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西氣東輸的“心臟”——克拉2氣田發現始末

2021-07-02 17:12  來源:中國能源報  瀏覽:  

講述人:賈承造

石油地質與構造地質學家、中國科學院院士。曾任塔里木石油勘探開發指揮部總地質師、副指揮,中國石油天然氣股份有限公司總地質師兼中國石油勘探開發研究院院長,中國石油天然氣股份有限公司副總裁,中國石油學會理事長,國家973項目咨詢組成員、能源專家組組長。現任國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發”技術總師。

克拉2氣田的發現,揭開了塔里木油氣勘探史上最輝煌的一頁,也是新中國成立以來油氣領域最重大的發現之一,由此拉開了前陸盆地發現的序幕。克拉2氣田的發現與探明,促使國家決定實施西氣東輸工程,一條橫貫全國東西,穿越戈壁、荒漠、高原、山區、平原的能源傳輸大動脈由此誕生。克拉2氣田也被譽為西氣東輸的“心臟”,為這條天然氣干線源源不斷輸送“血液”,促成一場規模宏大的資源調配。國內石油地質專家們普遍認為,如果沒有克拉2氣田,西氣東輸工程的實施或許還要再等若干年。

初探:與自然的較量

改革開放以來,我國經濟迅速發展,對能源的需求急劇增加。從我國石油天然氣資源的勘探潛力來看,石油的勘探程度較高,但再發現大油田較為困難。而我國天然氣資源豐富、勘探程度低,勘探發現大氣田的機會更多,天然氣儲量增長有巨大潛力,因此加快天然氣資源開發現實可行。

塔里木盆地面積遼闊,早在20世紀60年代,我國就加強了對塔里木庫車坳陷的地震和鉆探工作,但由于多種原因,當時并沒有太大突破。

1987年博士畢業后,我去了當時石油系統最高的科研機構——石油工業部勘探開發科學研究院工作,并主動提出去塔里木油田搞研究,比塔里木石油會戰還要早兩年。

隨著東部老油田產量增長出現較大困難,1989年,當時的中國石油天然氣總公司麾下的2萬余名石油人,在“穩定東部、發展西部”方針的指引下,揮師塔里木,開始了跨世紀的石油會戰。塔里木盆地從此揭開神秘面紗,石油人也開始在這里鉆探出一個個新油井。

然而,會戰的過程并不如預想的那樣順利。我們做了很多嘗試,向往已久的“大場面”卻始終沒能出現。我們意識到,由于地下情況十分復雜,塔里木石油會戰將是個持久戰,不可能像大慶石油會戰一樣快速出成果。

1993年初,會戰指揮部決定重上庫車坳陷地區。在庫車坳陷部署了克參1井、克拉1井和東秋5井三口探井。但這三口井辛辛苦苦打了兩年多,最終卻均以失利告終,庫車山前勘探前景因此受到嚴重質疑。

勘探強調探井的成功率,在資料較少的地區探井,成功率能達到25%—30%就已經是理想狀態,因此不論打出多少干井,我始終堅信:塔里木一定有大油氣田。但如果不盡快找出當地的地質規律,研究和勘探就是一句空話。只有搞懂了相關盆地的構造原理才能認識盆地。但問題是,我們一直沒有認識到盆地的地質形態,沒有理論指導,勘探無法成功。

鉆研:攻克地理認知

地質科技工作者一生的奮斗目標就是為了找到大油田。面對塔里木盆地,只有“鐵人精神”不行,蠻干更不行,要靠科學的地質理論指導才能攻克。

中國科學院院士戴金星的“中亞煤成氣聚集域”理論的核心觀點是中亞有大片煤系地層分布,只要有煤系生油層就一定有豐富的天然氣。這一理論啟發了我。

于是我從分析第一手資料入手,深入研究塔里木盆地重要測線的地震剖面,研究了1987年以后鉆的每一口探井,尋找塔里木盆地和其他盆地的異同點。有一次,我在庫車北部的山溝里發現了裸露在地表的紅砂巖,更加堅信這里有大油氣田。

我在題為《塔里木盆地類型與盆地構造》的研究報告中,首次提出“塔里木盆地石油古生界海相克拉通和中、新生界陸相前陸盆地組成的疊合符合盆地,下邊是海相盆地,上邊是前陸盆地,克拉通油氣受古隆起和斜坡構造控制,前陸盆地油氣受前陸逆沖帶控制,有兩套地質勘探目的層”的觀點,成為人們認識盆地的理論基礎。

