宋明水
( 中國(guó)石化勝利油田分公司 )
中國(guó)東部陸上含油氣盆地經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的勘探,已經(jīng)全面進(jìn)入高勘探程度階段,在目前較低的國(guó)際油價(jià)下,一些資源變得沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性,作為勘探老區(qū)還有多大勘探潛力,潛力方向在哪,怎樣進(jìn)行新一輪勘探等是學(xué)者們普遍關(guān)心的問(wèn)題[1-7]。如何客觀(guān)全面看待這些探區(qū)的現(xiàn)狀,明確下一步重點(diǎn)增儲(chǔ)領(lǐng)域,理清工作思路,是實(shí)現(xiàn)老區(qū)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵所在。本文以渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷為例,對(duì)勘探老區(qū)面臨的形勢(shì)進(jìn)行分析,并對(duì)下一步勘探方向進(jìn)行展望。
濟(jì)陽(yáng)坳陷位于渤海灣盆地西南部,面積約為3×104km2,為古生界克拉通基礎(chǔ)上發(fā)育的中—新生界斷陷盆地,包括東營(yíng)凹陷、沾化凹陷、車(chē)鎮(zhèn)凹陷和惠民凹陷(圖1);自下而上依次發(fā)育太古宇基底層,下古生界寒武系—奧陶系(0~1400m),上古生界石炭系—二疊系(740~2100m),中生界侏羅系—白堊系(0~1600m)、古近系孔店組(400~1500m)、沙河街組(700~3500m,主要烴源巖層)、東營(yíng)組(0~800m)、新近系館陶組(200~1000m)、明化鎮(zhèn)組(650~1300m)及第四系平原組(250~420m)。自1961年華8井獲得突破發(fā)現(xiàn)勝利油田以來(lái),經(jīng)過(guò)50余年勘探,濟(jì)陽(yáng)坳陷平均探井密度為0.23口/km2(部分地區(qū)超過(guò)0.5口/km2),資源探明率為51.85%,已經(jīng)全面進(jìn)入成熟勘探階段。濟(jì)陽(yáng)坳陷被譽(yù)為“地質(zhì)大觀(guān)園”,對(duì)其規(guī)律認(rèn)識(shí)和油氣勘探有一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。
圖1 濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造單元圖
根據(jù)勘探主要目標(biāo)類(lèi)型的變化,濟(jì)陽(yáng)坳陷勘探歷程可劃分為4個(gè)階段:①1961—1982年大型構(gòu)造油氣藏勘探階段[8],該時(shí)期按照構(gòu)造控藏的認(rèn)識(shí),主要利用二維地震資料尋找背斜等大型構(gòu)造圈閉,探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量13.29×108t;②1983—1995年復(fù)式油氣藏勘探階段[9],該時(shí)期在“多期成盆、多套源巖、多期成藏、多類(lèi)油藏”復(fù)式油氣聚集帶勘探理論指導(dǎo)下,應(yīng)用三維地震勘探技術(shù),以非背斜油氣藏為主要目標(biāo),尋找斜坡帶構(gòu)造油藏、洼陷帶巖性油藏,擴(kuò)大老油田范圍,探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量21.23×108t;③1996—2012年隱蔽油氣藏勘探階段[10-13],該時(shí)期在“斷坡控砂、復(fù)式輸導(dǎo)、相勢(shì)控藏”隱蔽油氣藏勘探理論指導(dǎo)下,全方位尋找具有一定規(guī)模(面積)的巖性、地層等隱蔽油氣藏,探