页岩气属于天然气的一种，通常滞留在页岩纳米孔隙中，因此开采难度大，并被称为非常规气。数据显示，四川盆地天然气产量位居全国第一，未来非常规气对推动川渝地区国家天然气（页岩气）千亿立方米级产能基地建设，拉动区域经济社会发展，保障能源安全具有战略性意义。

岩芯是通过特殊钻井工艺从地层中钻取的岩石样品，被称为“向地球深部进军的探针”。

在西北油田的岩芯库里，收藏着4200余口井的岩芯样本。近年来，随着被誉为“深地一号”的顺北油气田勘探开发工作持续展开，很多超深井的岩芯资料也在这里安家。今年3月，顺北84斜井获得油气突破，垂直深度8937.77米，是目前亚洲陆上最深的“千吨井”，它的岩芯是岩芯库里的新成员。

这块生成于4.7亿年前、藏身地下9000米深处的岩芯样本，帮助研究人员解密岩芯里的“深地密码”。

在5亿年前的寒武纪，塔里木盆地还是“塔里木海”。沧海桑田，海洋中沉积的碳酸盐岩地层深埋在了数千米的地下，慢慢形成了石油和天然气。

塔里木盆地地质条件与世界其他盆地不同，地质结构复杂多样，油气藏普遍超深、超高温、超高压。

“取芯就是为了直接获得真实可靠的地下岩层的有关资料，通常取芯是在油气的发育段。顺北油气田超深井的取芯深度接近9000米，位置大多是在斜井段，这增加了我们取芯作业的难度。”西北油田石油工程技术研究院钻井研究所所长于洋介绍。

在钻井作业现场，工程技术人员通过分析钻时加快、气测升高等工程参数的变化，来判断钻头是否到达取芯位置。如果到达位置，则需要起钻更换专用的钻头和工具，再下钻进行取芯作业。

由于每口井的取芯要求和井下条件各异，取芯深度、长度及采用的工具、作业时间，均不相同。顺北油气田的油气藏平均埋藏深度超过7300米，是世界上埋藏最深的油气藏之一，地层破碎程度高，取芯最大的难题是提高收获率。

收获率是指实际取出岩芯长度与钻进距离的百分比。收获率高，即钻孔中取出的样品多，在一定程度上表示操作方法好、技术水平高。

为此，西北油田持续优化取芯钻头和取芯筒设计。

于洋和同事们对国内外破碎地层取芯工具展开广泛调研，针对顺北油气田储层破碎、易堵芯、掉芯等难题，从通过性、稳定性、强抓取、防堵芯、促保形等方面优化设计取芯工具，研制了适应顺北破碎储层的个性化保形取芯工具。他们采用长保径钻头，减少取芯过程中的钻头振动，保证岩芯平稳进入取芯筒；采用内壁更光滑的铝合金取芯筒，使岩芯入筒更加顺利，减少堵芯；底部采用双岩芯爪，减少上提过程中的岩芯掉落。

目前，顺北油气田整体取芯收获率由3年前的不足50%提高至98％。顺北84斜井在9000米以深的地段，取芯长度超过10米，作业用时不到9天。

现场取芯作业完成后，工程技术人员将全井的岩芯统一进行分装标注，转交给岩芯库归类存档。

2、来自地下9000米，生成于4.7亿年前的岩石，到底藏着什么信息

粗看顺北84斜井的岩芯，与顺北其他井取出来的岩芯并无多大差异，外表呈暗黑色，剖面呈灰色。如果用放大镜观察，可以看到里面有细小的孔隙。

是不是岩芯中有这些孔隙就能证明这块地层含有油气？

“岩芯的研究是一门大学问，要借助很多先进的设备和技术手段，这里面别有洞天，大有学问。”王君奇说。

为了解开岩芯里蕴藏的“深地密码”，记者走进西北油田实验检测技术中心，这里也是中国石化缝洞型油藏提高采收率重点实验室所在地。

从事岩芯研究工作已经27年的实验检测技术中心岩芯管理所技术总监阳国进介绍：“这是顺北84斜井岩芯上的一小块岩屑，我们将它制作成厚度仅有0.03毫米的岩石薄片，这个厚度仅有普通A4纸厚度的1/3。不要小看这么小的薄片，它承载的信息量非常大。”

在研究人员的眼中，一块岩芯包含了很多的地质信息，比如，矿物学、成岩学、古气候、古地理、粒度分析、孔隙分析、物性分析等。

每一口井的岩芯都来之不易且无法增加，对研究所用的岩芯，也有着严格的审批程序和管理要求。

制作岩石薄片所采用的原料，都取自岩芯的岩屑或者边角料。他们通过精心切割、打磨、烘样、粘贴等一系列操作，才能成功制作出一张薄如蝉翼的作品。

“通常，一口勘探井需要制作500~1000张岩石薄片。刚学习制作薄片时，不能精准地把握研磨剂的用量、稀稠度，以及手上的力度。”岩芯管理所员工陈丽宇介绍，现在她每天能制作薄片近30张。

岩芯分析人员借助偏光显微镜、阴极发光显微镜、紫外光谱、X射线荧光光谱等设备和技术，开展多种类型岩石薄片的分析，全面认识油气发育段岩石的物理性质、岩石矿物组成，以及敏感性矿物的类型、产状含量及分布特征。

阳国进介绍，岩芯研究需要宏观与微观同步展开。薄片分析只是针对岩芯的特性开展的微观分析，他们还要通过CT、核磁等设备，研究岩芯的宏观特性，分析岩芯的饱和度、孔隙度、渗透率等指标。

在塔里木盆地，深层、超深层的油气大多是储藏在纳米级的细小岩石孔隙中，这就像在人的毛细血管中采集血液，研究难度大。

阳国进向记者展示了两块岩芯样品，他们通过CT扫描，得到了岩芯孔隙结构特征的分析结果。通常情况下，一块岩芯涉及的实验项目分为地质、开发两大类30余项，实验数据近千个。

岩芯分析人员将这些实验数据和结果输入大型数据库。地质、开发、储层等不同专业、不同项目的研究人员按需提取不同的数据和结论，为科研攻坚或在各项作业中更精准地制定方案提供可靠的决策依据，从而推动实现一口井、一个条带、一个区块，甚至一个新油田的突破或诞生。

3、加大岩芯研究力度有何重要意义？

答：目前，油气勘探不断向地球深部进军，勘探难度越来越大，以岩性、地层—岩性为主的油气藏逐渐成为主攻方向。要寻找油气资源接续阵地，实现油气藏高质量勘探和效益开发，必须更加清晰认识地下情况，更加深入了解地层岩石特性及其内部结构间的相互作用。

第一，针对新的勘探领域或层系，通过系统取芯和对岩芯深入研究，全面了解地层原始信息，为优选勘探目标层系、突破特深层超深层钻探关键工艺技术和岩芯取芯关键技术提供支撑。

第二，通过系统取芯和对岩芯深入研究，准确把握目的层段实际情况，为储层评价、气藏综合分析、储层地震精细预测提供第一手基础资料，也为后续测井、试油气提供重要基础资料。

第三，要实现油气藏高效开发，延长稳产期、提高采收率，需要更加全面掌握储层性质、油气藏特征，通过利用岩芯样品开展相应的储层改造实验、流体渗流实验，获得相应的开发参数，制定合理的开发政策。