□本报记者 王福全 通讯员 卜旭强

3月14日，中国石化“深地一号·顺北油气田基地”再获突破，顺北84斜井测试获日产1017吨油当量。该井以8937.77米的垂深，刷新了亚洲陆上最深千吨井的纪录，是顺北油气田超深层第22口千吨井，也是顺北8号断裂带新区带自2021年4月实现突破以来，发现的第7口千吨井，进一步展现出该条区带作为新的亿吨级油气区，具有丰厚的资源潜力和良好的勘探开发前景。

顺北8号断裂带在中国石化矿权范围内的长度86千米，相比其他断裂带，8号断裂带断裂宽度窄，具有目的层埋深大、温度高、上覆侵入岩发育的特征。西北油田依靠科技创新，通过强化地质基础研究和关键核心技术突破，在一年多的时间里，相继取得了顺北8X、顺北801X、顺北802X等多口重点探井的重大突破，成功在顺北地区发现第4个亿吨级油气区带。“顺北地区8号断裂带新区带油气勘探重大突破”获集团公司2022年度油气勘探突破特等奖。

基础研究揭开神秘面纱

2021年4月6日，深埋于地下8100多米的天然气在高压的作用下，从放喷管线里呼啸而出，伴随着刺耳的响声，放喷池上空一团巨大的火焰照亮了顺北8X井场附近的夜空。

顺北8号断裂带首口勘探井取得重大油气突破。

西北油田副总地质师、油气勘探管理部经理曹自成虽然早有预期，但听到突破的确切消息，仍然难掩喜悦：“顺北8X井的突破对进一步拓展顺北油气田增储上产阵地、增强油田干部员工建设大油气田的信心和决心具有重要意义。”

2016年8月，中国石化宣布在塔里木盆地顺北地区取得重大油气商业发现，实现新地区、新领域、新类型油气重大突破。此后，顺北油气田相继在顺北1号、5号断裂带发现两个亿吨级油气区。2021年，顺北4号断裂带上部署的顺北42X、顺北41X等井先后获得重要突破，快速实现了整条断裂带储量整体探明，并建成了中国石化少井高产示范区。

油气上产，勘探先行。西北油田在攻坚其他主干断裂带的同时，并没有放松对顺北8号断裂带的探索。2018年2月，顺北8X井开钻，在三开中完后因顺北地区东部工况复杂、目的层温度高、工程侧钻难度大而封井；2020年，该井重新实施四开直导井眼作业，因未钻遇断裂带内规模缝洞型储层，没有取得实质性突破。

在出师不利的情况下，西北油田集中科研力量，从强化顺北的基础研究工作做起。

“顺北油气田各条断裂带之间，不同断裂体系的演化、发育过程差异很大，而且断控缝洞储集体非均质性本身就很强，断裂与断裂相异，为我们实现勘探快速推进带来了不利影响。”曹自成说。

西北油田借助“大兵团”优势，联合中国石化石油勘探开发研究院、石油物探技术研究院和高校开展攻关，将顺北走滑断裂带划分为北东单剪走滑断裂体系、北西单剪走滑断裂体系、中部调节断裂体系和北东压脊断裂体系四大断裂体系，并将断裂的表征从静态描述推进到动态演化过程分析。

科研团队认为，顺北断控缝洞型储层非均质性受“构造样式、断裂演化、现今地应力”三大因素共同影响。其中，走滑断裂的构造样式差异控制储层类型，构造演化过程差异影响储渗性能，现今地应力则影响储层连通性。

他们还将顺北8号断裂带与已经实现规模开发的1号、4号断裂带进行地质结构相似性、差异化分析，从而更加准确地预测这一区域的油气资源情况。

研究顺北地质结构多年的西北油田勘探开发研究院总地质师韩俊介绍：“顺北8号断裂带位于顺北4号断裂带以东，属于北东断裂体系，内部走滑断裂特征、断裂控储机制与模式与顺北1号、4号断裂带有一定的相似性，基本可以判断该区域属于油气资源的‘富矿区’。”

