井瓶颈”，曾有位老专家善意地提醒徐长贵：“如果在足4个平方、已经打了3口‘干井’的构上再加一口，你打算怎么交代啊？”徐一不造长贵的回答是：“那就再打下一口。”

没有被接二连三的困难击倒，徐长贵带领团队继续攻坚、上下求索，探寻复杂断裂带高丰度油气藏成藏机理，不断寻求将“破碎盘子”变成“金盘子”的方法。通过对覆盖渤海郯庐断裂带的三维地震资料和400多口钻井成藏资料的细致分析，徐长贵系统地解剖了郯庐走滑断裂特征，创新性地提出“增压型走滑转换带控制了大中型油气田的形成”观点，并揭示了“增压转换控圈闭、断砂耦合控运移、压扭断裂控保存”的走滑转换带控藏机制，建立了走滑压扭强度与储量丰度的定量关系模型，以及走滑转换带6种油气贫化-富集模式，指明了郯庐复杂走滑断裂带大中型油气田的富集场所和勘探方向。在这一理论的指导下，通过对老井的复查和精细分析，徐长贵及时调整勘探方向，重新锁定靶区。最终，团队反复打磨的评价方案顺利通过，徐长贵“再打一口井”的愿望经过多年攻坚终于成行，而这口“新井”也没有让他失望——旅大6-2-4井如愿获得高产，徐长贵团队终于将这个险些被“判了死刑”的构造盘活，并最终向国家申报了5000多万立方米的地质储量，让这个构造奇迹般地“起死回生”。随后，他们乘胜追击，不断深化复杂走滑转换带控藏理论，在渤海发现11个大中型油田，新增探明地质储量4.9亿方油当量，将渤海复杂断裂带勘探商业成功率由22%提高到50%以上。相关成果获得省部级科技进步奖一等奖2次、二等奖1次。增压型断裂转换带控藏机理也成功推广应用到南海西部海域文昌凹陷，在这一理论的支持指导下，勘探团队成功发现了文昌9-7油气田，实现了文昌A洼原油勘探12年来的新突破。

理论为经，技术为纬，徐长贵将悠长的基础研究及综合勘探时光凝成探索的脉络，他像一个孜孜不倦的寻宝人，奔忙在探索渤海湾盆地这个典型的油型盆地的征程中。通过多年的探索，“破碎的渤海到底有没有大油田、大气田”的问题，徐长贵及其团队已经给出了肯定的回答。渤海浪潮依旧，徐长贵及其团队步履不停，他们期待在这片蓝色国土中，发掘更多宝藏。

探秘海底沧海桑田：把“不可能”变“可能”

我国海洋石油勘探开采事业，经历了从无到有、从弱到强，从对外合作到以自主经营带动合作再到完全自主经营的过程。作为这一过程的亲历者和见证者，徐长贵颇有感触：“随着自主化程度的不断提升，我们也注意到，国内的地质构造有其独特性，不能照搬别人的经验。同时‘关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的’，想要进一步发展我国的海洋石油事业，建立符合我国实际地质情况和生产方式的、具有自主知识产权的理论与技术体系就显得尤为重要。”而这也正是徐长贵一直以来的初心所在。

徐长贵在岩心库观察岩心

与传统印象中机器轰鸣、热火朝天的石油开采工作场景不同，徐长贵石油生涯的开端，显得安静得多：“那时候我基本上天天待在岩心库里，对岩心、岩屑进行观察分析。海上岩心比较少，但岩屑很多。几千米的钻井，每3到5米就有一包岩屑，一口井下来，会有几百包岩屑，我的工作就是把岩屑一包一包打开、摊平，在放大镜底下，挑出一片一片代表真实地层的岩屑，有的要粘起来、建立岩性柱子，有的要送到实验室进一步分析化验……我时常弯腰观察，一天下来，累得腰都直不起来。”徐长贵回忆道，“我已经记不得到底摸了多少岩心、看了多少岩屑，就一包一包地翻，具体的数量根本无法统计。”枯燥而艰苦的基础石油地质的研究工作锻炼了年轻的徐长贵，更赋予了他日后工作坚实的基础。“岩芯、岩屑是第一手资料，通过它们可以看到地质历史时期，地底下沧海桑田的变迁。要在地底深处找到大油田，必须了解这些变迁，要知道地底下什么时候冷、什么时候热，什么时候暖、什么时候凉，哪里有江河、哪里有湖海、哪里有高山、哪里有低地……通过这些信息发掘油气田的‘蛛丝马迹’。”徐长贵这样解释石油勘探基础工作的重要性。在他看来，从地底下通过钻探取出来的岩石资料是发掘这些信息的第一手资料，然而通过这些资料去揭秘海底沧海桑田的变迁却不是一件很容易的事情。“一种地质规律、地质认识或者理论的提出，必须通过大量资料的积累、经过艰苦的研究才能得到，没有这样的积累，浮于表面的所谓‘理论’是站不住脚的。”徐长贵感慨地说。

