廊固凹陷大柳泉鼻状构造带精细勘探与油气发现-.pdf

D OI10．3969／j．issn．16727703．2012．06．003 廊 固 凹 陷 大 柳 泉 鼻 状 构 造 带 精 细 勘 探 与 油 气 发 现 水 田建章1李先平李小冬1张弟荣1李清2屈伟玉1’3 1中国石油华北油田公司地球物理勘探研究院，河北省任丘市062552；2中国石油华北油田公司勘探 开发研究院，河北省任丘市062552；3中国地质大学 北京 ，北京100083 摘要大柳泉构造带是基于廊固凹陷二次三维地震连片一体化平台基础上，重新划分的一个鼻状构造带，其具 有多个局部构造和多个勘探领域，具备整体含油气的有利条件。近两年，在琥珀营北地区通过“五个精细和四个重新认 识”的具体做法，即精细构造解释、精细储层预测、精细综合评价、精细目标论证和精细井位标定，重新认识构造成因、 砂体微相、成藏模式和勘探潜力，钻探5口井均获成功。在固安地区创新勘探思路的“四个转变”，即从中深层向浅层 勘探转变、从局部向整体研究转变、从油藏向气藏研究转变和AV O 由定性向定量预测转变，发现了浅层高产天然气藏。 大柳泉构造带按照整体勘探思路，集中钻探13口井，有11口井获工业油气流，钻探成功率达85％，勘探获得多项新发 现，形成了5000104t 以上的整装规模储量，取得显著勘探成效。大柳泉鼻状构造带精细勘探的成功做法对其他老探 区的勘探具有一定的指导和借鉴作用。 关键词大柳泉鼻状构造带；精细勘探；储层预测；成藏模式；规模储量 中图分类号TEl 22．1 文献识别码A 1地质背景 大柳泉鼻状构造带位于廊固凹陷西部，勘探面积 为550km 2，区内已完成各类探井285口，获得工业油 气流井98口，发现沙一段、沙二段和沙三上、中、下 亚段5套含油气层系，探明石油地质储量3097．6104t 、 天然气储量51．35 X108m 3。以往以一次三维地震分块 资料为基础，地层划分不统一，构造解释缺乏整体性， 构造单元划分不合理。凹陷西部以旧州断层为界，自西 往东划分为固安一旧州构造带和柳泉一曹家务构造带， 构造特征表现为多个分散的破碎断块，圈闭规模小，钻 探成效较差，勘探潜力不明。20052010年，对该区 固安、旧州一琥珀营、中岔口和旧帅l i t 等4块主要构造 区实施了二次三维地震采集，资料品质大幅提升，研究 基础得到夯实。2008年，通过廊固凹陷三维大连片叠前 时间偏移处理，建立了凹陷整体研究的资料平台。以此 为基础，按照“整体研究、整体评价、整体勘探”的勘 探思路，开展了新一轮的精细构造解释，完成了全区12 个层序界面的高精度工业化构造图，搭建了综合研究的 地质平刽1| 。廊固凹陷西部以往的两个构造带属于同一 构造体系、同一成因机制、同一构造单元，对凹陷的构 造单元进行重新划分，首次划分了大柳泉鼻状构造带。 大柳泉鼻状构造带由前石家务、柳泉、中岔口、王 居、曹家务、琥珀营、琥珀营北、旧州、石佛寺、固安 和固安东等11个局部背斜、断鼻构造组成，紧邻生油 洼槽，是聚油的有利构造。 2010--2012年，通过对多构造、多领域的精细目 标落实与评价，发现了大批有利勘探目标，按照整体勘 探大柳泉鼻状构造带的思路，对琥珀营北、固安、曹家 务、前石家务和大兴砾岩体等进行整体部署，勘探获得 多项新发现。集中钻探13口井，有11口井获工业油气 流，钻探成功率达85％，其中曹29x、曹31、固40、固 基金项目国家科技重大专项“渤海湾盆地北部油气富集规律与增储领域研究”201l zx05006一005 。 