春風(fēng)油田石炭系勘探成效分析

董臣強(qiáng)

（中石化勝利油田分公司，山東 東營 257000）

引 言

準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子凸起春風(fēng)油田主要開發(fā)層系為沙灣組，2013年年產(chǎn)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(yè)油流。當(dāng)前制約該區(qū)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(zhì)差；火成巖儲層地震反射雜亂，構(gòu)造體系認(rèn)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(fā)育區(qū)預(yù)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(qū)開展勘探成效分析。

1 油藏概況

春風(fēng)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(yè)油流為契機(jī)，石炭系逐漸成為重要的勘探層系，控制加預(yù)測儲量為5×107t。2014年，開井5口，日產(chǎn)油為25t/d，含水率為41%，累計產(chǎn)油為15169t。

春風(fēng)油田火山凝灰?guī)r、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(jìn)尺199m，心長195m，鉆遇油斑65m。

圖1 春風(fēng)油田石炭系儲集空間類型

2 勘探技術(shù)研究

2.1 磁力預(yù)測儲層技術(shù)

春風(fēng)油田玄武巖、安山巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r、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(qū)為中—強(qiáng)磁異常，勘探證實儲層發(fā)育。通過研究石炭系火山巖儲層發(fā)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(yù)測技術(shù)

采取地震資料小波高分辨率處理將主頻由40Hz提高到50Hz。應(yīng)用小波分頻多尺度裂縫檢測技術(shù)描述出排60井西、排61東南部和排66井區(qū)3個裂縫發(fā)育區(qū)。排661井儲層地震剖面表現(xiàn)為斜層狀強(qiáng)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(chǎn)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(chǎn)油為18 t/d，不含水。

2.3 井間裂縫預(yù)測技術(shù)

（1）開展疊前中小尺度裂縫預(yù)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(chǎn)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(yōu)選頻率梯度屬性做為疊前檢測小尺度裂縫的最優(yōu)屬性。

（2）開展疊后大尺度裂縫預(yù)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(jìn)行預(yù)測。為消除不同屬性預(yù)測結(jié)果之間的誤差，將不同屬性預(yù)測結(jié)果進(jìn)行融合，根據(jù)不同屬性疊合交會值綜合確定大尺度裂縫的預(yù)測結(jié)果。

2.4 水平井鉆井優(yōu)化技術(shù)

根據(jù)該區(qū)地質(zhì)條件要求的密度范圍優(yōu)選合適的鉆井液體系，使用欠平衡鉆井，全過程保護(hù)油層。根據(jù)該區(qū)井段地質(zhì)及結(jié)構(gòu)特點，在一開井段優(yōu)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(cè)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(hù)性能。

地質(zhì)資料表明，該區(qū)主要發(fā)育凝灰?guī)r、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(jīng)驗表明，井壁穩(wěn)定性較好，氣體鉆井在該區(qū)可行，但泥巖段有失穩(wěn)風(fēng)險。水平井三開直接進(jìn)行霧化鉆井，如果原油產(chǎn)量高，影響攜巖，轉(zhuǎn)為泡沫鉆井。該措施的優(yōu)點是安全，氣體鉆井在產(chǎn)層施工，井壁穩(wěn)定性好；常規(guī)的動力鉆具也不能使用，應(yīng)準(zhǔn)備適合氣體鉆井的動力鉆具。

3 勘探新認(rèn)識

3.1 首次發(fā)現(xiàn)石炭系具備生烴條件

前人認(rèn)為春風(fēng)油田石炭系油源來自昌吉凹陷或四棵樹凹陷的二疊系，經(jīng)過 20～60km長距離運(yùn)移[3-6]。筆者研究發(fā)現(xiàn)，春風(fēng)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(jié)果為晚石炭世。

準(zhǔn)噶爾盆地石炭紀(jì)三面環(huán)海，位于赤道區(qū)，到晚石炭世在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣尚有殘余洋盆發(fā)育，這些洋盆直到二疊紀(jì)才最終關(guān)閉[7]?；鹕絿姲l(fā)產(chǎn)生的氣體及火山灰在海水中釋放營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)藻類、細(xì)菌大量生長，使石炭系凝灰質(zhì)泥巖中富集有機(jī)質(zhì)[8]。

