夏日的塔克拉瑪干沙漠，一臺(tái)臺(tái)我國(guó)自主研發(fā)的寬頻可控震源正叩擊著大地。振動(dòng)器激發(fā)的地震波直達(dá)萬(wàn)米深層，布設(shè)在地面的6萬(wàn)道采集節(jié)點(diǎn)儀器同步接收來(lái)自地下萬(wàn)米的“回音”。
這些信號(hào)經(jīng)過(guò)處理，轉(zhuǎn)化為圖像，成為破解油氣奧秘的“密碼”，構(gòu)成了石油勘探者的科技創(chuàng)新圖譜。中國(guó)石油集團(tuán)物探首席專(zhuān)家張少華創(chuàng)立的“兩寬一高”地震勘探技術(shù)體系，不斷打造我國(guó)超深層油氣的“勘探慧眼”。
勘探禁區(qū)里的技術(shù)突圍
走進(jìn)塔里木盆地，一座座“刀片山”在烈日下泛著白光?！斑@里年均風(fēng)沙天數(shù)超180天，是公認(rèn)的世界級(jí)油氣勘探禁區(qū)。”張少華說(shuō)，但數(shù)億年的地質(zhì)演化，使其地下蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，吸引地質(zhì)工作者前赴后繼。
1991年，25歲的張少華研究生畢業(yè)后走進(jìn)這片勘探禁區(qū)，從事庫(kù)車(chē)山前帶勘探研究。
“現(xiàn)場(chǎng)勘探難度超出想象?！被貞浧饚?kù)車(chē)山前帶地表山高谷深的情景，張少華歷歷在目，“那里是被當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)為雄鷹都難以抵達(dá)的地方”。設(shè)備運(yùn)輸困難重重，采集觀(guān)測(cè)舉步維艱。
面對(duì)困境，張少華耗費(fèi)多年嘗試了二維直線(xiàn)、沿溝彎線(xiàn)、寬線(xiàn)觀(guān)測(cè)等勘探方式，最終總結(jié)出適用于山地地表的“五避五就”激發(fā)接收規(guī)則，形成一整套觀(guān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施方法。
2000年開(kāi)始，張少華團(tuán)隊(duì)承擔(dān)“克拉2”“迪那2”兩個(gè)山地三維重點(diǎn)項(xiàng)目的技術(shù)攻關(guān)。在“迪那2”三維項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，團(tuán)隊(duì)面臨三項(xiàng)世界難題：在高差超500米的險(xiǎn)峻“刀片山”地表作業(yè)、五套塑形“橡皮泥”鹽層的復(fù)雜地下構(gòu)造、國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)軟件無(wú)法滿(mǎn)足精準(zhǔn)成像的要求。
張少華團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)“衛(wèi)星遙感+地面踏勘”雙軌設(shè)計(jì)，利用高精度衛(wèi)星影像優(yōu)化測(cè)網(wǎng)布局，開(kāi)發(fā)非規(guī)則觀(guān)測(cè)設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)“規(guī)則+非規(guī)則”混合觀(guān)測(cè)，有效解決了復(fù)雜構(gòu)造區(qū)的觀(guān)測(cè)盲區(qū)問(wèn)題，數(shù)據(jù)信噪比明顯提升。這些創(chuàng)新舉措創(chuàng)造五項(xiàng)國(guó)內(nèi)紀(jì)錄，為“迪那2”千億立方米大氣田的發(fā)現(xiàn)提供高品質(zhì)地震資料。
“就是要在絕境中爭(zhēng)氣，啃下復(fù)雜山地勘探最硬的骨頭?！睆埳偃A說(shuō)，“克拉2”“迪那2”等氣田的發(fā)現(xiàn)，夯實(shí)了西氣東輸工程的主力氣區(qū)。在禁區(qū)里的勘探技術(shù)突破，極大豐富了國(guó)際地球物理界對(duì)復(fù)雜構(gòu)造帶勘探的認(rèn)知，填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)空白，更奠定了中國(guó)自主勘探技術(shù)研發(fā)的實(shí)踐根基。
持續(xù)技術(shù)攻關(guān)打造“勘探慧眼”
我國(guó)油氣資源多數(shù)蘊(yùn)藏在5000米以下的復(fù)雜構(gòu)造區(qū)域。20多年前，勘探技術(shù)僅能探測(cè)5000米以淺的常規(guī)油氣藏，面對(duì)更深層復(fù)雜的油氣儲(chǔ)層，技術(shù)存在明顯短板。
在國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)的持續(xù)支持下，張少華率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)啟我國(guó)深地油氣勘探技術(shù)的自主創(chuàng)新之路。