第一作者简介田建章，男，高级工程师，1984年毕业于江汉石油学院，主要从事油气地震地质综合研究及勘探部署工作。 收稿日期2012-0915 哆刍矿中国石油勘探2012年第6期16 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 41x、固42等5口井获得高产油气流，形成了5000 10％以上的整装规模储量，取得显著勘探成效【2】。本文 以琥珀营北和固安地区勘探突破的精细做法为代表进 行重点解剖，以期对其他老探区的勘探提供一定的借 鉴作用。 2精雕细刻琥珀营北，复杂构造发现高效 储量 琥珀营构造位于大柳泉鼻状构造带东北翼，面积 约100km 2，由琥珀营和琥珀营北两个背斜构造组成。 该区勘探始自1979年，截至2009年，钻有探井19口， 其中获工业油气流井6口，低产井7El ，探井成功率为 31．6％，发现沙三上、中亚段两套含油层系，44-断块 探明石油储量396 X1眦，主要集中在琥珀营构造。而 琥珀营北背斜历经30年勘探，仅探明泉82断块油藏， 含油面积为0．3km 2，储量为36l O *t ，勘探一直未获 突破，陷入停滞状怼引。 从廊固凹陷整体研究的成果分析认为，琥珀营北 背斜勘探程度较低，紧邻桐南洼槽，成藏条件有利。深 入分析制约该区勘探进程的主要因素有4个方面一是 地震资料品质差，范围较小。二是构造复杂，多解性强。 该区位于大柳泉鼻状构造带与桐南洼槽的过渡区，历 年来地震解释所成的构造图各不相同，这是制约勘探 的主要问题。三是储层物性差，产能较低。已钻井沙三 上、中亚段砂层单层平均厚 度为4．O m ，单井产液量平均 为5．33m 3／d，认为储层厚度 薄，物性差，产液量低。四是 圈闭落实难，资源潜力不明。 构造与沉积砂体横向上配置 关系不明，单一构造圈闭模 式钻井成效较差，可供钻探 的圈闭难以落实。针对勘探 难点，采取了以下精细研究 对策，勘探取得新突破。 2．1精细构造解释．重新认识 构造成因 20082009年，在旧州 北地区部署了二次三维地震 采集，扩大了资料范围，对新 资料进行高精度成像处理， 资料品质提高，波组特征、断点清楚，为精细构造分析、 圈闭落实奠定了良好的基础【4】。 原来的构造图断裂简单，为单斜构造，构造背景不 清，缺乏有利的圈闭目标。本次研究立足品质好的地震 资料，结合区域构造演化史，进行精细构造解释，深入 研究构造的成因机制。琥珀营北背斜由旧州断层与琥 珀营断层夹持，沙三段构造西翼旧州断层系由南而北 通过多条东掉分支、派生断层释放应力，背斜东翼琥珀 营断层系由北而南通过多条西掉的分支、派生断层释 放应力，构造核部为一反向应力传递带【51，形成一个完 整的北西向挤压背斜构造，被北东向断层切割构成多 个断鼻、断块圈闭图1。 沉积相研究认为，该区沙三上一中亚段发育来自 西北部物源方向的扇三角洲沉积，本区处于扇三角 洲前缘亚相，发育水下分流河道、河I1坝、席状砂等 微相。将沙三上一中亚段细化为4个砂组，进行精细 对比和追踪解释，分砂组开展叠前储层反演和含砂 率预测，搞清了砂体类型和储层展布【6】，认为该区储 层条件有利图2。老井泉66、泉74、泉84等都 钻在砂体不发育区，有利储集砂体并无井钻遇。储层 最为发育区为背斜的核部，构造高点和有利储层匹 配良好。 图1琥珀营北背斜沙三上亚段构造形态图 Fi g．1 St ruct uralfor mi nupper飚ofH upoyi ngN oah A nt i cl i ne 17№6 2012Chi naPet r ol eumExpl“atlon、滁 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图2琥珀营北背斜沙三上亚段沉积微相图 Fi g．