潿西南凹陷勘探開發一體化開發評價井鉆探模式研究

陳 奎， 朱紹鵬， 鄒明生， 蓋永浩， 董志華， 朱玉雙

（1. 西北大學地質學系，陜西西安 710069；2. 大陸動力學國家重點實驗室（西北大學），陜西西安 710069；3. 中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057；4. 中海石油（中國）有限公司海南分公司，海南海口 570300）

北部灣盆地潿西南凹陷是南海西部海域開發最早、最重要的原油產區，為勘探開發成熟區，多數油田已進入勘探開發中后期，穩產難度大，采用傳統的“勘探—開發—生產”接力評價模式難以維持可持續發展[1-3]。為此，將潿西南凹陷勘探開發成熟區作為試點區開展了海上勘探開發一體化研究[2-4]。

海上勘探開發一體化是以海上在生產和在建設油氣田的設施為依托，以油氣田內部及周邊潛在儲量的發現和開發為目標，加快勘探評價、加速產能建設的一種集勘探、開發于一體的快速評價工作模式[3,5-10]。海上勘探開發一體化技術包含目標搜索技術、目標評價技術、井位鉆探技術等[3]。其中，井位鉆探技術是針對通過目標搜索、目標評價優選出的潛力目標進行鉆探的技術，該技術用以落實其含油氣性、儲量規模，繼而實現增儲上產。

對于海上勘探開發一體化快速評價，傳統的“探井—評價井—開發井—調整井”接力鉆探模式不適用[11-14]。該傳統鉆探模式適用于“勘探—開發—生產”接力評價模式：一方面，該模式評價時間久，導致油氣田建產周期長；另一方面，該模式下油氣田開發經濟門檻高，造成許多探明地質儲量、控制地質儲量難以動用。因此，為了推動潿西南凹陷海上勘探開發一體化優質潛力目標順利實施，筆者提出了開發評價井鉆探模式，對其靈活多樣的鉆探模式進行了研究和現場應用，取得了顯著成效。

1 潿西南凹陷地質概況

潿西南凹陷位于北部灣盆地[15-16]，先后經歷了古近紀裂陷期和新近紀拗陷期[17-18]。古近紀裂陷期，潿西南凹陷在區域地應力作用下自北向南發育潿西南斷裂帶、1號斷裂帶、2號斷裂帶、3號斷裂帶等多個斷裂帶及分支斷裂，對于油氣運移和聚集具有重要作用[19]，凹陷東部、南部發育斜陽斜坡帶、南部斜坡帶等斜坡帶，同樣是油氣運聚的有利區帶[20]。總體上，潿西南凹陷具有北斷南超的構造特征，并通過潿西南低凸起與海中凹陷相鄰，如圖1所示。

潿西南凹陷的主力成藏期為古近紀，自下至上沉積古新統長流組、始新統流沙港組、漸新統潿洲組地層。已鉆井揭示，流沙港組二段發育中深湖相油頁巖、頁巖、泥巖，為潿西南凹陷最重要的烴源巖層[21-22]。流沙港組一段、潿洲組三段為最主要的含油層段，也是本文研究的主要目的層系。流沙港組一段沉積期總體上為水退過程，發育濱淺湖相—三角洲相，砂巖相對較薄，主要發育構造-巖性圈閉或巖性圈閉[19,23]。潿洲組三段沉積期水體加深但總體水深較淺，主要發育三角洲相，發育厚層粗砂巖、中砂巖、細砂巖，并以雜色泥巖為區域標志層[24-25]。潿洲組三段斷裂發育，主要發育構造圈閉[26]。

圖1 潿西南凹陷區域構造及油田分布Fig. 1 Regional structure and distribution of oilfields in Weixinan Sag