針對(duì)我國(guó)特有的地表復(fù)雜及“強(qiáng)擠壓、多期改造”地質(zhì)特征，張少華團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新“充分、均勻、對(duì)稱(chēng)”的高密度空間采樣新理念，突破了傳統(tǒng)采樣認(rèn)知的局限。借助這一理念和技術(shù)突破，在復(fù)雜構(gòu)造區(qū)得到高信噪比、高分辨率和高保真的地震成像結(jié)果，一點(diǎn)點(diǎn)識(shí)破地球深處“肌理”。
“新理論的應(yīng)用需依托革命性技術(shù)裝備的支撐。”張少華決定從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，構(gòu)建“理論創(chuàng)新—裝備研制—方法突破”三位一體的技術(shù)攻關(guān)體系。
經(jīng)過(guò)不懈努力，團(tuán)隊(duì)取得一系列重大成果：
成功研制EV56寬頻大噸位可控震源，在全球首次實(shí)現(xiàn)1.5赫茲至160赫茲的超寬頻激發(fā)，將有效探測(cè)深度延伸至萬(wàn)米級(jí)；
創(chuàng)新研制出首套30萬(wàn)道級(jí)高精度地震采集系統(tǒng)，通過(guò)地址高效分配、路徑自動(dòng)均衡、精準(zhǔn)時(shí)鐘同步等方法，實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)時(shí)間同步精度，填補(bǔ)核心接收裝備國(guó)內(nèi)空白；
首創(chuàng)高效混疊采集和數(shù)據(jù)保真分離技術(shù)，使陸上地震采集日效突破3萬(wàn)炮，創(chuàng)造全球陸上物探行業(yè)最高日效紀(jì)錄。面對(duì)“兩寬一高”地震勘探產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn)，自主研發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兩大核心工業(yè)軟件平臺(tái)……
張少華說(shuō)，歷經(jīng)15年持續(xù)攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了“兩寬一高”地震勘探技術(shù)體系，有效破解了超深層油氣資源“看不見(jiàn)、辨不清、探不準(zhǔn)”的勘探難題，多項(xiàng)中國(guó)技術(shù)和操作標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)入國(guó)際石油公司作業(yè)規(guī)范。
在油氣物探的世界舞臺(tái)上，這些創(chuàng)新技術(shù)成為“中國(guó)智造”新名片。中國(guó)憑借自主技術(shù)創(chuàng)新，將超深層油氣的有效探測(cè)深度從5000米延伸至10000米，成為全球少數(shù)掌握萬(wàn)米級(jí)油氣勘探技術(shù)的國(guó)家。
深地之光照亮能源安全新圖景
“兩寬一高”地震勘探技術(shù)的突破性研發(fā)，標(biāo)志著我國(guó)油氣勘探領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從理論方法、技術(shù)裝備到工業(yè)軟件的全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控。
技術(shù)創(chuàng)新的躍升，不斷激發(fā)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新活力——
在鄂爾多斯盆地，該技術(shù)有效克服300米巨厚黃土層對(duì)地震波的高頻衰減，使原始資料信噪比提升2倍，助力支撐國(guó)內(nèi)最大的頁(yè)巖油氣田——慶城油田的發(fā)現(xiàn)。
在塔里木盆地富滿(mǎn)地區(qū)，“兩寬一高”技術(shù)實(shí)現(xiàn)了深層—超深層高分辨率成像，助力油田精準(zhǔn)目標(biāo)勘探，促成我國(guó)最大超深海相碳酸鹽巖油田——富滿(mǎn)油田的發(fā)現(xiàn)。
硬核技術(shù)的突破，也有力保障著國(guó)家能源安全——截至2023年底，“兩寬一高”技術(shù)已支撐4個(gè)萬(wàn)億立方米大氣區(qū)和3個(gè)十億噸級(jí)油田的發(fā)現(xiàn)。
當(dāng)前，我國(guó)加快布局新型油氣勘探開(kāi)發(fā)、非常規(guī)及伴生礦戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、深層深水未來(lái)產(chǎn)業(yè)，一系列的科技創(chuàng)新正引領(lǐng)油氣業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)油氣勘探技術(shù)進(jìn)入高精度、高效率、智能化新時(shí)代。
“從塔克拉瑪干的勘探禁區(qū)起步，到如今引領(lǐng)全球物探技術(shù)變革，中國(guó)物探人在保障能源安全的征程上將創(chuàng)新不斷?！睆埳偃A說(shuō)。