西北油田综合各方面的研究成果，在顺北8号断裂带举棋落子。2020年10月，在断裂带中部拉分段对顺北8井实施侧钻，顺北油气田新的亿吨级油气区带的神秘面纱即将被揭开。

落子成势夯实资源阵地

顺北8X井作为新区带部署的第一口重点勘探井，其效果不仅关乎后续井位的部署，而且影响着顺北8号断裂带甚至顺北油气田全盘的勘探节奏。

2020月6月，西北油田科研人员总结顺北1号断裂带的勘探经验，认为顺北8号断裂带中段的叠接拉分段的储层规模大、连通性好，可以作为井位部署的首选段位。

但在轨迹设计上，大家却产生了分歧。有的科研人员认为应该小角度斜穿断裂带，多控储集体，有的则认为应大角度横穿断裂带，优快钻穿断裂带，控制有效储集体。

“问题的关键是储层地质模型，解决了这个主要难题，井轨迹优选就能形成共识。”韩俊说。

科研人员展开集中攻关研究，攻克了断裂带内储集体发育结构的问题，认识到走滑断裂多幕次的递进式演化会形成多个缝洞集合系统，形象地称之为“栅状”储集结构。基于储层地质模型，他们形成了“平面大角度、纵向大井斜角横穿断裂带”的轨迹设计理念。

顺北8X井侧钻的“轨迹设计之争”有了定论，但一道道难题也接踵而来。

他们陆续攻克了二叠系火成岩、志留系雁列断层、桑塔木组侵入岩识别和预测等难题，形成了“紧贴目的层断裂带，避非目的断层、避高陡火成岩、避易漏易溢层”的井口甄选技术；攻克了目的层段高压预测难题，形成压力定性预测技术，指导确定钻井液密度窗口，尽可能保护油气层。

2021年1月，顺北8X井钻至7965米，距离设计完钻井深仅420米。

正当大家信心满满准备迎接成果的时候，一盆凉水浇了下来。

工程作业人员在地质预测的储集体顶部，竟然钻遇盐水。这意味着，按照“上油下水”的油水分异规律，顺北8X井区并未成藏。

这是所有科研人员都难以接受的结果。

西北油田勘探开发研究院顺北勘探研究所成立了攻关突击队，来自测井、测试等各专业10余名科研骨干背“水”一战。

他们系统梳理了顺北区域油水关系，发现该区域的地层水分布主要受断裂构造样式和组合形态控制。大量的分析研究表明，由于次级、分支断裂通源性差、油气充注弱、局部水体驱替不足，形成局部封存水的可能性比较大。研究结果认为：主干断裂带富集油气，继续钻进，在相对深层的主干断裂控制的储集体上能够钻遇油气。

2021年4月，顺北8X井获得突破，成为顺北8号断裂带第一口千吨井。

一子落而满盘活。

西北油田通过总结顺北8X井油气成果，精细解剖整条断裂带的发育特征，认为顺北8号断裂带活动强度比顺北1号断裂带更大，断裂控储、控藏、控富，叠接挤压段、叠接拉分段储集体规模大，油气更为富集。

2022年1月部署顺北801X井，6月部署顺北802X井，7月部署顺北803X井……均获高产油气流。

一个个关键处的落子，彼此连接成势，构建了新的油气区布局。

“我们先后在顺北8号断裂带勘探攻坚过程中解决了储层地质建模与井型设计、储量估算与井网构建、风险预测与优快钻井、储层描述与分类改造等复杂难题，不断总结提升、探索实践，再总结、再实践，最终实现了顺北8号断裂带油气资源的整体控制，进一步夯实了顺北增储上产的资源阵地。”曹自成说。