車25井石炭系火山凝灰?guī)r有機(jī)碳含量為1%～3%，評價為好生油巖。春風(fēng)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(zhì)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(zhì)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(jī)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(xiàn)[9]指出，烴源巖的產(chǎn)烴率大小受控于其母質(zhì)與埋藏?zé)嵫莼瘲l件，有機(jī)質(zhì)類型越好，產(chǎn)烴率相對越高，而受火山作用影響越劇烈，則產(chǎn)烴率越低。排68井1302m石炭系灰黑色泥巖有機(jī)碳含量為0.14%～0.76%，Tmax為514～523℃，表明達(dá)到成熟階段。南部的排70井707m灰色硅化泥巖有機(jī)碳含量為0.2%～0.5%，Ro為0.69%，達(dá)到成熟階段，其下面的灰黑色硅質(zhì)泥巖有機(jī)碳含量和有機(jī)質(zhì)成熟度更高。說明春風(fēng)油田石炭系廣泛發(fā)育厚度較大的烴源巖，且能生成油氣。

3.1.3 油源貢獻(xiàn)

排 66井石炭系炭質(zhì)泥巖色質(zhì)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(xiàn)。

圖2 排66井石炭系炭質(zhì)泥巖生物標(biāo)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(huán)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(fēng)油田石炭系成藏有貢獻(xiàn)。

圖3 排608井石炭系灰黑色熒光凝灰?guī)r生物標(biāo)志化合物特征

3.2 首次發(fā)現(xiàn)石炭系存在自生自儲型油藏

前人認(rèn)為[10]，春風(fēng)油田石炭系主要發(fā)育斷塊型油藏，油源斷層是油氣從凹陷區(qū)進(jìn)入車排子凸起的重要運(yùn)移通道。但春風(fēng)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(fā)育的火山巖，該區(qū)斷層對油氣的封堵效果較差。此外，春風(fēng)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(yōu)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(yùn)移指向區(qū)。石炭系經(jīng)歷晚海西期—燕山期多期構(gòu)造運(yùn)動，地層遭受強(qiáng)烈擠壓、推覆作用及長期風(fēng)化剝蝕和淋濾改造作用，次生孔隙及裂縫較為發(fā)育，局部儲集條件較好。春風(fēng)油田石炭系本身具有生油條件，通過建立石炭系復(fù)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(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層，橫向斷裂發(fā)育的爆發(fā)相、溢流相火山巖分布區(qū)是油氣富集高產(chǎn)的主要區(qū)域。

3.3 探索實用開發(fā)技術(shù)至關(guān)重要

排61等6口井火山凝灰?guī)r儲層常規(guī)試采均獲工業(yè)油流，且保持了持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)。其中，排66井生產(chǎn)井段巖性為灰色油斑火山凝灰?guī)r，已連續(xù)生產(chǎn) 672d，累計產(chǎn)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(yè)油流?；诖猴L(fēng)油田石炭系發(fā)育整體連片連續(xù)型大型地層油藏的新認(rèn)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(jīng)驗[11]，部署的第1口水平井——排664側(cè)井成功鉆遇水平段486m，獲6t/d工業(yè)油流。王志平等[12-16]研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量隨裂縫條數(shù)的增加而增加，同時存在1個最優(yōu)裂縫條數(shù)，這些經(jīng)驗對于春風(fēng)油田水平井儲層改造有重要的借鑒作用。

表1 春風(fēng)油田石炭系探井試采情況

4 下一步勘探部署

在排664側(cè)井成功的基礎(chǔ)上，下一步準(zhǔn)備在該區(qū)部署側(cè)鉆井和水平井，目的是落實水平井產(chǎn)能和地質(zhì)研究的準(zhǔn)確性。井位部署優(yōu)選在有效儲層發(fā)育（裂縫或孔洞發(fā)育）、含油高度大的區(qū)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(qū)部署5口水平井，重點落實石炭系二、三類儲層產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)開發(fā)技術(shù)，水平井軌跡垂直裂縫發(fā)育方向，結(jié)合實際鉆井技術(shù)條件，水平段長度為500～700m。

