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跳出勘探“舒适圈” 积极挺进“新领域”

来源:中国石化报 时间:2024-04-15 08:10

河南油田页岩油勘探井张页2井钻井现场。戚剑峰 摄

河南油田:突破页岩油勘探“禁区”


河南油田科研人员在讨论夹层型页岩油“甜点区”。李小霞 摄


□本报记者 常换芳 通讯员 李小霞 李黎明

3月27日,河南油田部署在南阳凹陷张店区域的页岩油预探井张页2井钻遇100米连续气测显示良好的页岩油层。

2023年以来,河南油田在南阳凹陷针对夹层型页岩油部署的张店3井、张56井、张页1井等5口探井均获成功,明确了可观的页岩油资源量。

“转变认识走出‘误区’,再研究、再分析基础资料,加强勘探开发一体化攻关,为河南油田页岩油勘探打开了一扇窗。”河南油田副总地质师、油气勘探管理部经理王勇说。

学习取经,打开勘探之窗

随着勘探程度不断提高,南阳凹陷新发现储量区块的面积、规模逐年下降,勘探目标更分散、隐蔽。对此,河南油田加大对资源潜力更大的非常规页岩油气藏的勘探力度,力求手中有“粮”。

夹层型页岩油就像汉堡中的肉片一样,存在于富有机质泥页岩及碳酸盐岩、砂岩、粉砂岩的夹层中,找到它并不容易。南阳凹陷是常压地层,页岩油储集层砂体薄、物性差,缺乏有效储层、隐蔽性强,勘探难度更大。2002~2015年,河南油田多次尝试无果,南阳凹陷似乎成了页岩油勘探的“禁区”。

2023年开始,河南油田到胜利、江苏、新疆等油田学习取经,力求打开页岩油勘探研究思路。他们了解到,新疆油田吉木萨尔凹陷页岩油的油藏结构和南阳凹陷极为相似,而吉木萨尔页岩油2022年产量已突破50万吨,那么南阳凹陷应该也有页岩油且潜力巨大。

河南油田部署风险探井,重新分析南阳凹陷的油藏特征,寻找页岩油勘探的突破口,按照“走向深层系,逼近优质生油岩”的勘探思路,重启南阳凹陷页岩油探索。

精细解剖,获得意外惊喜

“在研究过程中,我们最意外的惊喜就是发现了夹层型页岩油。”河南油田页岩油团队经理、油田高级专家严永新说,他们发现南阳凹陷张店南部深层处于优质生油岩区,而且具备形成夹层型页岩油的有利地质条件。

科研人员精细解剖油藏结构,部署张页1井、张店3井,了解油藏成藏特征的同时,重新研究张店区域几百口老井的勘探资料,详细分析关乎油藏成藏特征的岩石矿物、有利生油岩地化等40多项指标,发现张店三角洲前端的滨浅湖区域分布广泛的细粉砂岩薄夹层,而且具有良好的油气成藏条件,对夹层型页岩油的储集空间特征也有了新认识。

张店3井在603米的有利生油岩层段中,钻遇累计厚126米共计62层的夹层型页岩油藏。按照“有目的层不唯目的层”的思路,河南油田对张店3井气测异常明显的下段开展油管体积压裂改造,获日产6.22立方米工业油流。

为进一步评价夹层型页岩油勘探潜力,河南油田采用“自生二氧化碳解堵+前置渗吸驱油+层内暂堵+分段分簇套管体积压裂”工艺,对该井上段进行压裂,获日产10.53立方米工业油流。目前,张店3井已累计产油1200多吨。

联手攻关,拓宽勘探领域

想要多收“粮”,就要广种“田”。河南油田勘探和开发系统联合攻关,不断拓宽页岩油的勘探领域。

在张店3井勘探成功的基础上,油田持续开展“优质生油岩条件再评价、储层特征再认识、成藏类型再深化”研究,明确夹层型页岩油的“甜点区”。

为了找到更多“甜点”,油田加强勘探开发一体化攻关,在南37断块部署滚动探井张56井,扩大夹层型页岩油勘探范围。该井钻遇良好油气显示,分两段开展体积压裂,峰值日产油22.55立方米,目前日产油稳定在4吨以上。

