塔里木盆地台盆区志留系油气钻探失利井原因分析.pdf

大 庆 石 油 学 院 学 报 J ouRNAI OF DAQI NG P ETR I EUM I NS TI TUTE 第 3 5卷 第 6期 2 0 1 1年 1 2月 Vo l _3 5 NO ．6 De c ． 2 0 1 1 塔里木 盆地 台盆 区志 留系油气钻探 失利井原 因分析 焦 姣 。 ，庞雄奇 。 ，庞 宏 。 ，姜福杰 。 ，李建华 。 1 _中国石油大学 北 京 教育部石油与天然气成藏机理重点实验室 ， 北京 1 0 2 2 4 9 ； 2 ．中国石油大学 北京 盆地与油 藏研究 中心 ， 北京1 0 2 2 4 9 摘 要 为 了认识塔里木盆地台盆区志留系储层特征及其油气藏成藏主控 因素 ， 利用叠合 盆地油气功能要素组合 一 构造过程叠合一相势耦合控油气成藏的新方法 ， 分析该层 系 1 8口钻探失利井原 因． 结 果表明 5 O 的探井 因油气成 藏功 能要素不全或不能有效组合而失利 ， 6 的探井因油气藏遭受后期构造运动被调整 、 破 坏而失利 ， 4 4 的探井 因晚期 相势 不能有效复合而失利． 该研究能够加深认 识塔里 木盆地 油气分 布预测 的复杂性 ， 检验新方法分 析钻探井失利原 因的有 效 性 ， 及其在油气勘探过程中的指导性 、 对油气勘探 区预测 的可行’陛． 关键词 塔里木盆地台盆区 ；志留系；功能要素组合 ； 构造过程叠合 ；相势耦合 中图分类号 T E1 2 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 01 8 9 l 2 0 1 1 0 60 0 0 1 一O 8 0 引 言 塔里 木盆 地志 留 系油气 资源 具有 丰 富 的开 采 价值 [ 1 ] ．自 1 9 9 5年 塔 中 1 1 井 首 次 获得 工 业油 气 流 以 来 ， 至今 已经 在志 留 系地层 成功 钻得塔 中 1 1 、 塔 中 1 2 、 塔 中 1 1 7 、 塔 中 1 6 9 、 塔 中 1 2 2等 油 气井 ． 目前 ， 志 留 系勘 探成 功 的工业 油 流井 主要集 中 于塔 中 I 号坡 折 带 和塔 中 1 O井 区附 近 ， 英 南地 区和 塔 北地 区也 有 分 布． 近年来 ， 在 轮 台凸起 的西 侧 即英买 3 4 3 5井 区发 现 一 系列 高 产工 业 油 气井 ． 这 些 成 功井 中以英 买 3 4 井为 首 ， 在深 度 5 3 8 4 4 5 3 8 9 1 “／2 处 ， 获产 油量 2 2 0 m。 ／ d 、 产 气量 1 2 8 0 4 m。 ／ d ， 突破 了探 明志 留系油 气藏 仅 局限于塔中地区的范围束缚． 同时， 表明塔北地区也是勘探志留系油气藏的有利区域． 志留系成藏条件及后期构 造变动极其 复杂， 志 留系地层钻探井成功率仅有 1 O l 3 ] ． 共研究探井 3 3 口， 其 中工业油流井 8口， 低产井 7口， 失利井 1 8口， 反映对该 区油气地质条件认识仍不清楚． 因此 ， 亟需 开展 钻探 失利 井原 因分 析 ， 明确该 层 油气 分布 的 主控 因素 ， 为 下一 步 有利 勘探 部 署 提供 指 导． 笔者 运 用 油 气功 能要 素组 合 一构 造 过 程 叠 合 一 相 势 耦 合 控 油 气 成 藏模 式 ， 对 台盆 区钻 探 失 利 井 原 因 进 行 分 析 ． 自 2 0 0 7年以来 ， 诸多学者开始阐述“ 相势” 控藏模式及多元 复合 一过程叠加成藏模式的理论意义， 并应用这 些模 式预 测有 利 目标 区[ 4 ． 虽 然理 论模 式 已经 提 出 ， 但 应用 仅 局 限于预 测有 利勘 探 区带 和 目标 ， 把 3个 成藏模式组合应用 ， 分析钻探失利井原因， 笔者 尚属首次． 1 志 留系地 质概 况 塔里 木 盆地位 于 中 国西 北部 见 图 1 ， 面积 达 5 6 1 0 k m ， 是 中国面积 最 大的 内陆盆地 ． 