北部湾海中凹陷“双子星”升起之路 上海海洋油气以理论创新驱动新区油气突破，海3斜井、海301井先后获高产油气流，展现出海中凹陷良好的勘探开发潜力
来源：中国石化报 时间：2025-04-21 09:52
□杨 涵 祝 朗
3月23日10时，位于南海北部湾盆地的海洋石油钻井平台勘探四号试油现场，一条气贯长虹的“火龙”从燃烧臂腾跃而上，由上海海洋油气部署的海301井喜获高产油气流，在两个层系分别试获日产1108立方米、167立方米油当量，刷新了北部湾海中凹陷油气日产量纪录。此前，海中凹陷首口突破井——海3斜井于2024年7月试获1010立方米油当量，两口高产探井证实了海3构造整体含油，展现出海中凹陷良好的勘探开发潜力。
作为中国石化拓展深海能源的战略新区，海301井的突破标志着中国石化首个中深海自营油田产能建设驶入快车道，为北部湾海域油气勘探开辟了新的增长点。两口高产探井的诞生，为勘探人员在海中凹陷的勘探工作注入了一针强心剂。
复杂断块觅油踪 南下海中寻宝藏
南海北部湾盆地凭借优质丰富的烃源岩、高效储盖组合、多类型勘探目标等得天独厚的条件，成为海上油气富矿。
然而，北部湾盆地的勘探进程并非一帆风顺，虽然我国几代勘探工作者先后在北部湾盆地涠西南凹陷主洼发现了一批含油构造和油气田，但盆地的边缘凹陷却因烃源难觅、断层纵横交错，让众多勘探人员几度折戟，望而却步。
上海海洋油气在涠西的探矿权区正是位于盆地北部坳陷的边缘，主要涉及D洼和海中凹陷两个勘探单元，这片典型海域复杂断块的地层如“碎瓷盘”，断裂多期交错，多序级共生，勘探难度不言而喻。
为尽快明确探区资源潜力实现油气突破，上海海洋油气成立了科研项目组，开启了艰难求索之路。2011年8月，涠3井证实了位于西南缘的D洼深处暗藏优质烃源岩，这一“贫油洼”实为“小富矿”的颠覆性认知，让勘探人员的视野豁然开朗。他们的思路转向东部斜坡带，剑指油气运聚黄金区。此后的10年，D洼东部斜坡带迎来了日产超千吨的特高产油气流重大突破，创中国石化海域油气勘探单井测试产量最高纪录，成功发现了中国石化首个中深海自营油田——涠洲油田。
廿年征途，七井鏖战，勘探人员在涠西探区向国家上报探明地质储量超千万吨。然而要实现效益开发，还必须寻找新的规模储量接替阵地。勘探人员将目光锁定在与涠洲油田仅“一断之隔”的海中凹陷。“如果能在此处发现千万吨级储量规模，就可以与涠洲油田实现连片开发，极大增加涠洲油田的效益。”上海海洋油气副总经理张尚虎说。
海中凹陷位于涠西南凹陷南部，断裂复杂、规模储层难寻、烃源认识不足，是业界众所周知难啃的“硬骨头”。从20世纪80年代开始，国内外勘探人员在传统油气成藏理论的指导下，针对海中凹陷周边构造高部位的油气藏先后开展了多轮勘探，10口探井仅1口获得工业油气流，其他均告失利。
“油气成藏如同精密机械，‘生、储、盖、圈、运、保’六大要素如同6枚齿轮，每个齿槽的形制必须完全咬合，若是某枚齿轮的齿形存在缺陷，机械装置的运转就会卡壳。海中凹陷前期勘探也是一样，成藏匹配条件差，不是缺储层，就是缺烃源岩，始终没有实质性突破。”上海海洋油气勘探开发研究院院长江东辉说。
抽丝剥茧溯油脉 转变思路破困局
当传统思路撞上“铜墙铁壁”，勘探人员决定从石油地质条件出发重新寻找答案。
厘清资源潜力和成藏主控因素两大要素至关重要，首先需要解决的就是海中凹陷究竟有无优质烃源岩的问题。项目组从强化基础研究开始，终于在海量地震资料中寻找到了蛛丝马迹：涠西南凹陷烃源岩与海中凹陷烃源岩在地震相上具有高度的一致性。
难道在烃源岩形成时期，两个凹陷同属于一个湖盆？项目组根据已有资料确定关键参数，精确恢复了盆地原型，成功验证了这一大胆的猜想，不仅解锁了海中凹陷的“油脉密码”，更是颠覆了以前对区域地质演化的认知。