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量17.95×108t;④2013年以后,隨著勘探程度進(jìn)一步提高和國(guó)際油價(jià)下跌,勘探方向由中深層向中淺層轉(zhuǎn)移,勘探目標(biāo)由近油源向遠(yuǎn)油源轉(zhuǎn)移,圈閉類(lèi)型由巖性或地層等簡(jiǎn)單隱蔽型向多因素控制的復(fù)雜隱蔽型轉(zhuǎn)移,主要利用高精度三維地震尋找規(guī)模更小、分布更隱蔽的圈閉,油氣勘探進(jìn)入復(fù)雜隱蔽油氣藏勘探階段。
1.2.1 對(duì)勘探工作新需求
2014年下半年國(guó)際油價(jià)下跌以來(lái),國(guó)際油價(jià)持續(xù)低位運(yùn)行,對(duì)國(guó)內(nèi)老油田經(jīng)營(yíng)造成極大困難。濟(jì)陽(yáng)坳陷經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期勘探開(kāi)發(fā),成本居高不下,經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量快速下降,優(yōu)質(zhì)可動(dòng)用儲(chǔ)量減少帶來(lái)產(chǎn)量大幅下降,所以效益穩(wěn)產(chǎn)和有效資源接替不足的矛盾越來(lái)越突出,急需找到更多可動(dòng)用的優(yōu)質(zhì)資源。
1.2.2 勘探面臨挑戰(zhàn)
進(jìn)入高勘探程度階段后,發(fā)現(xiàn)的單個(gè)油藏(塊)的含油面積和儲(chǔ)量規(guī)模逐漸變小(圖2),單元含油面積由前期(2006—2012年)平均2.73km2縮減到近期(2013—2016年)1.2km2,單元探明儲(chǔ)量由前期平均154.6×104t減少到近期89.5×104t,并且還有減少的趨勢(shì)。近20年的隱蔽油氣藏勘探,經(jīng)過(guò)多輪次的篩選,圈閉隱蔽性更強(qiáng)、儲(chǔ)集類(lèi)型和油水關(guān)系更復(fù)雜[14-16]。圈閉類(lèi)型和規(guī)模的變化對(duì)圈閉描述技術(shù)要求更苛刻,已有技術(shù)表現(xiàn)出不適應(yīng)性,根據(jù)2011年以來(lái)濟(jì)陽(yáng)坳陷所有失利探井原因統(tǒng)計(jì)表明,因儲(chǔ)層描述不準(zhǔn)導(dǎo)致鉆探失利占33%,因油氣輸導(dǎo)不利導(dǎo)致鉆探失利占30%,因油氣充滿(mǎn)度低導(dǎo)致鉆探失利占20%,因圈閉描述不準(zhǔn)導(dǎo)致鉆探失利占17%。
圖2 濟(jì)陽(yáng)坳陷含油面積和探明儲(chǔ)量變化趨勢(shì)
按照2005年全國(guó)第三輪資源評(píng)價(jià),濟(jì)陽(yáng)坳陷石油資源量為102.6×108t,目前探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為53.2×108t,剩余資源量為49.4×108t,剩余資源豐度為16.5×104t/km2,坳陷中4個(gè)主力凹陷剩余資源量和剩余資源豐度均居中國(guó)石化各凹陷前列(圖3)。隨著生排烴機(jī)制認(rèn)識(shí)的深化,資源量不斷增加,近期提出了濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系沙河街組咸化環(huán)境烴源巖早生早排、排烴時(shí)期長(zhǎng)的新認(rèn)識(shí)[17-19],對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷4個(gè)主要凹陷油氣資源量重新進(jìn)行計(jì)算,沙河街組增加資源量28.7×108t[20],為油氣持續(xù)發(fā)現(xiàn)奠定了資源基礎(chǔ)。