趁热打铁,河南油田对张2203、南145两口老井开展复查,并部署张页2井,继续深挖夹层型页岩油勘探潜力。

钻探过程中,他们发现南阳凹陷滨浅湖沉积区发育3套夹层型页岩油层系,范围从张店油田覆盖到魏岗、马店地区,资源量极为可观。

中原油田:探索老区致密油气新领域

中原油田科研人员在讨论明55侧1井钻进情况。赵奕松 摄


□杨 敏 李 路

“这口预探井于3月2日开始放喷生产,最高试获日产油17吨、气842立方米,标志着中原油田在成熟探区‘三新领域’勘探取得重要突破。”4月7日,中原油田勘探开发研究院东濮勘探研究所所长高永涛带领团队成员分析文318井的生产数据。

文318井是中原油田部署在东濮凹陷前梨园洼陷带的一口预探井,主要目的是探索该地区致密砂岩油藏的含油气情况,这是一个全新的勘探领域。

“中原油田从未间断对‘三新领域’的探索,并在鄂尔多斯盆地等致密油领域有了可观的地质储量发现,但在东濮老区还存在致密油分布规律认识不清等难题。”中原油田地质综合研究油气地球化学及资源评价专业高级专家徐田武说。

一旦拿下致密油这个领域,东濮老区广泛分布的这类油藏都将具备勘探开发价值,将成为中原油田新的储量(产量)增长极。

科研人员摸着石头过河,钻井、录井、测井及分析化验等致密砂岩的各项资料都被“吃干榨尽”。通过大量研究分析,他们发现,致密油藏有“一个砂体一个油藏,满洼含油”的特点。

“勘探工作是综合性的,需要地质人员、工程技术人员和地球物理人员联合攻关,涉及‘支系’庞大。”中原油田勘探部署专业高级专家慕小水感慨。

大家各司其职又团结协作:地质人员优选出地层中好的致密砂岩含油气层系,结合地质资料分析可能存在的油藏类型;地球物理人员利用三维地震资料进行储层预测,分析这类致密砂岩在平面上的展布并设计井位;工程技术人员结合地质资料,设计并实施好油气井钻探及压裂施工。

从事地球物理储层预测研究工作的中原油田勘探开发研究院东濮勘探研究所技术员郭立杰说:“东濮老区薄层型的致密砂岩储层预测难度较大,我们开展了特征曲线重构、波形指示反演等技术研究,大大提升了致密储层预测的精度。”

从事压裂工作的中原油田石油工程技术研究院油层改造技术研究所主管柳宗权说:“文318井的致密储层压裂工作率先探索使用了新的工艺技术,试验了工艺参数,效果显著,为下一步致密油压裂指明了方向。”

“为了攻关致密砂岩储层边界问题,我们进行了大量、反复甚至重复的工作,确定了3套方案:完全以地球物理储层预测为依据刻画边界、以钻探测井解释油层的老井作为边界、以效益开发的深度作为底界。经过探讨,我们最终确定采用以钻探测井解释油层的老井作为边界这一方法。”中原油田勘探开发研究院储量研究团队带头人张光斌说。

水滴石穿。中原油田按照“滚评一体增储量、兼顾深层和浅层拓展新层系”的思路,建立以“页岩油/致密油箱体甜点刻画”为指引的勘探模式。截至目前,部署实施探井10口,落实了规模增储、快速转化的高效勘探区带,探明储量超500万吨,也证实了东濮凹陷洼陷带“多层、薄层致密/页岩油层纵向上相互叠置,平面上广泛分布”的“三新领域”油气富集模式,坚定了增储上产的信心和决心。

江苏油田:隐蔽油气藏“多点开花”

江苏油田物探院科研人员在讨论井位解释方案。 罗红霞 摄


□徐博誩闻 何俊卿 张健伟

一季度,江苏油田在联盟庄戴一三层系部署了3口井,其中,一口井正钻,并已见到油气显示。

近年来,江苏油田积极开展苏北盆地“三新领域”勘探,高邮凹陷戴一三新层系多类型隐蔽油气藏勘探取得重大突破。隐蔽油气藏逐步成为资源接替的重要领域。

思路一转天地宽

江苏油田地面水网纵横,地下断块破碎、构造复杂。经过几十年勘探开发,老区剩余油分散,资源接替矛盾凸显。对此,江苏油田提出“两个转变”——从以构造油藏勘探为主转到以隐蔽油气藏勘探为主,从常规油勘探转到“常非并进”。

2019年末,江苏油田成立苏北盆地隐蔽油气藏勘探项目组。江苏油田物探院党委书记李书瑜说:“高邮凹陷戴南组探明储量有7000多万吨,戴一三作为新层系探明储量只有94万吨,仅占戴一段已探明储量的3%,剩余近亿吨资源量待探明。”