厚积薄发、动须相应，机会总是偏爱有准备的人。让徐长贵沉迷的海底沉积地层不仅蕴藏着“最符合自然规律”的大美，更藏着打开“渤海地宫”的“钥匙”。当时，渤海石油勘探正面临新的挑战——渤海早期油田多集中于海底大陆架的浅层凸起区，然而经过多年开采，浅层的石油资源已被基本探明并进入生产阶段，对我国海洋石油资源的勘探亟需寻找新的增长点。时间进入21世纪，积极探索大海“更深处”的思路应运而生，如何推动石油勘探工作由浅层转向深层，成了摆在中海石油所有人面前的重大课题——“浅层的油找完了，就要去深层找。在渤海这样的复杂地况下，高丰度的优质油气藏该是什么样子的？如何去寻找这样的优质油气藏？要采用怎样的方法摸清深海地质构造为后续勘探开采工作服务？”彼时已经成长为渤海最年轻项目经理的徐长贵，将积攒多年的沉积学研究经验作为切入口，带领团队迎难而上，以期为上述问题提供符合渤海实际情况的理想解答。

长期的科研习惯赋予了徐长贵一双善于发现的眼睛。渤海是一个复杂的陆相断陷盆地，陆相断陷盆地构造极其复杂。随着勘探走向深层，传统的单因素控砂理论在储层预测的实际应用中均出现了不同程度的问题，很难揭示复杂陆相断陷盆地的砂岩富集规律，缺乏对物源、沟谷、坡折系统、沉积区特征等综合性研究，尤其是对物源区岩性与范围的恢复，同时也欠缺沉积物搬运在空间与时间上匹配关系的研究，这些都是导致在实际勘探工作中储层预测失败的主要原因。针对上述问题，2006年，徐长贵提出了“山-沟-坡-面”控砂理论。徐长贵解释，“山-沟-坡-面”的有效配置决定了砂体在平面上的分布位置与有利时期，在复杂的陆相断陷盆地预测砂体，必须强调多因素控砂的思想，不能片面强调某一单因素的作用。

带着“山-沟-坡-面耦合控砂”的理论成果，徐长贵赶赴面积占渤海的1/3、已有整整10年未出大发现的渤中探区。面对这块曾有荣光却又归于沉寂的探区，徐长贵并没有觉得沮丧。相反，他将自己与渤中探区的“相遇”看作一场奇妙的“合作”：“大发现常常源于认识改变。在传统的认识方法之下，渤中探区或许已经‘无油可探’。但勘探目标和勘探思路转变，可能给这个探区带来全新的机会。而这也给了我验证‘山-沟-坡-面耦合控砂’理论的绝佳机会。”徐长贵解释道。

徐长贵在海上油气测试现场

来到渤中探区，徐长贵迅速带领团队从自己熟悉的基础领域入手，他们反复查看渤中探区束之高阁多年的岩芯和最原始的手写钻井记录，从“山-沟-坡-面”的维度对相关资料进行重新分析。经过半年艰苦研究，徐长贵提出了一个大胆的想法：放弃渤中找浅层油田的固有思维模式，向石南陡坡带深层进军。

这个想法一经提出，徐长贵就收到了一大片质疑声。在渤中勘探研讨会上，专家组和同事们纷纷表达了担忧：“石南深层？这可是世界石油巨鳄在20世纪80年代和90年代先后做过工作但最终都放弃了的地方，几代人都没能破解的储层难题，你们行吗？”

面对质疑，徐长贵选择了沉默。他深知，在没有找到储层之前，年轻的勘探工程师、全新的勘探理论，在重视实践、强调实绩的石油行业中是缺乏说服力的。艰难的路总要自己去踏平，想明白这一点，徐长贵收拾心情，带领团队开启了为期1年对石南地区进行精细地质解剖的工作。最终其无可挑剔的工作成果也说服了专家组，在石南陡坡带钻探打井正式被提上日程。

