李東海,昝靈,黃文歡,2,余文端,馬曉東,鄭永旺,周韜,印燕鈴
(1.中國石化華東油氣分公司,江蘇南京210019;2.中國石化勝利油田分公司,山東東營257000)
隱蔽油藏是指在現(xiàn)有勘探方法與技術(shù)水平條件下較難識別和描述的各種復(fù)雜油藏,它包括復(fù)雜隱蔽的構(gòu)造油藏和非構(gòu)造油藏[1-6]。隨著勘探程度的不斷提高,隱蔽油藏在我國石油儲量增長中的地位越來越重要。在松遼、渤海灣、鄂爾多斯盆地,隱蔽油藏勘探均取得重要進展,形成了“斷坡控砂、復(fù)式輸導、相勢控藏”成藏認識[6],趙文智等[7]提出了三面(最大湖泛面、區(qū)域不整合面和斷層面)控藏、五帶(有利沉積相帶、裂縫發(fā)育帶、巖性或地層尖滅帶、次生孔隙發(fā)育帶和流體性質(zhì)變化帶)富集的新理論[8-12]。在東部老油區(qū),隱蔽油藏具有地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成藏條件復(fù)雜、油藏類型多、識別難度大的特點,但仍然具有較大的勘探開發(fā)潛力。
實踐證明,勘探開發(fā)一體化能加快實施進程,提供優(yōu)質(zhì)儲量,快速增儲上產(chǎn),縮短建產(chǎn)周期,降低成本,實現(xiàn)油藏高效勘探和效益開發(fā)[13-22]。勘探開發(fā)一體化就是將原有勘探與開發(fā)相分割的工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐惑w化的工作模式[23],圍繞有利區(qū)帶,預(yù)探、評價、開發(fā)井三位一體,按開發(fā)井網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃,整體部署,一體化運作,邊發(fā)現(xiàn)、邊評價、邊開發(fā)。以上模式適應(yīng)了油田對儲量的品位、轉(zhuǎn)化率及成本效益的高要求,滿足了油田生產(chǎn)從構(gòu)造油藏向復(fù)雜的隱蔽油藏轉(zhuǎn)移的客觀要求。溱潼凹陷位于蘇北盆地東南部,主力含油層系為阜三段、戴南組、三垛組,資源探明率45%。針對溱潼凹陷西斜坡淺層阜三段構(gòu)造油藏不發(fā)育,深層低滲透油藏效益開發(fā)難度大的難點,通過勘探開發(fā)一體化研究、部署和實施,明確由構(gòu)造油藏轉(zhuǎn)向隱蔽油藏的勘探思路,精細沉積微相、儲層預(yù)測和成藏規(guī)律研究,發(fā)現(xiàn)了南華—倉吉千萬噸級構(gòu)造—巖性油藏,實現(xiàn)了高質(zhì)量勘探、高效開發(fā)。
溱潼凹陷阜三段為三角洲前緣—淺湖灘壩沉積體系,儲集巖性主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和細砂巖,分選好—中等,儲層儲集類型為孔隙型,砂巖碎屑成分以石英為主,平均含量為75%,長石次之,平均含量21%,巖屑含量為4%。分選中等,顆粒為次圓—次棱角狀,膠結(jié)物含量中等,雜基含量少—中等,以泥質(zhì)為主。西部外斜坡阜三段埋深為1 600~2 200 m,埋藏淺,孔隙度主要為20%~30%,滲透率主要為(1~50)×10-3μm2,整體屬于中孔、中滲儲層。西部內(nèi)斜坡埋深大于2 500 m,壓實作用強,發(fā)育低孔、低滲儲層。阜三段夾持在阜二段和阜四段兩套生油巖之間,具有烴源條件優(yōu)越、保存條件好的特點,是最有利的勘探層系。油藏分布受二、三級斷層、尖滅線和剝蝕線控制,從斷階帶到外斜坡油藏逐漸由構(gòu)造、構(gòu)造—巖性、地層—巖性變化,呈有序性分布(圖1、圖2)。
圖1 溱潼凹陷阜三段勘探形勢(2015年)Fig.1 Exploration situation of 3rd member of Funing Formation in Qintong depression(Year 2015)
圖2 溱潼凹陷油藏剖面Fig.2 Profile of reservoirs in Qintong depression
1970年至2010年,根據(jù)構(gòu)造高帶和砂體聯(lián)合控油的認識,針對斷階帶和東斜坡帶開展構(gòu)造油藏勘探,相繼發(fā)現(xiàn)了草舍、臺興、祝莊、紅莊等油田。2011年至2013年開展溱潼西部內(nèi)斜坡斷塊群勘探,發(fā)現(xiàn)了俞垛—華莊千萬噸級低滲透油藏,隨著勘探程度的提高,大型構(gòu)造圈閉發(fā)現(xiàn)難度大,勘探方向不明確。根據(jù)陸相湖盆的勘探經(jīng)驗[6],巖性油藏是重要的勘探方向,但溱潼凹陷阜三段是否具備巖性成藏的條件仍不清楚,成藏的有利區(qū)也不明確。圈閉識別是巖性油藏勘探的關(guān)鍵,但阜三段砂體厚度普遍為1~5 m(圖3),利用現(xiàn)有的地震資料識別難度大,未形成有效的預(yù)測技術(shù)。
