周光哲
(中國(guó)石化華東油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,江蘇南京210000)
溱潼凹陷斜坡帶中淺層油藏整體已進(jìn)入高成熟勘探階段,勘探開(kāi)發(fā)目標(biāo)逐步轉(zhuǎn)向隱蔽油氣藏。隨著勘探程度不斷提高,滾動(dòng)勘探工作面臨如何落實(shí)優(yōu)質(zhì)規(guī)模儲(chǔ)量目標(biāo)以及“十四五”期間資源接替的問(wèn)題。
在當(dāng)前油氣價(jià)格低迷的寒冬期,高效增儲(chǔ)上產(chǎn)是每個(gè)油田面臨的直接挑戰(zhàn)。許多學(xué)者對(duì)不同類(lèi)型油藏的滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)一體化工作方法進(jìn)行了研究,張人玲[1]結(jié)合江蘇油田高勘探區(qū)復(fù)雜斷塊油藏的滾動(dòng)開(kāi)發(fā),從三維地震資料精細(xì)處理,構(gòu)造精細(xì)解釋以及關(guān)鍵井實(shí)施與評(píng)價(jià)等方面,提出了不同階段的滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)策略。楊曉培[2]對(duì)泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶中部的復(fù)雜斷塊油藏分布規(guī)律、油氣成藏主控因素以及構(gòu)造精細(xì)研究等方面進(jìn)行探討。
SD 油田屬于一個(gè)典型的構(gòu)造—巖性油藏,2010年部署的探井帥1 井的成功鉆探發(fā)現(xiàn)了SD 含油構(gòu)造,隨后通過(guò)部署滾動(dòng)勘探井以及開(kāi)發(fā)井發(fā)現(xiàn)了三垛、戴南、阜寧組多套含油層系,從而取得了SD油田儲(chǔ)量規(guī)模增加至最初的4.5倍的良好效果,為華東油氣田“十二五”至“十三五”期間原油產(chǎn)量翻倍奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。SD油田滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)一體化方法包括:精細(xì)構(gòu)造解釋?zhuān)R(shí)別低序級(jí)斷層;加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)研究,深化油氣成藏主控因素認(rèn)識(shí);部署開(kāi)發(fā)兼評(píng)井,提高單井利用率;動(dòng)靜結(jié)合,滾動(dòng)擴(kuò)大老區(qū)含油面積;上下層系立體評(píng)價(jià),降低滾動(dòng)勘探風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)此類(lèi)方法部署實(shí)施的井位取得了很好的油氣成果,特別是發(fā)現(xiàn)了SD油田火成巖油藏,總結(jié)了油藏成藏要素及成藏模式。該油田的滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)一體化方法,對(duì)于尋找中淺層的三垛、戴南以及阜寧組火成巖油藏具有一定的指導(dǎo)借鑒意義。