下一步就是要深化成藏主控因素的认识。为了查明海中凹陷前期钻探效果差的原因，项目组对之前失利探井“把脉问诊”，发现前期钻探目标普遍存在远离烃源岩、油气疏导条件有限的问题。“原先部署的井都远离大型疏导断层，如今我们通过典型钻井的解剖，发现传统理论认为应规避的大断层，恰是油气垂向运移的‘黄金通道’。以前总想着绕过断层，现在却要追着断层打。”上海海洋油气勘探开发研究院副总地质师杨鹏程说。
为了定区选带，项目组持续深化基地地质研究，强化成藏规律认识，创新提出了海中北部陡坡带具有“近生烃凹陷、规模储层发育、深大断裂高效疏导、多类型目标”的有利成藏条件，将北部陡坡带作为勘探突破的首要区带。海中凹陷的“藏宝图”被逐渐地勾勒了出来。
2023年4月，上海海洋油气在海中凹陷陡坡带实施了该海域首块OBN（海底节点）三维地震资料采集。如果说传统海上拖缆地震勘探是给海下油气藏做CT，那么OBN三维地震资料采集堪称地质领域的“核磁共振成像”，成像效果显著提升。该技术为目前全球最先进的地震采集技术，数百个海洋节点在深海编织成一张无形巨网。当声波穿透千米岩层，断裂带的每道褶皱、储层的每处孔隙，都在数据洪流中纤毫毕现。那些曾隐匿于地质迷雾中的低序级小断裂，在高清剖面图上无所遁形。
2024年7月，海3斜井从地层喷涌而出的千余立方米油流，打破了海中凹陷10余年的勘探沉寂，成为近年来北部湾海域少见的高产探井，这也证实了海中凹陷并非贫瘠之地，而是一个等待被唤醒的深海“聚宝盆”。
乘胜追击探新井 协同攻坚擒油龙
“海中凹陷滩坝砂虽然单层厚度薄，但纵向上像千层叠酥，横向上大面积连片，我们可不能只浅尝辄止。”上海海洋油气勘探开发研究院副院长周兴海指着三维地质模型上的红色区块说。勘探人员通过井震综合分析，落实了海中凹陷滩坝砂的分布范围，深化了断层疏导能力的评价，认为滩坝砂具有优越的成藏潜力。在海3斜井取得突破的当月，他们决定乘胜追击部署海301井。
在井位部署方向上，勘探人员面临一南一北两个目标选择，它们各有利弊：南部目标虽承载着探索油气藏边界的重要科研价值，却如同在刀尖上起舞，地质风险大；北部区域虽可控制的储量规模小，但油气成藏的可能性更大。为此，他们依托“大兵团”作战优势，联合科研力量集智攻关，综合研究后考虑到北部具有多层系兼探的潜力，依照“由高向低，逐步探边”的勘探原则，优选北部区域部署海301井。
在海301井从设计到完钻的半年时间里，“地质-物探-工程”一体化模式让勘探工作形成了点面结合、立体攻关的格局。前方平台钻进正如火如荼地进行，地质工程师张昆正在陆地机房紧盯屏幕上的随钻曲线变化。刹那间，他敏锐地捕捉到了关键信号——“伽马值下降、气测异常，疑似进入滩坝砂发育的集中段”！曲线变化意味着要进行取芯决策，他当机立断，迅速启动跨部门响应机制。物探科研团队闻令而动，立即调取OBN地震预测图，确定钻遇了滩坝砂发育集中段。平台地质监督张晨收到循环泥浆指令后，同步观测振动筛返出的岩屑情况：“录井见到粗砂岩屑，反馈陆地是否取芯！”与此同时，机房内，勘探人员通过随钻系统密切观测随钻曲线变化，他们结合现场观察到的岩屑岩性及气测异常数据，海陆联动最终一致作出了实施取芯作业的决定。长度17.58米的典型滩坝砂岩芯从取芯筒中完整取出，成了破解海中凹陷“地质密码”的金钥匙。
“海域勘探绝非‘单兵突击’的孤勇之战，而是‘集体会战’的协同攻坚，我们充分发挥一体化专家工作室的作用，构建‘现场实时反馈+后方快速响应’的协同支撑体系，全流程跟踪钻井进度，实时了解现场作业问题，保障了海301井高效完钻，让地质资料得以全面、精准地获取，为后续的勘探开发筑牢了坚实的根基。”油气勘探管理部经理黄建军说。
坚守“深蓝”油气大发展初心 以创新驱动南海战略新区勘探大突破
□上海海洋油气副总经理 张尚虎