圖3 溱潼凹陷阜三段砂體厚度分布Fig.3 Sand thickness distribution of the 3rd member of Funing Formation in Qintong depression
保有儲量主要分布在西部內(nèi)斜坡,埋深普遍大于2 500 m,受壓實作用影響,低滲、特低滲儲量居多,占總儲量的67.5%。儲層孔隙度為9.78%~24.87%,平均18.73%;滲透率為(0.11~122.53)×10-3μm2,平均6.10×10-3μm2,普遍小于4×10-3μm2(圖4)。由于斷塊破碎,單個油藏規(guī)模小,含油面積小于0.5 km2的油藏占88%。單個油藏儲量小于10×104t的占總量的52 %。油藏開發(fā)的平衡油價都在80美元/桶以上,2014年油價斷崖式下跌,保有儲量效益開發(fā)難度大,亟須尋找淺層優(yōu)質(zhì)儲量。
圖4 溱潼凹陷內(nèi)斜坡阜三段儲層物性分布Fig.4 Reservoir physical property distribution of 3rd member of Funing Formation in inner slope of Qintong depression
通過精細沉積微相研究、儲層預(yù)測和成藏分析,勘探思路隨之拓寬,明確溱潼凹陷西斜坡是構(gòu)造—巖性油藏發(fā)育的有利區(qū)帶??碧侥繕擞蓸?gòu)造油藏轉(zhuǎn)為構(gòu)造—巖性油藏,形成了針對性的勘探評價思路:瞄準區(qū)帶,立足阜三段,尋找?guī)r性,統(tǒng)一部署,分布實施。
1)全數(shù)字三維地震采集和高保真處理技術(shù)
高品質(zhì)的地震資料是開展隱蔽油藏勘探的重要基礎(chǔ)。在全數(shù)字三維地震采集的基礎(chǔ)上,針對老資料主頻低的問題,開展提高目標儲層地震資料分辨率的目標處理。在保真、保幅的前提下,采用差異化噪音衰減、一致性處理、CRP(共反射點道集)優(yōu)化及Q體補償?shù)柔槍π缘奶幚砑夹g(shù),提高了地震資料信噪比和分辨率。阜三段主頻由20 Hz提高至25 Hz,有效頻帶寬度由8~55 Hz拓寬至8~65 Hz,改善資料分辨率與成像效果(圖5)。地震波組特征更加清晰,為薄砂層識別提供了良好的資料基礎(chǔ)。
圖5 溱潼凹陷地震資料目標處理對比Fig 5 Comparison of seismic data target processing in Qintong depression
2)以沉積建模為基礎(chǔ)、自然電位—波形反演為核心的薄層砂巖預(yù)測技術(shù)
首先從沉積建模入手,充分利用探井和開發(fā)井資料,將阜三段3個主力砂組劃分為19個小層,對各個小層開展精細微相研究,發(fā)現(xiàn)西南斜坡砂體具有灘壩沉積特征[24]。砂體橫向變化較大,多個小層砂體在高部位呈現(xiàn)尖滅特征(圖6),進一步明確西南斜坡是尋找?guī)r性圈閉的有利區(qū),在此基礎(chǔ)上建立“相控”模型精細描述砂體平面展布特征。
圖6 溱潼凹陷西斜坡阜三段Ⅲ砂組4小層砂體厚度Fig.6 Sand body thickness of No.4 small layer in sand groupⅢof 3rd Funing Formation in western slope of Qintong depression
西斜坡阜三段砂體厚度普遍為1~5 m,油層、干層、泥巖波阻抗疊置嚴重,波阻抗反演分辨率低,砂體橫向變化規(guī)律不清楚,地質(zhì)統(tǒng)計學反演分辨率高,但預(yù)測的砂體橫向變化隨機性太強,不符合地質(zhì)認識,用常規(guī)的反演手段很難解決。以波形反演為手段[25-28],描述預(yù)測砂體,刻畫巖性圈閉,自然電位—波形反演技術(shù)識別砂體能力由原來的18 m提高至5 m,實鉆小層砂體厚度與預(yù)測砂體厚度符合率平均達78%(圖7)。預(yù)測滲透性砂巖的變化趨勢,解決了淺埋藏、弱壓實的薄層砂巖預(yù)測問題[29]。落實阜三段構(gòu)造—巖性圈閉11個,面積30.34 km2,資源量2 542×104t。