SD 油田位于溱潼凹陷西部?jī)?nèi)斜坡帶中部,西北部為MS 油田,西南部為BC 油田XBC 區(qū)塊、CC 區(qū)塊、CJB 區(qū)塊和YD 油田,構(gòu)造位置有利,是油氣運(yùn)移的指向區(qū)。2010年部署的探井SD1 井,在垛一段、戴二段以及戴一段鉆遇油層共3 層18 m,常規(guī)試油自噴16 t/d,從而發(fā)現(xiàn)了SD 油田含油構(gòu)造。SD 油田整體為一被斷層復(fù)雜化的背斜構(gòu)造,區(qū)塊內(nèi)主要發(fā)育近東西走向的MS 斷層,SD、SD1 號(hào)、SD2 號(hào)、SD3號(hào)5 條大斷層,將SD 切割成3 個(gè)近東西走向的條帶狀斷塊,內(nèi)部發(fā)育次級(jí)斷層,相互交錯(cuò)將SD 油田分割成多個(gè)斷塊。其中斷距最大的為北部邊界斷層茅山斷層,斷距為40~100 m,內(nèi)部次級(jí)斷層斷距小則不足10 m。初步統(tǒng)計(jì),在已投入開(kāi)發(fā)的9個(gè)斷塊中,最大含油斷塊為SD3 井所在斷塊,面積約1.04 km2,面積最小含油斷塊為SD1-12 斷塊,面積為0.04 km2(圖1),因此,SD 油田是一個(gè)被多條斷層切割的構(gòu)造—巖性油藏。
SD油田含油層系主要發(fā)育在淺層的三垛組的垛一段、戴南組的戴一段以及深層阜三段,此外,受火成巖影響在阜四段中也有油氣顯示(圖2、圖3)。油藏類(lèi)型包括垛一段稠油油藏,戴南組構(gòu)造—巖性油藏、阜四段火成巖油藏以及阜三段斷塊油藏。主力油藏為戴一段,沉積微相為三角洲前緣沉積,總體上砂體具有由東南向西北減薄直至尖滅的趨勢(shì),油藏為砂巖尖滅線和構(gòu)造共同控制的復(fù)合型圈閉。戴一段儲(chǔ)層孔隙度平均值為25.8 %,滲透率平均值為633.26×10-3μm2,為中高孔、中高滲儲(chǔ)層。整個(gè)油田經(jīng)歷了勘探發(fā)現(xiàn)、開(kāi)發(fā)建產(chǎn)、擴(kuò)邊完善井網(wǎng)、“帥垛下面找?guī)浂狻币约胺€(wěn)產(chǎn)共5 個(gè)階段,通過(guò)滾評(píng)建一體化共新增含油層系2個(gè),新增含油斷塊6個(gè),新增探明儲(chǔ)量1.011×107t,成為華東油氣田主力原油產(chǎn)建區(qū)塊。在整個(gè)“十二五”至“十三五”期間,SD油田的發(fā)現(xiàn)使得整個(gè)華東原油從年產(chǎn)油1.8×105t上升至3.5×105t,實(shí)現(xiàn)了原油產(chǎn)量翻倍。
圖2 SD油田油藏綜合柱狀圖Fig.2 Reservoir comprehensive histogram of SD Oilfield
圖3 過(guò)SD3-1B—SD1-5—SD1-6井三垛組一段、戴南組油藏剖面Fig.3 Reservoir profile of Es1 and Ed1 cross WELL-SD3-1B,WELL-SD1-5 and WELL-SD1-6
針對(duì)整個(gè)蘇北盆地油藏“碎、小、低、薄、深”的地質(zhì)特征,隨著勘探開(kāi)發(fā)持續(xù)深入,勘探程度不斷提高,發(fā)現(xiàn)新區(qū)的難度日益增加[3]。隨著“十三五”油價(jià)下跌,面對(duì)常規(guī)原油增儲(chǔ)上產(chǎn)的任務(wù)目標(biāo),工作思路主要圍繞已開(kāi)發(fā)高效老油田周邊開(kāi)展?jié)L動(dòng)勘探工作,尋找在低油價(jià)下具有經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)能建設(shè)區(qū)塊,增加探明或者可動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量。SD油田最初通過(guò)探井發(fā)現(xiàn)戴一段、垛一段含油層系,后續(xù)隨著三維地震資料的再處理,地質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷加深,在原油區(qū)的邊緣、區(qū)塊的結(jié)合部開(kāi)展?jié)L動(dòng)勘探[4],降低風(fēng)險(xiǎn),帶動(dòng)新區(qū)塊以及新層系的發(fā)現(xiàn),能較好的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能區(qū)塊的接替。
