文章快速检索     高级检索
  中国石油勘探  2019, Vol. 24 Issue (1): 24-35  DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2019.01.004
0

引用本文 

杜金虎, 支东明, 唐勇, 贾春明, 徐洋, 阿不力米提·依明, 邓勇. 准噶尔盆地上二叠统风险领域分析与沙湾凹陷战略发现[J]. 中国石油勘探, 2019, 24(1): 24-35. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2019.01.004.
Du Jinhu, Zhi Dongming, Tang Yong, Jia Chunming, Xu Yang, Abulimity·Yiming, Deng Yong. Prospects in Upper Permian and strategic discovery in Shawan sag, Junggar Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2019, 24(1): 24-35. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2019.01.004.

基金项目

国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2017ZX05001002);中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“新疆油田和吐哈油田勘探开发关键技术研究与应用”(2017E-0401)

第一作者简介

杜金虎(1959-), 男, 陕西合阳人, 1983年毕业于成都地质学院, 教授级高级工程师, 李四光地质科学奖获得者, 主要从事石油地质勘探方面的研究和管理工作。地址:北京市东直门北大街9号中国石油勘探与生产分公司, 邮政编码:100007。E-mail:dujinhu@petrochina.com.cn

文章历史

收稿日期:2018-12-21
修改日期:2018-12-24
准噶尔盆地上二叠统风险领域分析与沙湾凹陷战略发现
杜金虎1, 支东明2, 唐勇2, 贾春明2, 徐洋3, 阿不力米提·依明2, 邓勇4     
1. 中国石油勘探与生产分公司;
2. 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院;
3. 中国石油杭州地质研究院;
4. 中国石油集团东方地球物理公司乌鲁木齐分院
摘要: 从玛湖大油区上二叠统成藏特点和油气分布规律入手,明确了3种类型油气藏有序分布规律,建立地层背景下广覆式退积型扇三角洲源上大面积成藏模式。首次统一准噶尔盆地二叠系东西部地层系统,通过石油地质条件类比研究,发现了面积超过2.5×104km2的中央坳陷上二叠统中组合石油重大接替领域。在古地貌控沉控砂交互分析基础上,认为上二叠统受沟槽体系控制,在地层超覆背景下发育八大扇三角洲沉积,为此确定四大勘探领域和十大有利区带成藏条件优越,具备整体勘探条件。沙湾凹陷西斜坡是油气长期汇聚成藏的有利指向区,其上乌尔禾组、百口泉组发育扇三角洲前缘相带有利储层,物性较好,岩性圈闭群数量多、面积广,资源量大且勘探程度低,具有多层系立体成藏的特点,是风险勘探的重大领域。为此2018年优选沙湾凹陷西斜坡地层背景下岩性油藏群作为突破口,部署沙探1井,获重大发现,展现出与玛湖凹陷类似的多层系立体勘探潜力,有望与玛湖大油区连片,形成又一个勘探大场面。
关键词: 准噶尔盆地    上二叠统    沙湾凹陷    风险领域    发现意义    
Prospects in Upper Permian and strategic discovery in Shawan sag, Junggar Basin
Du Jinhu1 , Zhi Dongming2 , Tang Yong2 , Jia Chunming2 , Xu Yang3 , Abulimity·Yiming2 , Deng Yong4     
1. PetroChina Exploration and Production Company;
2. Exploration and Development Research Institute, PetroChina Xinjiang Oilfield Company;
3. PetroChina Hangzhou Institute of Geology;
4. Urumqi Branch of Bureau of Geophysical Prospecting Inc., CNPC
Abstract: According to the hydrocarbon accumulation characteristics and hydrocarbon distribution laws of Upper Permian in the Mahu oil region, the distribution of three types of oil and gas reservoirs were clarified, and the pattern of large-scale hydrocarbon accumulation above the source rock of extensive retrograding fan delta in the stratigraphic setting was established. It was the first time that the Permian stratigraphic systems in the east and west of the Junggar Basin were unified. By petroleum geological analog, a significant petroleum replacement field with the area over 2.5×104 km2 was discovered in the middle assemblage in Upper Jurassic of the Central depression. The controlling of palaeogeomorphology on sedimentation and sand was analyzed interactively, and it is indicated that the Upper Permian is controlled by groove systems and 8 major deposits of fan deltas are developed in the setting of stratigraphic overlap. Thus, it is confirmed that 4 major exploration fields and 10 favorable zones are good in hydrocarbon accumulation conditions, and they satisfy the conditions of overall exploration. The west slope of Shawan sag is a favorable destination of long-term hydrocarbon accumulation. In the Upper Wuerhe Formation and Baikouquan Formation, there are favorable reservoirs of fan delta front facies, with good physical properties. There are a great number of broad lithologic trap groups, with abundant resources and low exploration degree. It is revealed that the west slope is a major field of risk exploration with the characteristics of multi-layer stereo hydrocarbon accumulation. In 2018, the lithologic oil reservoir group in the stratigraphic setting of west slope was selected as the breakthrough point for exploration, where Well Shatan 1 was deployed. The significant discovery demonstrates the potential of multi-layer stereo exploration, similar to that in the Mahu sag. And it is expected to be connected with Mahu oil region, forming an other great exploration area.
Key words: Junggar Basin    Upper Permian    Shawan sag    prospect    significance of discovery    
1 区域地质概况

