車排子斜坡帶巖性油藏的高效勘探

王金鑄，王學(xué)忠

(中石化勝利油田分公司，山東 東營 257000)

1 研究區(qū)域概況

準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子斜坡帶有利勘探面積約1 560 km2，1959年鉆探了戶2、戶3井，未見油氣顯示。1984至1985年鉆探了車8、車淺1、車淺15、車13、車淺5井，均進(jìn)行了油層解釋。2003年12月鉆探的排1井白堊系試油，見油花［1］。

繼中石化2005年在車排子斜坡帶中部發(fā)現(xiàn)淺層稀油高產(chǎn)的春光油田之后［2］，2010年又在車排子斜坡帶東部發(fā)現(xiàn)了淺層稠油高產(chǎn)的春風(fēng)油田(圖1)，使準(zhǔn)噶爾盆地車排子斜坡帶中石化探區(qū)探明含油面積增加到61 km2，石油地質(zhì)儲量為7 128×104t，已經(jīng)建成年產(chǎn)油能力110×104t/a。該區(qū)控制地質(zhì)儲量4 000×104t、預(yù)測石油地質(zhì)儲量為7 000×104t，先后發(fā)現(xiàn)了上第三系、白堊系、石炭系3套含油層系7個(gè)砂層組，兼有氣藏、稀油、普通稠油和超稠油。最近，識別有利圈閉45個(gè)，圈閉總面積為322 km2，預(yù)測圈閉石油資源量為2.37× 108t［3］。

圖1 車排子地區(qū)油田分布圖

2 成藏條件分析

2.1 構(gòu)造演化特征

車排子斜坡帶現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)呈向西北方向超覆，向南東傾沒，地層傾角僅為1°，構(gòu)造頂面埋深為425～620 m。但其曾經(jīng)是在石炭系基底上發(fā)育起來的、經(jīng)后期多次改造的繼承性或間斷型古隆起。車排子斜坡帶在EW向和SN向的區(qū)域地震剖面上多期沉積盆地的疊置特征十分明顯(圖2)。車排子斜坡帶重力場表現(xiàn)為由南向北，由東向西的急劇變化，重力梯度達(dá)2.4×10-5m/s2，反映了地質(zhì)構(gòu)造演化過程中曾受南北兩大方向的強(qiáng)烈擠壓力，使之整體向上抬升，地震資料也證實(shí)此區(qū)為隆起區(qū)。

圖2 車排子斜坡帶多期沉積盆地的疊置特征

2.2 充足的油氣資源

車排子斜坡帶中石化探區(qū)沙灣組、白堊系油層埋藏淺(420～650 m)、沉積晚(145～20 Ma)，不發(fā)育烴源巖;但其東面的昌吉凹陷、北面的瑪湖凹陷、南面的四棵樹凹陷都提供了油源，3個(gè)凹陷的生烴潛力見表1。春風(fēng)油田稠油主要源自昌吉凹陷二疊系油氣，春光油田稀油來自四棵樹凹陷侏羅系油氣，故春風(fēng)油田、春光油田均為次生油藏。2011年以來，6口探井在石炭系(埋深為770～1 300 m)成功獲得工業(yè)油流的事實(shí)揭示了石炭系也可能生油，從而證實(shí)了該區(qū)也存在原生油藏。50℃脫氣原油黏度只有200 mPa·s，可常規(guī)開采。由于石炭系在車排子斜坡帶分布最為廣泛［3］，有可能成為該地區(qū)勘探目標(biāo)層系和產(chǎn)能接替新陣地。

表1 春風(fēng)油田的油源狀況

2.3 有利的油氣運(yùn)移指向

車排子凸起白堊系為由東南向西北抬升的斜坡構(gòu)造，構(gòu)造趨勢形成期與昌吉凹陷的排烴期和運(yùn)移期是匹配的(此時(shí)昌吉凹陷西部二疊系烴源巖進(jìn)入了生烴高峰期)，始終處于昌吉凹陷油氣沿不整合面及邊界大斷層組成的輸導(dǎo)體系運(yùn)移的有利指向區(qū)(圖3)。第三紀(jì)以來，北天山向西北方向強(qiáng)烈斜沖，車排子凸起急劇南傾，更是成為昌吉凹陷油氣向構(gòu)造高部位運(yùn)聚成藏的主要指向。