2M i cr oSedim ent ar yFacies in upper Es3 ofH upeyi ngN or thA nt i cl i ne “洼槽聚油理论”认为不同构造部位，成藏条件具有 “互补性”，构造高部位，构造作用强烈，构造圈闭发育， 有利于形成构造油气藏；构造带翼部，构造作用相对较 弱，配合以垂直构造走向发育的砂体，有利于形成岩性 地层圈闭忉。在此指导下，精细构建3种成藏模式是构 造油藏。主要发育在背斜核部，油气均沿断棱高部位聚 集，呈牙刷状，平面上多套含油层系叠合连片。二是构造 岩性油藏。在背斜翼部北西向展布的扇三角洲前缘被 北东向断层切割，形成构造岩性圈闭，圈闭高部位既 受断层控制，又受岩性控制。三是岩性油藏。在背斜北 翼，河口坝、远端坝等砂体易 于形成岩性圈闭图3。⋯ 2．4糟纫且标i拯，j 新烈识竺 勘探灌力⋯ 百7，Ⅲ， 琥珀营北背斜毗邻桐南 爱，。。 生油洼槽，背斜北翼地层东 2700 倾，下倾方向直接通达沙三 船” 段成熟烃源层，有直接通过 “⋯ 断层、砂岩输导体系获得油、。。 气的优势。背斜核部夹持在 旧州断层与琥珀营断层之间， ／JJl“中国石油勘探2012年第6期18 这两条大断层及次级断层的 发育为油气纵向运移提供了 良好的供油通道，因此该构 造成藏条件有利。 在圈闭模式和成藏分析 指导下，对沙三上一中亚段4 个砂组精细地震解释，共发 现落实有利目标12个，预测 石油资源量4000104t ，展 示了良好勘探前景。 2．5精细井位标定．发现高效 规模储量 按照“整体部署，分步实 施”的勘探思路，第一批整体 部署钻探曹29x、曹31、曹33、 泉75-10 x等4H井均获成功。 其中曹29x井按照三靶点大 斜度井设计，在沙三上、中亚段钻遇I、Ⅱ油层厚度达 50．8m ，试油获自喷日产油33．2m 3。曹31井油层厚度 为32．4m ，试油自喷油24．5m 3／d，均获高产工业油气 流。发现了琥珀营北地区一个新的含油气构造，实现了 勘探的新突破， 钻探证实，该区具有油层厚度大、产能高、易开发 动用、储量规模大的特点，是一富集油气聚集区。乘胜 追击，扩大勘探，第二批又部署上钻了3口井，有望形 成3000l眦的优质高效规模储量。 3精细研究固安构造。浅层发现高产气藏 固安构造位于大柳泉鼻状构造带西部，是后期构 图3琥珀营北背斜油藏模式图 Fig．3R eser voi r Pat t erni nH upoyi ngN ort hA nt i cl i ne 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 造反转形成的背斜构造，发育有沙三中、下亚段两套 勘探目的层，钻探井13口，仅发现固5、固18等4个 小型油气藏，只探明石油地质储量37 X104t ，勘探成 效较低。长期认为固安构造断块破碎，后期构造活动 强，断层封堵性差，西部邻近大兴凸起，地表水动力 活跃，油气藏保存条件较差，已发现的油气层“厚度 薄，产量低”，难以形成规模效益储量，是一个久攻不 破的地区。 通过大柳泉鼻状构造带整体研究，成藏综合评价， 认为固安构造发育有背斜构造背景，已钻固14、固35 井获工业气流，多口井见到大量油气显示和气测异常， 邻区的柳泉、柳泉北构造已发现天然气藏，因此该区是 天然气成藏的有利区。