2 開發評價井鉆探模式

開發評價井是針對油氣田儲量升級，評價油氣田內部新層（鄰塊）及油氣田周邊潛力區塊的井[3]。開發評價井的鉆探模式靈活多樣，與探井相比，可以依托生產平臺鉆探，在落實潛力目標含油氣性和儲量后直接投入生產，實現儲量向產量快速轉化。與生產井相比，開發評價井可以通過快速評價的勘探模式對生產平臺控制范圍外的潛力目標進行鉆探，若評價成功將落實目標含油氣性和儲量，促進后續開發、調整，若未鉆遇油氣層，能夠為后續開發規避風險。

開發評價井的鉆探模式依據鉆探目標是否在生產平臺動用范圍內，分為開發模式和勘探模式。開發模式鉆探目標位于生產平臺動用范圍內，有生產平臺鉆探模式、生產井項目鉆探或兼探模式2種模式；勘探模式鉆探目標位于生產平臺動用范圍外，有快速評價模式、滾動探井兼探模式2種模式。

2.1 生產平臺鉆探模式

生產平臺鉆探模式是指，能夠依托海上生產平臺空余井槽或低效井槽對潛力區塊進行評價，若評價成功能夠投入油氣田生產，實現快速建產的開發評價井鉆探模式。對潿西南凹陷已鉆生產井統計可知，生產平臺鉆探半徑在3 km左右，因此，可以優選生產平臺周邊半徑3 km范圍內的潛力目標進行開發評價井位部署，評價油氣田平面或縱向潛力層位，并可接入現有生產設施。

因為生產平臺鉆探模式沒有依托生產井項目，沒有相關預案井保證經濟性，所以，對于潛力目標鉆探成功率的要求非常高。生產平臺鉆探模式的潛力目標，是在海上勘探開發一體化目標搜索技術的指導下，通過區帶搜索優選成藏條件優越的油氣田，圍繞其內部及周邊，在“評價過程潛力目標搜索”指導下開展老井復查[3,10]。老井復查是在勘探開發無空井理念指導下，依據干層旁邊有油層、薄層旁邊有厚層、顯示高處有油層、油層上下找油層、油層鄰塊找油層等理論，開展潛力目標搜索。

潿西南凹陷應用生產平臺鉆探模式的典型案例是潿E油田WE-4井區，利用低效井側鉆，實現了該井區的經濟性開發。WE-4井區是主控斷層F2遮擋的斷鼻圈閉，勘探早期WE-4井區鉆探WE-4井，該井僅在潿洲組三段W3Ⅵ油組鉆遇油層，探明地質儲量不足20×104m3，未達到開發動用儲量下限。如果采用常規鉆探模式，開發該井區則需要再鉆探至少1口評價井，才能弄清含油性和儲量規模，難度極大。

對WE-4井進行老井復查發現，該井在潿洲組三段W3Ⅳ、W3Ⅴ和W3Ⅶ油組鉆遇油氣顯示。在海上勘探開發一體化目標搜索技術指導下[3]，按照“顯示高處有油層”的一體化評價思路，認為 WE-4井區構造高部位成藏概率高。因此，利用生產平臺鉆探模式，依托WE-A生產平臺部署了開發評價井WE-A7S2井，其平面位置如圖2所示。

圖2 潿E油田WE-A7S2井平面位置Fig.2 Plane location of Well WE-A7S2 in WE Oilfield

WE-A7S2井共鉆遇6個油層（見圖3），厚度共計63 m，除W3Ⅳ、W3Ⅴ和W3Ⅶ油組為WE-4井油氣顯示層升級為油層外，新發現W3Ⅳ上油組油層。WE-A7S2井探明的地質儲量遠超開發動用儲量下限，經濟性好，實現了快速建產的目的。

WE-A7S2井實施成功，對生產平臺鉆探模式的研究具有重要意義。鑒于生產平臺鉆探模式缺少預案井，應評價生產平臺鉆探范圍內構造低部位已鉆井證實含油水層或有油氣顯示的圈閉高部位，依托生產平臺空余井槽或低效井槽部署定向井，評價構造高部位，若評價成功將實現快速建產。

