智引新技术 绘出新“油”画
——记中国石油勘探开发研究院西北分院企业高级专家王宏斌

2023-12-12 01:40祝传海
科学中国人 2023年11期
关键词:石油勘探模拟实验深层

郑 心 祝传海

“技术立院,人才强院”,中国石油勘探开发研究院西北分院以地球物理勘探技术与计算机技术为优势手段,以“重大发现、技术创新、人才发展”三大发展战略为基本土壤,经过数十年的耕耘,在甘肃省兰州这片土地上浇灌出了油气地质综合研究和油气勘探目标优选的科技之花:不仅在油气地质综合研究、地球物理勘探技术、计算机信息技术研发和地学软件研发等方面拥有较强的科技力量,团队成员还多次斩获国家级、省部级科技进步奖,并落地推广成果数百项。对于在其中贡献力量的一代代研究者而言,这里是筑梦的热土,而中国石油勘探开发研究院西北分院企业高级专家王宏斌身在其列,感同身受。近30年来,他以“勇于挑重担、敢啃硬骨头”的态度与精神在此处扎下根去,致力将更为前沿的“科学基因”带进油田,以更为准确的勘探结果让油气勘探链条发生新的蝶变。

王宏斌(后排左三)研究团队与哈佛大学开展落基山前陆冲断带野外地质联合考察

从实践中来

因为父亲的缘故,王宏斌从小就感受到石油工人的坚毅与热情。每每望向父亲无惧艰险、奋力挥舞的身影,他都感觉自己像是在与故事中那些石油勘探先驱者隔空相伴。他骄傲于“油二代”的身份,也在求学结束后坚定地选择与石油砂砾为伴,把荒凉戈壁当作自己的培育良田,在那里恣意挥洒青春与汗水。这份热忱与勇敢首先被他带入了石油史上浓墨重彩的1989年。

据王宏斌回忆,1989年,吐哈石油勘探开发会战指挥部的成立,背后蕴含着要“大干快上”的革命任务,也肩负着“新体制、新技术、高水平、高效益”的“两新两高”体制“试验田”重任。于是,在很长一段时间里,他作为一名“地震资料解释”专家,承担着每年1万多公里的解释任务。“那时主要以二维地震资料为主”,众所周知,油藏描述与地震波传播、地震数据分析、复杂构造建模及反演方面的理论与方法休戚相关,也就是说,从那时起,他便开始致力于给复杂油气藏做“彩超”的相关工作。

虽然过程是辛苦的,但这份经历于王宏斌而言却无比宝贵。当持续数年之久的会战大获成功,无以复加的成就感与自豪感先按下不表,自身研究能力的提高就足以令王宏斌欣喜不已。他的能力得到了中国石油勘探开发研究院西北分院的青睐,也因此临危受命带队前往新疆油田一线执行新项目的“紧急命令”。这次外派对他而言跟以往有些不同,成家不久又喜获麟儿的王宏斌心中多了一份眷恋不舍,但他也毫无犹疑,只是多带走了一份殷切期盼。这一次的工期还是花费了他大半年的工夫,不过,远离家庭的无奈并没有迟滞他的工作节奏,那时候的地震资料解释已经从二维转向了三维。“恰好我之前所学的三维地震解释软件知识可以应用在内,我们对整个西北缘构造带进行了大规模的三维地震资料解释。”

在此之后,王宏斌复盘总结、精益求精,他开始带领团队设计构思研究脉络,在塔里木盆地深层碳酸盐岩缝洞储层相关研究中一路探索,如在实践中将深层的油藏逐一定量雕刻出来,一步一个脚印地向油藏精细描述的研究方向拓展。“精度是描述油藏的重要指标之一,只有找得准,才可钻井揭油。”直至2017年,这段由信仰驱动的十数年奋进才凝出了令王宏斌自己满意的成果。背后诚然少不了考验与坚守,而其中碳酸盐岩面临的难建产问题堪称关键。“一般来讲,这种缝洞储层的空间归位不准,往往是由于构造建模精度不够准确引起的,这会导致钻井靶点落空的问题,造成勘探开发效益低下等后果。”针对这种情况,王宏斌带领团队开发出了一套“静态描述、动态约束、迭代调整”的碳酸盐岩缝洞储层定量化描述与评价方法体系,有效刻画出地下缝洞储层空间的分布特征,并强力支撑了塔里木盆地哈拉哈塘百万吨油田的建设。

