春風油田石炭系勘探成效分析

董臣強

（中石化勝利油田分公司，山東 東營 257000）

引 言

準噶爾盆地西緣車排子凸起春風油田主要開發層系為沙灣組，2013年年產油量為65×104t。另外，30口探井鉆遇石炭系儲層，其中10口井獲工業油流。當前制約該區石炭系勘探的因素比較多，如地震資料主頻低、信噪比低、資料品質差；火成巖儲層地震反射雜亂，構造體系認識不清，解釋難度大；油層與水層電測曲線特征無明顯差異，測井評價難度大；火成巖裂縫有利發育區預測難度大；勘探程度低，鉆井資料缺乏，探井密度僅為0.1口/km2等，因此，有必要在該區開展勘探成效分析。

1 油藏概況

春風油田東面以紅-車斷裂帶與昌吉凹陷相連，南面是四棵樹凹陷，西面及西北面為扎伊爾山，北面為克-夏斷階帶。以2010年排60井見油花、2011年排61井獲工業油流為契機，石炭系逐漸成為重要的勘探層系，控制加預測儲量為5×107t。2014年，開井5口，日產油為25t/d，含水率為41%，累計產油為15169t。

春風油田火山凝灰巖、玄武巖和火山角礫巖均見油[2]，油氣沿裂縫面及溶蝕孔洞富集，以孔隙-裂縫型儲層為主（圖1）。排666井石炭系取心進尺199m，心長195m，鉆遇油斑65m。

圖1 春風油田石炭系儲集空間類型

2 勘探技術研究

2.1 磁力預測儲層技術

春風油田玄武巖、安山巖、火山角礫巖、凝灰巖、砂泥巖磁化率依次為4738×10-5、3301×10-5、1497×10-5、104×10-5、41×10-5SI，磁力異常反映火成巖體平面展布特征[9]。排66—排61井區為中—強磁異常，勘探證實儲層發育。通過研究石炭系火山巖儲層發育控制因素及巖相展布，落實了有利儲層分布。

2.2 地震多屬性預測技術

采取地震資料小波高分辨率處理將主頻由40Hz提高到50Hz。應用小波分頻多尺度裂縫檢測技術描述出排60井西、排61東南部和排66井區3個裂縫發育區。排661井儲層地震剖面表現為斜層狀強振幅反射特征。參照排661井部署的排663井鉆揭石炭系115 m，見油斑顯示6 m（2層），日產油為9 t/d，不含水。2014年8月鉆探的排673井鉆遇油斑安山巖2.0m（1239～1241m），日產油為18 t/d，不含水。

2.3 井間裂縫預測技術

（1）開展疊前中小尺度裂縫預測研究。利用疊前地震資料具有的方位信息，裂縫面對不同方向地震波反射產生的反射差異，被不同方位的檢波器記錄，選取對此敏感地震屬性，尋找異常值，優選頻率梯度屬性做為疊前檢測小尺度裂縫的最優屬性。

（2）開展疊后大尺度裂縫預測研究。利用方差體屬性、相干屬性、曲率屬性和螞蟻體屬性等多種屬性進行預測。為消除不同屬性預測結果之間的誤差，將不同屬性預測結果進行融合，根據不同屬性疊合交會值綜合確定大尺度裂縫的預測結果。

2.4 水平井鉆井優化技術

根據該區地質條件要求的密度范圍優選合適的鉆井液體系，使用欠平衡鉆井，全過程保護油層。根據該區井段地質及結構特點，在一開井段優選采用膨潤土漿，二開采用聚合物潤滑鉆井液體系，在三開和側鉆井段推薦采用無黏土疏水暫堵鉆井液體系（或低固相疏水暫堵鉆井液體系），鉆井液密度低，可降低井底壓力，減少鉆井液侵入，同時具有良好的攜巖、潤滑和油層保護性能。

地質資料表明，該區主要發育凝灰巖、安山巖，其次為火山角礫巖、玄武巖，部分井鉆遇沉積巖（泥巖、砂巖）。前期分析和施工經驗表明，井壁穩定性較好，氣體鉆井在該區可行，但泥巖段有失穩風險。水平井三開直接進行霧化鉆井，如果原油產量高，影響攜巖，轉為泡沫鉆井。該措施的優點是安全，氣體鉆井在產層施工，井壁穩定性好；常規的動力鉆具也不能使用，應準備適合氣體鉆井的動力鉆具。

3 勘探新認識

3.1 首次發現石炭系具備生烴條件

前人認為春風油田石炭系油源來自昌吉凹陷或四棵樹凹陷的二疊系，經過 20～60km長距離運移[3-6]。筆者研究發現，春風油田石炭系具有生烴條件。

3.1.1 烴源巖分析

石炭系時代為290～340 Ma，排60井儲層鋯石測年為334.7±6.1Ma，判斷為石炭系。排66井2127～2747m井段孢粉鑒定結果為晚石炭世。

準噶爾盆地石炭紀三面環海，位于赤道區，到晚石炭世在準噶爾盆地西北緣尚有殘余洋盆發育，這些洋盆直到二疊紀才最終關閉[7]。火山噴發產生的氣體及火山灰在海水中釋放營養物質，促進藻類、細菌大量生長，使石炭系凝灰質泥巖中富集有機質[8]。

車25井石炭系火山凝灰巖有機碳含量為1%～3%，評價為好生油巖。春風油田排66、67、68、70、668、667、669等8口井鉆遇較厚的石炭系泥巖，其中排66井在2100m鉆遇深灰色泥巖及黑色炭質泥巖，厚度為500m；北部排67井在石炭系頂部1016m鉆遇深灰色凝灰質泥巖，厚度為700m；南部排70井在695m鉆遇綠灰色硅化泥巖，厚度超過100m。說明石炭系烴源巖分布廣泛，且厚度較大。