2.4 暢通的運(yùn)移通道

春風(fēng)油田屬于典型的遠(yuǎn)源成藏，油氣運(yùn)移距離為30～100 km，只有通過高效的橫向油氣輸導(dǎo)通道，才能形成規(guī)模聚集。研究發(fā)現(xiàn)，春風(fēng)油田油氣輸導(dǎo)格架為“油源斷層垂向溝通、毯狀砂體橫向輸導(dǎo)、調(diào)節(jié)斷層縱向調(diào)整”。車排子凸起東部長期處于隆起狀態(tài)，為昌吉凹陷和瑪湖凹陷油氣運(yùn)移的主要指向區(qū)。由于該區(qū)在地質(zhì)歷史過程中構(gòu)造活動劇烈，區(qū)塊東部及北部的斷裂發(fā)育，并且由于長期隆升，地層不整合面也十分發(fā)育，這些對油氣的縱向和側(cè)向運(yùn)移都十分有利。

根據(jù)包裹體分析，紅車斷裂經(jīng)歷的4次大規(guī)模的流體活動，是昌吉凹陷二疊系油氣向上部儲集層運(yùn)移的主要通道。紅車斷裂西斷裂活動晚，是油氣晚期縱向運(yùn)移主要通道，在其附近已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)深淺層油氣田。新近紀(jì)開始至今北天山加速隆升，使得車排子凸起整體向南掀斜沉降，聚集在紅車斷裂帶的油氣遭到破壞并向凸起之上調(diào)整至春風(fēng)油田厚層砂，與紅車斷裂相接，分布穩(wěn)定、厚度大(10～100 m)，物性及連通性好，作為連接油源網(wǎng)和聚集網(wǎng)的毯狀運(yùn)載層，油氣沿高孔高滲的“毯狀”砂體橫向輸導(dǎo)至春風(fēng)地區(qū)，形成了大范圍疊合連片的整裝油氣藏。

圖3 車排子斜坡帶油氣運(yùn)移指向示意圖

2.5 較好的圈閉條件

車排子斜坡帶含油圈閉多為巖性圈閉(52個(gè))，主要是扇三角洲(占10%，如排2油砂體、排601油砂體)、灘壩砂(占55%，如排6、排602油砂體)和辮狀河三角洲(占35%)，在平面上成多個(gè)條帶狀分布，這主要是由于車排子凸起構(gòu)造演化與沉積作用耦合控制了圈閉的發(fā)育及展布。地層剝蝕線、超覆線、砂體尖滅線“三線”控制了圈閉的發(fā)育及分布，不整合結(jié)構(gòu)、斷層傾角、構(gòu)造傾伏“三面”控制了圈閉的有效性。

排6斷層?xùn)|北部排612井區(qū)部署滾動井12口，完鉆12口，均鉆遇白堊系油層(埋深為291～356 m，單層厚度為0.6～8.0 m，平均為5.1m)。排612和排612-1井熱采獲得了8 t/d工業(yè)油流。已落實(shí)有利圈閉5個(gè)，預(yù)測圈閉面積為15.6 km2。

2.6 優(yōu)質(zhì)的儲集體

車排子斜坡帶沙灣組、白堊系均存在有利的儲層，由于埋深淺，多為高孔隙度、高滲透率。例如春風(fēng)油田白堊系具有西南、西北2個(gè)方向的物源，西南扇和西北扇三角洲砂體經(jīng)過長距離的搬運(yùn)，形成了一系列退積灘壩砂，砂體物性好，成為高孔高滲的優(yōu)質(zhì)儲層。儲層巖性為棕褐色中、粗砂巖、含礫砂巖，褐黑色細(xì)砂巖，夾薄層灰色灰質(zhì)粉細(xì)砂巖，沉積相以扇三角洲相為主。自然電位和自然伽馬曲線表現(xiàn)為微齒化的箱形、柱形和鐘形組合，地震剖面上表現(xiàn)為相對中強(qiáng)振幅、較連續(xù)亞平行狀反射特征。有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn):深感應(yīng)視電阻率大于4.5 Ω·m，聲波時(shí)差大于377 μs/m，平均有效厚度為4.2 m。