它 经历多 期 生排 烃 ， 多期 成藏 与油 气 的调整 、 改造 与破 坏l l ” ] ， 是一 个典 型 的叠合 盆地 ． 志 留系作 为塔 里木 盆 地 油气勘探的重要 目的层系之一 ， 面积广泛 ， 达 2 4 ． 9 1 0 k m ， 主要分布在北部拗陷、 塔中低 凸起、 满加尔 凹 陷 、 阿瓦提 凹陷_ l ． 塔 里木 板块 在志 留纪 为 克拉 通 内拗 陷 ， 具有 “ 两 隆夹 一 拗 ” 的地 貌格 局． 志 留系逐 层 向 隆起 区超 覆 ， 早 海西 运 动使 隆起 进一 步 发 展 ， 致 使 志 留 系普遍 遭 受 剥蚀 ， 由北 向南 剥蚀 量逐 渐 减小 [ 1 ． 层序 地层 及沉 积相 研究 表 明 ， 稳 定 的构 造 格局 、 宽 缓 的地 形特 征 、 不 同的物源 条件 ， 导致 志 留系形 成一套 以 滨岸一潮坪为主的沉积体系， 局部发育辫状三角洲、 潮控三角洲[ 1 8 1 9 ] ． 砂体厚度一般在几十米至几百米 ， 收稿 日期 2 0 1 l O 7 1 9 ； 审稿 人 付广 ； 编辑 陆雅玲 基金项 目 国家“ 9 7 3 ” 重点基础研究规划项 目 2 0 ] 6 C B 2 O 2 3 O 8 作 者简 介 焦姣 1 9 8 6 一 ， 女 ， 硕士生 ， 主要从事油气成藏机理方面的研 究 大庆石油学院学报 第 3 5卷2 0 1 1年 1 ． s D要素匹配预测有利成藏领域；2 ． c J 要素匹配预测有利成藏领域；3 ． K Q要素匹配预测有利成藏领域 注 色标代表油气成藏概率，越深成藏概率越大 图 4 志留系 目的层有利成藏领域预测及其与井位关系 联合控制 ， 宏观上控制油气藏的时空分布， 微观上 控制 油气 藏 的含 油气 性变 化， 简称 相 势耦合 控 藏 ] ， 且 相 势 指 数 越 高 越 有 利 于 油 气 成 藏 见 图 8 ． 由于相 控 油气 作 用表 现 出相 对 高孑 L 渗 控 藏 的 特点 ， 势控 油 气 作 用 表 现 出 相 对 低 势 区控 藏 的特 点 ， 文 中采 用均 一 化指 数 的 方 法 ， 建 立 相 对 优相 指 数 F I 和低势指数 P I ． F I 是储层 孑 L 隙度相对值 的函数 ， F I 值越高 ， 储层 的质量越好 ， 越有利 于油 气聚集 ， 其成藏概率越大． F I 一 声 ／ K／ K ／ 2 ， 1 式中 F I 为相对优相指数 ， 0 ％F I ％l ； 为储层孔隙 度 ； ⋯为与储层同一埋深， 区域地质条件下储层可 能具有的最大孔 隙度 ； K 为储层渗透率； K⋯ 为与 储层同一埋深， 区域地质条件下储层可能具有的最 大渗 透率 ． 利用相对位能指数 P 表征位能对油气成藏 困 奉 1 如 l 圈 效 粜 评 价 图 5 多期构造 变动对油气藏的改造模 式 地 质 过 程 叠 加 们 湘加 一 第构运一～ 第构运一～ 第构运～ 大庆石油学院学报 第 3 5卷2 0 1 i年 3分析过程及结果 3 ． I 功能要 素组合 控油 气分 布模式 依 据功 能要素 组合模 式 的方法 和步骤 ， 文 中检验 的 1 5口成功 井在预 测 的有利 成 藏 区 内， 在选 取 的 1 8 口失利井中， 其 中有 9口井 在预测的有利成藏 区外 见 图 4 ． 9口井分别是满南 1 、 方 l 、 和 4 、 古董 2 、 古 董 3 、 羊屋 2 、 哈德 2 1 、 满 西 2及塔 中 7 9 ． 分 析 9口井 的油气成藏条件 ， 研究各要素之间的组合情况 ， 结果 见表 1 ． 以满南 1井为例 ， 该井是 9口井 中缺少必备 的成藏要素最多的井， 失利原因主要是在晚加里东一 图8 相势耦合控藏图 早海西期成藏时塔中地区构造运动强烈 ， 正向构造单元古隆起 M 被破坏， 缺少有利储层发育的沉积 相 D 和保存油气的盖层 c ； 在晚海西一印支期成藏时该井缺少生成油气的烃源岩 S 、 有利 的油气储集 体沉积相 D 和油气保存油气的盖层 C ； 喜山期成藏时与前一期状况相似 ， 同时缺少 S 、 D、 C成藏必备条 件． 