5 結(jié) 論

（1）春風(fēng)油田石炭系廣泛發(fā)育厚度較大的泥巖，達(dá)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(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層，玄武巖、安山巖、火山角礫巖和凝灰?guī)r4種巖性均獲工業(yè)油流，橫向上斷裂發(fā)育的爆發(fā)相、溢流相火山巖分布區(qū)是油氣富集高產(chǎn)的主要區(qū)域。

（2）春風(fēng)油田石炭系通過磁力異常預(yù)測、三維地震預(yù)測、水利噴砂壓裂等實用技術(shù)，成功鉆探30口井，10口井獲得工業(yè)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(fā)育，勘探潛力較大。

[1]宋璠,楊少春,蘇妮娜,等.準(zhǔn)噶爾盆地春風(fēng)油田沙灣組沉積相新認(rèn)識[J].石油實驗地質(zhì),2013, 35(3):238-242.

[2]王學(xué)忠,王金鑄,喬明全.準(zhǔn)北春暉油田勘探成效分析[J]. 特種油氣藏，2013, 20(1): 15-18.

[3]李軍,薛培華,張愛卿,等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中段石炭系火山巖油藏儲層特征及其控制因素[J].石油學(xué)報,2008,29(3): 327 -336.

[4]何登發(fā),陳新發(fā),況 軍,等.準(zhǔn)噶爾盆地石炭系油氣成藏組合特征及勘探前景[J].石油學(xué)報, 2010,31(1): 1-11.

[5]侯連華,鄒才能,劉磊,等.新疆北部石炭系火山巖風(fēng)化殼油氣地質(zhì)條件[J].石油學(xué)報, 2012, 33(4):533-540.

[6]郗愛華,劉豇瑜,熊益學(xué),等.火山熔巖儲層次生孔隙類型的巖相學(xué)研究——以克拉美麗氣田石炭系滴西17井區(qū)為例[J].特種油氣藏,2012, 19(5): 26-29.

[7]李江海, 王洪浩, 李維波, 周肖貝.顯生宙全球古板塊再造及構(gòu)造演化[J].石油學(xué)報, 2014, 35(2):207-218.

[8]王書榮,宋到福,何登發(fā).三塘湖盆地火山灰對沉積有機(jī)質(zhì)的富集效應(yīng)及凝灰質(zhì)烴源巖發(fā)育模式[J].石油學(xué)報, 2013, 34(6): 1077-1087.

[9]林會喜，王圣柱，李艷麗，等. 準(zhǔn)噶爾盆地石炭系不同類型烴源巖生烴模擬[J]. 天然氣工業(yè), 2014,34(10): 27-32.

[10]侯連華,鄒才能,匡立春,等. 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣克-百斷裂帶石炭系油氣成藏控制因素新認(rèn)識[J].石油學(xué)報, 2009, 30(4): 513-517.

[11]田守崤,李根生,黃中偉,等.水力噴射壓裂機(jī)理與技術(shù)研究進(jìn)展[J].石油鉆采工藝,2008,30(1):58-62.

[12]王志平,冉博,童敏,等.雙孔雙滲火山巖氣藏裸眼壓裂水平井產(chǎn)能預(yù)測方法[J].石油勘探與開發(fā),2014,41(5):585-590.

[13]劉傳虎.準(zhǔn)噶爾盆地隱蔽油氣藏類型及有利勘探區(qū)帶[J].石油實驗地質(zhì),2014,36(1):25-32.

[14]嚴(yán)永新,張馳,常炳章,等.準(zhǔn)噶爾盆地春光區(qū)塊地震預(yù)測技術(shù)應(yīng)用[J].石油實驗地質(zhì),2013,35(1):104-107.

[15]譚開俊，張帆，尹路，等.準(zhǔn)噶爾盆地烏夏地區(qū)地層水與油氣保存條件[J].石油實驗地質(zhì),2012,34(1):36-39.

[16]李政,張林曄,沈忠民,等.準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起輕質(zhì)油母源及充注方向[J].石油實驗地質(zhì),2011,33(4):419-423.