圖7 溱潼凹陷阜三段自然電位—波形反演剖面Fig.7 Inversion profile of spontaneous potential waveform in 3rd member of Funing Formation of Qintong depression
3)精細成藏分析技術(shù)
通過對曹橋等阜三段油藏解剖,開展斷層活動史、沉積和成巖演化史、油氣運移和成藏史分析[30-31],進一步明確了西斜坡油藏富集規(guī)律。來自深凹帶油氣沿北東向反向斷層運移,在高部位砂巖尖滅帶聚集成藏。構(gòu)造—巖性油藏北側(cè)由斷層控制,高部位由砂體尖滅控制(圖8),不同小層油藏的分布受微相控制。根據(jù)成藏認識,形成了“沿斜坡、順斷層、追巖性”的勘探思路。2015年針對南華構(gòu)造—巖性圈閉部署NH2井,該井于阜三段鉆遇油層1.2 m,常規(guī)試油10.7 t/d。沉積微相分析認為構(gòu)造低部位砂體更發(fā)育,成藏條件更優(yōu)越,2015年底部署NH201井鉆遇油層4套油層,共8 m,常規(guī)測試10.9 t/d,由此發(fā)現(xiàn)了南華油田(圖9)。
圖8 溱潼凹陷阜三段構(gòu)造—巖性油藏平剖面Fig.8 Structurallithologic reservoir plan and section of 3rd member of Funing Formation of Qintong depression
圖9 溱潼凹陷NH2、NH201和NH2-1阜三段油層對比Fig.9 Oil layer comparison of Well-NH2,Well-NH201 and Well-NH2-1 in 3rd member of Funing Formation in Qintong depression
按照“勘探向后延伸、開發(fā)向前延伸”的思路,加強勘探開發(fā)統(tǒng)籌優(yōu)化,實現(xiàn)同謀劃、同研究、同部署,發(fā)揮各自專業(yè)特長,加快儲量陣地落實和勘探效益的綜合提升。
勘探上宏觀認識油氣分布規(guī)律,把握高質(zhì)量增儲的“方向盤”。在構(gòu)造、沉積和成藏規(guī)律系統(tǒng)認識的基礎(chǔ)上,明確西斜坡阜三段區(qū)具有“地貌控相、相控圈閉、斷裂控聚、優(yōu)儲控富”的成藏特征,阜三段灘壩巖性油藏分布在西南斜坡古高周緣(圖10)。確定了南華、吉溝、陳家舍3個有利構(gòu)造—巖性油藏潛力帶,2015年至2020年在西斜坡由南往北逐步滾動,鉆探巖性圈閉10個,成功7個,鉆探成功率70%。
圖10 溱潼凹陷西斜坡阜三段成藏模式Fig.10 Hydrocarbon accumulation mode of 3rd member of Funing Formation in western slope of Qintong depression
開發(fā)上開展老井復(fù)查,盤活尋找優(yōu)質(zhì)儲量的“導航儀”。在產(chǎn)建過程中應(yīng)用開發(fā)井兼評、兼探,大幅節(jié)約了滾動勘探、油藏評價的投資。以吉溝地區(qū)為例,在概念井網(wǎng)中優(yōu)選J2井、CX2井兩口探井,兼顧注采井網(wǎng)要求,向南部跨塊部署滾動勘探井吉201井,獲得成功。倉吉地區(qū)阜三段落實動用地質(zhì)儲量273×104t,新建產(chǎn)能3.53×104t,開發(fā)成本10.45美元/桶,產(chǎn)能達標率103%。一體化實施提高了運行效率,快速落實油藏儲量、產(chǎn)能規(guī)模。
探井、滾動勘探井和開發(fā)井完成后,對各類圖件進行修編,實現(xiàn)“一井一圖、一層一圖”,為井位部署提供詳實的資料。采用“一井多靶、一臺多井”的方式,在產(chǎn)建井位部署中充分考慮滾動、評價目標風險,整體部署概念設(shè)計,抽稀進行油藏評價,優(yōu)化設(shè)計鉆井平臺。通過勘探開發(fā)一體化研究、部署和實施,提高了油田滾動勘探效率,“十三五”期間滾動勘探井、油藏評價井鉆探成功率提高至95%,同時節(jié)約鉆井進尺2.12×104m,節(jié)約鉆井及地面投資共8 000萬元。
1)地質(zhì)油藏一體化,優(yōu)化部署提水平,建立薄層油藏精細開發(fā)模式
針對儲層變化快、非均質(zhì)性嚴重等特征,結(jié)合油藏特點,建立了矢量注采、分區(qū)建流場和立體注采等開發(fā)模式,推進了西斜坡構(gòu)造—巖性油藏的高質(zhì)量建產(chǎn)。