我国南海油气资源丰富，是保障国家能源安全重要阵地之一，也是中国石化上游实现“十五五”高质量发展的重要能源增长极之一。北部湾盆地海中凹陷的海301井于涠洲组测试获高产，是中国石化在南海低勘探程度战略新区连续实施的第二口日产千立方米油当量的高产探井，进一步丰富了我国南海北部湾海域油气成藏理论体系，也为保障我国能源安全、推动海洋强国战略贡献了新动能。上海海洋油气全面落实集团公司“勇当走向深海远海主力军”的要求，统筹联合科研力量，形成了一系列创新理论认识与技术成果。
进一步解放思想，以理论创新驱动新区油气突破。针对海中凹陷资源潜力不清、突破方向不明的困境，科研团队认真分析了前期勘探失利原因，依托“中-中”合作科研机制收集资料，开展了新一轮构造沉积基础研究，并充分借鉴相似领域复合油气藏勘探经验，创新形成了凹陷北部陡坡带“流沙港组油页岩供烃、继承性构造脊汇聚、深大断裂与裂缝联合输导、滩坝砂优质储集体控富”的复合成藏新理论，将勘探方向由早期远源构造高部位，转向近源新区带多层系立体评价，为后续勘探突破奠定了理论基础。
加快物探技术升级，以技术创新驱动高质量部署。海中北部陡坡带具有多期断裂复杂交错、薄滩坝砂储层纵向多层连续发育而横向变化快的特点。为此，部署采集了中国石化首块中深海域高精度OBN三维地震，并应用全波形反演高精度速度建模等先进处理技术，大幅提升了目标成像精度。
发挥一体化优势，以管理创新驱动项目成功实施。面对海中凹陷地层易垮塌导致起下钻难度大等问题，上海海洋油气充分发挥地质工程一体化专家工作室优势，多方联合积极开展裂缝性泥岩、密集含煤地层防塌技术攻关，优化方案设计。
在系列创新成果支撑下，海3斜井、海301井相继获得重大突破，展现出海中凹陷北部陡坡带良好的勘探开发潜力。
下一步，上海海洋油气将加大勘探开发一体化力度，全力推进该地区优质规模油气藏整体评价与涠洲海中开发方案优化研究，积极推进中国石化中深海域第一个自营油气田产能建设，加快打造中国石化海上千万吨级油气资源接替阵地。
参与者说
物探技术研究院针对北部湾海域油气勘探复杂地质条件研发了一套针对性物探解释技术。
海中凹陷陡坡带构造极其复杂，对此，我们采用了OBN采集的地震资料，结合物探院独有的地震地层格架和断层体结合的复杂断块精细描述技术，精细描述断裂系统的空间展布特征，大幅降低目的层段钻遇断层的风险，断块构造高点预测及目的层埋深预测误差均小于千分之三。
在本次研究中，我们探索了叠前弹性相对阻抗反演储层预测技术，利用储层叠前弹性阻抗随入射角增大而增大的特征，预测厚层（储层多层组合）“甜点”分布，提高储层钻遇率。两口探井含油气层段的预测结果显示，海中凹陷陡坡带涠洲组有巨大勘探开发潜力，海3构造东部的海4构造及周边岩性油气藏具有亿吨级储量潜力。
——石油物探技术研究院高级专家 李九生
自海3风险井联合论证以来，石油勘探开发研究院针对海中凹陷的“成烃-成储-成藏”问题开展了多轮攻关，逐渐揭开海3构造形成演化与油气生运聚过程，有效支撑了探评井跟踪评价及后续部署。
海中凹陷的烃源条件长期备受争议。通过盆地原型分析，对比邻区涠西南凹陷的古地貌、古环境、古沉积速率，我们证实了其为富生烃凹陷，进一步采用实钻井产烃率曲线，落实了探区可观资源量。
针对陡坡带复杂构造背景下涠洲组沉积演化研究，我们基于断裂分类分级解析评价，查明了3号断裂分段性控制了陡坡带海3构造形成与涠洲组沉积期古地貌特征。
海3斜、海301井揭示了复杂的油气性质。我们结合断裂演化，查清了海3构造发育两期成藏：早期（涠洲期末）原油充注与晚期（中新世晚期）天然气充注的差异运聚，识别出海3构造分层分块的复杂油气藏特征。之后，通过生-运-聚成藏过程恢复认为海中陡坡带涠洲组构造-岩性油气藏勘探潜力大，具备扩储潜力。