SD 油田火山發(fā)育,火成巖穿刺會(huì)導(dǎo)致目的層波組紊亂,地震反射波組難以判斷是原始地層還是侵入巖,同時(shí)影響該地區(qū)斷層的識(shí)別。針對(duì)目的層開(kāi)展了提高能量橫向一致性、壓制多次波來(lái)改善成像質(zhì)量,提高目的層地震分辨率。同時(shí)采用了疊前去噪以及疊后火成巖巖下能量補(bǔ)償,從而提高火成巖巖下弱層反射信息[5]。通過(guò)以上方法為斷層刻畫(huà)與圈閉的識(shí)別提供了可靠的資料基礎(chǔ)。
由于SD油田阜三段油層砂體厚度薄,低序級(jí)斷層就能夠?qū)τ蜌饩奂鹂刂谱饔谩>_識(shí)別微小斷層、提高圈閉的描述精度,是滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)要解決的首要問(wèn)題之一。為了提高圈閉描述精度,在平面上以10×10網(wǎng)格開(kāi)展小面元解釋?zhuān)ㄟ^(guò)加密等值線變速成圖,刻畫(huà)每個(gè)目的層的構(gòu)造高點(diǎn)[6];另一方面采取多手段加強(qiáng)斷層識(shí)別:首先是在應(yīng)力分析基礎(chǔ)上,利用時(shí)間切片識(shí)別整體構(gòu)造格局[7],用相干體刻畫(huà)解釋技術(shù)明確斷層展布規(guī)律,確保斷層解釋合理性。針對(duì)微小斷層波組特征變化小難以識(shí)別的情況,通過(guò)建立正演模型來(lái)落實(shí)小斷層。針對(duì)SD 油田侵入巖發(fā)育區(qū)構(gòu)造解釋?zhuān)鶕?jù)不同侵入模式下輝綠巖的反射特征來(lái)識(shí)別斷層[8]。運(yùn)用上述方法在SD油田阜三段新識(shí)別出次級(jí)斷層F1、F2 及F3、F4 斷層控制形成的2 個(gè)新的含油圈閉,隨后部署開(kāi)發(fā)兼評(píng)井SD5-14及滾動(dòng)勘探井SD501 在阜三段見(jiàn)到較好油氣顯示,新增含油面積約2.06 km2,新增可動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量約1.79×106t(圖4、圖5)。
圖4 SD油田阜三段含油面積Fig.4 Oil bearing area of Ef3 of SD Oilfield
圖5 SD油田過(guò)Yu6—SD5-14井三維地震剖面Fig.5 3D seismic profile of SD Oilfield cross Well-Yu6—SD5-14
SD 油田構(gòu)造較為復(fù)雜,花狀斷層發(fā)育,與之相關(guān)的斷塊或斷鼻圈閉較為發(fā)育。蘇北盆地的三垛組、戴南組烴源巖不發(fā)育,油氣主要來(lái)源于阜三段油藏遭破壞后再次運(yùn)移聚集,屬于次生油藏[9]。阜四段烴源巖熱演化程度低,提供油氣資源量少,戴南組成藏需要斷層溝通阜二段烴源巖。SD油田的原油來(lái)自東部時(shí)堰次洼阜二段烴源巖,油氣由趙家莊等斷層垂向運(yùn)移至阜三段及戴南組、再向西側(cè)向運(yùn)移至SD油田成藏(圖6)。
圖6 SD油田成藏模式Fig.6 Accumulation mode of SD Oilfield
