地處陜北黃土高原鄂爾多斯盆地的延長油田，是世界罕見的典型淺埋深裂縫性特—超低滲油藏。由于儲(chǔ)層堅(jiān)硬致密，被稱為“磨刀石中的磨刀石”，開采難度堪稱世界之最。但就是在這塊“磨刀石”上，陜西延長石油集團(tuán)總地質(zhì)師王香增領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過多年攻關(guān)，形成了一套針對(duì)特—超低滲油藏完整有效的勘探開發(fā)技術(shù)體系。該技術(shù)成果在延長油區(qū)應(yīng)用后累計(jì)新增探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量17億噸，連續(xù)9年原油產(chǎn)量超千萬噸，推動(dòng)鄂爾多斯盆地躍升為國內(nèi)最大的油氣生產(chǎn)基地。延長油區(qū)千萬噸大油田持續(xù)上產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目由此奪得2016年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

鄂爾多斯盆地油氣資源量高達(dá)249億噸，是我國第二大含油氣盆地，也是國家重要的油氣儲(chǔ)備基地。但延長油區(qū)位于盆地邊部，油源條件差，儲(chǔ)層更加致密且裂縫發(fā)育，是典型的淺埋深裂縫性特—超低滲油藏，集低孔、低滲、低溫、低壓、低油飽和強(qiáng)非均質(zhì)性等不利因素于一體，勘探開發(fā)面臨諸多世界性難題，又缺乏有效的理論和技術(shù)支撐，油田長期衰竭式開采，其開發(fā)難度不亞于“干毛巾里擠水”。新中國成立以來國家在此組織了多輪石油會(huì)戰(zhàn)，均未獲得大的突破。

面對(duì)這個(gè)“勘探禁區(qū)”，延長石油人本著敢為天下先的精神，不畏艱難、不怕失敗、不斷創(chuàng)新，聯(lián)合國內(nèi)多家頂級(jí)的高等院校和科研院所，共同組成高層次產(chǎn)、學(xué)、研、用研發(fā)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過多年持續(xù)攻關(guān)，取得了多項(xiàng)核心理論與技術(shù)重大創(chuàng)新成果，突破了低滲環(huán)境下原油難以長距離、大規(guī)模運(yùn)聚成藏的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，解決了黃土塬地質(zhì)地貌條件下地震資料品質(zhì)差、勘探成功率低等技術(shù)難題，終于啃下了這塊“硬骨頭”。

針對(duì)特—超低滲油藏，延長石油形成了一套完整有效的勘探開發(fā)技術(shù)體系。在石油勘探方面，創(chuàng)建了特—超低滲油藏“差異成儲(chǔ)、多期運(yùn)聚、源導(dǎo)共控”成藏新理論，明確了混合潤濕孔隙介質(zhì)中石油運(yùn)移的動(dòng)力學(xué)條件與機(jī)理，揭示了中生界原油在源外地區(qū)長距離運(yùn)移、廣泛分布、甜點(diǎn)式聚集的成藏機(jī)理與分布規(guī)律;研發(fā)了以輸導(dǎo)體建模及量化表征為核心的無震高效滾動(dòng)勘探技術(shù)。在該理論技術(shù)指導(dǎo)下，延長油區(qū)含油層系由5個(gè)擴(kuò)展至15個(gè)，探明含油面積由1690平方千米擴(kuò)展至5380平方千米，新增探明石油儲(chǔ)量17億噸。

特—超低滲油藏90%的原油存在于極其致密的基質(zhì)中，砂巖埋層淺，厚度差別較大。油田開發(fā)時(shí)運(yùn)用傳統(tǒng)的注水技術(shù)難以驅(qū)動(dòng)基質(zhì)，而且隨著勘探開發(fā)越來越致密，裂縫易水竄，開發(fā)效果較差。科研團(tuán)隊(duì)從深入分析滲流規(guī)律入手，創(chuàng)新發(fā)展了滲吸—驅(qū)替滲流理論，揭示了特—超低滲油藏滲吸—驅(qū)替雙重滲流作用受滲透率等控制轉(zhuǎn)換機(jī)制。通過優(yōu)化注水速度與注采比，控制注水強(qiáng)度與注水壓力，構(gòu)建了“適度溫和”注水開發(fā)技術(shù)，有效降低了裂縫水竄，解決了致密基質(zhì)中原油難以有效驅(qū)替的難題。

同時(shí)，針對(duì)淺埋深裂縫性特—超低滲油藏常規(guī)壓裂技術(shù)儲(chǔ)層傷害大、動(dòng)用程度低、增產(chǎn)效果差的狀況，延長石油還專門研發(fā)了低傷害精細(xì)壓裂系列技術(shù)，單井產(chǎn)量平均提高1倍以上。集成創(chuàng)新的小間距“一層多縫”精細(xì)壓裂技術(shù)，使油層動(dòng)用程度從33%提高到86%，使2.47億噸淺層儲(chǔ)量得以煥發(fā)生機(jī)。

隨著該項(xiàng)目的進(jìn)行，特—超低滲油藏勘探開發(fā)技術(shù)開始在延長油區(qū)陸續(xù)應(yīng)用，累計(jì)新增探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量17億噸，連續(xù)9年原油產(chǎn)量超千萬噸，2015年達(dá)到1241萬噸，油田自然遞減率由18.22%下降至12.6%。

同時(shí)，在開發(fā)過程中，他們還首次將CO2驅(qū)油與煤化工CO2減排相結(jié)合，研發(fā)了低成本CO2捕集—驅(qū)油—封存一體化(CCUS)技術(shù)，成功打造國內(nèi)首個(gè)全流程CCUS示范工程。為保護(hù)陜北黃土塬地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境，CCUS項(xiàng)目2015年獲國際碳封存領(lǐng)導(dǎo)人論壇(CSLF)認(rèn)證，被列入《中美元首氣候變化聯(lián)合聲明》，成為中美兩國重大技術(shù)合作項(xiàng)目。

目前，CCUS項(xiàng)目已在靖邊和吳起建成兩個(gè)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，取得了良好的增油和減排效果，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保與油田增產(chǎn)的雙贏，項(xiàng)目全面建成后每年可減排CO2400萬噸，油井單井產(chǎn)量提高42.3%，采收率提高8%。