2.7 蓋層條件較差

勘探結(jié)果顯示，隨著油層埋深增加，其上覆泥巖蓋層的封蓋性變好。車排子斜坡帶沙灣組三段處于濱岸平原、濱淺湖相沉積環(huán)境，主要為泥巖沉積。春光油田廣泛發(fā)育的沙灣組三段厚層泥巖是沙灣組二段厚層砂(埋深為900～1 200 m)之上的1套有利蓋層，雖然整體厚度不大(40～50 m)，但單層泥巖厚度較大，具有較強(qiáng)的封堵作用。春風(fēng)油田白堊系中上部泥巖是白堊系良好的蓋層，可惜蓋層最厚處也只有50 m，一般在30 m左右，且埋深只有350～550 m。如排602井封油能力較弱，但可以封蓋住稠油。排6井塔西河組地層厚239 m，泥巖厚度89 m，具有一定的封蓋能力。總體來看，春風(fēng)油田蓋層條件較差，使經(jīng)過長距離運(yùn)移的油氣在該地區(qū)富集成藏后再次揮發(fā)擴(kuò)散了了天然氣和輕質(zhì)組分［4-5］，原油更加稠化。

3 優(yōu)化勘探技術(shù)

3.1 高精度三維地震采集和解釋技術(shù)

車排子斜坡帶在二維地震基礎(chǔ)上部署的排1井、排6井盡管發(fā)現(xiàn)了油層，卻因?yàn)闆]有獲得工業(yè)油流而放緩了勘探步伐。三維地震采集和解釋技術(shù)的應(yīng)用(如拓頻技術(shù)和復(fù)雜目標(biāo)處理技術(shù))，使得在歷經(jīng)多次疊加、扭曲變形的復(fù)雜地質(zhì)體尋找?guī)r性油氣藏成為可能，使得識別3 m左右的隱蔽薄油層成為了現(xiàn)實(shí)［6］，而且創(chuàng)造了92%的探井成功率、98%的滾動井成功率。2012年部署實(shí)施的20口探井、16口滾動井均獲得成功，落實(shí)了排612等6個(gè)砂體的石油地質(zhì)儲量為4 000×104t。在車排子北部甩開鉆探的排624井解釋沙灣組油層5.6 m/2層(195.0～206.4 m)，孔隙度為35%，滲透率為1100×10-3μm2，含油飽和度為67%，預(yù)測含油面積為8.5 km2，展示了良好的勘探前景。

3.2 地震資料特殊目標(biāo)處理技術(shù)

從勘探實(shí)踐看，高精度三維地震處理很難兼顧到不同層系的砂體分辨精度，在油氣藏和砂體描述中，要對三維地震資料進(jìn)行特殊目標(biāo)處理，才能準(zhǔn)確刻畫砂體展布。研究發(fā)現(xiàn)，車排子斜坡帶儲層與振幅屬性相關(guān)性好(圖4)，頻率、相位屬性相關(guān)性差，但對于砂體的厚度和含油性的預(yù)測還需結(jié)合沉積、構(gòu)造特征等進(jìn)行綜合分析。

圖4 排601井區(qū)沙灣組儲層與屬性相關(guān)性

其中，春風(fēng)油田東北部曾有車淺1和車淺1-1井鉆遇白堊系，2012年制作了該地區(qū)白堊系均方根振幅圖，描述出有利砂體15個(gè)，在此基礎(chǔ)上鉆探的排607、608、609等3口井均取得成功，落實(shí)有利砂體面積為16.2 km2。

排612井區(qū)白堊系鉆遇到2個(gè)疊置的有利砂體，通過砂體均方根振幅圖實(shí)現(xiàn)了有效刻畫。排612、排612-1、排612-2鉆遇到2砂體，排612、排612-1鉆遇到1砂體，而且排612、排612-1、排612-2熱采獲得了9 t/d左右的工業(yè)油流。在此基礎(chǔ)上部署了6口滾動井位，均獲得成功，預(yù)計(jì)新增石油地質(zhì)儲量1 500×104t。以此為基礎(chǔ)，再次制作了砂體頂面構(gòu)造圖和砂體均方根振幅圖，已部署了第3輪滾動井。

3.3 HDNS開發(fā)技術(shù)

水平井、降黏劑、氮?dú)廨o助蒸汽吞吐(簡稱HDNS)的技術(shù)創(chuàng)新，使低品位的薄層超稠油實(shí)現(xiàn)了高效開發(fā)［7］。春風(fēng)油田應(yīng)用該技術(shù)已經(jīng)建成產(chǎn)能61×104t(表2)，累計(jì)增油54×104t。通過注氮?dú)飧魺岜亟鉀Q了油層厚度薄(厚度為2～6 m，平均為3.5 m)、地層能量低的問題。油套環(huán)空注氮?dú)猓鸬礁魺嶙饔茫岣咦⑵Ч?利用氮?dú)馀蛎浶愿叩奶攸c(diǎn)，補(bǔ)充地層能量;地層內(nèi)氮?dú)庀蛏铣玻鸬降貙颖刈饔谩＠谜羝⒂腿苄越叼┖妥⒉梢惑w化管柱技術(shù)解決了地層溫度下原油黏度高(26℃時(shí)5×104～9×104mPa·s)的難題;利用水平泵技術(shù)解決油層埋藏淺(400～570 m)引起的生產(chǎn)壓差小問題。HDNS技術(shù)的應(yīng)用，促成該地區(qū)超稠油資源迅速升級為探明儲量。