SD 油田戴一段主要發(fā)育扇三角洲前緣沉積,其物源主要來(lái)自于東南方向。分析認(rèn)為SD 油田從東南向西北沉積逐漸由三角洲前緣演變?yōu)榍叭侵弈喑练e,砂體逐漸變薄至尖滅,局部發(fā)育河道砂(圖7)。同時(shí)在西部由于構(gòu)造抬升,在斜坡帶構(gòu)造上傾方向上尖滅或者在鼻狀構(gòu)造背景下,易于形成巖性或構(gòu)造—巖性圈閉。因此,針對(duì)SD 油田戴一段油藏,利用測(cè)錄井資料進(jìn)行精細(xì)地層對(duì)比,刻畫(huà)單砂體平面展布規(guī)律;開(kāi)展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法來(lái)落實(shí)戴一段砂體尖滅線:根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行砂、泥巖統(tǒng)計(jì)分析,確定本區(qū)儲(chǔ)層及非儲(chǔ)層的之間速度差異,在地震屬性分析的基礎(chǔ)上結(jié)合波阻抗反演刻畫(huà)單砂體尖滅線,在前期構(gòu)造特征研究的基礎(chǔ)上落實(shí)有利的構(gòu)造—巖性滾動(dòng)勘探目標(biāo)[10]。
圖7 SD油田戴一段Ⅱ砂組沉積微相平面Fig.7 Sedimentary microfacies of No.Ⅱsandstone group in Daiyi Formation of SD Oilfield
在部署滾動(dòng)勘探井時(shí),與區(qū)塊整體開(kāi)發(fā)概念設(shè)計(jì)相結(jié)合,抽稀開(kāi)發(fā)井進(jìn)行探邊評(píng)價(jià),有意識(shí)加強(qiáng)開(kāi)發(fā)井在錄井、取心、測(cè)試等方面設(shè)計(jì)要求,甚至加深兼探等措施[11],一口井設(shè)計(jì)2~3個(gè)靶區(qū)(1~2個(gè)滾動(dòng)擴(kuò)邊靶區(qū)+1 個(gè)開(kāi)發(fā)井靶區(qū)),邊滾動(dòng)評(píng)價(jià)、邊挖潛調(diào)整,利用開(kāi)發(fā)井來(lái)完成滾動(dòng)勘探井地質(zhì)任務(wù),實(shí)現(xiàn)一井多用,提高了單井利用率,節(jié)省了大量的鉆井投資。如SD 油田的SD1 斷塊,在開(kāi)發(fā)井SD1-4 成功的基礎(chǔ)上,向外推3 個(gè)井距部署SD1-6 井進(jìn)行油藏探邊,成功后繼續(xù)外推井距進(jìn)行探邊,鉆遇水層則作為注水井納入開(kāi)發(fā)井網(wǎng)中,大大降低鉆遇風(fēng)險(xiǎn),最終該井落實(shí)戴一段II 油組油藏邊界。SD 油田的SD2 塊,同樣利用開(kāi)發(fā)井SD1-17井進(jìn)行油藏探邊,該井在戴一段測(cè)井解釋油層12.9 m,未鉆遇油藏邊界,轉(zhuǎn)為開(kāi)發(fā)井納入開(kāi)發(fā)井網(wǎng),隨后進(jìn)一步外擴(kuò)2個(gè)井距部署開(kāi)發(fā)井落實(shí)油水邊界,新增地質(zhì)儲(chǔ)量30×104t。運(yùn)用開(kāi)發(fā)兼評(píng)井開(kāi)展?jié)L動(dòng)勘探在SD 油田取得了很好的效果:平均單井節(jié)約鉆井進(jìn)尺約500~1 000 m,節(jié)約鉆井成本約2 488萬(wàn)元。
SD 油田主體建產(chǎn)后,對(duì)整個(gè)區(qū)塊開(kāi)展生產(chǎn)動(dòng)態(tài)跟蹤。一方面是開(kāi)展老井復(fù)查工作:針對(duì)錄井見(jiàn)顯示、測(cè)井解釋無(wú)成果的重點(diǎn)井分析運(yùn)聚規(guī)律,再次進(jìn)行構(gòu)造精細(xì)解釋?zhuān)瑢ふ矣欣麧L動(dòng)目標(biāo);另一方面是動(dòng)靜態(tài)相結(jié)合,擴(kuò)大老區(qū)含油面積。