——石油勘探开发研究院无锡所海域中心党支部副书记 王彦青
海域油气勘探开发大有可为
□中国石化石油勘探开发研究院 王彦青 周兴海
近年来，海域新增油气储量在全球新增常规油气储量的占比持续攀升。2024年，全球新增常规油气总储量为12.6亿吨，其中，海域占比80%。海域勘探已成为全球油气储量增长的核心驱动力和国内外石油公司战略布局的重要方向。
近年来，中国石化海域油气勘探在多地区多领域屡获突破，储产量迅猛增长。但在获得喜人成绩的同时，应清醒地看到海域油气勘探开发还有很多需要攻克的难关。
第一，海域资源接替不足。中国石化深海勘探开发呈现“有效探矿面积小、低品位矿区占比高”的特点。因此，要把握建设海洋强国的历史性发展机遇，强化战略选区动态评价，跟踪评价退减区块动态，全方位多维度拓展勘探新阵地；盘活低勘探程度自营区，尽早实现战略突破；充分结合勘探实践，力争在增储有利区形成可持续发展的新局面。
第二，关键理论技术仍需提升。目前我国海域油气勘探主要还是针对浅水领域，需要构建相应的海域勘探地质理论与地球物理技术体系。应聚焦制约海域高质量发展的瓶颈技术，不断强化基础研究与技术攻关，进一步深化区带评价与油气富集规律研究，加强深层致密砂岩与潜山储层精细预测、高温高压成藏机理与深层“甜点”含油气性预测技术研究；加快OBN采集、处理、解释一体化技术攻关，填补国内技术空白。
第三，工程工艺装备全面支撑难度较大。当前，自主技术水平不断提高，但尚未实现装备全面国产化。国际海洋油气工程技术正加快向集成化、智能化方向发展，海洋装备正在向大型化、多功能方向发展，生产设施正在由水面向水下发展，工艺技术正在向高效、高可靠性发展。为保障海域油气勘探向双深、双高领域可持续拓展，应加快推进海域油气勘探开发工程技术攻关和装备升级。
在北部湾海域油气勘探过程中，形成了哪些创新成果？
创新成果1
提出始新世时期海中凹陷盆地原型新认识，建立边缘富烃凹陷判识标准
基于“原型控源”盆地分析思路，提出始新世时期海中和涠西南凹陷为弱分割的陆内断陷统一湖盆，奠定了探区海中凹陷优质烃源岩“从贫到富”的基础。基于涠西南和海中凹陷“古气候+古盐度+古沉积速率”重建成烃环境，明确了流沙港组富有机质的沉积环境，建立了北部湾盆地边缘富烃凹陷定量判识标准，提出海中凹陷为富烃凹陷的新认识。根据井旁道主频、均方根振幅、瞬时相位等多属性与TOC（总有机碳）拟合关系，建立非线性神经网络有效烃源岩预测模型，有效烃源岩厚度较前期增加了100~200米。
创新成果2
构建了“断层样式-泥岩涂抹-烃柱高度”定性-定量的断层封堵性评价方法
针对复杂断块油气富集高产规律不清，明确了西北向顺向压扭断层，受近东西反向断层阻挡产生增压区，提高了断层的封堵性。明确高砂地比背景下的断层封堵下限值，实现了不同类型断层封闭性的半定量评价，断块圈闭的钻井成功率提升至67%。基于涠4井实钻情况建立断层泥比率与烃柱高度定量预测模型，实现了不同断块纵向层系烃柱高度准确预测，打破了以往认为井上见水层即断层不封堵的认识，预测符合率达70%，部署的“两井三靶”均获成功。
创新成果3
形成了海上高差异拖缆数据的保方位AVO（地震数据定量解释技术）、各向异性FWI（全波形反演技术）建模及优势方位照明成像为核心的双方位融合处理技术流程
创新应用四维规则化技术，结合常规振幅相位匹配技术，形成高差异拖缆数据一致性处理技术流程，消除两次采集数据时间、能量差异，同时保持方位AVO特性不变。创新应用方位FWI速度建模技术（透射波+反射波），建立精细速度建模技术流程，提高复杂断块区速度模型精度。创新利用不同采集方向照明差异进行优势方位加权成像增加地下照明强度，克服较低信噪比数据的影响，提高不同走向断层成像精度，断层识别精度由可识别25米以上断距断层精确到15~20米。