在井钻机的轰鸣声中，徐长贵与渤中探区的这场“相遇”收获了首个喜人的成果：石南陡坡带不仅找到了油田，而且找到了优质高产油田！徐长贵所圈定的秦皇岛35-2、渤中2-1等4个构造，其中3个获得了商业发现，成功率75%，远高于世界30%的平均水平。这些油田形成了渤中探区新的储量增长点，引领渤海勘探向中深层方向不断迈进。

沉默的蓝色国土，将丰厚的馈赠给予这位潜心钻研的年轻探索者。而徐长贵也在这个过程中收获了前行的力量，带着对沉积体“没有任何做作，总是以最自然的方式呈现在你的眼前”的感悟，经过近十年的勘探实践，徐长贵逐渐创新建立了“源-汇”系统控砂理论。该理论提出，在陆相盆地中预测砂体要追溯至沉积的源头即物源区开始，然后分析碎屑物质搬运的通道及沉积的场所和沉积的时间，要分析这些要素在时间和空间上的耦合关系，而不是分析某一个单一要素对沉积体的控制作用。在完整的，包括物源体系、搬运体系、汇聚体系及基准面转换体系四大要素在内的“源-汇”系统中，根据各要素之间不同的耦合关系，可以划分出不同类型的控砂模式及优质储层发育模式。在该理论的指导下，渤海海域形成了陆相断陷盆地“源-汇”系统控砂理论工业化应用标准，更让这一具有完备体系的理论呈现出积极的油气勘探实践意义。

徐长贵（中）指导年轻员工观察岩石薄片

经过海风巨浪的洗礼，徐长贵对自己的工作有了更深刻的理解。不断打磨理论与技术体系、为实际的勘探开采工作提供助力，成为他这一阶段的主攻方向。基于“源-汇”耦合控砂理论构建的“源-汇”系统控砂原理工业化应用技术方法体系经过徐长贵团队的逐步完善，在后续实践中，为渤海古近系中深层储层预测提供了重要的指导作用。通过对这一体系的有效运用，相关预测成功率由40%提高到80%以上。经专家鉴定，这一应用技术方法体系达到了国际领先水平。相关成果也为徐长贵及其团队赢得了2008年度天津市科技进步奖一等奖、2011年度国家科技进步奖二等奖、2012年中国海洋石油总公司科技进步奖二等奖等重要奖项。

当被问及最大的愿望是什么时，徐长贵仍以如初的憧憬和激情坚定地说：“最大的愿望是在海里发现大油田。”为了这个愿望，他潜心研究，耐得住旁人耐不住的寂寞；也为了这个愿望，从落针可闻的实验室到人迹罕至的海上油田，都留下了他辛劳的身影。一个又一个油气田在这位水下“探险家”的坚持下浮出水面，一项又一项创新性研究成果在这位科研“苦行僧”的雕琢中逐步成形。“海洋勘探这些事，我做了20多年。”能以自己的力量，为中国海洋油气勘探构建起一套行之有据、行之有效的理论，徐长贵深感光荣。

梦想从未止步：向深海深地继续进发

2019年伊始，一条来自中海石油的消息成为全社会关注的焦点：我国渤海海域渤中19-6气田，确定天然气探明地质储量超过1000亿立方米，渤中19-6-1井成了中海石油公司为寻找天然气资源在渤中古潜山封闭圈区域钻探的第一口预探井。大发现背后，徐长贵及其团队关于勘探理论的贡献为项目推进提供了强大的助力。

据徐长贵介绍，渤中19-6-1气田的发现并非一蹴而就，为了这口井的开钻，相关项目组及合作团队已经准备了十多年。由于钻井周期长、费用高，加之井况复杂，头两口探井没有收获预期的商业产能，后续评价进退两难。这简直像是徐长贵多年前辽东湾经历的重演。关键时刻，他彻底丢下包袱，将团队攻坚的关键词凝练为“深层”和“潜山”。