對(duì)已投產(chǎn)單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行跟蹤,部分井長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)并且不含水,結(jié)合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果分析砂體展布有利區(qū),進(jìn)一步向外部署滾動(dòng)勘探井,發(fā)現(xiàn)新的含油斷塊。如SD1-1 井在戴一段錄井見(jiàn)4 層油跡,視厚15 m,測(cè)井解釋為水層,構(gòu)造上位于低部位,高部位成藏可能性較大,隨后追高部署SD1-12 井獲得成功,戴一段鉆遇油層7.8 m,新增地質(zhì)儲(chǔ)量2×105t。在動(dòng)態(tài)方面,SD1-8井與SD2井為不同斷塊開(kāi)發(fā)井,兩口井生產(chǎn)情況均為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)不含水,結(jié)合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)砂體展布特征,分析認(rèn)為戴一段油藏有繼續(xù)向東、向北外擴(kuò)潛力,分別部署SD1-16及SD1-17井,鉆遇油層24.3 m和12.9 m,投產(chǎn)產(chǎn)量分別為13 t/d和8.9 t/d,新增地質(zhì)儲(chǔ)量60.0×104t。
SD油田含油層系多,在部署滾動(dòng)探井時(shí),常??紤]兼顧多套層系。在取得SD油田三垛組、戴南組油藏為次生油藏認(rèn)識(shí)后,針對(duì)阜三段油藏部署井位時(shí)兼顧三垛、戴南組,從而降低滾動(dòng)勘探風(fēng)險(xiǎn)。SD油田部署的10 口滾動(dòng)勘探井中有5 口鉆探多套含油層系,取得了預(yù)期的效果。最典型的是為完善SD5 井區(qū)阜三段油藏注采井網(wǎng)部署的開(kāi)發(fā)兼評(píng)井SD5-12井,兼顧評(píng)價(jià)該塊戴南組油藏,從而發(fā)現(xiàn)戴南組III砂組油藏;通過(guò)各種手段加強(qiáng)火山通道裂縫體系、火成巖及蝕變帶的研究,SD1-7 井在完善戴南組開(kāi)發(fā)井網(wǎng)同時(shí)兼探阜四段火成巖油藏,該井在阜四段鉆遇油層,常規(guī)投產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)5 t/d,取得火成巖油藏的突破。
SD 油田戴一段位于三角洲前緣末端,發(fā)育水下分流河道和河口壩等有利的沉積相帶,受控于砂體尖滅線、地層產(chǎn)狀和斷層的組合關(guān)系,形成三類(lèi)油藏:一是砂體尖滅線與斷層走向相交形成的構(gòu)造-巖性油藏;二是砂體尖滅線微轉(zhuǎn)折帶形成的巖性油藏;三是斷層控制的斷塊油藏[12](圖8)。通過(guò)開(kāi)展沉積微相研究及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)分析砂體展布特征,結(jié)合巖性尖滅帶成藏模式,識(shí)別出SD5 和SD8 戴一段有利滾動(dòng)潛力區(qū)。在SD8井區(qū),開(kāi)發(fā)兼評(píng)井SD5-16井新發(fā)現(xiàn)II 砂組含油層,儲(chǔ)層預(yù)測(cè)顯示戴一段II 砂組砂體逐漸向西部尖滅,向西部構(gòu)造高部位部署滾動(dòng)勘探井SD8-6,該井在戴一段II砂組解釋油層2層視厚3.8 m,試獲8 t/d 穩(wěn)定產(chǎn)量,隨后相繼實(shí)施的開(kāi)發(fā)井均鉆遇戴一段油藏,至此整個(gè)SD 戴南組新發(fā)現(xiàn)SD5-12、SD8-6 井區(qū)兩個(gè)含油區(qū)塊(圖1),新增探明儲(chǔ)量1.26×106t。帥垛外圍通過(guò)開(kāi)展外圍隱蔽性油藏研究,發(fā)現(xiàn)此類(lèi)圈閉面積4.59 km2,圈閉資源量約343.9×104t。