圖3 WE-A7S2井油藏模式Fig. 3 Reservoir model of Well WE-A7S2

2.2 生產井項目鉆探或兼探模式

生產井項目鉆探或兼探模式，是在即將實施的ODP或調整井項目周邊搜索優選潛力目標，依托項目進行鉆探或兼顧鉆探（包括上部兼探、加深兼探等），并可接入現有生產設施、實現快速建產的鉆探模式。該模式包括ODP項目鉆探模式、ODP項目兼探模式、調整井項目鉆探模式、調整井項目兼探模式。與生產平臺鉆探模式相比，同樣都是利用海上生產平臺的空余井槽或低效井槽，同時又具有多方面優勢：1）該模式通過套管定向開窗側鉆方式鉆探開發井或調整井等預案井，保證鉆探的經濟性，對于潛力目標鉆探成功率要求相對較低；2）該模式鉆探費用包含在依托項目預算中，能夠有效規避評價風險；3）該模式通過兼探方式完成潛力層評價與含油氣層調整實施，或完成潛力層評價與難動用油氣層的動用，在降低鉆探成本的同時，能夠將評價成功的潛力層依托生產平臺投入開發，實現快速建產，是開發評價井最主要的鉆探模式。

WD-A9井是依托潿D油田調整井項目兼探模式部署在WD-1井區的開發評價井，其平面位置見圖4。WD-1井區是斷層F1為遮擋斷層、斷層F2為運移斷層的斷塊圈閉，探井WD-1井在潿洲組三段W3Ⅰ、W3Ⅱ和W3Ⅶ下油組鉆遇油層；潿D油田ODP項目實施的WD-A8P領眼井除完成潿洲組三段W3Ⅰ、W3Ⅱ和W3Ⅶ下油組油層開發外，加深兼探W3Ⅷ、W3Ⅸ油組構造低部位含油氣性，鉆遇油水同層，證實構造高部位成藏概率高；探井WD-E-13井在鄰塊W3Ⅸ油組鉆遇油層，進一步證實區域油氣運移活躍，在該斷塊W3Ⅻ、L1Ⅱ和L1Ⅲ油組構造低部位鉆遇新油層，WD-1 井區成藏條件優越。

圖4 潿D油田WD-A9井平面位置Fig. 4 Plane location of Well WD-A9 in WD Oilfield

WD-A9井的油藏模式如圖5所示。該井的評價目的，包括含油層W3Ⅰ、W3Ⅵ、W3Ⅶ上、W3Ⅶ下、L1Ⅱ和L1Ⅲ油組開發井網調整，落實W3Ⅷ、W3Ⅸ油組構造高部位的含油氣性，兼顧W3Ⅻ油組油層擴邊評價，并通過優化井眼軌跡評價鄰塊潿洲組二段的含油氣性。WD-A9井實鉆效果好，鄰塊潿洲組二段W2Ⅲ、W2Ⅳ油組共鉆遇28 m油層，并在W2Ⅵ油組鉆遇7 m差油層，證實潿洲組二段油氣運移活躍，實現了新含油層系的突破。潿洲組三段除證實W3Ⅷ、W3Ⅸ油組為油層外，W3Ⅹ油組鉆遇新油層并在W3Ⅻ油組成功實現油層擴邊。潿洲組三段鉆遇116 m油層，流沙港組一段鉆遇42 m油層，依托WD-A生產平臺實現了快速建產，生產井項目鉆探或兼探鉆探模式應用效果好。

WD-A9井鉆探成功，證實了生產井項目鉆探或兼探模式的可行性。潿西南凹陷在生產、在建設油田多，對應的ODP項目、調整井項目數量多。將生產井項目鉆探或兼探模式開發評價井引入ODP項目、調整井項目，在弄清潛力層含油氣性、實現快速建產的同時，實現了含油層的調整實施或難動用油層的動用，對于油田開發及后續可持續開發具有重要作用。

