打造“洞察”地球深部奥秘的“大国重器”
——对话中国工程院院士李宁
编者按：日前，我国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米胜利完钻，成为亚洲第一、世界第二垂深井。科技成为支撑该井完钻的关键。其中，测井作为洞察地下油气藏的眼睛，在向深地万米进发的征途中磨砺出哪些利器？发挥了什么作用？未来的发展计划是什么？
· 中国测井人全部采用国产装备完成了深地塔科1井垂深10910米的五开完井测井，一举实现了“反向探月”工程的重大突破
· 渗透率测井原型机不仅测量信号清晰，而且耐高温高压、结构简单、冗余性好，有效破解了制约渗透率测井的关键核心问题
· 这场持续了45年、跨越了从理论原创到工程验证的全链条创新、填补了地球物理测井自1927年诞生以来的技术空白的科研攻坚，终于迈出了从0到1的关键一步
记者：测井技术在万米深地科探工程中发挥了什么作用？
李宁：测井被誉为洞察地下油气藏的眼睛，是用电磁波、声波、放射性及核磁共振等地球物理方法在井中探测油气的工程技术学科，也是国家深地战略的重要技术支撑。作为人类“窥探”地球深部奥秘的最早最实用的技术手段之一，测井技术可帮助地质学家判断地下深部岩石的类型、确定储层的位置、计算油气含量和预测油气产量等，将深埋于地下的油气层一个不落地看准、找到、摸清。
在深地塔科1井进行测井之前，世界上还没有哪个国家在万米之下测过井。这是因为万米井下的极端高温、高压和狭小空间对下井仪的温压指标要求极为苛刻。因此，万米特深地球物理测井被形象地比喻为“反向探月”工程。
非常值得骄傲的是，今年1月，中国测井人全部采用国产装备完成了深地塔科1井垂深10910米的五开完井测井，一举实现了“反向探月”工程的重大突破。特别是1月11日，我们应用自主研发的世界首套渗透率测井原型机，在国产CPLog-iWAS地面系统和13000米超长电缆加156kN强动力电缆拖橇组合协同下，从万米井下首次成功采集并实时输出了连续深度的、反映万米地下储层渗透性的岩石基质和裂缝两条渗透率曲线。毫无疑问，这次具有重大里程碑意义的测井，是“反向探月”工程重大突破中最具价值的核心突破。
记者：您提到的国际首套渗透率测井原型机是最新一代的测井技术装备吗？请介绍一下渗透率测井技术的特点。
李宁：储层孔隙度、油气饱和度和地层渗透率是油气勘探开发的三大关键核心参数，也是测井评价的核心。以这三大关键核心参数的精确评价为主要目标，测井可划分为3个发展阶段，即孔隙度测井、饱和度测井和渗透率测井。从1927年测井诞生至今，孔隙度和饱和度两大测井系列已实现工业化应用，而井下连续深度渗透率测量理论及装备却一直未能取得突破。
渗透率决定了储层油气的动用难度和动用程度，其计算结果直接影响油气可采储量评价和后期开发方案的制定。随着超深致密及非常规储层日渐成为油气勘探开发的重要领域，对测井渗透率曲线的获取更为迫切。
早在20世纪80年代，我就发现了纵波、横波和斯通利波首波相位之间的变化规律。基于此，我坚信：既然Wyllie能提出声波计算孔隙度的经典公式，Archie能发现电阻率计算饱和度的著名公式，那么我们中国学者就一定能给出计算渗透率的有效公式。
几十年来，我们通过深入研究、联合攻关，特别是通过国际合作，在基础理论、实验技术、评价方法、处理软件和测量装备研制等方面先后取得了多项重要进展，逐步建立了定量计算裂缝渗透率和基质渗透率的完整方法，为渗透率测井技术形成奠定了坚实理论和实验基础。2024年，可进行连续深度测量的渗透率测井原型机研发成功，不仅测量信号清晰，而且耐高温高压、结构简单、冗余性好，有效破解了制约渗透率测井的关键核心问题，一举占领了测井学科的制高点。
记者：渗透率测井实现从0到1的突破后，下一步的发展计划是什么？
李宁：渗透率测井原型机在万米井下首次成功采集并实时输出了连续深度的渗透率曲线后，我们第一时间将其与测井深度段内的钻井取芯在井场所做的核磁渗透率检测分析结果进行对比，二者有很好的一致性。至此，这场持续了45年、跨越了从理论原创到工程验证的全链条创新、填补了地球物理测井自1927年诞生以来的技术空白的科研攻坚，终于迈出了从0到1的关键一步。
我们必须清醒地意识到，完成从0到1的突破只是开头，接下来的从1到10和从10到100任务还异常艰巨。我一直拿电动汽车的发展历程做例子告诫团队，任何一个真正意义上的从0到1的创新，都有艰难的路在后面：电动汽车的原型车发明于1834年，直到2024年才迎来其大规模应用元年，190年的上上下下足见发展之艰辛、之曲折。若希望渗透率测井从1到10的时间不要太长，必须抓紧时间在更多的井中进行试验，以应对各类更复杂的情况，尽快确定它的适用范围及边界条件才行。我们还在不断改进仪器设计，并着手建造大型模块化定量刻度装置。可以预见，渗透率测井必将对复杂油气藏的勘探开发产生深远影响。（记者 程海侠 马莹莹）