2010年以来,中国石油新疆油田公司(以下简称新疆油田公司)按照“跳出断裂带,走向凹陷区”的勘探思路,通过对沉积相的深入研究,改变前人认为下三叠统百口泉组(T1b)厚层砂砾岩沉积物属于冲积扇的观点,提出百口泉期发育大型退积式扇三角洲,储集体类型为扇三角洲前缘亚相灰色砂砾岩,在凹陷斜坡区大面积分布,储集性能表现为低孔隙度和低渗透率,具有大面积含油的特征;在此认识指导下,在玛湖富烃凹陷探索源上扇三角洲前缘亚相大面积岩性油气藏的勘探。但研究表明,它与传统的源储一体大面积成藏[1-7]又有差异,主要是依靠高角度走滑断裂沟通下伏二叠系风城组(P1f)主力烃源层,属源上大面积成藏[8-14]。目前,玛湖凹陷下三叠统百口泉组已经成为新疆油田现实油气储量与产量新基地。

为进一步保障新疆油田勘探持续发现和储量稳步增长,寻找新的勘探领域和层系,勘探家们将目光转向紧邻百口泉组的上二叠统。

上二叠统在准噶尔盆地西部只包括上乌尔禾组(P3w),而在东部自下而上划分出泉子街组(P3j)和梧桐沟组(P3wt),梧桐沟组是主力勘探目的层系。盆地内上二叠统底部超覆沉积于下伏地层之上,与下伏地层呈角度不整合接触,顶部受到不同程度的剥蚀,与上覆三叠系呈角度不整合接触。上二叠统主要分布在盆地南部,沉积厚度变化不大,介于100~200m之间,在昌吉、滴南等沉积中心厚度较大。上二叠统岩性主要为灰色、灰褐色、棕褐色砂砾岩夹砂岩、泥岩、砂质泥岩,纵向上呈下粗上细的水进退积沉积特征,中下部以砂砾岩为主,上部以泥岩为主,整体属于扇三角洲—湖泊沉积体系[15-17] (图 1)。

图 1 准噶尔盆地二叠系—三叠系综合柱状图 Fig. 1 Composite columnar section of Permian–Triassic in the Junggar Basin

前期上二叠统勘探主要围绕盆地边缘古凸起超覆带。在盆地西部,沿西北缘中拐凸起上乌尔禾组地层尖灭线陆续发现了五3东、五区南等油藏,探明油气藏类型主要为上倾方向受地层尖灭或稠油封挡、侧向受冲积扇扇间泥岩封挡的岩性油气藏,由于当时探明油气藏低部位普遍见水,下倾方向拓展潜力小;2011年通过西北缘中拐凸起斜坡区老井复试带动发现了金龙2井区油藏,但认为是带边底水的断块型油藏,因低部位出水,勘探成果未能持续拓展[18]。在准噶尔盆地东部北三台地区,针对梧桐沟组勘探,陆续发现北83、西泉1、沙南、北三台等小型油气藏,但砂体规模不大,以薄砂层为主,难以拓展。2007年在盆地东部吉木萨尔凹陷斜坡区沿梧桐沟组地层超覆尖灭线发现了吉7井区互层状构造—岩性油藏。2013年在东道海子凹陷东北斜坡滴南8井梧桐沟组获工业油气流,但是后期部署探井均未钻遇有利储集体,相继失利。

2 上二叠统风险领域分析 2.1 玛湖大油区上二叠统油藏特征及广覆式成藏模式

解剖盆地西北缘玛湖凹陷南斜坡五区南、克79、克82、金龙2等油藏,认为上二叠统发育3类油藏:厚层状低丰度岩性油藏、互层状岩性油藏和“泥包砂”型薄层岩性油藏。3类油藏的空间分布主要受沉积演化和古地貌控制,纵向上分别位于低位体系域、湖侵体系域中期和晚期,平面上分别位于凹槽区、斜坡带和古凸起。

厚层状低丰度岩性油藏整体表现为厚度大、丰度低、油水同出的特征。上乌尔禾组沉积早期,湖水较浅,物源供给充足,以填平补齐方式在凹槽区沉积了厚度从几十米到上百米的砂砾岩,砂地比高达80%~100%。受季节性水流的影响,形成了多期旋回叠加的厚层砂砾岩复合体,纵向上非均质性较强,低渗透隔夹层发育,油气充注度不高,导致油水分异不明显,油层饱和度整体较低。

互层状岩性油藏是含油丰度较高的正常岩性油藏,整体不含水。上乌尔禾组沉积中期,在斜坡带广泛分布扇三角洲前缘砂砾岩,但是砂砾岩的粒级和沉积厚度较早期相比有所减小,砂地比降至30%~70%,表明该时期湖平面扩大,水体逐渐变深,滨浅湖泥岩和扇三角洲前缘砂砾岩交互沉积,为岩性油藏的形成提供了良好的条件。

“泥包砂”型薄层岩性油藏含油丰度较高,整体不含水。上乌尔禾组沉积晚期,沉积了一套厚度较大、全区稳定分布的灰色、深灰色泥岩,表明湖侵规模进一步扩大。在超覆尖灭带附近受古地貌控制,在古凸起内部沟槽内沉积了厚度较薄的砂砾岩,砂砾岩沿沟槽呈带状分布,向古凸起减薄尖灭,顶、底板条件优越,形成受沟槽古地貌控制的小型岩性油气藏。