2.3 快速評價模式

快速評價模式的應用，受多方面條件的約束和限制：1）海上生產平臺位置確定后，距離平臺較遠的擴邊區塊評價和開發難度極大；2）位于生產平臺鉆探范圍內，但難以評價多個層系或成藏風險大的潛力目標，很難通過開發模式進行評價；3）生產平臺預留的井槽數量和處理能力，也限制了后期加密、調整。針對以上問題提出了快速評價模式，即通過滾動勘探形式對油氣田周邊生產平臺覆蓋范圍外的有利構造進行評價，與鄰近油田相結合，提前編制整體開發方案，落實含油層系、儲量規模的鉆探模式。若評價成功，能夠增加油氣田探明地質儲量，促進鄰近油氣田后續綜合調整；若評價失利，與傳統的“探井—評價井—開發井—調整井”鉆探模式相比，快速評價模式開發評價井鉆探成本低，并能有效規避后續開發風險。

圖5 WD-A9井油藏模式Fig. 5 Reservoir model of Well WD-A9

潿I油田的發現是快速評價模式應用的典型成功案例。潿I油田平面位置位于潿H油田與潿J油田之間（見圖6）。潿H油田有2個生產平臺，WH-A生產平臺主要開發WH-1井區和WH-3井區，WH-B生產平臺為WH-5井區與WH-4井區聯合開發，兼顧WH-3井區開發井網完善。由于WH-B生產平臺井槽數量有限，且與WH-4井區構造的位置關系不利于鉆井，導致WH-4井區的開發井網并不完善。

圖6 潿I油田WI-1d井平面位置Fig.6 Plane location of Well WI-1d in WI Oilfield

為了促進WH-4井區的綜合調整，引入海上勘探開發一體化思路，圍繞其周邊開展潛力目標搜索，落實潿I構造，整體考慮潿I構造與WH-4井區，提前編制整體開發方案，指導潿I構造開發前期研究及WH-4井區綜合調整。在潿I構造部署WI-1d井，落實潿洲組三段目的層含油氣性及儲量規模，后續同WH-4井區聯合立架進行開發，滿足開發的經濟性，實現WH-4井區綜合調整及潿H油田、潿I油田和潿J油田橫向連片含油的局面。

WI-1d井油藏模式如圖7所示。該井實施效果好，不僅在潿洲組三段目的層W3Ⅰ、W3Ⅱ、W3Ⅲ、W3Ⅳ、W3Ⅵ上、W3Ⅵ下和W3Ⅶ油組鉆遇103 m油層，而且在潿洲組二段W2Ⅰ、W2Ⅲ和W2Ⅳ油組鉆遇13 m油層，實現了潿H油田、潿I油田和潿J油田橫向連片含油的局面。新增探明地質儲量滿足與WH-4井區聯合立架開發的經濟性要求，促進了WH-4井區的綜合調整。

圖7 WI-1d井油藏模式Fig.7 Reservoir model of Well WI-1d

潿C油田北塊開發評價井WC-4井（平面位置見圖8）的鉆探，是快速評價模式規避后續開發風險的典型案例。在該區塊勘探階段，先后鉆探了WC-1井、WC-3井和WC-3Sa井，在潿洲組二段W2Ⅰ油組，潿洲組三段W3Ⅰ、W3Ⅳ、W3Ⅶ和W3Ⅺ油組，流沙港組一段L1Ⅰ、L1Ⅱ和L1Ⅲ油組鉆遇油層，其中W3Ⅰ、W3Ⅳ油組油層厚且未鉆遇油水界面，是北塊最重要的含油層及開發層系。

圖8 潿C油田北塊WC-4井平面位置Fig.8 Plane location of Well WC-4 in WC Oilfield

潿C油田北塊油水界面范圍不確定，儲量規模無法落實，影響開發井位的整體部署。同時，北塊圈閉主控斷層傾向近南向，而WC-A平臺位于該主控斷層南側，導致開發井無法同時部署在多個油層構造高部位，同樣不利于開發井部署。為落實潿C油田北塊W3Ⅰ和W3Ⅳ油組在油藏構造低部位的含油氣性及儲量規模，指導潿C油田綜合開發，采用海上勘探開發一體化思路，在構造低部位部署了WC-4井，通過快速評價方式進行評價，落實了北塊儲量規模，規避了后續開發風險。

