劉傳虎，王學(xué)忠

(中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司，山東 東營 257001)

沙灣組油氣地質(zhì)特征與勘探實(shí)踐

劉傳虎，王學(xué)忠

(中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司，山東 東營 257001)

準(zhǔn)噶爾盆地沙灣組以巖性油氣藏為主，存在油砂體規(guī)模較小、油層薄、儲(chǔ)層巖性變化快等勘探難題。2005年，排2井在沙灣組鉆遇油層，日產(chǎn)油49.6 t，地面原油粘度為1.6 mPa·s。立足實(shí)踐、大膽開拓促成了沙灣組淺層、稀油、高產(chǎn)巖性油藏的突破，高精度三維地震技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。車排子地區(qū)具有多油源輸導(dǎo)、多層系含油、多類型富集、多品位共存的復(fù)式聚集特點(diǎn)和“三層樓”油氣成藏模式。沙灣組輕質(zhì)油藏油砂體形態(tài)與振幅屬性具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠通過地震屬性有效識(shí)別油水邊界。稀油油浸為含油性下限，粉細(xì)砂巖為巖性下限，滲透率0.022 μm2、孔隙度20%為物性下限，油層聲波時(shí)差大于300 μs/m，電阻率大于1.5 Ω·m，電阻增大率大于5.5。已發(fā)現(xiàn)沙灣組油藏23個(gè)。

沙灣組;油氣成藏模式;油氣勘探;石油地質(zhì)特征;統(tǒng)計(jì)規(guī)律;準(zhǔn)噶爾盆地;春光油田

1 前言

準(zhǔn)噶爾盆地已發(fā)現(xiàn)29個(gè)油氣田，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為17.8億t，探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為731億m3，建成油氣年生產(chǎn)能力為1500萬t［1］。近年來，沙灣組油氣勘探取得了令人矚目的成果，被譽(yù)為中國隱蔽油氣藏勘探的范例。沙灣組長期以來并不是一個(gè)勘探目標(biāo)層系，1936年獨(dú)山子油田因其上有著名的泥火山油氣顯示而被發(fā)現(xiàn)，并不是要找沙灣組油氣田而發(fā)現(xiàn)的，2005年3月，排2井在沙灣組1013.4～1017.3 m 鉆遇油層 3.9 m/層，用4 mm油嘴試油獲日產(chǎn)49.6 t/d高產(chǎn)工業(yè)油流，地面原油粘度為1.6 mPa·s。2006年，在車排子油田車89和車95井區(qū)沙灣組獲高產(chǎn)工業(yè)油流，2009年以來，在排6井區(qū)實(shí)現(xiàn)了稠油和氣藏的突破，表明沙灣組逐步成為準(zhǔn)噶爾盆地重要的勘探目標(biāo)層系。

在車排子地區(qū)沙灣組發(fā)現(xiàn)春光油田后，開始把準(zhǔn)噶爾盆地沙灣組作為一個(gè)勘探目標(biāo)層系加以系統(tǒng)研究，內(nèi)容涉及車排子古隆起發(fā)育史、層序地層、控砂機(jī)制、沙灣組油氣源對(duì)比、成藏機(jī)制、地震及測(cè)井響應(yīng)等諸多方面?？傮w上，沙灣組具有埋藏淺、油質(zhì)好、產(chǎn)能高的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，面臨以巖性油氣藏為主，油砂體規(guī)模較小、油層薄、儲(chǔ)層巖性變化快等勘探難題。沙灣組油氣勘探工作方興未艾，其油氣發(fā)現(xiàn)的規(guī)模在準(zhǔn)噶爾盆地中所占比例還很低，其勘探潛力有待進(jìn)一步評(píng)估，需要解決的技術(shù)難題還有很多。為此，筆者在學(xué)習(xí)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實(shí)踐和感悟?qū)⒎謱儆谥袊突す煞萦邢薰?以下簡稱中石化)、中國石油天然氣集團(tuán)公司的三個(gè)沙灣組油田作為統(tǒng)一的勘探目標(biāo)進(jìn)行了油氣地質(zhì)特征與勘探實(shí)踐專題研究。

2 沙灣組油氣勘探實(shí)踐

2.1 勘探簡歷

準(zhǔn)噶爾盆地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)獨(dú)山子油田、春光油田、車排子油田的車89、車95井區(qū)等16個(gè)沙灣組油藏。