3.1.2 生烴能力分析

排66井石炭系2130m段泥巖有機碳含量為0.85%，Ro為0.93%，處于生烴高峰。排67井1119.6m井段巖性為灰黑色泥巖，屬于殘留洋濱淺海相，TOC原巖為0.72%，TOC干酪根為57.8%，Tmax為443℃，S1為0.05mg/g，S2為0.61mg/g，Ro為0.57%[9]。文獻[9]指出，烴源巖的產烴率大小受控于其母質與埋藏熱演化條件，有機質類型越好，產烴率相對越高，而受火山作用影響越劇烈，則產烴率越低。排68井1302m石炭系灰黑色泥巖有機碳含量為0.14%～0.76%，Tmax為514～523℃，表明達到成熟階段。南部的排70井707m灰色硅化泥巖有機碳含量為0.2%～0.5%，Ro為0.69%，達到成熟階段，其下面的灰黑色硅質泥巖有機碳含量和有機質成熟度更高。說明春風油田石炭系廣泛發育厚度較大的烴源巖，且能生成油氣。

3.1.3 油源貢獻

排 66井石炭系炭質泥巖色質分析表明（圖 2），C27、C28、C29甾烷呈“反 L”型分布，C27與 C29的比值小于1，C27與C28的比值大于1，說明石炭系烴源巖存在藻類及微生物的貢獻。

圖2 排66井石炭系炭質泥巖生物標志化合物特征

排608井石炭系原油中C27、C28、C29甾烷呈“反L”型分布，C21、C22、C23三環萜烷呈上升型，伽瑪蠟烷含量中等都與排66井石炭系泥巖相似（圖3），排70井石炭系原油C27、C28、C29甾烷呈“反L”型分布，碳同位素δ13C為-27.8‰，與排66石炭系接近，說明石炭系烴源巖對春風油田石炭系成藏有貢獻。

圖3 排608井石炭系灰黑色熒光凝灰巖生物標志化合物特征

3.2 首次發現石炭系存在自生自儲型油藏

前人認為[10]，春風油田石炭系主要發育斷塊型油藏，油源斷層是油氣從凹陷區進入車排子凸起的重要運移通道。但春風油田石炭系斷層均為拉張背景下形成的正斷層，斷層兩盤均為次生孔隙裂縫發育的火山巖，該區斷層對油氣的封堵效果較差。此外，春風油田石炭系火山巖儲集物性條件較差，但局部仍富集了大量油氣，說明油藏形成的其他條件較為優越，其中車排子凸起自海西期形成以來長期繼承性隆起，是油氣的有利運移指向區。石炭系經歷晚海西期—燕山期多期構造運動，地層遭受強烈擠壓、推覆作用及長期風化剝蝕和淋濾改造作用，次生孔隙及裂縫較為發育，局部儲集條件較好。春風油田石炭系本身具有生油條件，通過建立石炭系復雜成盆背景下火山-沉積建造充填演化過程，明確了2套有效烴源巖分布及油氣資源潛力；縱向上火山巖巨厚且多種巖性都能發育優質儲層，橫向斷裂發育的爆發相、溢流相火山巖分布區是油氣富集高產的主要區域。

3.3 探索實用開發技術至關重要

排61等6口井火山凝灰巖儲層常規試采均獲工業油流，且保持了持續穩定的生產。其中，排66井生產井段巖性為灰色油斑火山凝灰巖，已連續生產 672d，累計產油 7273t,50℃脫氣原油黏度為154mPa·s（表1）。排666和排681井火山角礫巖儲層水力噴砂壓裂后獲工業油流。基于春風油田石炭系發育整體連片連續型大型地層油藏的新認識，借鑒大慶徐深氣田火山巖儲層成功鉆探8口水平井的經驗[11]，部署的第1口水平井——排664側井成功鉆遇水平段486m，獲6t/d工業油流。王志平等[12-16]研究發現，產量隨裂縫條數的增加而增加，同時存在1個最優裂縫條數，這些經驗對于春風油田水平井儲層改造有重要的借鑒作用。

表1 春風油田石炭系探井試采情況

4 下一步勘探部署

在排664側井成功的基礎上，下一步準備在該區部署側鉆井和水平井，目的是落實水平井產能和地質研究的準確性。井位部署優選在有效儲層發育（裂縫或孔洞發育）、含油高度大的區域，避開了油水界面，垂直裂縫走向，周圍試油、試采效果較好。2014年，在排66井區部署5口水平井，重點落實石炭系二、三類儲層產能和經濟開發技術，水平井軌跡垂直裂縫發育方向，結合實際鉆井技術條件，水平段長度為500～700m。

5 結 論

（1）春風油田石炭系廣泛發育厚度較大的泥巖，達到成熟階段，能夠生成油氣。縱向上火山巖巨厚且多種巖性都能發育優質儲層，玄武巖、安山巖、火山角礫巖和凝灰巖4種巖性均獲工業油流，橫向上斷裂發育的爆發相、溢流相火山巖分布區是油氣富集高產的主要區域。

（2）春風油田石炭系通過磁力異常預測、三維地震預測、水利噴砂壓裂等實用技術，成功鉆探30口井，10口井獲得工業油流。該油田石炭系埋藏淺、厚度大、展布廣泛、原油物性好、孔隙-裂縫性儲層發育，勘探潛力較大。

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