即满南 l井因在每一个成藏过程 中都缺少一个或多个功能要素而不能成藏 ， 所以导致该井失利． 其余 8口井 的失利原 因见 表 1 ． 表 I 失利井与各匹配要素关系 注 “ √ ” 为 具 备 粟 一 成 藏要 素 ； “” 为 不 具 备 该成 藏 要 素 ． 3 ． 2 构造 过程 叠合控 油气 改造模 式 通过功能要素组合模式分析后 ， 还有 9口失利井待分析． 它们可能在早期形成 了油气藏 ， 但受到后期 构造 变动 的调整 、 改造 和破坏 而失 利． 志留系目的层多期成藏与多期构造过程叠合后预测的有利区相对剩余资源潜力分布见图 7 ． 剩余烃 潜力是指油气资源在某一区域内被保存下来的概率的大小， 因此剩余烃潜力越大油气被保存的概率越高． 所有钻探成功井分布在有利区域之内． 失利井为利用功能要素组合控油气分布模式不能分析失利原因的， 需要用构造过程叠合控油气改造模式分析的．由图 7可以看出 1 乔 2井在受到构造过程叠合后被排除 在有 利勘探 区之外 ． 乔 2井在 晚加 里东 一早 海西 期成藏 ， 随后 遭 受两 期 构 造 破 坏 ， 使 油 气消 失殆尽 ． 2 哈德 1 4 、 塔 中 1 3 、 塔 中 1 4 、 塔中 3 3 、 塔中 7 l 、 塔中 8 2 5 、 塔 中 7 7和胜利 1井， 虽然在构造过程叠合后仍处于预测 的 有利区范围内， 但是其所处的相对剩余烃潜 力较低， 普遍低于 0 ． 5 7 见表 2 ． 由表 2可 以看 出 ， 塔 中 1 3 、 塔 中 1 4 、 塔 中 3 3 、 塔 中 8 2 5井仅在 晚加里东 一早海西 期成藏 ， 随后受早海西构造变动调整破坏． 表 2 失 利 井 经 历 构 造 变 动 概 况 第 6期 焦姣 等 塔里木盆地 台盆 区志 留系油气钻探失利井原因分析 早 海 西期 的 构造运 动对 志 留系 影响很 大 ． 它导 致塔 里木 盆地 台盆 区最 广泛 的地 层抬 升和剥 蚀 ， 剥 蚀泥 盆系 地层和志 留系地层 ， 使志留系油气藏埋深变浅而接近地表 ， 原始的古油藏遭受破坏 ， 致使这些井剩余烃潜 力 较 小 ≤ 0 ． 4 0 ． 实际 上 ， 由于构 造抬 升 ， 志 留 系油 层 被 破 坏 严 重 ， 大 多钻 遇 沥 青 ． 哈德 1 4井 在 喜 山期 成 藏， 几乎未受到构造调整破坏 ， 所 以具有一定的剩余资源潜力． 塔中 7 7 、 塔 中 7 1和胜利 1 井在晚加里东一 早 海 西期 成藏 ， 虽然 受 早海 西运 动 的影响 ， 但是 在 喜 山期 又 经历成 藏作 用 ； 因此 剩余烃 潜力 相对较 大． 志留系失利井在构造过程叠加预测后 ， 虽然仅排除乔 2井， 但油气资源受到不同程度构造作用的影响 和破 坏． 3 ． 3 晚 期相 势耦 合控 油气 分布 模式 研究功能要素组合控油气分布模式和构造过程叠合控油气改造模式分析后 的 8口失利井失利原因， 包 括 塔 中 1 3 、 塔 中 l 4 、 塔 中 3 3 、 塔 中 7 1 、 塔 中 7 7 、 塔 中 8 2 5 、 哈德 1 4和 胜利 1 井 ． 塔里木 地 区志 留系 已发 现 的油气 藏 和工业 产 油气 井统计 结 果 表 明 见 表 3 ， 成 功油 气 井 均 分 布 在相 势 耦 合 指数 F P I 0 ． 5的范 围 内； 失利井的 F P I ≤O ． 5 ， 说明失利井分布在优相低势有利区域范围之外 ， 所 以不能形成工业油气流． 表 3 志 留系失利 井相势耦合 指数 计算 结果 4 结 论 1 分 析塔 里 木盆地 台盆 区志 留系 目的层 3 3口井 发 现 所有 的成 功井 在 预 测 的有 利 范 围 内 ， 证 明 油 气 富集 成藏 理论 的科 学性 、 相 关方 法 的可行 性和 有效 性 ； 所 有 的失利 井 能够根 据油气 功 能要素 组合 一构造 过程叠合一相势耦合理论分析原因． 