利用建模數(shù)模一體化技術(shù)完成南華油田30套開發(fā)方案設(shè)計、比選(表1);井排方向沿著物源方向設(shè)計,在儲層主滲流方向加大井距(300~350 m),構(gòu)建矢量流場,形成均衡驅(qū)替。
表1 南華油田開發(fā)方案設(shè)計Table 1 Development scheme of Nanhua Oilfield
2)油藏工藝一體化,高效動用提質(zhì)量
由于阜三段埋藏淺、成巖弱,防砂也是后期高效開采的關(guān)鍵。計算出砂臨界生產(chǎn)壓差為7.3 MPa,通過優(yōu)化生產(chǎn)壓差與防砂工藝相結(jié)合,提高油井穩(wěn)產(chǎn)能力。加強動態(tài)監(jiān)測的力度,開展超前堵水,延長低含水期生產(chǎn)時間,NH2-16井組通過化學堵調(diào),含水上升得到有效控制,井組日增油2.2 t。
3)工程工藝一體化,集約建設(shè)提效益
油藏設(shè)計方面,新井與老井扶停或老井側(cè)鉆相結(jié)合完善井網(wǎng)。鉆井工程設(shè)計方面,通過優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、工具組合和測錄井系列實現(xiàn)技術(shù)降本。采油工程設(shè)計方面,通過優(yōu)化完井方式、舉升方式提產(chǎn)提效。地面工程設(shè)計方面,通過采用平臺井,盡量利用老井或報廢井井臺、舊抽油機修復(fù)利用。開發(fā)成本從16.0美元/桶降低到11.6美元/桶,嚴格執(zhí)行方案設(shè)計,一直保持了較好的開發(fā)態(tài)勢。
1)實施運行優(yōu)化。井位提前部署,井口提前踏勘,優(yōu)質(zhì)優(yōu)先,先評后建。實施過程中,提前完成地質(zhì)設(shè)計,根據(jù)完鉆井鉆探情況,及時反饋修改設(shè)計。
2)優(yōu)化運行與技術(shù)改進,實現(xiàn)產(chǎn)建工作提質(zhì)增效。采用大平臺雙排井設(shè)計,雙鉆機運行提效50 %?!熬S”流水作業(yè)模式,單井投產(chǎn)周期縮短47%(圖11)。
圖11 溱潼凹陷西斜坡優(yōu)化作業(yè)對比Fig.11 Comparison of optimized operation in western slope of Qintong depression
3)推進“四提五化”建設(shè),地質(zhì)工程一體化降本增效。組建地質(zhì)、工程、地面、生產(chǎn)及材料保供等專業(yè)團隊,取得了縮短工期、提高效率、減少用地、降低投資等效果,實現(xiàn)產(chǎn)建管理提效。
“十三五”期間,通過勘探開發(fā)一體化研究,形成了主控斷層和灘壩砂復(fù)合控油等一系列地質(zhì)新認識,形成了沉積建模、儲層預(yù)測為核心的巖性目標識別技術(shù),發(fā)現(xiàn)了南華—倉吉優(yōu)質(zhì)儲量陣地(圖12)。實施“決策部署、地質(zhì)工程、組織運行一體化”的建產(chǎn)模式,落實阜三段可動用儲量1 003×104t,建產(chǎn)能17.5×104t。2015年至2020年原油產(chǎn)量從33×104t上升至46×104t,年增長率保持在10%以上。盈虧平衡點由81美元/桶下降至46美元/桶,實現(xiàn)了隱蔽油藏的高效勘探開發(fā)。
圖12 溱潼凹陷西斜坡阜三段勘探成果Fig.12 Exploration results of 3rd member of Funing Formation in western slope of Qintong depression
1)針對性地震資料采集、處理和儲層預(yù)測是識別隱蔽圈閉的基礎(chǔ),自然電位—波形反演技術(shù)能清晰刻畫5 m左右的砂體,實鉆小層砂體厚度與預(yù)測砂體厚度符合率平均達78%。
2)勘探開發(fā)一體化研究是發(fā)現(xiàn)隱蔽油藏的關(guān)鍵,建立阜三段淺湖灘壩沉積—成藏模式,明確西斜坡阜三段具有“地貌控相、相控圈閉、斷裂控聚、優(yōu)儲控富”成藏特征,發(fā)現(xiàn)了南華—倉吉優(yōu)儲陣地。
3)“決策部署、地質(zhì)工程、組織運行一體化”的建產(chǎn)模式是實現(xiàn)隱蔽油藏高效開發(fā)的核心,落實阜三段可動用儲量1 003×104t,建產(chǎn)能17.5×104t,原油盈虧平衡點由81美元/桶下降至46美元/桶。