油气门限控藏：探寻地下油气的新钥匙

来源：科技日报

油气是工业的血液，是保障国防建设安全的战略物资。

　　当中国东部老油区产量不断减少，西部油气勘探遇到重大挑战时，中国社会发展的压力可想而知。中国自1993年就成为石油纯进口国，对外依存度不断增大。因此，精准高效地探明复杂地质条件下油气资源的意义重大。

　　找一个新视角 看清地下油气的藏身之处

　　油气藏的形成是一个从量变到质变的过程，在地下蕴藏数百万年，经历怎样的变化才能实现“油足气盛”？庞雄奇提出“油气门限控藏”模式，从新的视角揭示和阐述复杂地质条件下的油气藏形成和分布规律。

　　油气藏的形成要经历“生排—运聚—成藏”全过程，在这一过程中各种地质条件的相互作用决定油气“缺失”或“生成”“残留”或“排出”“运移”或“聚集”“保存”或“破坏”。庞雄奇教授将这种由“量变”到“质变”对应的临界条件称为“油气门限”，并发现“油气门限”的时空组合、联合、复合决定着复杂地质条件下油气藏的形成与分布。

　　在中国东北的松辽盆地、东部沿海的渤海湾盆地、西南地区的四川盆地、西北的塔里木盆地和准噶尔盆地以及柴达木盆地，庞雄奇及其团队对13980个油气藏开展统计分析、在此基础上进行了939组物理模拟和1456次数值模拟，发现了10个“油气门限”及其形成条件，将它们归为三大类并揭示了控藏机制。

　　首先，发现了3个运聚门限并揭示了联合控藏机制。庞雄奇认识到，源岩生烃总量只有在满足了“生排”“运聚”“成藏”过程中的所有损耗后的剩余烃量才能构成有效常规资源，借此建立了油气聚散平衡方程并创立了油气运聚门限联合成藏模式，修改了长期以来将源岩残留有机质丰度作为有效源岩和常规油气资源潜力正向评价指标的认识错误。

　　其次，发现了4个分布门限并揭示了组合控藏机制。庞雄奇在分析中认识到，4个相互独立且必不可缺还能定量表征的功能要素在纵向有序组合决定了成藏层位、在史期有效联合决定了成藏期次、在平面叠加复合决定了成藏范围，以此为依据创立了油气分布门限时空组合成藏模式，突破了经典理论中油气成藏六要素的认识，为叠合盆地油气藏分布的定量预测评价开拓了新途径。

　　后来，他们又发现了3个油气富集门限并揭示了复合控藏机制。庞雄奇认识到近源—优相—低势复合决定着圈闭目标的富油气程度，揭示出储层内外毛细管力差超过2倍以上是油气富集的基本前提，创立了油气富集门限复合成藏模式，实现了有利目标成藏概率、含油气饱和度、探井产能钻前定量预测与评价，改变了长期以来主要物探资料解释的局面，为降低探井风险提供了全新的思路。

　　庞雄奇教授在建立“油气门限控藏”理论模式的同时研发了油气资源评价、有利成藏区带预测、钻探目标优选三个系列的新技术，已获得16项发明专利授权，在国内外26个盆地和地区推广应用并取得显著成效。

　　在中国东部盆地系统应用，提出将“排烃门限”和“排烃量”作为有效源岩判别标准，通过运聚门限控藏模式预测出4个潜在资源领域，评价的资源量较传统方法结果提高40%以上。通过研究油气分布临界条件，揭示了烃源灶、储层相、封盖层、低势区等四个功能要素控油气分布门限并通过它们之间的组合、联合、复合关系预测了构造类、断块类、岩性类油气藏形成与分布。仅在渤海海域盆地就预测出有利成藏区带294个，为油田公司在3年内将探井成功率提高20%、新增探明储量14亿吨作出了突出贡献。

　　在中国西部复杂叠合盆地系统应用，揭示了多阶段多动力多要素控油气门限的联合、组合、复合控藏机制及其演化过程特征，阐明了常规油气藏与非常规致密油气藏之间的成因联系，预测出6个有利资源领域、12个有利成藏区带、一大批有利富油气目标，为油气勘探提供了科学依据，研究成果经专家组鉴定达到国际领先水平。在实际应用中为油田公司近十年探明17亿吨探明储量，深层复杂油气藏探井成功率提高26%并走在世界勘探前列作出了重要贡献。

　　在国外含油气盆地进行了系统应用：在马达加斯加Morondawa盆地3112区块，庞雄奇教授及其团队根据研究成果部署三口探井均见气层，其中MHB-1井日产天然气15万方，是西方石油公司在这一盆地勘探近一个世纪并钻探73口探井之后的第三口商业油气流发现井，打开了油气勘探新局面，为学校赢得1000万元捐赠。在哈萨克斯坦楚萨雷苏盆地指导油气勘探发现3C储量超1500亿方大气田，并得到国际评估公司GCA确认，为一带一路建设作出了积极贡献。