地质工程一体化找出最优解

作为世界陆上商业开发最深的油气藏，“超深+地质结构复杂”成为顺北区域勘探开发难度大的主要原因之一。

西北油田坚持地质工程一体化攻关，为顺北8号断裂带高质量勘探提供支撑。

2022年3月，西北油田在顺北8号断裂带北部平移段部署顺北84斜井。地质研究结果表明，地层下8960米处的“断裂+串珠”储集体为最优目标靶位。

顺北84斜井的目的层为奥陶系鹰山组下段，中间要穿越二叠系火成岩易漏段、志留系雁列断层易漏段、奥陶系桑塔木组泥岩易斜段等多个层系，存在漏、塌、斜等工程风险。

西北油田以勘探大突破为目标，打破原有“技术条块分割、管理接力进行”的模式，组织地质、工程人员从专业角度换位思考、无缝衔接、相互渗透，通过方案设计一体化、实施过程一体化，寻找最优目标靶点与最优钻井轨迹的“最优解”。

双方团队通过地质工程一体化优化井眼轨迹、优选井口位置、优化井身结构、优化提速工具、优化储层保护、优化增产技术，实现了地质工程“双赢”。

据统计，在地质工程一体化模式下，顺北8号断裂带效益勘探开发水平持续提升。目前完成测试11口井，9口井获高产油气流，其中千吨井达到7口。工程作业上，钻井平均周期大幅缩短，由最初280天缩短至目前的184天。顺北8-3H井的钻井周期仅为129天，创区带钻井周期最短纪录。

“纤纤不绝林薄成，涓涓不止江河生”。一次次的攻坚，一点点的突破，参与顺北油气田攻关的科研人员正在广袤的塔克拉玛干大漠上，以“深地”探索的新业绩书写能源强国的新篇章。

突破走滑断裂勘探“禁区”

孙 珂（石油勘探开发研究院）

在世界范围内，走滑断裂广泛发育于板块边界或板内构造环境。早期走滑断裂研究集中于超大—大尺度的板缘或盆缘边界断裂，这些走滑断裂滑移距往往可达数百公里，如美国西部的圣安德列斯断裂、中国西部的阿尔金断裂等。然而，板内或盆内中—小尺度走滑断裂由于远离挤压碰撞边界，滑移距在数百米至数公里，如美国密歇根盆地、俄罗斯西西伯利亚盆地、中国塔里木盆地。板内走滑断裂由于资料少、变形弱、识别难，无成功商业勘探开发经验可借鉴，未形成系统的断裂解析方法及勘探评价思路。

顺北地区位于塔里木盆地腹部构造低部位，广泛发育中—小尺度板内走滑断裂体系，由于平均埋藏深度大，被视为油气勘探的“禁区”。2016年以来，西北油田与石油勘探开发研究院研究团队针对顺北东部走滑断裂开展持续攻关，据统计，塔里木盆地走滑断控领域资源量可达20亿吨级。

顺北地区走滑断裂埋深大、断距小、成藏过程复杂，勘探存在“三难”特点：一是断裂隐蔽性强，埋深更大，且受火成岩等干扰，地震成像与识别难度更大；二是断裂样式多变，储集结构更复杂，非均质性更强，规模储集体的发育模式不清；三是断裂控藏要素多样，富集高产机制复杂，勘探目标优选难度大。

2019年以来，研究团队通过联合攻关，取得“三新”成果：一是通过地球物理技术攻关和针对性处理，有效提升了顺北超深层断控储集体的处理成像精度；二是提出走滑断裂通过构造破碎直接成储，具有“平面分段、纵向分层”的空间结构，建立储层“簇状结构”新模式；三是确立了断裂精细解析要素与勘探评价关键要素，形成了“烃源岩选区、输导性选带、储集性选段、非均质性选点”全过程高效探评技术。