2.1.1 稀油油藏

1)利用油苗發(fā)現(xiàn)了獨(dú)山子油田。獨(dú)山子油田處在準(zhǔn)噶爾盆地南緣天山北麓山前構(gòu)造帶，是一個(gè)不對(duì)稱的穹窿背斜。古代的烏蘇人經(jīng)常在獨(dú)山子的油泉泉眼處舀油點(diǎn)燈，1909年，用頓鉆的方式開掘了第一口工業(yè)化油井，井深20多米;1936年，中蘇聯(lián)合開發(fā)獨(dú)山子油田。黃汲清實(shí)地考察并寫成《烏蘇獨(dú)山子油田》報(bào)告。1942年，20號(hào)井獲日產(chǎn)40 t/d工業(yè)油流。獨(dú)山子油田主要含油層系是沙灣組，探明含油面積為1.2 km2，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為239萬t，埋深為904～1689 m，平均孔隙度為23%，平均滲透率為 0.3 μm2，累產(chǎn)油 37 萬 t，累產(chǎn)氣2.2 億 m3［2］。

2)創(chuàng)建準(zhǔn)噶爾盆地西緣油氣成藏模式，發(fā)現(xiàn)了淺層優(yōu)質(zhì)高效的春光油田。春光油田位于獨(dú)山子油田的正北方向80.0 km，區(qū)域構(gòu)造上位于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起車排子凸起東部，緊鄰車排子、小拐和紅山嘴油田，有利勘探面積為1560 km2，地面海拔為298 m，油區(qū)面積為168 km2。

在準(zhǔn)噶爾盆地西緣已發(fā)現(xiàn)的油氣田主要分布在沖斷帶的下盤，按照西北緣“大逆掩斷裂帶構(gòu)造含油”模式和“沿?cái)嗔颜腋弋a(chǎn)”的勘探方針，沿紅車、克烏、風(fēng)夏斷裂帶形成了呈弧形展布的“帽檐式”含油帶［3］。準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子地區(qū)勘探始于20世紀(jì)50年代，至2001年中石化獲得探礦權(quán)時(shí)，區(qū)內(nèi)二維地震測(cè)線基本不成網(wǎng)，已鉆8口探井(艾4、戶2、戶3、車淺5、車淺1、車淺13、車8和車淺15)，均未獲突破。那么，斷裂帶上盤斜坡帶的勘探潛力如何?應(yīng)如何部署呢?簡要回顧車排子地區(qū)的勘探部署歷程，可概括為:a.區(qū)域分析，堅(jiān)定信心。該區(qū)通過深大斷裂與瑪湖、昌吉坳陷溝通，油氣源條件十分優(yōu)越，海西期后持續(xù)隆升，為油氣運(yùn)移的長期指向區(qū)，具備源巖－活動(dòng)斷層－骨架砂巖(不整合面)－圈閉構(gòu)成的輸導(dǎo)體系，與區(qū)內(nèi)的各類圈閉匹配關(guān)系較好。形成多向供油、復(fù)式輸導(dǎo)、多期成藏的特點(diǎn)。b.解放思想，優(yōu)選區(qū)帶。鼻狀構(gòu)造及超剝帶;油源斷裂與骨干儲(chǔ)層構(gòu)成的運(yùn)移通道和被斷層切割的砂巖體;地層圈閉頂?shù)装寰哂杏行Х舛聴l件的構(gòu)造高部位及基巖斷裂或裂隙發(fā)育帶是有利的勘探區(qū)帶和層系。在平面上確定首先實(shí)施勘探的有利區(qū)帶為北部的車13～車8區(qū)帶、南部的車淺5以北區(qū)帶，并分別部署探井排1、排2井。c.分析特征，建立成藏模式。車排子地區(qū)沙灣組具有多油源輸導(dǎo)、多層系含油、多類型富集、多品位共存的復(fù)式聚集特點(diǎn)和“三層樓”油氣成藏模式(圖1)，上層白堊系、古近系、新近系沙灣組為地層不整合油氣藏、巖性油氣藏;中層侏羅系為溝谷充填地層－巖性油氣藏;下層石炭系為基巖潛山油氣藏。d.大膽部署，取得突破。部署的排1井在白堊系、侏羅系700～875 m井段見到了168.49 m的油氣顯示，錄井綜合解釋6層，油層17.5 m/層，差油層40.5 m/3層，完鉆后常規(guī)測(cè)試，因油稠獲低產(chǎn)油流;排2井于2005年3月對(duì)上第三系沙灣組1013.4～1017.3 m 井段進(jìn)行試油，用4 mm油嘴控制放噴，喜獲高產(chǎn)工業(yè)油流，折算日產(chǎn)油為49.6m3，油壓為2.3MPa，原油密度為0.7948 g/cm3，原油物性好，地面原油粘度僅為1.6 mPa·s，為輕質(zhì)油，第一次在準(zhǔn)噶爾盆地的淺層獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。應(yīng)用高精度三維地震技術(shù)迅速找到類似排2井的12個(gè)淺層、稀油油藏，通過后續(xù)的滾動(dòng)和產(chǎn)能建設(shè)，兩年的時(shí)間高速建成了年產(chǎn)50萬t生產(chǎn)能力的春光油田。油氣地質(zhì)勘探是一項(xiàng)不斷探索未知領(lǐng)域的工作，沒有思想上的解放、思維上的拓展和認(rèn)識(shí)上的突破，勘探工作就無法取得成功。“油氣不僅蘊(yùn)藏在地下，還蘊(yùn)藏在地質(zhì)家的腦海里”，這是油氣勘探和找油人最深刻的哲學(xué)。在反復(fù)對(duì)比論證的基礎(chǔ)上，我們創(chuàng)建準(zhǔn)噶爾盆地西緣油氣成藏模式，發(fā)現(xiàn)了淺層優(yōu)質(zhì)高效的春光油田。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地西緣油氣成藏模式Fig.1 Oil and gas reservoiring mode of west Junggar Basin