科研人员强化基础地质研究,转变勘探思路。早在2013年,科研人员就尝试对戴一三层系进行探索,但早期在3000米以浅地层沉积边缘部署的几口井,均未取得预期成效。

对此,科研人员重新开展整个苏北盆地全凹陷古地貌、沉积体系、成藏规律系统研究,得到“东部地区储层发育,圈闭成藏受封堵条件控制;西部地区保存条件优越,油气富集程度受储层条件控制”新认识,并据此转变勘探思路:从寻找地层超覆转到寻找厚储层,从寻找反向断块转到寻找岩墙和顺向断块。

新层系连获突破

沿着新思路,科研人员加强基础研究,发现戴一三层系有着“近源区盖、孔缝双储”的成藏潜力——其下是烃源岩,其上有一层稳定的泥岩盖层,戴一三环凹发育优质相带砂体,裂缝发育,储层条件优越。“上面‘盖’住油不让油跑掉,下面还有‘源’来生油,中间怎么能没有宝藏?”江苏油田物探院解释研究一部副主任范立新说。

科研人员按成藏要素和圈闭类型,划分出作为首选突破方向的两个效益增储带、两个规模增储带,以及3个潜力带、两个兼探带。

2021年11月,富125侧井钻遇油层8层26.1米,试油日产13.3吨,首次在富民油田戴一三新层系获得突破。

科研人员迅速开展回顾评价,发现该层系虽然埋藏深,但裂缝发育具有普遍性,具备获得高产稳产的地质条件。2023年4月,富18-1斜井压裂投产,日产油稳定在9.4吨,南部陡坡带戴一三层系首获工业油流。之后,他们又相继部署了富123-01井、侧富5-2井、富801井,富民构造滚动勘探逐步扩大,形成了区域性规模增储带。

随着勘探认识不断深化,隐蔽油气藏勘探项目组从高邮凹陷中东部有利勘探区逐步展开,拓展全区戴一三层系的勘探开发。在优选评价之后,技术人员对永33-3侧井实施老井侧钻,压裂后日产油8.67立方米。

科研人员将勘探区域从东部优质储层发育区向西部保存条件优越区拓展,由北部三角洲水下河道砂油藏向南部扇三角洲砂砾岩油藏拓展,在真武-曹庄接合部相继部署实施真53侧、曹32侧等井,均获成功。

老井捷报频传为科研攻关注入强心剂。2023年底,为扩大油藏规模,科研人员把目光转向少砂地区,部署联701斜井,投产后日产油超7吨,证实在远离物源砂体欠发育地区,砂砾岩也可以见到良好勘探效果。

技术穿起“糖葫芦”

“地层分布广,要想实现高效开发,就要在地下找到‘最甜’的位置。”江苏油田物探院解释研究一部副主任罗震说。

为认清储层发育位置,科研人员开展砂岩展布特征研究,建立全区沉积模式,对全区200多口井进行连井对比、沉积相分析,总结出高邮凹陷戴一三沉积模式,精细刻画了沉积相展布。

如何让地下3000米的藏宝图变清晰?科研人员按照不同圈闭类型分区评价的勘探思路,建立了基于拓频地震资料、相控-波形指示反演、地震响应建模等储层预测技术,得到高品质地震成像资料,提高了圈闭描述精度与钻井成功率,完钻的15口井均取得成功,助力新增三级储量670万吨。

科研人员进一步拓展多类型隐蔽油气藏勘探,在邵伯地区首次揭示超覆型油藏。2月29日,邵801斜井经压裂后放喷,获日产油6.7立方米,展示了南部陡坡带戴一三扇控型隐蔽油气藏巨大的勘探潜力,形成了“南北并进、多点开花”的局面。

挖掘成熟探区勘探潜力 深入拓展“三新领域”

□林会喜 郑定业

我国东部陆相断陷盆地油气资源丰富,经过半个多世纪的勘探,已进入高成熟勘探阶段。如何进一步挖掘成熟探区勘探潜力、深入拓展“三新(新区带、新层系、新类型)”领域,是东部老油田面临的重要挑战。

中国石化东部成熟探区应积极推进常非一体化勘探、深化“邻源地质体”研究、挖掘煤成气资源潜力,以及大力拓展外围新区,使其成为提升油气储量、实施资源战略的重要阵地。

自20世纪末美国地质调查局首次提出全含油气系统概念以来,常非一体化研究迅速发展。中国石化深化统筹常规与非常规、规模拓展与精细勘探,到目前形成了“咸化富烃、酸碱控储、有序成藏、精细勘探”的断陷盆地油气勘探理论,“咸化早生、缝网运聚、纹层富集、多因素控富”的页岩油富集理论技术,以及高密度三维地震勘探技术。未来,应持续深入研究深层超压背景下油气成烃-成储-成藏动态、有序演化过程,落实不同类型油气勘探有利区带及风险目标;重点攻关砂砾岩储集体、页岩“甜点区”预测等高精度三维地震勘探技术。