圖3 中國(guó)石化東部探區(qū)各凹陷剩余資源對(duì)比
2.2.1 優(yōu)勢(shì)陣地遴選
剩余油氣資源分布狀況決定高效勘探領(lǐng)域的優(yōu)選和勘探成效。在不同階段,濟(jì)陽(yáng)坳陷以不同級(jí)別單元進(jìn)行剩余資源分析優(yōu)選陣地。在大型構(gòu)造油氣藏勘探階段,以4個(gè)凹陷為單元分析資源分布;在復(fù)式油氣藏勘探階段,劃分了26個(gè)構(gòu)造區(qū)帶(依據(jù)凹陷箕狀形態(tài)劃分陡坡帶、洼陷帶和緩坡帶等),以構(gòu)造區(qū)帶為單元分析剩余資源情況;在隱蔽油氣藏勘探階段,將26個(gè)構(gòu)造區(qū)帶進(jìn)一步“橫向切塊”劃分為72個(gè)區(qū)塊(區(qū)塊是指具有相對(duì)統(tǒng)一的構(gòu)造體系、沉積體系、油氣運(yùn)聚體系的地質(zhì)單元),以構(gòu)造區(qū)塊為單元分析剩余資源落實(shí)方向。為了更精準(zhǔn)預(yù)測(cè)剩余資源的分布,近期充分利用成熟探區(qū)豐富的鉆井和三維地震資料,在構(gòu)造區(qū)塊的基礎(chǔ)上,結(jié)合構(gòu)造旋回,縱向“切片”,即以區(qū)域性蓋層為約束、以相對(duì)獨(dú)立的儲(chǔ)蓋組合和運(yùn)聚體系為“層單元”進(jìn)行剩余資源精細(xì)梳理分析(圖4),結(jié)合不同“層單元”前期資源發(fā)現(xiàn)情況,分析其剩余資源量和剩余資源豐度,依據(jù)當(dāng)前地質(zhì)認(rèn)識(shí)和勘探技術(shù)能力優(yōu)選陣地,建立了適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)需求的剩余資源預(yù)測(cè)和陣地遴選的方法(圖5)。經(jīng)過(guò)分析篩選,新近系的館陶組、古近系沙河街組等成熟層系仍是近期增儲(chǔ)的效益陣地,古近系孔店組—沙四下亞段和古生界等低認(rèn)識(shí)層系蘊(yùn)藏著豐富的資源(圖6)。
圖4 層單元?jiǎng)澐质疽鈭D
圖5 勘探目標(biāo)效益優(yōu)選流程
圖6 濟(jì)陽(yáng)坳陷層單元剩余資源量分布
圖7 濟(jì)陽(yáng)坳陷新近系砂泥巖互層正演模型
2.2.2 勘探領(lǐng)域分析
2.2.2.1 成熟類(lèi)型仍具規(guī)模潛力
濟(jì)陽(yáng)坳陷為一個(gè)典型箕狀斷陷湖盆,經(jīng)歷古近紀(jì)斷陷期和新近紀(jì)坳陷期演化階段,古近系凹陷北部陡坡帶砂礫巖、南部緩坡帶灘壩砂巖、中部洼陷帶濁積砂巖和新近系河道砂巖4類(lèi)儲(chǔ)集體一直是濟(jì)陽(yáng)坳陷隱蔽油氣藏勘探的主要類(lèi)型和成熟類(lèi)型[21-24],多年的實(shí)踐中已經(jīng)形成了較規(guī)范的工作流程、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),取得了豐碩的成果。雖然近期儲(chǔ)量占比下降,但資源遠(yuǎn)未窮盡,通過(guò)重新認(rèn)識(shí),會(huì)不斷有新的發(fā)現(xiàn)。如前期對(duì)新近系館陶組上段4砂組曲流河河道砂巖油藏形成了“強(qiáng)反射相位”的描述原則,但在埕島西部區(qū)塊為地震弱反射,被認(rèn)為儲(chǔ)層不發(fā)育而長(zhǎng)期未展開(kāi)勘探。近期結(jié)合正演模型(圖7),發(fā)現(xiàn)地震相位強(qiáng)弱反射受砂巖單層厚度、組合方式和百分含量等多因素影響,弱反射有可能是厚砂層+薄泥巖的組合特征,通過(guò)保幅拓頻處理突出了薄互層砂體的反射特征,明確了砂體間的相互關(guān)系,鉆探的埕北208井和埕北209井油層厚度分別為66.7m和58.9m,厚度均大于鄰區(qū),新增館陶組控制石油地質(zhì)儲(chǔ)量1659×104t。同理,通過(guò)深化認(rèn)識(shí)規(guī)律和發(fā)展完善技術(shù),陡坡砂礫巖、灘壩砂巖和濁積砂巖3類(lèi)儲(chǔ)集體也是近期效益增儲(chǔ)的主要方向(圖8)。