3)車排子油田車89井區(qū)和車95井區(qū)。車排子油田位于排2區(qū)塊東南方26.0 km。2006年9月，應(yīng)用車28井西三維地震資料鉆探的車89井，在沙灣組1019～1025 m鉆遇油層9.5 m，日產(chǎn)油45 t，日產(chǎn)氣 1300 m3［4］。車 89井地面原油密度為0.83 g/cm3，地面原油粘度為 3.4 mPa·s，含蠟量為5.7%。車95井在沙灣組879.5～885 m鉆遇油層5.5 m，日產(chǎn)油 77 t。

2.1.2 稠油油藏

2005年，在排2井北部12 km處部署的排6井和排602井在沙灣組見油氣顯示。排6井鉆遇稠油層2.1 m;排 602井鉆遇稠油層 4.7 m。進(jìn)行了500 m×500 m化探，確定了7個(gè)綜合異常。2008年在排6區(qū)塊部署了10 m×10 m三維地震。2009年部署實(shí)施探井6口，測(cè)井解釋油氣層井占50%。部署實(shí)施滾動(dòng)井15口，油氣層鉆遇率為100%。排601－平1井(導(dǎo)眼)在484.8～491.9 m鉆遇油層;排6井在429.7～431.8 m鉆遇油層。排601－P1等三口井試采獲得了8～30 t/d工業(yè)油流，排601－P1井已累產(chǎn)油2565 t。2010年以來，排601井區(qū)鉆探2口探井、8口滾動(dòng)井、75口開發(fā)井，均取得成功，上報(bào)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量1038萬t，上報(bào)預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量3350萬t。開發(fā)井采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HDNS技術(shù)(水平井+降粘劑+氮?dú)?蒸汽吞吐)，已投產(chǎn)55口井，所有新井均獲得工業(yè)油流，平均單井日產(chǎn)油能力21 t，已經(jīng)建成年生產(chǎn)能力15萬t。預(yù)計(jì)到2012年末，排6區(qū)塊將累積探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量4000萬t，累積建成年生產(chǎn)能力40萬t。