2 在 3 个 失 利井 主要 原 因中 ， 因功能 要 素不全 或不 能有 效 组合 ， 导 致 失利 井数 有 9口，占失 利 井 总 数的 5 O ； 因相势条件不 匹配， 导致失利井数有 8口， 占失利井总数的 4 4 ； 因构造过程叠合改造和破坏 油 气藏 ， 导 致失 利井 数有 1口， 占失 利井 总数 的 6 ． 参考 文献 [ 1 ] Y a n g Ha i j u n ， L i S u me i ， P a n g Xio n g q i ，e t a 1 ．Or i g i n o f t h e s i l u r i a n c r u d e o i l s a n d r e s e r v o i r f o r ma t i o n c h a r a c t e r i s t i c s i n t h e t a z h o n g u p l i f t [ J ] ．AC TA Ge o l o g i c a S i n i c a ， 2 0 1 0 ， 8 4 5 1 1 2 8 1 1 4 0 ． [ 2 ] 吕修祥， 白忠凯， 赵风云． 塔里木盆地塔 中隆起志 留系油气成藏及分布特点[ J ] ． 地学前缘 ， 2 0 0 8 ， 1 5 2 1 5 6 1 6 6 ． 7 大庆石油学院学报 第 3 5卷2 0 1 1年 [ 3 ] 金晓辉 ， 闫相宾 ， 张哨楠， 等． 塔里木盆地志留系成 藏条件与勘探方向探 [ J ] ． 西安石油大学学报 ， 2 0 0 6 ， 2 1 2 1 5 ． [ 4 ] 庞雄 奇， 高剑波 ， 吕修祥 ， 等． 塔里木盆地“ 多元复合 ～过程叠加” 成藏模 式及其应用[ J ] ． 石油学报， 2 0 0 8 ， 2 9 2 1 5 9 1 6 6 ． [ 5 ] 庞雄奇， 李丕龙 ， 张善文 ， 等． 陆相断陷盆地相一势耦合控藏作用及其基本模式[ J ] ． 石油与天然气地质， 2 0 0 7 ， 2 8 5 6 4 i 一6 5 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a n d p r e d i c t i o n o f f a v o r a b l e a c c u mu l a t i o n a r e a s i n c o mp l i c a t e d s u p e r i mp o s e d b a s i n s i n C h i n a [ J ] ．P e t r o l e u m S c i e n c e ，2 0 1 0 ， 7 1 1 0 1 9 ． [ 2 1 ] 胡剑风 ， 吕修祥， 赵风云． 塔里木盆地塔 中隆起志留系油气聚集控制 因素口] ． 沉积学报， 2 0 0 5 ， 2 3 4 7 3 4 7 3 9 ． [ 2 2 ] 戴金星 ， 卫延召， 赵靖舟． 晚期成藏对大气 田形成的重大作用[ J ] ． 中国地质 ， 2 0 0 3 ， 3 O 1 1 0 1 9 ． [ 2 3 ] 贾承造 ， 何登发 ， 石 昕， 等． 中国油气晚期成藏特征[ J ] ． 中国科学 D辑 ， 地球科 学， 2 0 0 6 ， 3 6 5 4 1 2 4 2 0 ． 大庆石油学院学报 更名为 东北石油大学学报 预告 按 照 中华人 民共 和国教 育部 教 发 函 [- 2 0 1 0 ] 6 5号 文件 精 神 ， 原 大 庆 石 油学 院 已经 更 名 为东 北 石 油 大 学 ， 因此 大 庆石 油学 院学报 J OURNAL OF DAQI NG P E T RO L E UM I NS T I TUTE 将更 名 为 东北 石 油大 学学报 J 0UR NAL OF N0 RTHE AS T P E TR OI E UM UNI VE RS I TY ． 期刊 主办单位 由大庆石 油学 院变更 为东北 石油 大学 ， 出版单 位 由 大 庆石 油 学 院学 报 编辑 部 变更 为 东北 石油 大学学 报 编 辑部 ， 特此 预告． 8 大庆石油学院学报 编辑部