潜山储层是目前国内外油气勘探开发热点领域。然而一般认为变质岩潜山储层主要受大气淡水淋滤作用控制，分布在潜山顶部，厚度一般不超过300米，难以形成大型气田。不过，这个“一般认为”并没有成为徐长贵的阻碍。基于大量的三轴应力实验和岩心溶蚀实验分析和区域应力场分析，徐长贵建立变质岩潜山“优势矿物-多期应力-双向流体”三元共控成储机理及“双层”优质储层发育模式，突破经典变质岩潜山储层发育模式，指导渤中19-6气田勘探发现了厚度超1000米的风化裂缝带-内幕裂缝带和双层巨厚的缝网系统，有效储层厚度占比高达42%，潜山优质储层段厚度提高了3倍。同时他还带领团队通过优化地质资料录取、简化套管程序等方式，使钻井周期从119天大幅减少到45天。最终，渤中19-6气田在潜山测试中获得高产，成为中国东部老油区首个千亿方级大气田乃至现阶段全球最大的变质潜山凝析气田。在此过程中，徐长贵的理论技术创新无疑发挥了巨大的推动作用。

2010年获得中国地质学会第十二届青年地质科技奖金锤奖、2017年获得国家海洋局2016年度海洋人物奖、2020年获得全国劳动模范称号、2021年入选李四光地质科学奖科研奖……一路走来获奖无数，徐长贵对此却看得十分淡然。“那不过是一个头衔而已。”徐长贵说道，“躺在功劳簿上数自己的证书是没有意义的。”在他看来，每一次获奖，都是一个新的起点、新的开始。以成绩鞭策自己继续前行，才是荣誉赋予他的更重要的意义。

然而当提起带领团队获得的中国青年五四奖章集体奖时，徐长贵明显兴奋得多。他一直以来看重和感谢的，正是来自团队的力量：“每一项工作、每一点进步、每一个成果，都是团队完成的，我不过就是团队中的一分子。在油气行业这种大工业系统里面，整个团队的智慧和力量是最重要的，一个人是干不了多少事的。”

随着我国“30·60”双碳目标的提出，徐长贵和他的团队也面临着新的挑战：“一方面，我们要保障国家能源的安全；另一方面，我们还要为‘30·60’做好准备。具体到我们的勘探工作，就是一方面要继续找石油，更要找好油，以降低能耗、提高产值为目标，助力国内每年稳产2亿吨原油目标的实现；同时我们还要加强对海底天然气的勘探开采力度，以天然气这种较为清洁绿色的能源来平衡和降低碳排放带来的危害和污染。”为此，中海石油提出“油气并举、向气倾斜”的发展方向，而近几年来，南海天然气勘探效果很不理想，要在南海实现万亿大气区难度非常大，必须实现大的突破。基于这一情况，徐长贵临危受命、“转战”南海，也就此开展了在茫茫深海中“找油又找气”的新征程。

2020年，徐长贵就任中海石油（中国）有限公司湛江及海南分公司副总经理兼总地质师。从寒冷的北方来到炎热的南方，没来得及适应湛江炎热潮湿的气候，他放下行李就钻到了机房、资料室里。来到新的工作地点，徐长贵整整2个月没休过一天假，一直泡在机房，和大家一起分析资料、讨论问题。在这个过程中，徐长贵意识到，南海西部勘探想要有大突破，必须转变思路，走领域勘探之路，寻找储量接替领域。在深入了解珠江口盆地文昌凹陷资料情况后，徐长贵通过创新理论认识，在前人打了十多个钻井的地方优选出文昌9-7构造并在这里打下一口探井。最终，这口探井顺利获得高产优质油气发现，一举打破了文昌凹陷10年没有重大勘探原油发现的魔咒，创下了珠江口盆地12年来单井探明储量最大、发现油层最厚、珠海组测试产量最高等一连串纪录。与此同时，徐长贵重新强调了“在南海要建成万亿大气区”的目标，积极布局南海天然气的深水勘探工作。在他的部署下，南海的深水近期也获得了重大突破，有望建成千亿方大气田。

“‘万亿大气区’的说法提了很多年了，但是过去因为深水勘探难度太大，一直没有实现。现在我们在理论、技术、实践层面都有创新性突破，我国自营勘探开发的首个1500米超深水大气田‘深海一号’也正式投产，这是我国海洋油气勘探开发能力全面进入‘超深水时代’的有力证明。有机会、有能力、有实力，在全体同仁的共同努力下，我坚信‘油气同增’的目标一定可以实现，我们走向深水深地、走向深蓝的步伐会走得更快更稳。”徐长贵坚定地说。

徐长贵对野外深水沉积露头进行描述