到实践中去

“在近10年科研工作里,我主要就做了3件事。”面对自己的研究生涯划分阶段的问题,王宏斌不疾不徐地开口,“一是组建了中国石油天然气集团有限公司油藏描述重点实验室三维动态构造控藏物理模拟研究团队;二是带领团队解决塔里木哈拉哈塘油田建产中地质-地震一体化定量评价技术难题;三是作为领军人物,攻克了受多次波干扰下玛湖致密砂砾岩油藏地震识别解译技术。”

正如王宏斌所言,荣誉如同过眼云烟,并不足以成为深刻的记忆点,只有落实在实践中的每一份成果,才是他所有底气和信心的来源。而他所说的三维动态构造控藏物理模拟实验平台,本质上是“构造变形物理模拟”与“油气成藏物理模拟”的有机结合,不仅可对含油气盆地构造变形前、构造变形过程中及构造变形后的不同阶段进行多相流体充注等复杂构造控藏物理模拟实验,还率先利用了高精度工业CT装置对构造变形及构造控藏实验过程进行监测,真正让三维动态构造控藏物理模拟实验照进了现实,目前处于国际领先水平。此实验平台的建成历时5年,最终针对南缘、塔里木等中国西部及海外重点盆地深部结构、复杂构造控藏机理等问题,完成了6类近220组构造控藏物理模拟实验,为落实风险目标和选区评价提供了科学依据,也为油气勘探研究提供了新的技术手段。

与此同时,在塔里木哈拉哈塘深层地震信噪比低、中层上腹火成岩屏蔽、多期构造叠加和碳酸盐岩溶蚀改造多因素影响,深层走滑断裂地震难以准确建模成像、造成钻井靶点偏离多侧钻井偏多,以及对走滑断裂空间演化控储控藏规律的认识不清、导致高效井比例低的勘探现状等一系列问题上,王宏斌也颇有贡献。通过走滑断裂发育演化过程及其控储控藏机理模拟实验研究,他与团队厘定了在其分段样式控制下的控储、控圈和控藏三类断溶体油气高效成藏模式,按大型走滑断裂带控藏模式顺藤摸瓜,由北向南甩开勘探,为塔中整体连片评价提供了理论依据。同时,研究团队还推动了近50口井的位置部署,使高效井比率由2012年的不足20%上升到2014年的38%,有效支撑了这一地区原油产量由2012年的61万吨快速增加到2014年的115万吨。

另外,作为玛湖地区克-百(克拉玛依-百口泉)一体化攻关课题的领军人物,王宏斌针对克-百断裂掩伏带下盘白杨1井钻遇石炭系火成岩地层,造成钻前钻后地层结构组合差异大、钻进进度停滞不前等难题,建立了下盘石炭-二叠系掩伏-帽檐构造带模式的地震成像精细建模,最终支撑了白杨1井风险井等油气重大突破,夯实了玛湖特大型油气田的储量规模。可以说,他的多年付出为西部盆地油气勘探提供了坚实的理论技术基础,也为推动科研生产、理论创新、西部盆地重点领域的油气突破提供了难以磨灭的力量。

耕耘多年,虽然取得一定成绩,但王宏斌却不愿躺在过往的“功劳簿”上止步不前。随着我国油气供给压力和能源安全风险日益加大,深层-超深层领域成为中国油气勘探的重要接替领域。由此,他提出,“十四五”及更远期间,他将继续带领团队,瞄准中西部重点盆地深层-超深层复杂构造变形及控藏作用、叠合盆地天然气富集规律等发育机理与分布等科学问题,研制超重力离心机物理模拟实验装置和多相流体成藏工业核磁检测装置,力争形成构造控藏流体充注模拟实验技术行业标准,支撑油气重大发现。

西北部边疆在世人眼中仿若一道安全稳定的地理屏障,但在王宏斌等石油人的眼中,得天独厚的资源禀赋让这里成为能源资源基地;“一带一路”的宏伟蓝图和人类命运共同体的伟大擘画让这里成为我国向外开放的窗口,“一路向西北”,王宏斌和他的同伴致力于继续用技术的画笔聚力勾勒一幅智慧新“油”画。

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