排601井區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子凸起東部，由于地處荒漠，地震采集干擾因素較少，三維地震采集質(zhì)量較高;油藏埋深430～570 m，地震資料分辨率較高;地震主頻為50 Hz左右，時(shí)間分辨率為10 m左右，振幅能量分辨率為5 m左右。排601區(qū)塊砂體厚度一般為5～12 m，其上為大套泥巖，下伏白堊系為厚層泥巖，砂體底面地震反射對(duì)應(yīng)波谷，中強(qiáng)振幅，為連續(xù)性好、可追蹤的同相軸。排601砂體構(gòu)造背景是一南傾的寬緩斜坡，被排6斷層穿過，地層傾角為2°，為開展地震解釋提供了便利條件;沉積類型由最初認(rèn)為的以辮狀河沉積為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨热侵耷熬壋练e為主。排601井區(qū)沙灣組原油油層溫度(26℃)對(duì)應(yīng)原油粘度50000～90000 mPa·s;50℃脫水原油粘度為8069 mPa·s，凝固點(diǎn)為10℃，屬于淺層、中細(xì)砂巖、高滲透、高膠質(zhì)含蠟稠油。排601區(qū)塊的熱敏感性較強(qiáng)，加熱降粘效果明顯。排601井區(qū)沙灣組油層有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn):深感應(yīng)視電阻率≥4.5 Ω·m，聲波時(shí)差≥377 μs/m，排601區(qū)塊平均有效厚度為4.2 m。

2.1.3 天然氣藏

2008年以來，春光油田沙灣組發(fā)現(xiàn)排2－80、排604、排603、車淺1－4等6個(gè)淺層氣藏。2008年5月鉆探了排2－80井，對(duì)沙灣組一段1286.8～1288.7 m，用3 mm 油嘴放噴，日產(chǎn)氣7748 m3/d，甲烷含量為87%。2009年，排604井在沙灣組一段扇三角洲前緣砂體發(fā)現(xiàn)氣層。聚集時(shí)間相對(duì)較晚的斷裂、砂體和斷裂與不整合組合形成的輸導(dǎo)通道天然氣聚集效率相對(duì)較高，有利于快速形成氣田［5］。

2.2 車排子古隆起發(fā)育史

準(zhǔn)噶爾盆地是結(jié)晶與褶皺雙重基底疊加擠壓型盆地，發(fā)育多條南北向基底深大斷裂［6］，歷經(jīng)印支、燕山和喜山成藏期，侏羅紀(jì)四棵樹－艾東地區(qū)發(fā)生沉降，隆起區(qū)演變?yōu)槿切蔚能嚺抛油蛊?。新近系大面積超覆，且沉積速率較大，目前依然保持平緩的斜坡形態(tài)。準(zhǔn)噶爾盆地隨地質(zhì)歷史的演化地溫梯度逐漸減小，現(xiàn)今地溫梯度為24.8℃/km［7］。車排子凸起自海西期以來一直是一繼承發(fā)育的凸起，二疊系、三疊系沒有接受沉積，侏羅系發(fā)育局限，僅發(fā)育在石炭系頂面溝谷中，白堊系以上地層分布范圍較為廣泛，但埋藏淺，不具備生烴能力。但是從區(qū)域構(gòu)造位置分析，車排子地區(qū)兩面環(huán)洼，繼承性發(fā)育的特點(diǎn)成為南部四棵樹凹陷和東南部昌吉凹陷油氣運(yùn)移的有利指向，斷裂、不整合面、骨架砂共同作用形成的輸導(dǎo)體系為油氣的運(yùn)聚提供了條件，為周圍深洼區(qū)生成的油氣提供了有利“聚油背景”。新近紀(jì)車排子整體沉降接受沉積，并在中南部沉積厚度較大，喜山期至現(xiàn)今凹陷區(qū)侏羅系生烴區(qū)排出的大量油氣運(yùn)移至沙灣組圈閉中形成了稀油油藏。排2區(qū)塊區(qū)域構(gòu)造上位于準(zhǔn)噶爾盆地西緣車排子高凸起東部，為壓扭性盆地前隆—隆后斜坡帶?；鶐r頂面及沉積蓋層均為區(qū)域性向東南傾的單斜，地層傾角約2°，構(gòu)造比較平緩。排2砂體含油面積為7.1 km2，高點(diǎn)埋深970.1 m(海拔－670 m)，幅度為61 m。

2.3 沙灣組層序地層

沙灣組分布在獨(dú)山子－春光－車排子一帶，油氣顯示范圍為2000 km2，稀油、稠油、天然氣并存。典型的沙灣組剖面在沙灣縣霍爾果斯，厚359 m，產(chǎn)豐富的介形類化石，如 Cypris schichoensis、Eucypris pira等。南安集海至烏蘭布拉克一帶厚度一般為150～500 m，烏魯木齊市以東出露于阜康縣大紅溝剖面，厚131.7 m。四棵樹地區(qū)四參1井，沙灣組厚250 m。沙灣組沉積早期氣候干旱，湖平面比較低，以辮狀河沉積為主;晚期氣候相對(duì)濕潤，淺湖沉積為主［8］。沙灣組沉積期湖盆范圍較大，物源主要來自西北部，不整合面作為沙灣組的層序界面。