以中拐凸起北斜坡上乌尔禾组油藏分布规律为例(图 2),玛湖8井、玛湖16井处于凹槽区,上乌尔禾组发育低位体系域厚层砂砾岩,累计厚度约50~ 100m,最厚可达100m以上,砂地比为70%~95%,试油结果为油水同层,属于厚层状低丰度岩性油藏;克76井位于斜坡带,钻井揭示上乌尔禾组砂体累计厚度约30~60m,砂地比为30%~60%,属于湖侵体系域中期砂泥互层状结构,试油结果为纯油层,属于互层状岩性油藏;金龙120井处于古凸起上,上乌尔禾组砂砾岩累计厚度均在30m以下,砂地比在20%左右,为湖侵体系域晚期薄层砂体,试油结果为纯油层,属于“泥包砂”型薄层岩性油藏。

图 2 准噶尔盆地中拐凸起北斜坡上二叠统大面积成藏模式 Fig. 2 Pattern of large-scale hydrocarbon accumulation in Upper Permian, north slope of Zhongguai bulge, the Junggar Basin

通过类比国内其他盆地源储一体大面积成藏特征和玛湖凹陷百口泉组源上大面积成藏规律,建立玛湖凹陷南斜坡广覆式退积型扇三角洲源上大面积成藏模式,其内涵包括:①盆地中—下二叠统是主力烃源层,在盆地边缘凸起区,上二叠统与中—下二叠统呈角度不整合接触,形成了其与烃源层直接接触的有利条件;②在斜坡区上二叠统砂砾岩储集体与下伏中—下二叠统烃源岩间接接触,中—下二叠统油气沿断裂源外跨层向上运移,上二叠统与其下伏地层间的大型不整合面及广覆式砂砾岩提供侧向输导;③在大型地层尖灭带附近,扇三角洲平原亚相砂砾岩泥质含量高,物性差,形成上倾方向遮挡;④晚二叠世两期湖泛泥岩与扇间泥岩共同为扇三角洲前缘亚相大面积成藏提供了立体封堵条件;⑤大型退覆式扇三角洲前缘亚相砂砾岩在持续湖侵背景下,由湖盆中心区到物源方向搭接连片,形成地层背景下上二叠统源上大面积岩性油藏群。

2.2 上二叠统成藏地质条件

前期围绕盆地边缘古凸起源边超覆带,已发现上二叠统多个规模油藏和剩余出油气点,展现了整体勘探潜力,但盆地级的整体研究和认识还比较缺乏。2016年开始,依托盆地基础研究项目,新疆油田公司组织中国石油集团东方地球物理公司、中国石油勘探开发研究院等多家单位,系统开展地层、构造、沉积、成藏研究。建立了上二叠统4横10纵共14条地震地质层序格架剖面,首次统一上二叠统东、西部两大地层系统,开展上二叠统整体研究, 系统编制古今构造图、沉积厚度图,分析了构造背景和沉积体系分布规律,从而明确了中央坳陷上二叠统中组合石油重大接替领域。综合研究认为上二叠统具备三大整体勘探有利条件。

(1) 早二叠世,准噶尔盆地受周缘褶皱山系冲断推覆作用,形成了西北缘、南缘两个独立发展的断陷前陆盆地;中二叠世晚期,盆地发生较大幅度不均衡抬升,形成了上二叠统和下伏地层之间的大型角度不整合;晚二叠世为冲断—坳陷转换晚期,上二叠统以填平补齐方式稳定沉积在下伏不整合面之上,由凹陷区向四周凸起区超覆尖灭;二叠纪末期,盆地整体抬升,上二叠统在盆地边缘普遍遭受剥蚀;三叠纪代表盆地统一坳陷型湖盆沉积的开始,百口泉组超覆沉积于盆地级大型不整合面之上。上二叠统和百口泉组具有类似的平缓构造背景,长期稳定的构造沉降是大面积成藏的基础,大型坳陷盆地斜坡带是寻找岩性地层油气藏群的有利地区。

(2) 晚二叠世准噶尔盆地主要物源来自盆地周缘的加伊尔山、克拉美丽山、依林黑比尔根山和陆梁隆起,沉积古地貌揭示,缓坡背景下受中拐凸起、玛北凸起、莫北凸起、滴南凸起、白家海凸起、北三台凸起六大低凸分割[19],发育八大沟槽体系,结合钻井分析,具有典型沟槽富砂沉积特征,以东北、西北物源为主,扇体规模最大(图 3),平面上中拐、克拉玛依、白碱滩、达巴松、滴南、东道海子、沙丘河、博格达八大扇三角洲横向叠置,砂砾岩呈广覆式分布。

图 3 准噶尔盆地上乌尔禾组沉积古地貌图 Fig. 3 Palaeogeomorphologic map of Upper Wuerhe Formation in the Junggar Basin

(3) 上二叠统上乌尔禾组整体以水进超覆沉积为主,下部厚层砂砾岩与上部湖泛泥岩形成良好的储盖配置关系,受西部隆起、东部隆起、中部莫北古凸起控制,发育两大地层超覆带,即西部玛湖—沙湾—盆1井西凹陷超覆带、东部东道海子—阜康凹陷超覆带。上乌尔禾组一段(乌一段)和二段(乌二段)储层分布范围广,上乌尔禾组三段(乌三段)泥岩分布范围更广、局部剥蚀,可作为区域泥岩盖层,平面上形成两大宏观遮挡区带。因此,两期湖泛泥岩、扇间泥岩和扇三角洲平原亚相致密砂砾岩以及大型地层超覆尖灭带形成的上倾方向遮挡条件共同形成立体封堵,使得油气在乌一段和乌二段广覆式扇三角洲前缘亚相砂砾岩体中大规模聚集。