WC-4井油藏模式如圖9所示。鉆WC-4井時，在潿洲組二段W2Ⅵ油組新發現厚度為4.6 m的油層，為巖性圈閉油藏，證實潿洲組二段具有較好的成藏條件，對于潿C油田潿洲組二段巖性圈閉油藏搜索、評價具有啟示意義。W3Ⅳ油組錄井無油氣顯示，測井解釋為水層，進一步明確了北塊W3Ⅳ油組的含油范圍及儲量規模，規避了后期開發投資風險，為制訂開發方案提供了決策依據。

圖9 WC-4井油藏模式Fig.9 Reservoir model of Well WC-4

2.4 滾動探井兼探模式

滾動探井兼探模式與快速評價模式的開發評價井類似，均通過鉆探滾動探井進行快速評價。滾動探井兼探模式開發評價井，主要針對以下2類目標進行評價：1）距離生產平臺較遠，無法通過生產平臺快速建產，能夠兼顧相鄰勘探目標；2）針對成藏風險相對較大的目標，單獨鉆探經濟性差，無法通過生產平臺實施，通過優化井眼軌道與周邊待實施探井結合，上部兼探或加深兼探能夠有效降低鉆探成本，規避評價風險。

潿E油田WE-4井區流沙港組一段為該模式下的典型案例。WE-4井區流沙港組一段圈閉總體為巖性圈閉，內部被多條斷層分割形成斷塊-巖性圈閉。探井WE-4井、開發評價井WE-A7S2井及調整井WE-A4H3井鉆探顯示，3個斷塊的含油性及油水界面不同，證實斷層具有較好的斷層封堵性。該井區前期部署了采油井WE-A5H井、注水井WE-A6井：WE-A5H井橫跨2個斷塊，未見水；WE-A6井位于WE-4井所在斷塊，鉆遇水層（見圖10）。長時間觀測顯示，這2口井存在注水受效性差的問題：一方面，由于分割2個斷塊的F斷層封堵性較好，導致F斷層東側斷塊油層注水受效差；另一方面，F斷層西側油層的物性比F斷層東側油層差，存在儲層連通性差的風險。因此，完善F斷層東側井網是解決問題的關鍵，但是該斷塊探明儲量未達到開發的經濟性下限，按照常規開發模式無法部署調整井。

圖10 潿E油田WE-12N-1井平面位置Fig.10 Plane location of Well WE-12N-1 in WE Oilfield

為了推動F斷層東側斷塊開發，與勘探、開發即將實施的井相結合，引入滾動探井兼探模式開發評價井。經過分析，部署了探井WE-12N-1井對潿洲組三段和流沙港組一段頂部砂體進行勘探，僅加深50 m就能對流沙港組一段油層兼探評價，能夠有效降低鉆探成本。WE-12N-1井流沙港組一段油藏模式如圖11所示。該井加深兼探流沙港組一段開發層構造低部位，鉆遇油層和油水界面，將探明含油范圍由WE-4井油底海拔高度-2 195 m擴展至-2 204 m，落實并增大了F斷層東側斷塊儲量規模。

圖11 WE-12N-1井流沙港組一段油藏模式Fig.11 Reservoir model of the first member of Liushagang Formation in Well WE-12N-1

F2斷層南側為巖性圈閉，部分解釋測線存在巖性邊界無法落實的風險，且地震同向軸雜亂不連續，存在儲層疊置不連通的風險。雖然該目標距離WE-A平臺僅2 km，處于平臺覆蓋范圍內，但由于成藏風險較大而無法依托生產平臺實施。將該目標與滾動勘探目標相結合，鉆前通過優化調整WE-12S-1d滾動探井的井眼軌跡，加深兼探流沙港組一段目的層，降低鉆探成本。WE-12S-1d井未在流沙港組一段鉆遇油層，鉆遇了2套近60 m厚的水層，規避了依托生產平臺實施的開發風險。