圖8 濟(jì)陽(yáng)坳陷增儲(chǔ)領(lǐng)域儲(chǔ)層類(lèi)型構(gòu)成
2.2.2.2 主力層系儲(chǔ)量“空白區(qū)”是效益增儲(chǔ)陣地
含油氣盆地均發(fā)育1~2個(gè)主力含油層系,古近系沙四上亞段—東營(yíng)組是濟(jì)陽(yáng)坳陷主力含油層,占總探明儲(chǔ)量63.9%。盆地?cái)嘞萜跇?gòu)造活動(dòng)造成物源方向、沉積地貌、沉積中心和沉積類(lèi)型有序變化,如緩坡帶從物源區(qū)到盆內(nèi)依次發(fā)育扇三角洲—低位扇及灘壩等,每種沉積體系成藏要素成因的空間連續(xù)性決定了油氣藏類(lèi)型分布的有序性[25],作為油氣主力聚集層,該層段在一定范圍內(nèi)具有連片的可能。往往盆地的構(gòu)造結(jié)合部和轉(zhuǎn)換帶圈閉類(lèi)型與油氣分布較復(fù)雜[26-28],而濟(jì)陽(yáng)坳陷多斷裂體系、多物源沉積、多旋回演化,決定盆緣超剝帶、沉積體系的結(jié)合部和構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶油氣分布更復(fù)雜,前期受到資料品質(zhì)、地質(zhì)認(rèn)識(shí)和技術(shù)能力等原因限制,在油氣主力層可存在一些儲(chǔ)量的“空白區(qū)”(目前尚未發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量),這些“空白區(qū)”不一定是資源空白,而往往是認(rèn)識(shí)和技術(shù)的空白,通過(guò)深化規(guī)律和提高技術(shù),可能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)量連片。通過(guò)“層單元”分析,河道砂巖、陡坡砂礫巖、灘壩砂巖和濁積砂巖等成熟勘探類(lèi)型仍蘊(yùn)藏著較豐富的剩余資源(圖8),也得到近期勘探成果的證實(shí)。例如在東營(yíng)凹陷北帶陡坡砂礫巖體油藏勘探中,因鹽22塊和坨128-10塊兩個(gè)探明油藏結(jié)合部扇體展布不清和鉆探效果不理想形成儲(chǔ)量“空白區(qū)”,近期通過(guò)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控砂規(guī)律再認(rèn)識(shí),發(fā)現(xiàn)新的近岸水下扇體,在多口低效井之間,新增控制石油地質(zhì)儲(chǔ)量718×104t,預(yù)測(cè)儲(chǔ)量石油地質(zhì)1031×104t,實(shí)現(xiàn)鹽22塊和坨128-10塊含油連片。2011年以來(lái),濟(jì)陽(yáng)坳陷在“空白區(qū)”年均發(fā)現(xiàn)2個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)儲(chǔ)量區(qū)塊,彰顯出良好的潛力。
2.2.2.3 老區(qū)新層系孕育新發(fā)現(xiàn)
濟(jì)陽(yáng)坳陷4個(gè)主力凹陷均大規(guī)模發(fā)育生烴高壓區(qū),凹陷周?chē)拿總€(gè)區(qū)帶(塊)都具有多層富集的潛力,老區(qū)帶中仍有新層系。富油凹陷周?chē)霉ゲ豢说膮^(qū)帶需要轉(zhuǎn)變思路進(jìn)行認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)。如東營(yíng)凹陷西緣的高青凸起,在北部斜坡的古近系—中生界探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量2809×104t,南部主體立足尋找下古生界油藏一直沒(méi)有突破,近期依托地震新資料,重建勘探模型,認(rèn)識(shí)到上古生界源—儲(chǔ)關(guān)系、構(gòu)造樣式和儲(chǔ)蓋條件易于油氣聚集,鉆探的花古斜101獲日產(chǎn)51t的高產(chǎn)油流,已形成千萬(wàn)噸級(jí)儲(chǔ)量陣地。