表2 春風(fēng)油田HDNS開發(fā)效果統(tǒng)計(jì)

4 勘探成果與潛力

目前，車排子斜坡帶中石化探區(qū)三維地震覆蓋程度為35%，儲量探明程度為17%，探井密度為5%，仍然處于勘探有利階段。借鑒前人經(jīng)驗(yàn)［8-12］，結(jié)合勘探實(shí)際，對勘探潛力進(jìn)行了分析。從縱向含油層系看，車排子斜坡帶中石化探區(qū)沙灣組一段(主要是春風(fēng)油田)已探明石油地質(zhì)儲量為5 128×104t，外擴(kuò)潛力明朗，鉆遇的有利目標(biāo)區(qū)如排 22-3、排607、排 608、排 601-8、排 602、排 601-20、排624井，預(yù)計(jì)新增含油面積70～100 km2;沙灣組二段(主要是春光油田)已探明石油地質(zhì)儲量為2 000×104t，預(yù)測石油地質(zhì)儲量約為3 000×104t;白堊系已有12口井鉆遇油層，如排607、排611、排60、排612、車淺1-8井均獲得工業(yè)油流，預(yù)計(jì)新增含油面積為15～30 km2;石炭系發(fā)育在車排子斜坡帶最為廣泛，已有排66井等6口井常規(guī)試油獲工業(yè)油流，已部署8口探井，正在實(shí)施鉆探，勘探形勢樂觀。目前勘探領(lǐng)域主要是1 300 m以上中淺層，深層勘探潛力還有待落實(shí)。

從勘探區(qū)帶看，車排子斜坡帶中部春光油田在沙灣組二段勘探開發(fā)效果顯著，白堊系勘探正在逐步加強(qiáng);車排子斜坡帶中部春風(fēng)油田在沙灣組一段勘探開發(fā)效果顯著，白堊系和石炭系勘探正在逐步加強(qiáng);車排子斜坡帶北部初步展現(xiàn)了美好前景。

從原油性質(zhì)看，已探明淺層稀油儲量為2 000×104t，已探明淺層超稠油儲量為5 128×104t。此外，還發(fā)現(xiàn)了車淺1-4等6個(gè)氣藏，排66等常規(guī)稠油油藏，儲量規(guī)模待落實(shí)。

從油藏類型看，已發(fā)現(xiàn)的油藏主要是巖性油藏，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了石炭系裂縫性油藏。

從圈閉準(zhǔn)備情況看，沙灣組一段比較可靠的圈閉70個(gè)，圈閉面積為90 km2;沙灣組二段比較可靠的圈閉6個(gè)，圈閉面積為10 km2;白堊系比較可靠的圈閉3個(gè)，圈閉面積為20 km2;石炭系比較可靠的圈閉3個(gè)，圈閉面積為11 km2。

由上述可見，車排子斜坡帶中石化探區(qū)勘探潛力依舊很大。

5 認(rèn)識與結(jié)論

(1)針對車排子斜坡帶高精度三維地震處理很難兼顧到不同層系的砂體分辨精度的情況，在油氣藏和砂體描述中，對三維地震資料進(jìn)行特殊目標(biāo)處理，實(shí)現(xiàn)了砂體展布規(guī)律的精準(zhǔn)刻畫。

(2)繼承前人成果，創(chuàng)新沉積認(rèn)識，加強(qiáng)成藏研究發(fā)現(xiàn)，車排子斜坡帶油源主要來自昌吉凹陷，含油層系以沙灣組為主，有利圈閉為巖性圈閉，不整合面、油源斷裂和厚砂體組成了高效的復(fù)式輸導(dǎo)體系。

(3)在三維地震精細(xì)解釋基礎(chǔ)上，利用HDNS技術(shù)(水平井、降黏劑、氮?dú)廨o助蒸汽吞吐)使該地區(qū)勘探獲得突破，發(fā)現(xiàn)并高效開發(fā)了春風(fēng)油田。

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