3 開發評價井鉆井模式應用成效

本文提出的開發評價井鉆探模式已經在潿西南凹陷應用45口井，其中37口井鉆探成功，8口井鉆探失利，鉆探成功率達82%，證明該模式在油氣田勘探開發中后期的應用效果較好。

45口應用井中：生產平臺鉆探模式井實施2口，成功2口，鉆探成功率100%；生產井項目鉆探或兼探模式井實施29口，成功24口，鉆探成功率83%（其中，ODP項目鉆探模式開發評價井9口，成功7口，鉆探成功率83%；ODP項目兼探模式井3口，成功2口，鉆探成功率67%；調整井項目鉆探模式井16口，成功15口，鉆探成功率94%；調整井項目兼探模式井1口，鉆探失利）；快速評價模式井實施12口，成功10口，鉆探成功率83%；滾動探井兼探模式井2口，成功1口，鉆探成功率50%。

對4種開發評價井鉆探模式進行了對比分析，分析發現：

1）生產平臺鉆探模式開發評價井針對生產平臺覆蓋范圍內的潛力目標，在沒有ODP及調整井項目實施的情況下進行風險評價，所以該模式存在評價失利后無預案井接替的風險，對潛力目標成藏可靠性要求較高。若相鄰塊或相鄰層系存在開發層系，可以通過該模式對其兼顧調整，作為預案降低開發評價井的實施風險。由于該模式要求條件較為苛刻，目前僅鉆了2口井，但全部獲得成功，落實探明地質儲量近200×104m3，占比5%，實現了快速建產。

2）生產井項目鉆探或兼探模式，無論從鉆井總數、成功井數還是探明地質儲量，均占比最大，是開發評價井最重要的鉆探模式。該模式29口井落實探明地質儲量近2 300×104m3，占比63%，有效帶動了油氣田開發進程。勘探開發成熟區都會存在老油田綜合調整和新油田ODP實施的情況，而油田內部都會存在難動用探明或控制儲量。如何在油氣田內部搜索潛力目標，促進難動用儲量動用，推動油氣田開發前期ODP實施及油氣田中后期綜合調整，是勘探開發一體化研究工作的重要內容。生產井項目鉆探或兼探模式是這一重要研究內容的具體實踐，且成效顯著。

3）雖然快速評價模式開發評價井主要針對生產平臺覆蓋范圍，但難以評價多個層系、成藏風險大、難以通過開發模式進行評價的潛力目標。不過，該模式同樣能夠促進油氣田開發前期ODP實施及油氣田中后期的綜合調整，12口快速評價模式開發評價井落實探明地質儲量超過1 000×104m3，占比30%，對于油氣田開發、調整起到了重要的推動作用。

4）滾動探井兼探模式主要針對距離生產平臺遠或成藏風險大的潛力目標。利用該模式可落實含油氣性，降低鉆探成本，規避投資風險。目前已鉆探2口井，落實探明地質儲量近100×104m3，占比2%。該模式與前3種鉆探模式相比，雖然具有鉆探井數少、鉆探成功率低、發現儲量規模小等弱勢，但該模式是開發評價井模式中不可或缺的，因為該模式能夠通過最低的鉆探成本落實成藏風險相對較大的區塊，如果評價成功，將有效促進周邊區域開發。

4 結 論

1）潿西南凹陷勘探開發一體化開發評價井鉆探模式，包括生產平臺鉆探模式、生產井項目鉆探或兼探模式、快速評價模式、滾動探井兼探模式等4種開發評價井鉆探模式，解決了傳統“探井—評價井—開發井—調整井”接力鉆探模式限制多、儲量動用門檻高、建產周期長等問題。

2）4種開發評價井鉆探模式在油氣田勘探開發中后期的應用效果較好，已實施45口井，其中37口井鉆探成功，鉆探成功率達82%。

3）4種鉆探模式中，生產井項目鉆探或兼探模式無論從鉆井總數、成功井數還是探明地質儲量方面均占比最大，同時該模式能夠依托生產平臺實現、快速建產，是開發評價井最重要的鉆探模式，也是后續海上勘探開發一體化潛力目標搜索、評價、實施的重要模式。