2.3 勘探领域及有利区带预测

基于盆地上二叠统地层、构造、沉积等区域基础研究成果,综合“领域规模、钻探程度、埋藏深度” 3项关键要素,总体上可以将上二叠统划分为四大规模勘探领域和10个有利区带(图 4),预测整个盆地上二叠统5500m以浅扇三角洲前缘相带有利面积为2.5×104km2

图 4 准噶尔盆地上二叠统勘探领域和有利区带预测图 Fig. 4 Prediction map of Upper Permian exploration fields and prospects in the Junggar Basin

四大规模勘探领域包括:①玛湖凹陷—盆1井西凹陷东北斜坡;②中拐凸起南斜坡与沙湾凹陷西斜坡;③滴南凸起周缘和东道海子凹陷东北斜坡;④阜康凹陷东斜坡。10个有利区带分别为:①中拐凸起北斜坡;②玛湖凹陷东斜坡;③盆1井西凹陷北环带;④中拐凸起南斜坡;⑤沙湾凹陷西斜坡;⑥北三台凸起北斜坡;⑦北三台凸起南斜坡;⑧阜北斜坡;⑨东道海子凹陷东北斜坡;⑩滴南凸起周缘。通过石油地质条件综合排队和风险勘探目标优选,明确沙湾凹陷西斜坡是首选勘探目标。

3 风险勘探突破口选择依据

沙湾凹陷属于准噶尔盆地中央坳陷的二级构造单元,由于多期的构造运动使基底抬升,产生的一系列不整合面和断裂构成了油气运移的通道,断裂停止活动时对油气又起到了遮挡封闭作用,使得沙湾凹陷西斜坡处于油气成藏的有利构造位置。沙湾凹陷周缘油气资源丰富,纵向上石炭系、二叠系佳木河组、二叠系上乌尔禾组、三叠系、侏罗系、新近系沙湾组均有勘探发现[20],具有多层系含油、多期成藏的特点,有较大勘探潜力。

3.1 勘探历程

沙湾凹陷勘探主要集中在凹陷周边的凸起区和断阶区,凹陷斜坡区二叠系、三叠系勘探程度整体较低。油气勘探大致经历了3个阶段:

第一阶段(1953—1999年):凸起区和断阶区勘探阶段。从1953年开始地球物理勘探工作,70年代中期重点转入地震勘探,80年代中期红车断裂带达到地震详查阶段。钻探工作从1956年开始,70年代以前整个车排子凸起共钻井33口,主要的勘探对象是三叠系,对三叠系以下地层钻探程度较低,未打开勘探局面。70年代末,在克—乌断裂带上盘发现克拉玛依油田石炭系油藏后,对车排子地区三叠系以下地层进行了重新认识。1984年钻探红116井获11.14t/d的工业油流,从而发现了车排子油田,拉开了车排子地区石炭系勘探的序幕。截止到1999年,发现油气藏9个,累计探明储量1.26×108t,但与该地区的资源量相比,探明率很低。

第二阶段(2000—2015年):红车断裂带—车排子凸起—中拐凸起中浅层勘探阶段。2000年由深层石炭系、二叠系勘探向中浅层白垩系、侏罗系拓展。2000年拐16井侏罗系三工河组获高产工业油气流,掀起了侏罗系勘探的高潮,陆续发现拐19、拐20等侏罗系油藏。2006年利用车28井西三维地震资料开展新近系沙湾组构造精细解释与研究,8月上钻车89井,获得了高产油气流,从而发现了车排子油田新近系沙湾组油藏。截止到2015年,发现油气藏18个,累计探明储量1.9×108t,但中浅层油藏规模普遍较小,规模油气藏的分布规律还在摸索中。

第三阶段(2016—2018年):斜坡区中深层勘探阶段。2016年玛湖凹陷上乌尔禾组以大面积成藏模式为指导取得全面突破,整体研究认为沙湾凹陷西斜坡与其具有类似的成藏特征,但勘探程度低。整体研究表明,沙湾凹陷西斜坡及周缘地区前期所钻井均位于乌三段超覆带泥岩区,斜坡下倾方向地层明显增厚,仅有车排5井和中佳1井钻遇乌二段,砂体发育,见到良好油气显示,展现了上乌尔禾组具有下凹勘探的苗头。根据这一线索,通过对构造、古地貌、沉积、储层的综合研究,明确了上乌尔禾组有利储层的展布特征及成藏规律,优选构造位置有利、储层发育、高压异常、圈闭可靠、面积较大的目标,于2018年2月提出了沙探1风险探井的部署建议,中国石油天然气股份有限公司领导及有关专家决定上钻沙探1风险探井(图 5)。2018年12月,沙探1井上乌尔禾组获战略性突破。

图 5 沙探1井位置图 Fig. 5 Location map of Well Shatan 1
3.2 突破口选择依据

沙湾凹陷西斜坡位于油气运移主要方向上,沙湾凹陷与玛湖凹陷地层及构造特征相似,沙湾凹陷西斜坡二叠系—三叠系百口泉组两大不整合面控制油气聚集,二叠系—三叠系发育大型退覆式扇三角洲沉积,源储匹配,整体勘探程度低,有利区面积大(面积为1460km2),是全新的重点接替领域。选择依据主要包括以下5个:

(1) 沙湾凹陷内烃源岩为二叠系的佳木河组、风城组和下乌尔禾组,表现为厚度大、分布广、埋深大,烃源岩主体埋深大于6000m,具备大规模生烃条件。其中风城组烃源岩在沙湾凹陷厚度可达200m,钻井只在风城地区揭露该套烃源岩,属于海陆过渡环境的残留海—潟湖相沉积,水介质条件属咸化性质,岩性为黑灰色泥岩、云质泥岩、凝灰质泥岩、凝灰质碳酸盐岩与沉凝灰岩。风城组烃源岩残余有机碳含量平均为1.26%,有机质类型多为Ⅰ—Ⅱ型,Ro为0.85%~1.16%,处于成熟—高成熟阶段,是一套较好—好的生油岩。

(2) 沙湾凹陷西斜坡发育五大继承性古鼻凸,伸入生烃凹陷,鼻凸两侧发育3期大型断穿基底的断裂,断裂活动时间长、断距大、延伸距离远,具备沟通深层油气源的作用,直接沟通烃源岩,输导条件有利。

(3) 沙湾凹陷西斜坡上乌尔禾组、百口泉组发育扇三角洲前缘相带有利储层,储层物性较好,勘探程度低,有利相带分布面积广。百口泉组发育4个退积型扇三角洲(图 6),沙1井钻探证实在深埋条件下仍发育扇三角洲前缘亚相优质砂砾岩储层,有利相带面积为2600km2;上乌尔禾组发育4个退积型扇三角洲体系(图 7),乌三段发育湖相泥岩,乌二段和乌一段发育扇三角洲前缘亚相砂砾岩储层,有利相带面积可达1460km2,沙湾凹陷西斜坡及周缘地区前期所钻井位于乌三段超覆带泥岩区,仅中佳1井和车排5井钻遇乌二段,砂体发育,油气显示良好,预示着凹陷区具有广阔勘探前景。同时,凹陷区上倾方向平原亚相致密砂砾岩可作有效遮挡,储盖组合配置好,有利于大面积成藏。

图 6 沙湾凹陷及周缘地区百口泉组沉积相图 Fig. 6 Sedimentary facies of Baikouquan Formation in Shawan sag and its periphery
图 7 沙湾凹陷及周缘地区上乌尔禾组沉积相图 Fig. 7 Sedimentary facies of Upper Wuerhe Formation in Shawan sag and its periphery

(4) 沙湾凹陷西斜坡百口泉组、上乌尔禾组发育超压异常带与高孔渗储层,有利于油气高产。研究表明,成藏期古构造控制了超压突进带宏观分布,表现为从构造低部位向构造高部位压力降低,并顺古沟谷向古凸起突进,存在高压流体从构造低部位向高部位运移充注引起的他源超压。例如沙1井在百口泉组钻井过程中,发现明显高压层特征,压力系数达到2.09,发生15次溢流,累计漏失钻井液36.92m3,折算日产量最大为59m3,表明百口泉组有较好的物性条件。

(5) 沙湾凹陷西斜坡具有与中拐凸起北斜坡类似的地层结构,上乌尔禾组底界与百口泉组底界两大不整合面控制油气的富集,上乌尔禾组和百口泉组自东向西逐渐变薄尖灭,在地层超覆背景下,发育多套砂体,“纵向叠置、横向连片”岩性目标众多。另外,由凹陷向凸起区下乌尔禾组、夏子街组及风城组削蚀尖灭,具备大型地层圈闭条件。

3.3 勘探部署研究及工程技术应用

2016年玛湖凹陷上乌尔禾组以大面积成藏模式为指导取得全面突破,沙湾凹陷西斜坡与其具有类似的成藏特征,勘探程度低,是风险勘探的重点领域。

通过层序格架下微古地貌研究技术精细刻画,认为受车拐凸起分隔影响,上乌尔禾组沉积时期沙湾凹陷西斜坡发育南、北两大沟槽体系,其中北部沟槽已整体含油,南部中佳1井沟槽与玛湖凹陷相似,具备上倾方向扇三角洲平原亚相致密砂砾岩及凸起区扇间泥岩组合遮挡的大面积成藏条件,勘探程度低,勘探潜力大,是寻找规模储量的有利区带。针对研究区扇三角洲多期发育、沉积相带变化快的沉积特点,利用扇三角洲地震相刻画技术,通过地质、测井、地震“三位一体”和多属性模式识别相结合的方法,明确了扇三角洲前缘相带的分布范围和规模,初步预测有利勘探面积1000km2;继而采用叠后波阻抗反演圈闭目标精细刻画技术,初步识别上乌尔禾组岩性圈闭36个,面积为890km2

通过对构造、沉积、储层、成藏和圈闭的综合研究,明确了上乌尔禾组有利储层的展布特征、成藏规律,开展了有利钻探目标评价和优选。2018年2月,为了探索沙湾凹陷上乌尔禾组及百口泉组的含油气性,部署了风险探井沙探1井。

沙探1井位于沙湾凹陷西斜坡,主探百口泉组二段、乌二段、乌一段。钻探目的是探索沙湾凹陷二级坡折带之下百口泉组及上乌尔禾组扇三角洲前缘有利相带的含油气性,开辟新的战略接替领域。沙探1井设计井深为5550m,实际完钻井深是5566m,完钻层位为二叠系佳木河组。