春光油田沙灣組自北向南砂體增多，砂巖厚度增大，在東南部達(dá)400 m，儲(chǔ)層呈薄層狀展布。春光油田沙灣組三段以大套灰色厚層含礫細(xì)砂巖、細(xì)砂巖夾灰綠色泥巖沉積為主，呈向上變粗的反旋回，為一套扇三角洲前緣相沉積，厚60～75 m，側(cè)向連通性好，是重要的油氣運(yùn)移輸導(dǎo)層［9］。春光油田沙灣組二段厚70～100 m，以砂泥巖互層為主，在車排子凸起不斷右旋、隆升的作用下，扇三角洲亦右旋擺動(dòng)，造成在南北剖面上自南向北砂巖趨于不發(fā)育，屬扇三角洲前緣和濱淺湖灘壩沉積。目前發(fā)現(xiàn)的排2、排8等油藏均屬于沙灣組二段砂巖巖性油藏。受扇三角洲和湖岸線雙重控制，沿湖岸線呈“帶狀”展布，每個(gè)條帶上都由孤立的“金豆子”形成有成因聯(lián)系的“葡萄串”(圖2)。

圖2 車排子地區(qū)沙灣組儲(chǔ)層對(duì)比圖Fig.2 Comparison of Shawan formation reservoir in Chepaizi District

春光油田沙灣組一段厚90～100 m，巖性以含礫砂巖為主，砂層厚、巖性粗，向北、向西北超覆或相變尖滅，砂體相對(duì)含量減少，泥質(zhì)巖增多，有利于形成巖性油氣藏。已發(fā)現(xiàn)了排22、排2－80、排2－86、排2－884個(gè)油氣藏。沙灣組一段運(yùn)移條件有利，儲(chǔ)層要求不高，如排2－80井氣層為粉砂巖，圈閉成為了沙灣組一段成藏關(guān)鍵。車89井儲(chǔ)層為三角洲前緣水下分流河道砂。

2.4 控砂機(jī)制

目前沙灣組二段是春光油田主力產(chǎn)層，油藏分布于排2條帶和排8條帶。受多期扇三角洲和多期湖進(jìn)、湖退的影響，存在多個(gè)“灘壩砂”發(fā)育期，由此形成“橫向成排成串，縱向交叉疊置”的組合樣式。春光油田沙灣組低位期具有隆起區(qū)供砂，低隆起區(qū)和“梁”分砂，溝谷輸砂，凹陷聚砂的特點(diǎn)，沙灣組層序湖擴(kuò)期具有坡折帶控砂和低隆起區(qū)控砂的特點(diǎn)［10］。據(jù)排2等14口井的地層傾角測(cè)井，地層傾角為2°～4°，為向南傾的單斜地層。春光油田沙灣組古水流方向以北→南為主，最大水平地應(yīng)力方位為北－南向。已發(fā)現(xiàn)的14個(gè)油藏基本都識(shí)別出了溝通板砂和成藏砂體的斷層，這些斷層起到了輸導(dǎo)油氣的重要作用。在具備斷層溝通的條件下，越靠近“板砂”輸導(dǎo)層，越容易成藏。

2.5 沙灣組油氣源對(duì)比

由偉豐認(rèn)為，排2井沙灣組原油屬于侏羅系與古近系烴源巖混源［11］。排2井區(qū)沙灣組輕質(zhì)油與卡6井、獨(dú)山子原油地化特征對(duì)比顯示，排2塊沙灣組原油與獨(dú)山子油田原油地化特征相似，主要來自侏羅系烴源巖，成藏期在晚第三紀(jì)到第四紀(jì);而同卡因迪克油田來自四棵樹凹陷侏羅系烴源巖的原油差異明顯，成熟度高于卡因迪克油田原油。因此，排2塊沙灣組輕質(zhì)油主要來自昌吉凹陷西部侏羅系烴源巖(見圖3)，為晚期油氣成藏。車排子地區(qū)近垂向的扭性斷層、沙灣組下部厚層砂巖、白堊系底部厚層砂礫巖三者構(gòu)成了車排子區(qū)網(wǎng)毯式油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道，為沙灣組巖性圈閉油氣成藏提供了豐富的油氣來源。張枝煥教授根據(jù)22個(gè)樣品的儲(chǔ)層流體包裹體分析，發(fā)現(xiàn)排2塊原油的生物標(biāo)志物特征與典型的侏羅系烴源巖存在比較明顯的差別，推測(cè)有白堊系烴源巖的貢獻(xiàn)［12］。