2021年以来，在上述理论方法的指导下，顺北4号带获得连续重大突破，顺北地区增储上产重点转至顺北8号断裂带。

由于塔里木盆地构造动力学背景复杂，顺北地区不同走滑断裂带具有“一带一式”特征。与4号断裂带相比，8号断裂带具有挤压变形程度强、分段规模减小、浅层雁列规模大的特点。研究团队提出顺北8号断裂带具有典型的“纵向分层、平面分段”的空间结构，其中深层中—下奥陶统碳酸盐岩顶部发育叠接拉分段和平移段；浅层雁列构造规模大、数量多，下切形成“似拉分地堑”，揭示了断裂晚期活动强烈。

研究团队对预部署井区开展了50米间距的加密解析，明确了预部署的顺北8X井所在的拉分段西侧断面倾角高陡，走向平行于现今地应力方向，为油气运移的主要断面。这一认识成功指导了顺北8X钻井方案的部署，支撑了顺北8号断裂带首口千吨井突破。

在顺北4号、8号等主干断裂带连续获得高产突破的同时，部署于主干断裂之间的低级序断裂之上的顺北21、顺北6等井连续获突破，证实了低级序断裂领域能成储、可成藏、有规模，勘探潜力同样巨大。按照走滑断裂体系发育的机制，主干断裂之间具备广泛发育低级序断裂的力学基础，断裂数量更多，因此，低级序断裂领域有望成为顺北主干断裂之外新的规模增储阵地。

深层目标“看得清、打得准”

韩 波（石油物探技术研究院）

顺北油气田位于塔里木盆地中西部，其独特的断控缝洞型油藏是当前超深层碳酸盐岩领域油气勘探开发的热点。但地质目标深埋地下七八千米，如何“看得清、打得准”，是地震精细成像及储层描述面临的挑战。

顺北大部分地区被沙漠所覆盖，沙丘高程起伏变化大，最厚达200米。松散沙丘对地震波产生较强的吸收衰减效应，严重降低了地震信号的振幅和频率，同时也为地震资料处理中的静校正带来困难，影响深层目标地质体的精细成像。

顺北地区二叠系广泛发育一套以英安岩和凝灰岩为主的火成岩，在上奥陶统－志留系之间还发育多期侵入岩，特别在顺北西部地区，多期侵入岩体呈“多层楼”状，叠置关系十分复杂。火成岩的存在导致奥陶系地震信噪比低、储集体的可识别特征弱。另外，火成岩厚度和横向展布的剧烈变化还会造成假构造、假断裂、假储集体等异常特征。

“十四五”以来，石油物探技术研究院和西北油田联合，针对超深层走滑断裂带精细成像及储层描述面临的难点问题，攻关形成诸多技术成果。

一是低信噪比资料叠前预处理技术。高大沙丘使地震资料处理面临严重的静校正和低信噪比问题。通过融合静校正技术和分频剩余静校正技术，解决了顺北地区沙漠地表的静校正问题，并且优化了叠前去噪流程，有效提高了断裂和储集体的成像精度。

二是可控震源高效处理技术。可控震源是地震勘探中地震波激发源中的一种类型，其施工作业更安全，但沙漠区可控震源采集资料存在“黑三角”强能量噪声等难点。通过持续攻关，形成了针对可控震源的组合压制噪声、相位最优匹配、子波宽频处理等技术，保护了有效信号，收到了与炸药震源相当的成像效果。

三是全方位角度域建模及高精度成像技术。针对顺北地区火成岩复杂发育区，建立了递进式速度建模流程，充分利用全方位层析优势，反演出火成岩的高频形态，使速度模型细节变化更明显，消除了假构造、假断裂等现象，提高了断控储集体的成像精度。

四是断控储集体精细化描述技术。超深层井位部署的首要需求是储集体位置刻画准确、内幕描述清楚。为此，研发了基于深度卷积神经网络的地震反演、单道相干、井间连通路径自动寻优等技术，为准确定位储集体、精细刻画内幕结构及分析连通性提供了依据。

此外，近年来随着技术优化迭代及推广应用力度不断加大，QRTM（叠前频率域Q逆时偏）、散射波成像、FWI（全波形反演）高精度速度建模、五维地震解释及储集体人工智能识别等物探关键技术也取得了进步。