沙探1井在侏罗系八道湾组,三叠系克拉玛依组及百口泉组,二叠系上乌尔禾组均见到不同程度的油气显示。其中目的层百口泉组及上乌尔禾组油气显示活跃。经过综合分析,建议试油4层,乌二段3层合试,百口泉组1层,克拉玛依组1层,八道湾组1层,在百口泉组后备试油1层。

分析认为,上乌尔禾组油气显示主要集中在乌二段上部(图 8),发育两套砂层,储层物性整体偏差,上部5343~5358m为灰色含砾细砂岩、砂砾岩,核磁有效孔隙度为5.89%,渗透率为0.03mD;下部5372~5375m井段物性相对较好,核磁有效孔隙度为10.26%,渗透率为0.22mD。储层含高岭石,具有潜在敏感性。针对该井显示层跨度大、储层非均质性强、地层压力系数高、纵向应力差明显、存在潜在敏感性等特点,采用套管分层、层内分簇的压裂思路,优选哈里伯顿低伤害压裂液体系。①第一层采用中等排量中等规模造长缝;第二层采用层内分簇,大排量中等规模实现整体改造。②前置液采用小粒径多段塞打磨近井及裂缝壁面降低施工风险;③采用哈里伯顿Cla-web高效黏土稳定剂增强液体防膨效果。④采用高密度有机盐顶替降低井口压力,确保施工安全。

图 8 沙探1井上乌尔禾组四性关系图 Fig. 8 Four-property relationship of Upper Wuerhe Formation in Well Shatan 1

2018年11月30日—12月2日对沙探1井上乌尔禾组开展试油,采用套管分层压裂,射孔桥塞联作工艺,完成两层压裂,共用压裂液1084m3,加陶粒80m3,排量为4.0~8.0m3/min,泵压为55~67MPa。压裂施工过程中压力整体平稳,微地震及压降分析表明储层改造效果好,支撑缝长超过200m。压裂后3mm油嘴自喷试产,至12月10日,日产油30.25m3,累计产油60.02m3,日产气0.214×104m3,日退液60.01m3,含油33.15%,累计退液379.89m3,套压为39.10~24.13MPa,5300m实测压力为87.86MPa,折算油层中部5359.5m流压为88.35MPa。沙探1井油藏资源量为3800×104t,勘探领域广阔。

4 战略发现意义及认识 4.1 战略发现意义

沙探1井在二叠系上乌尔禾组获得工业油流,是目前上乌尔禾组获得油气突破最深的一口井,极大地扩展了二叠系的勘探潜力。该井在三叠系百口泉组、克拉玛依组及侏罗系八道湾组均见到良好油气显示, 展现出与玛湖凹陷类似的多层系立体勘探潜力,有望成为玛湖之后的规模储量和产量增长区。

4.2 钻探后认识

(1) 沙湾凹陷和玛湖凹陷具有相似地质特征,地球化学分析表明沙探1井原油主要来自高成熟的下乌尔禾组和风城组,沙湾凹陷和玛湖凹陷上二叠统油气有望连片。

(2) 沙探1井钻探结果显示,上乌尔禾组及百口泉组均钻遇扇三角洲前缘有利相带,但储层规模有所差别。上乌尔禾组主要发育前缘亚相薄储层,物性整体较好;乌一段、乌二段退积薄砂层与湖侵泥岩相组合,极易形成岩性油气藏,因此上乌尔禾组是寻找岩性油气藏的现实领域。百口泉组前缘亚相储层相对较厚,显示较好,与平原亚相致密砂砾岩及扇间泥岩带组合,有利于大面积成藏,因此百口泉组是寻找岩性油气藏的规模领域。所以,沙湾凹陷二叠系、三叠系具有与玛湖凹陷类似的“大面积”成藏特征,但勘探程度低,是风险勘探的重点领域。

(3) 沙湾凹陷西斜坡上乌尔禾组扇三角洲前缘亚相缓坡区埋深6000m以浅有利勘探面积为2800km2,识别乌一段、乌二段类似的岩性圈闭43个,面积为970km2。百口泉组扇三角洲前缘亚相缓坡区埋深6000m以浅有利勘探面积为3300km2,识别类似的岩性圈闭16个,面积为210km2。下步风险勘探与拓展勘探相结合,根据前期二叠系、三叠系“大面积”成藏的认识,应用多种技术方法对构造、沉积、储层进行综合研究,精细刻画及优选有利圈闭目标进行整体部署,实现沙湾凹陷西斜坡的整体突破,实现战略接替。目前已部署沙探2井。

5 结语

2018年以来,中国石油天然气集团有限公司党组认真贯彻落实习近平总书记重要指示批示精神,大力提升国内油气勘探开发力度,特别是加大新区新领域勘探力度,全力保障国家能源安全。中国石油勘探与分生产分公司认真贯彻落实集团公司党组各项决策部署,以保障国家能源安全为己任,主动担当、积极作为,面对新形势、新要求,连续召开风险领域研讨会与目标论证会,明确各探区重点风险领域与重点目标。