为此，创新思维，制订了“四个 转变”的勘探思路，创建了“高保真地震处理一全时域 A VO 定性拾取含油气定量预测一圈闭精细落实一三 图叠合目标评价”的浅层天然气评价方法流程，开展精 细研究，解决了制约该区勘探的关键问题，发现落实了 一批有利钻探目标，钻探的固40、固41x、固42井均 获高产工业气流，取得了勘探新突破，发现了富集高产 的浅层天然气规模储量区。 3．1从中深层向浅层转变．明确勘探层系 固安构造主要有沙三中、下亚段两套勘探层系，过 去研究认为，沙三下亚段为大套暗色泥岩夹砂岩、砂砾 岩沉积，储盖组合有利，烃源岩发育，并已达成熟阶段， 可形成自生自储型成藏组合，是勘探的重点层系；但钻 探证实其砂体不发育，埋深大于3500m ，储层物性差， 勘探成效低。 通过凹陷沉积相整体研究，该区沙三中亚段物源 来自西北部，发育多套扇三角洲砂体，储集物性好，砂 岩累计厚77～173m ，纵向分布集中，厚度大，横向上 分布稳定。砂岩百分比在35％～45％左右，平均孔隙度 为26．50％，平均渗透率为132．5m D ，属于中孔高渗型 储层，砂层发育程度及储层物性明显优于沙三下亚段， 是优质储层和有利的目的层。因此将勘探重点由沙三 下亚段转移到上覆的沙三中亚段。 3．2从局部向整体研究转变。明确成藏背景 充分利用新三维资料及该区所有的钻井、测井、试 油等资料，在等时层序格架内，精细地层对比及划分， 将主力勘探目的层沙三中亚段细划为5个砂组，沙三下 亚段细划为3个砂组。地震解释由以往的大套解释，细 划为8个砂组进行精细构造解释。由点到线，由线到面， 由面到体，开展全区整体、立体构造解释。 在沙三中亚段5个砂组顶面构造图上，固安地区发 育固安背斜和固安南断鼻两个局部构造。固安背斜为 一完整的低幅度背斜形态图4，背斜轴部在固35井 一固14井一线，呈北东向延伸，其西翼地层产状较陡， 图4固安构造沙三中亚段构造图 Fig．4St ruct ure i nm i ddl e Es3 of G u’anar ea 19№6 2012 Chi naPet r ol eumEcpJor at lon、釜＼ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 东翼产状缓。与以往老构造图上为多个局部小断块组 成相比，重新落实的固安背斜形态完整，构造背景有 利。固安南断鼻为向北西倾斜、南侧受旧州断层控制的 断鼻构造，已发现有固13、固131等气藏，成藏条件 有利。 来自大兴凸起北西向的扇三角洲前缘砂体，与背 斜构造叠置，形成多种类型的圈闭。背斜西翼和轴部主 要形成构造、构造岩性圈闭。背斜东翼和固安南断鼻 主要形成岩性、构造圈闭。 本区沙三中、下亚段是两套主要的烃源岩，研究 认为，廊固凹陷中浅层形成了生物气、低熟气、生物 改造气和生物一低熟气混源气等多种成因的天然气类 型【8】。固安背斜发育有固2断层、固古1断层和固13 断层等多条油气源断层，既可沟通沙三下亚段又可沟 通沙三中亚段的油气源；固安一柳泉地区后期强烈的 抬升，具备多源供气的有利条件，形成后生生物气一 低熟气混源成藏模式，为浅层天然气富集成藏奠定了 基础。 3．4A VO 预测由定性向定量转变．搞清寓集气区 A VO 技术是一项利用振幅随炮检距变化特征，分 析识别岩性和油气藏的地震勘探技术，可以更为合理 地提取隐藏在地震信息中的岩性参数，预测岩性和烃 类。A V O 技术是当前含气性检测的主要技术。 在高保真处理地震剖面上，已钻井大部分产气层 有明显振幅异常特征，运用大时窗A V O属性，定性拾 取，发现中浅层具有大面积地震“亮点”异常区，是否 所有“亮点”都为气藏是中浅层气藏勘探的关键问 题按照经典的含气砂岩A V O异常类型标准分析，并 不是所有的气层在地震剖面上都具有“亮点”特征。