　　怀抱科学理想 实现科学研究报国愿望

　　庞雄奇教授百折不挠历经数十年研究油气门限控藏，实现了人生理想并因科学研究中的突出贡献获得国家科技进步一等奖1项、二等奖1项，省部级科技进步一等奖10多项。此外，还获得过市级劳动模范、全国优秀教师奖章等荣誉。当问及是何种动力促使他忘我地工作和奋斗时，他谈到最多的是感恩国家的培养、科学家的责任和对地质事业的热爱。

　　1961年，他出生在鄂南山区一个贫苦乡村。小时候吃不饱饭，从记事起，最渴望的就是能像在大山里实习的大学生那样从事地质事业。1978年高考改革，他考入江汉石油学院并成为一名石油勘探系的大学生，毕业后以优异成绩考入大庆石油学院勘探系，顺利获得硕士学位，之后到中国地质大学(北京)带薪学习三年获得博士学位，1994年被国家选为石油系统跨世纪学科带头人送到美国学习盆地模拟和油气成藏定量研究。

　　读书期间，他一直享受国家助学金的资助，硕士期间还每个月接济弟弟20元读书。工作后，先后三次破格晋升为讲师、副教授、教授。“回报国家就是要用自己所学知识解决好科研问题”，这是庞教授向我们表露出来的最直接的工作动力。他1996年从美国留学回来后，在石油部老部长王涛同志的关心下从大庆石油学院调入中国石油大学(北京)工作。面对着东部老油区产量下降、寻找新储量困难等系列挑战，他没有畏惧过。

　　在张一伟校长指导和金之钧主任带领下，他和盆地与油藏研究中心的同仁们一起以极大的斗志向科学难题发起进攻：为搞清问题，他们常讨论到深夜、在大楼关闭后翻墙越窗进入办公楼；为保障科研进度，一出差就是几个月，把从没来过北京也不懂普通话的母亲留在家中；为攻下科学难关，他夜以继日工作，休息一天就有犯罪感，在不到四十岁得了甲亢、高血压、高血脂仍不停歇地工作着。

　　对地质事业的热爱是庞雄奇教授从言谈之中表现出来的学术品格——坚定和执着。他生在山区，从小热爱矿藏，工作后更是潜心研究油气藏形成分布。在博士期间发现“排烃门限”的存在，认识到它在解决复杂条件下油气成藏的重要意义，从此就以此为切入点坚持了数十年孜孜不倦地探索，终于创立了油气门限控藏理论模式，为解决复杂地质条件下油气分布预测难题开拓了新途径。

　　协力攻关才能取得科研突破

　　油气门限控藏研究涉及理论创新、技术研发、实际应用等方面，油气门限控藏理论模式的创立及其成功应用得力于方方面面的共同努力和团结奋斗。庞雄奇教授在访问时始终强调科研团队在创新过程中的主体作用，个人的作用始终有限。他把相关成果的取得归于五方面与结合。

　　一是高层次研究队伍的建设为“油气门限控藏”研究提供了人力保障：为解决油气勘探的难题，金之钧教授在张一伟校长指导下创立盆地与油藏研究中心，吸引了来自国内外高校的一批博士，庞雄奇是其中的一员。他1996年加入中心后相继担任书记、副主任、主任，与中心的老师一起奋斗；担任国家“973”项目首席科学家时，和中科院地质所、中国地质大学、中石油勘探院、塔里木油田公司和新疆油田公司等单位的专家组成项目组，齐心协力联合攻关。

　　二是高资历的学术委员会和项目专家组为“油气门限控藏”研究提供了方向指导：“油气门限”概念的提出和控藏研究自始至终得到了王铁冠院士、金之钧院士、贾承造院士、邱中建院士、刘光鼎院士等著名科学家的肯定和鼓励，在他们的指导下始终围绕解决油气勘探关键难题展开，每一个进展都凝聚了各位导师的心血和智慧。

　　三是高级别科研项目的实施为“油气门限控藏”研究提供了经费支持：自1996年以来，庞雄奇教授先后参加和组织完成了60项科研项目，其中包括3个国家973项目、2项国家基金项目、7项石油公司重大应用基础研究项目，科研总经费高达16881万元。充足的科研经费保障了研究的有序进行。

　　四是高水平实验室的建设为“油气门限控藏”研究提供了有效技术手段：中心成立之初就开展高水平实验建设。在金之钧、郝芳、贾承造等领导带领和组织下先后建成中石油重点实验室、教育部重点实验室、国家重点实验室，庞雄奇作为实验室建设的一员，担任过相关学科建设负责人、教育部油气成藏机理重点实验室主任、油气资源与探测国家重点实验室学术委员会委员。高水平实验室的建成保障了“油气门限控藏”研究的不断深入。

　　五是政产学研结合为“油气门限控藏”研究成果的检验与应用创造了条件：国家科技部为保障973项目顺利展开专门成立督导组指导工作，确保项目能够达到预定目标；依托部门中石油科技发展部为项目研究配套了专门经费，确保关键科学问题的研究能够持续并获得突破；依托基地油田公司为项目研究设立办公室和配套课题，确保创新成果能够及时得到检验并快速转化为生产力。