沙探1井获重大突破,是新疆油田公司勘探战线坚守使命、创新认识、开拓进取的结果,也是广大科研人员、组织管理人员和施工作业人员科学设计、精心组织、精细施工的结果。

准噶尔盆地通过整体研究与钻探验证,勘探方向逐步明朗,油气富集规律逐步清晰,主攻领域更加明确,迎来一个规模增储与有效建产良性循环新局面。准噶尔盆地为一大型叠合盆地,“多层楼”特点决定了油气勘探的长期性和发现的多阶段。盆地勘探虽然历经60余年,但受资料和技术制约,勘探程度和认识深度冷热不均、深浅不一,因此为了确保勘探持续发现,将进一步强化严细观念,“深挖细找”高效储量区;进一步解放思想,“千方百计”寻求重大发现;进一步强化“一体化”有效做法,“齐心协力”推进规模发现和效益转化。

参考文献
[1]
卞从胜, 王红军, 尹平, 林华英. 广安气田须家河组天然气大面积成藏的条件[J]. 天然气工业, 2009, 29(6): 19-26.
Bian Congsheng, Wang Hongjun, Yin Ping, Lin Huaying. Formation conditions of large-scale gas accumulation in the Xujiahe Formation of Guang'an gas field[J]. Natural Gas Industry, 2009, 29(6): 19-26. DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2009.06.005
[2]
卞从胜, 王红军, 汪泽成, 李永新, 朱如凯. 四川盆地川中地区须家河组天然气大面积成藏的主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2009, 30(5): 548-555.
Bian Congsheng, Wang Hongjun, Wang Zecheng, Li Yongxin, Zhu Rukai. Controlling factors for massive accumulation of natural gas in the Xujiahe Formation in central Sichuan Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2009, 30(5): 548-555. DOI:10.3321/j.issn:0253-9985.2009.05.004
[3]
刘宗堡, 宗寿魁, 姜崇, 付晓飞, 吕延防. 凹陷向斜区油气滞留成因机制及成藏模式——以松辽盆地古龙向斜葡萄花油层为例[J]. 中国矿业大学学报, 2015, 44(1): 76-85.
Liu Zongbao, Zong Shoukui, Jiang Chong, Fu Xiaofei, Lv Yanfang. Hydrocarbon retention mechanism and accumulation model of syncline area in depression:as Putaohua reservoir in Gulong syncline, Songliao Basin[J]. Journal of China University Mining & Technology, 2015, 44(1): 76-85.
[4]
孙雨, 邓明, 马世忠, 陈玉明, 于利民. 松辽盆地大安地区扶余油层致密砂岩油分布特征及控制因素[J]. 石油勘探与开发, 2015, 42(5): 589-597.
Sun Yu, Deng Ming, Ma Shizhong, Chen Yumin, Yu Limin. Distribution and controlling factors of tight sandstone oil in Fuyu oil layers of Da'an area, Songliao Basin, NE China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2015, 42(5): 589-597.
[5]
杨伟伟, 柳广第, 刘显扬, 冯渊, 独育国. 鄂尔多斯盆地陇东地区延长组低渗透砂岩油藏成藏机理与成藏模式[J]. 地学前缘, 2013, 20(2): 132-139.
Yang Weiwei, Liu Guangdi, Liu Xianyang, Feng Yuan, Du Yuguo. The accumulation mechanism and accumulation models of oil in low permeability reservoir of Yanchang Formation in Longdong area, Ordos Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2013, 20(2): 132-139.
[6]
孟德伟, 贾爱林, 冀光, 何东博. 大型致密砂岩气田气水分布规律及控制因素[J]. 石油勘探与开发, 2016, 43(4): 607-613.
Meng Dewei, Jia Ailin, Ji Guang, He Dongbo. Water and gas distribution and its controlling factors of large scale tight sand gas:a case study of western Sulige gas field, Ordos Basin, NW China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2016, 43(4): 607-613.
[7]
付金华, 魏新善, 任军峰. 伊陕斜坡上古生界大面积岩性气藏分布与成因[J]. 石油勘探与开发, 2008, 35(6): 664-667.
Fu Jinhua, Wei Xinshan, Ren Junfeng. Distribution and genesis of large-scale Upper Palaeozoic lithologic gas reservoirs on Yi-Shan slope[J]. Petroleum Exploration and Development, 2008, 35(6): 664-667. DOI:10.3321/j.issn:1000-0747.2008.06.004
[8]
匡立春, 唐勇, 雷德文, 吴涛, 瞿建华. 准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组扇控大面积岩性油藏勘探实践[J]. 中国石油勘探, 2014, 19(6): 14-23.
Kuang Lichun, Tang Yong, Lei Dewen, Wu Tao, Qu Jianhua. Exploration of fan-controlled large-area lithologic oil reservoirs of Triassic Baikouquan Formation in slope zone of Mahu depression in Junggar Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2014, 19(6): 14-23. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2014.06.002
[9]
支东明. 玛湖凹陷百口泉组准连续型高效油藏的发现与成藏机制[J]. 新疆石油地质, 2016, 37(4): 343-382.
Zhi Dongming. Discovery and hydrocarbon accumulation mechanism of quasi-continuous high-efficiency reservoirs of Baikouquan Formation in Mahu sag, Junggar Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2016, 37(4): 343-382.
[10]
唐勇, 徐洋, 瞿建华, 孟祥超, 邹志文. 玛湖凹陷百口泉组扇三角洲群特征及分布[J]. 新疆石油地质, 2014, 35(6): 628-635.
Tang Yong, Xu Yang, Qu Jianhua, Meng Xiangchao, Zou Zhiwen. Fan-delta group characteristics and its distribution of the Triassic Baikouquan reservoirs in Mahu sag of Junggar Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2014, 35(6): 628-635.