由于塔里木石油會戰起初進展得并不十分順利,大家對勘探開發塔里木油田提出新的問題:到底是該找油還是找氣?基于前述研究,我于1994年的塔里木勘探技術座談會上提出了“四個并舉”的建議,即 “油氣并舉、前陸與克拉通并舉、中新生界與古生界并舉、碎屑巖與碳酸鹽巖并舉”,也特別建議重視庫車坳陷天然氣的勘探。

時任中國石油天然氣總公司總經理的王濤在會場上說:“賈承造對塔里木盆地的定性抓住了實質,就像給了我們一把打開地下油氣分布的金鑰匙。”這一理論填補了我國西北大型油氣盆地構造研究的空白,領先國際,也為最后找到克拉2井奠定了理論基礎。

收獲:克拉2井“橫空出世”

當時對集中力量攻克庫車坳陷有不同意見。一種聲音認為投入資金大、風險大,加之此前塔里木盆地一直未有重大發現,不同意鉆探。另一種聲音認為高風險才有高回報。

1996年底,塔里木石油勘探開發指揮部決定鉆探克拉2井。時任塔里木石油勘探開發指揮部黨工委書記兼指揮邱中建曾說,克拉2井井位的確定,是他石油勘探生涯中一次“非常艱難的抉擇”。

當時,他面前擺了兩張克拉2井的構造圖,顯示的構造高點并不一致。經過反復研究,大家認為盡管兩張圖的構造高點不一致,但足以確定這里存在構造,既然構造是確定的,就要敢于下決心、冒風險,這是地質家不可或缺的勇氣和膽識。之后,大家對兩個構造高點作了適當偏移,克拉2井的井位由此確定。

“冒險”的決定來自于對地質規律的認知、了解和掌握。決定鉆探克拉2井后,我每天都去現場了解情況。1998年3月,鉆探進入重要階段時,問題出現了。

當時井上的技術人員對地層的判斷跟我原來的判斷不一樣。根據地質監督的地層匯報,克拉2井鉆進長時間處于泥巖段。但根據我的研究,這口井最上面應該有一層薄灰巖,然后是一段泥巖,泥巖下面應該是砂巖段,也就是氣層段,鉆探早就應該進入了主力產層砂巖段,而不應是一直在泥巖段鉆進。

錄井一定有問題。于是我來到現場,在泥巖中反復尋找、觀察,終于找到了幾個巖屑,是砂巖!這證實了我的想法,現場馬上取芯,結果顯示,兩筒巖芯都是砂巖。

1998年9月17日,克拉2井完井測試,強大的天然氣氣流呼嘯而出,我們終于發現了特高豐度、特高產、超高壓、特大型優質氣田。

克拉2井是石油地質理論創新的結果,是地震和鉆井技術創新進步的結果。庫車地區是山區,山地地震經過艱苦攻關,取得了長足進步,我國3D地震技術得以發展,為掌握地下構造面貌做出了巨大貢獻。鉆井技術克服了異常高壓、巨厚鹽層等困難,在我國尚屬首次。

新起點:帶動“國之工程”

經過兩年勘探,克拉2氣田探明含氣面積47平方公里、天然氣地質儲量2840億立方米,其儲層之厚、儲量之大、豐度之高,舉國罕見,成為我國2011年以前最大的整裝天然氣田。目前克拉2氣田已向西氣東輸工程供氣1200億立方米,其中6口井產值均突破150億元。

2003年8月,克拉2氣田產能建設開工,歷經15個月的緊張建設后,正式投產輸氣。克拉2氣田的優質天然氣,通過160多公里長的輸氣管道,涌進西氣東輸工程干線的輪南首站,然后繼續東進,途經甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽和江蘇,最終到達上海。

2006年之前,天然氣在我國一次能源消費結構中占比僅為1%,2006年占比約3%,2020年升至8.8%,國內天然氣產量從過去的300億立方米增至1888億立方米。這其中,西氣東輸功不可沒。沒有它,中國的天然氣運輸和利用就無法達到今天的規模。

西氣東輸是我國天然氣工業發展新階段的起點,而克拉2氣田的發現則是西氣東輸的起點,成為我國石油工業史上濃墨重彩的一筆。

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