而 浅层含气砂岩，为第Ⅲ种异常，为负阻抗差，含气砂岩 的波阻抗低于上覆泥岩的波阻抗时，气层在地震剖面 上为“亮点”反映。固安构造含气砂岩埋深在1000～ 2000m 左右，为浅层含气砂岩，大部分具有“亮点”特 征。将已钻井试油证实的气层地震反射“亮点”统计分 析结果，符合率为64％。又运用“A V O截距、A VO 梯 度、碳氢检测因子和流体检测因子”等A VO 多属性对 含气砂岩进行综合判别，其符合率达到93％，明显高于 单纯用地震亮点特征判别气层。 A VO 气藏识别是一项综合性的技术法。必须结 ／／fJ中国石油勘探2012年第6期20 合研究区的地质特点，利用钻井和地震资料建立A VO 识别标志，分析对比不同A VO 特征剖面，进行含气 性综合解释。开展了AV O含油气识别由“定性”到 “定量解释”的研究。总结已知气层特征，运用A VO 正演、A V O属性反演、叠前同步反演、多属性综合分 析等4项技术，按照将地震振幅属性、A VO 截距／梯 度属性、碳氢检测因子、叠前弹性参数反演等多属性 所占比重为70％，地质圈闭综合评价所占比重为30％ 的含油气预测流程，计算出含气概率值Pg。。，以此 为标准建立了AV O多信息融合的“含气定量解释量 版”图5。 一120008∞O一4∞0040∞8咖12010 层顶A VO ●距 图5含气定量解释量版 Fi g．5 G asQ uant i t at i ve Expl anat i onM ap 在含气定量解释量版图上，含气砂岩顶部振幅为 负反射，含气概率值在50％～70％之间，为高产气层； 含气概率值在40％-50％之间为低产气层；含气概率值 小于30％为含水砂岩和含气水层。在固安一柳泉地区， 提取含气概率值在50％～70％的高产气层属性，有9个 高产气区，3个已钻探证实为高产气藏，6个为待钻有 和I区。 3，5三图叠合综合评价．选准高产并位 将构造图、含砂率图与A V O综合属性含气预测图 叠合综合评价，中浅层发现多个AV O 异常区，与圈闭 叠合较好的有9个，预测含气面积36km 2、天然气资源 量300 X108m 3。整体部署井位6口，钻探固40、固41x、 固42等3口均获高产天然气流 图6。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图6固安构造沙三中亚段油层顶构造与A V O 综合属性叠合图 Fig．6O ver l ayof oi lr eser voir sst r uct ur eandA V Ocom pr ehensi veatt r i but esinm i ddl e Es3 ofG u’anar ea 固40井于1710～1720m 井段，试气获日产天然 气6．2 X104m3。固41井揭示气层厚度3l m ，于1616～ 1630m 井段试油，获日产天然气17 X104m 3。固42井 钻遇气层厚度达80m ，是厚度最大的井，于1083．6～ 1498．6m 井段获日产天然气13．9 X104m3。在固安 地区浅层突破了天然气高产关、效益关，AV O技术 应用初见成效，有望形成300 x 108m 3的天然气规模 储量。 4结论与启示 4．1整体解剖和系统分析是老探区实现规模发现的重 要前提 勘探程度较高的老区，实施三维地震地质一体化 工程，开展整体解剖和系统分析，是勘探获得突破的 重要途径。廊固凹陷通过大力实施二次三维地震采 集，叠前时间大连片处理，采取从整体研究入手，从 而使地下的石油地质特征得以较全面的展现，为重新 认识与综合研究的深入提供了条件。