[11]
雷德文, 瞿建华, 安志渊, 尤新才, 吴涛. 玛湖凹陷百口泉组低渗砂砾岩油气藏成藏条件及富集规律[J]. 新疆石油地质, 2015, 36(6): 642-647.
Lei Dewen, Qu Jianhua, An Zhiyuan, You Xincai, Wu Tao. Hydrocarbon accumulation conditions and enrichment regularity of low-permeability glutenite reservoirs of Baikouquan Formation in Mahu sag, Junggar Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2015, 36(6): 642-647.
[12]
阿布力米提·依明, 唐勇, 曹剑, 陈刚强, 陈静. 准噶尔盆地玛湖凹陷下三叠统百口泉组源外"连续型"油藏成藏机理与富集规律[J]. 天然气地球科学, 2016, 27(2): 241-250.
Ablimit·Imin, Tang Yong, Cao Jian, Chen Gangqiang, Chen Jing. Accumulation mechanism and enrichment rules of the continuous hydrocarbon plays in the Lower Triassic Baikouquan Formation of the Mahu sag, Junggar Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2016, 27(2): 241-250.
[13]
侯启军, 何海清, 李建忠, 杨涛. 中国石油天然气股份有限公司近期油气勘探进展及前景展望[J]. 中国石油勘探, 2018, 23(1): 1-13.
Hou Qijun, He Haiqing, Li Jianzhong, Yang Tao. Recent progress and prospect of oil and gas exploration by PetroChina Company Limited[J]. China Petroleum Exploration, 2018, 23(1): 1-13. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2018.01.001
[14]
杜洪凌, 许江文, 李峋, 陆军, 章敬, 彭永灿, 等. 新疆油田致密砂砾岩油藏效益开发的发展与深化——地质工程一体化在玛湖地区的实践与思考[J]. 中国石油勘探, 2018, 23(2): 15-26.
Du Hongling, Xu Jiangwen, Li Xun, Lu Jun, Zhang Jing, Peng Yongcan, et al. Development and deepening of profitable development of tight glutenite oil reservoirs in Xinjiang oilfield:application of geology-engineering integration in Mahu area and its enlightenment[J]. China Petroleum Exploration, 2018, 23(2): 15-26. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2018.02.003
[15]
郝景宇, 黄立良, 吴采西, 潘立君, 马辉树. 准噶尔盆地西北缘乌尔禾组时代归属及层位关系[J]. 新疆石油地质, 2012, 33(1): 43-45.
Hao Jingyu, Huang Liliang, Wu Caixi, Pan Lijun, Ma Huishu. Stratigraphic sequence and horizon relationship of Permian Wuerhe Formation in northwestern margin of Junggar Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2012, 33(1): 43-45.
[16]
汪孝敬, 李维锋, 董宏, 朱健, 张代燕. 砂砾岩岩相成因分类及扇三角洲沉积特征——以准噶尔盆地西北缘克拉玛依油田五八区上乌尔禾组为例[J]. 新疆石油地质, 2017, 38(5): 537-543.
Wang Xiaojing, Li Weifeng, Dong Hong, Zhu Jian, Zhang Daiyan. Genetic classification of sandy conglomerate facies and sedimentary characteristics of fan delta:a case study from Upper Wuerhe Formation in district Wuba in northwestern margin of Junggar Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2017, 38(5): 537-543.
[17]
王延杰, 施小荣, 邱子刚, 戴雄军. 准噶尔盆地五区上乌尔禾组扇三角洲沉积特征[J]. 石油天然气学报, 2009, 31(5): 229-231.
Wang Yanjie, Shi Xiaorong, Qiu Zigang, Dai Xiongjun. Sedimentation characteristics of the fan delta Shangwuerhe Formation in 5th districts of Junggar Basin[J]. Journal of Oil and Gas Technology, 2009, 31(5): 229-231.
[18]
匡立春, 吕焕通, 齐雪峰, 唐勇, 张鑫. 准噶尔盆地岩性油气藏勘探成果与方向[J]. 石油勘探与开发, 2005, 32(6): 32-37.
Kuang Lichun, Lv Huantong, Qi Xuefeng, Tang Yong, Zhang Xin. Exploration and targets for lithologic reservoirs in Junggar Basin, NW China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2005, 32(6): 32-37. DOI:10.3321/j.issn:1000-0747.2005.06.008
[19]
靳军, 付欢, 于景维, 祁利祺, 尚玲, 文华国, 等. 准噶尔盆地白家海凸起下侏罗统三工河组沉积演化及油气勘探意义[J]. 中国石油勘探, 2018, 23(1): 81-90.
Jin Jun, Fu Huan, Yu Jingwei, Qi Liqi, Shang Ling, Wen Huaguo, et al. Sedimentary evolution of the Lower Jurassic Sangonghe Formation in Baijiahai uplift, Junggar Basin and its significance in oil and gas exploration[J]. China Petroleum Exploration, 2018, 23(1): 81-90. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2018.01.009
[20]
郑超, 李静, 高达, 陈军, 张童. 沙湾凹陷百口泉组层序地层及沉积体系研究[J]. 特种油气藏, 2017, 24(6): 48-54.
Zheng Chao, Li Jing, Gao Da, Chen Jun, Zhang Tong. Study on sequence stratigraphy and deposit systems of the Baikouquan Formation in Shawan sag[J]. Special Oil & Gas Reservoirs, 2017, 24(6): 48-54. DOI:10.3969/j.issn.1006-6535.2017.06.010