2.2.2.4 新區(qū)帶必做新貢獻(xiàn)
濟(jì)陽(yáng)坳陷外圍區(qū)面積約為1×104km2,在主力凹陷周?chē)泊嬖谝慌驼J(rèn)識(shí)區(qū)帶,這些區(qū)帶在強(qiáng)化基礎(chǔ)研究的同時(shí),要用新思路、新認(rèn)識(shí)指導(dǎo)才能有所突破。近期通過(guò)新認(rèn)識(shí),在濟(jì)陽(yáng)坳陷勘探程度最高的沾化凹陷和東營(yíng)凹陷發(fā)現(xiàn)三合村油田和青南油田。三合村洼陷作為沾化凹陷南斜坡一個(gè)不生烴的負(fù)向單元,按照晚期成藏浮力驅(qū)動(dòng)的認(rèn)識(shí)[29-31],洼內(nèi)不具成藏條件,30余年無(wú)進(jìn)展。近期在咸化環(huán)境早期生排烴新認(rèn)識(shí)的啟示下,通過(guò)成藏過(guò)程恢復(fù)[32-34],認(rèn)為東營(yíng)組沉積末期沾化凹陷渤南洼陷沙四段烴源巖生成的油氣在三合村洼陷進(jìn)行過(guò)規(guī)模運(yùn)移和聚集,經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)鉆探,在沙河街組和館陶組控制石油地質(zhì)儲(chǔ)量3192×104t,預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量1018×104t。
2.2.2.5 戰(zhàn)略準(zhǔn)備新領(lǐng)域
濟(jì)陽(yáng)坳陷發(fā)育一批非常規(guī)油氣領(lǐng)域,通過(guò)精心培育,可形成中長(zhǎng)期新的儲(chǔ)量增長(zhǎng)點(diǎn)。
頁(yè)巖油:濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系頁(yè)巖油資源很豐富[35],東營(yíng)、沾化和車(chē)鎮(zhèn)3個(gè)主力凹陷的沙一段、沙三段和沙四段等層段均有分布。綜合考慮泥頁(yè)巖的儲(chǔ)集性、含油性及可動(dòng)性,渤南洼陷和東營(yíng)凹陷頁(yè)巖油勘探的有利區(qū)約為1500km2(圖1),具有一定規(guī)模的資源量。通過(guò)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和工藝技術(shù)進(jìn)步,頁(yè)巖油是今后現(xiàn)實(shí)的增儲(chǔ)新領(lǐng)域。
煤成氣:濟(jì)陽(yáng)坳陷煤成氣資源較為豐富[36],其中上古生界煤系地層面積為5500km2,暗色泥巖面積為6000km2,資源規(guī)模相當(dāng)可觀(guān)。已經(jīng)在沾化凹陷孤北古1井獲得突破,通過(guò)系統(tǒng)攻關(guān),在車(chē)鎮(zhèn)凹陷、沾化凹陷西部等地區(qū)落實(shí)規(guī)模陣地,有望形成勘探新領(lǐng)域(圖1)。
中國(guó)東部老區(qū)進(jìn)入復(fù)雜隱蔽油氣藏勘探階段,要根據(jù)盆地精細(xì)勘探目標(biāo)的特點(diǎn),通過(guò)剩余資源分布規(guī)律研究,以成藏要素聯(lián)動(dòng)演化研究為核心,重塑成藏過(guò)程,建立成藏量化預(yù)測(cè)模型,明確高勘探程度區(qū)油氣差異富集機(jī)制,落實(shí)新的勘探方向,引領(lǐng)成熟探區(qū)穩(wěn)步增儲(chǔ)。通過(guò)濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系頁(yè)巖烴類(lèi)演化、賦存方式與流動(dòng)機(jī)理、儲(chǔ)集“甜點(diǎn)”要素評(píng)價(jià)等攻關(guān),建立陸相頁(yè)巖油氣綜合評(píng)價(jià)體系,培育新的儲(chǔ)量增長(zhǎng)領(lǐng)域。