近两年来，大柳 泉鼻状构造带集中钻探井13口，其中11口井成功，5 口井获高产油气流，钻探成功率达85％，已基本具备 形成50001041以上的规模储量，迎来了廊固凹陷新 的储量高峰。 4．2精细研究和重新认识是复杂探区勘探突破的重要 手段 渤海湾盆地富油气凹陷大都是地质条件十分复杂 的高勘探程度区，面对勘探对象越来越复杂的情况，要 想有所突破，非精细研究不可。精细研究就是要从成 功与失败正反两个方面的经验教训中，创新思路，重新 认识老资料，重新评价老结论，找准主要矛盾，抓住关 键问题，寻找勘探突破口。 廊固凹陷琥珀营北部地区一直认为构造复杂，断 块破碎，油气富集规律不清，近两年通过“五个精细和 四个重新认识”的具体做法，钻探5口井均获成功，发 现了高效规模储量。 21 N o62012Chi na Pet r ol eumEploratlonl’‘，10}釜＼ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4．3转变思路和创新技术是成熟探区突破瓶颈的有力 保摩 成熟探区历经几十年的勘探，勘探难度越来越大， 但丰富的剩余油气资源基础，仍是科研人员坚定找油 信心、精心探索的不懈动力。固安地区是一个久攻不克 及屡遭挫折的地区，近两年来，立足于高精度的三维地 震资料，从实际出发打破原有找油模式，克服思维定势 的束缚，推进勘探思路的“四个转变”，搞清了勘探潜 力，明确富集气区的分布，钻探313井均获高产工业气 流，发现了浅层高产天然气藏。 5结语 廊固凹陷整体研究、精细勘探的序幕刚刚拉开，主 攻大柳泉鼻状构造带取得阶段性成果，给油田公司的 发展提供了资源基础。由此而带来勘探思路的转变、观 念的更新、技术的提升，给勘探工作者积累了有益的经 验，并将加快推动廊固凹陷潜山及潜山内幕、深层天然 气、岩性地层和砾岩体等更多领域勘探的新发现和新 上接第15页 6结语 面对廊固凹陷勘探连年徘徊不前的局面，在中国 石油天然气股份有限公司和各级领导、专家的指导与 关怀下，华北油田分公司通过以二次三维地震大连片 处理解释为平台，开展了一体化科研组织、整体化综合 研究、精细化规模勘探，在大柳泉构造带勘探取得显著 成效，多区带、多领域综合评价展现出良好勘探前景， 老探区重现新曙光。 勘探实践表明，老探区油气成藏条件复杂，潜力在 不平衡之中，富集在复杂之中。因此，以油气资源为基 础，面对的地质情况越复杂，越要坚持认识无止境的信 念，越要坚定勘探发现的信心，重新审视老探区，定能 实现油气勘探的新发现、新突破。 参考文献 【1]赵贤正主编．精细勘探谱写老区新篇章的找油哲学【M 】．北 彳c；刍厂中国石油勘探2012年第6期22 突破。 参考文献 [1】赵贤正，卢学军，等．富油气凹陷的二次勘探【J】．中国石油 r勘探，2010，1521～7 [2】赵贤正．精细勘探谱写老区新篇章的找油哲学【M ]．北京 石油工业出版社，2012． 【3】杜金虎，邹伟宏，等．冀中拗陷古潜山复式油气聚集区[M 】． 北京科学出版社，2002． 【4】4赵贤正，张玮，等．富油凹陷精细勘探技术【M 】．北京石 油工业出版，2009． [5] 陈发景，汪新文，等．伸展断陷盆地分析[M 】．北京地质 出版社，2002． 【6】王彦仓，秦凤启，等．饶阳凹陷蠡县斜坡三角洲前缘薄互 层砂泥岩储层预测【J】．中国石油勘探，2010，15259～63． 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