圖8 SD油田戴一段油氣成藏模式示意圖(平面)Fig.8 Hydrocarbon accumulation mode of Daiyi Formation in SD Oilfield(Flat-plane)
國(guó)內(nèi)于1957年首次在準(zhǔn)格爾盆地西北緣發(fā)現(xiàn)火成巖油氣藏[13]。近年來(lái),我國(guó)多個(gè)油田發(fā)現(xiàn)火成巖相關(guān)接觸變質(zhì)帶油氣藏,包括華北油田冀中廊固凹陷,勝利油田沾化凹陷羅家地區(qū)羅151 塊、江蘇油田高郵凹陷北斜坡等。蘇北盆地火成巖分布廣泛,主要形成于漸新世三垛運(yùn)動(dòng)期,原位保持性好[14-16]。其中溱潼凹陷主要發(fā)育火山通道相和溢流相兩類(lèi)火成巖相,已發(fā)現(xiàn)隱爆角礫巖型、接觸蝕變帶型、側(cè)向遮擋型3種類(lèi)型油藏(圖6),主要分布在阜寧組三段和四段[17]。
由于巖漿隱爆作用形成的油藏稱(chēng)為隱爆角礫巖油藏。在火山通道附近的震碎帶可形成網(wǎng)狀裂縫,提高儲(chǔ)層滲流能力,下部阜二段烴源巖生成的油氣沿火山通道或者是斷層運(yùn)移到火成巖裂隙以及上部的三垛、戴南組成藏[18-19]?;鸪蓭r巖性以火山角礫巖為主,巖心薄片可以觀察到黑色硫化鐵質(zhì)巖,孔隙度17.2%,滲透率93.6×10-3μm2[20]。儲(chǔ)集空間主要為裂隙-孔隙型,原生孔隙包括原生氣孔、晶間孔、杏仁體、內(nèi)孔等;原生裂縫包括冷凝收縮縫、收縮節(jié)理和礫間裂縫等。次生儲(chǔ)集空間往往疊加在原生儲(chǔ)集空間上,改善儲(chǔ)層物性,按存在方式分:裂縫、熔孔(洞)、氣孔、斑晶裂紋和晶間孔等[21]。
火山遮擋型油藏是由于火山通道穿刺或者侵入巖體穿層侵入,造成地層局部隆起和隔斷,使砂巖儲(chǔ)層上拱,在侵入巖體或者火山通道儲(chǔ)層致密的條件下形成。同時(shí)由于火成巖上拱牽引使得砂巖儲(chǔ)層形成伴生裂縫,改善了砂巖儲(chǔ)集性能,從而形成局部高產(chǎn)[22]。SD5 井以及SD8 井在阜三段鉆遇火山遮擋型油藏,其中SD5井阜三段試油24.8 t/d、SD8井阜三段試油6 t/d,取得了阜三段遮擋型火成巖油藏的成功。在溱潼凹陷阜四段—阜二段侵入巖面積達(dá)118 km2,初步估算火成巖圈閉總資源量1.3×107t,是尋找接觸蝕變帶和火山遮擋型油藏的有利目標(biāo)區(qū)。
1)“十二五”至“十三五”期間,應(yīng)用滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)一體化的工作方法,SD油田新增含油層系2個(gè)、含油斷塊6 個(gè),新增探明儲(chǔ)量1 011×104t,有力支持了華東原油持續(xù)上產(chǎn)工作。
2)滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)一體化的主要做法包括:精細(xì)構(gòu)造解釋?zhuān)R(shí)別低序級(jí)斷層;加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)研究,深化油氣成藏主控因素認(rèn)識(shí);部署開(kāi)發(fā)兼評(píng)井,提高單井利用率;動(dòng)靜結(jié)合,滾動(dòng)擴(kuò)大老區(qū)含油面積;上下層系立體評(píng)價(jià),降低滾動(dòng)勘探風(fēng)險(xiǎn)。
3)建立了SD 油田成藏模式,明確戴一段隱蔽油藏與火成巖相關(guān)油藏是今后滾動(dòng)勘探的重點(diǎn)方向。