地質(zhì)綜合分析技術(shù):基于盆地演化過(guò)程恢復(fù)和成藏要素耦合下的各類(lèi)復(fù)雜圈閉展布規(guī)律預(yù)測(cè)技術(shù),落實(shí)有利“圈閉群”的分布規(guī)律。
地震描述技術(shù):攻關(guān)“兩寬一高”(寬頻、寬方位、高密度)地震勘探技術(shù),提高成像精度,改善目標(biāo)描述難題,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)體“看得清、描得準(zhǔn)”。
低滲透儲(chǔ)層增產(chǎn)技術(shù):低滲透儲(chǔ)層油氣藏成為下一步勘探主體,通過(guò)低滲透儲(chǔ)層產(chǎn)能測(cè)井預(yù)測(cè)方法、組合裂縫壓裂及縱向多層均衡壓裂方法攻關(guān),形成提高單井產(chǎn)能的低滲透儲(chǔ)層低成本增產(chǎn)技術(shù)。
建立完善“4個(gè)平臺(tái)”,實(shí)現(xiàn)勘探優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。
目標(biāo)優(yōu)選平臺(tái):建立以經(jīng)濟(jì)效益為前提,層單元遴選、地質(zhì)認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)技術(shù)相結(jié)合的區(qū)帶優(yōu)選評(píng)價(jià)方法,為效益勘探提供決策依據(jù)。
專(zhuān)家攻關(guān)平臺(tái):突出問(wèn)題導(dǎo)向,形成各級(jí)專(zhuān)家領(lǐng)銜的攻關(guān)團(tuán)隊(duì),破解生產(chǎn)瓶頸問(wèn)題。
勘探開(kāi)發(fā)一體化平臺(tái):強(qiáng)化勘探—開(kāi)發(fā)在評(píng)價(jià)研究、井位部署、資料錄取、地質(zhì)工藝、儲(chǔ)量落實(shí)—產(chǎn)能建設(shè)等方面的銜接和深度融合,加快儲(chǔ)量—產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化。
工程質(zhì)量管控平臺(tái):嚴(yán)把工程設(shè)計(jì)關(guān),優(yōu)化工程設(shè)計(jì),嚴(yán)格施工過(guò)程管理,控制勘探工程成本。
濟(jì)陽(yáng)坳陷雖然進(jìn)入高勘探程度階段,但通過(guò)重新認(rèn)識(shí)剩余資源分布和前期主力增儲(chǔ)類(lèi)型(河道砂巖、砂礫巖、灘壩砂巖和濁積砂巖)的勘探潛力,保持了儲(chǔ)量的穩(wěn)定增長(zhǎng),通過(guò)轉(zhuǎn)換思路,在“三新領(lǐng)域——新區(qū)、新層、新類(lèi)型”取得一批新發(fā)現(xiàn),“老區(qū)不老”的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步印證。除了常規(guī)油氣,頁(yè)巖油氣和煤成氣等非常規(guī)資源是濟(jì)陽(yáng)坳陷中長(zhǎng)期接替的領(lǐng)域,下一步通過(guò)重新認(rèn)識(shí)資源、重新認(rèn)識(shí)沉積、重新認(rèn)識(shí)復(fù)雜構(gòu)造和重新認(rèn)識(shí)成藏規(guī)律,濟(jì)陽(yáng)坳陷將保持較長(zhǎng)的穩(wěn)定增儲(chǔ)期。
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