“邻源地质体”是指含油气盆地内与烃源岩层系间隔多个沉积层序且无成因联系,油气无须长距离运移即可规模聚集成藏的地质体。中国石化东部成熟探区“邻源地质体”发育广泛,主要分布于渤海湾盆地济阳坳陷、松辽盆地长岭断陷及梨树断陷、苏北盆地、江汉盆地。中国石化在深部斜坡部位和负向构造带隐蔽潜山、中-基性火山岩勘探中获得显著突破,逐步形成了以“邻源地质体”为核心的“源储对接、超压充注、厚盖封存、断裂控储”区带评价技术及火山岩、潜山断缝体识别的地震处理技术。

我国煤层气勘探始于20世纪80年代,经过30多年探索,实现重大突破。截至2023年,我国在沁水、鄂尔多斯等盆地发现煤层气田29个,在大宁-吉县、神府、大牛地等区块,深层煤层气探明储量超3000亿立方米。受古生界煤系烃源岩发育特征影响,中国石化东部成熟探区煤层气勘探集中于渤海湾盆地济阳、临清坳陷。胜利油田、中原油田等通过综合对比煤系油气高产区,结合本探区实际地质条件,由寻找源外煤成气向源内煤层气、中浅层煤层气向深层煤层气探索,初步形成了“二次供烃、近源输导、有效保存”地质成藏理论。

中国石化东部成熟探区外围主要包括临清、胶莱、江汉外围、苏北外围等中小盆地或地区,油气类型多样,探明程度低。近年来,外围勘探捷报不断,在辽东东探区古近系-新近系部署的胜顺701井,获得日产近50立方米油流,在徐闻地区古近系部署的徐闻13井、徐闻601井,获日产19立方米、18立方米油流。此外,南华北盆地、临清坳陷东部上古生界煤成气,林甸地区常非一体化、“邻源地质体”等的油气勘探都显现较大潜力。(作者单位:中国石化石油勘探开发研究院)

苏北盆地隐蔽油气藏 勘探理论和技术进展

□江苏油田物探研究院副院长 夏连军

陆相复杂断陷盆地具有断裂非常发育、物源供给多向、岩性岩相变化快等地质特点,隐蔽油气藏成藏控制因素多、富集规律复杂,勘探对象普遍具有“低、深、隐、难”的特点,大多为低渗透、深层、隐蔽性强、勘探难度大的地质体,圈闭识别方法不适用、储量动用难度大。据预测,中国陆相断陷盆地的成熟老油区,隐蔽油气藏储量在60%以上。

近年来,苏北盆地隐蔽油气藏新类型、新层系、深层深凹致密岩性油藏的勘探实践,进一步丰富了隐蔽油气藏勘探理论和技术体系。

第一,通过以全油气成藏体系的观点重新梳理油气生烃、排烃、运移、聚集的全过程,老油田隐蔽油气藏勘探理论认识不断深化、勘探对象得到扩展。近年来,江苏油田在深凹、深层戴南组底部的邻源层系开展油气成藏基础研究和老井系统复查,取得了“近源区盖、南洲北扇、二元控藏、孔缝双储”的油气富集规律新认识,提出了辉绿岩岩墙遮挡型油藏的成藏模式,岩墙优越的侧向封堵条件,在纵向上形成了多套储盖组合富集的整装油藏,勘探开发效益较好。在火山活动普遍的东部断陷盆地,岩墙遮挡型隐蔽油气藏值得勘探人员重视。

第二,储层改造工艺迭代升级,支撑了老区深凹深层隐蔽油气藏的效益勘探和开发。江苏油田针对深凹带岩性油藏储层致密的地质特点,以常规压裂为基础,借鉴页岩油大型体积压裂思路,建立了深层致密岩性油藏压裂配套技术,勘探对象突破了3700米埋深,在深凹深层的水下分支河道、前缘席状砂、水下扇砂砾岩体等多种沉积体系实现商业发现。

第三,物探技术创新发展,提高了隐蔽油气藏的描述精度和成功率。适应复杂地表的单点高密度三维地震采集、压缩感知提高分辨率等物探技术在多个地区得到应用,“十四五”以来,隐蔽油气藏探井成功率保持在70%以上。



(责任编辑:王莹)