圖3 春光油田沙灣組油源分析［12］Fig.3 Analysis of the Shawan formation oil source in Chunguang oilfield［12］

2.6 成藏機(jī)制

車排子凸起沙灣組二段發(fā)育了多個(gè)古湖岸線和多套上超疊覆的灘壩砂，決定沙灣組二段淺層高產(chǎn)油藏具有成帶成排分布的特點(diǎn)。油氣富集受多因素控制，湖擴(kuò)灘壩砂、垂向通源斷裂、側(cè)向封堵條件和古構(gòu)造脊是控制油氣成藏的四大要素，油氣成藏模式為多源供烴、網(wǎng)毯輸導(dǎo)、多期成藏形成的多層系含油、多油藏類型、多油質(zhì)品位成藏模式。春光油田沙灣組以中小型巖性圈閉為主。除了排2巖性圈閉面積達(dá)到8.1 km2，其余的圈閉面積多在1 km2以下，有的甚至只有0.1 km2。雖然勘探目標(biāo)較小，但埋藏深度只有1100 m左右，仍具有較大的勘探效益。

沙灣組巖性油藏已經(jīng)基本形成的淺層河流相砂巖和緩坡薄互層勘探技術(shù)在勘探實(shí)踐中發(fā)揮了重要作用。針對(duì)越來越復(fù)雜的勘探目標(biāo)，以加強(qiáng)目標(biāo)針對(duì)性、拓寬使用范圍為主要目的，加強(qiáng)了單項(xiàng)技術(shù)的集成應(yīng)用研究，取得了有益的成果。在原來已有的河流相砂巖勘探技術(shù)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)加強(qiáng)了高精度層序地層學(xué)基礎(chǔ)上的砂體分布精細(xì)地質(zhì)模型、輸導(dǎo)體系分析基礎(chǔ)上的油氣成藏模型、地震動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上的地震解釋模型研究，使得該套技術(shù)拓寬了應(yīng)用范圍，適應(yīng)了不同儲(chǔ)地比下河流相巖性油氣藏的勘探需求，大大提高了勘探成功率。

3 地質(zhì)特征統(tǒng)計(jì)規(guī)律

以排2區(qū)塊沙灣組為例，介紹沙灣組油氣地質(zhì)特征。

3.1 儲(chǔ)層物性

排2區(qū)塊沙灣組砂巖儲(chǔ)集層疏松，風(fēng)化蝕變程度中等，磨圓度為次棱角狀，支撐方式為顆粒式，接觸關(guān)系以點(diǎn)－線式為主。膠結(jié)類型以孔隙－接觸式、接觸式為主，膠結(jié)物主要是方解石，雜基為泥質(zhì)，含量為7.4%。陸源碎屑成分含量:石英40.9%，長石32.2%，巖屑26.9%。巖屑成分以變質(zhì)巖為主。成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度中等。據(jù)排2－1、2－2井63塊巖心樣品統(tǒng)計(jì)，平均孔隙度為34.8%，滲透率為3.566 μm2。巖性為綠黃色飽含油細(xì)砂巖，孔隙直徑為0.05～0.07 mm。據(jù)14塊樣品掃描電鏡分析，粒間孔分布較均，微孔隙發(fā)育。填隙物主要為綠泥石、伊利石、伊蒙混層、石英。黏土礦物含量平均為5.6%，最大值為9.0%，最小值為3%。其中，伊蒙間層含量為74.9%，伊利石含量為13.7%，高嶺石含量為5.1%，綠泥石含量為6.3%，伊蒙同層比為74.1%。強(qiáng)水敏、極強(qiáng)酸敏，有速敏，臨界流速為13.8 m/d，有鹽敏，臨界礦化度為80000 mg/L，中等偏強(qiáng)堿敏儲(chǔ)層。為強(qiáng)親水儲(chǔ)層。據(jù)壓汞分析，儲(chǔ)層排驅(qū)壓力為0.019 MPa;飽和度中值毛管壓力為0.27 MPa;最大連通孔喉半徑為 75.1 μm;孔喉中值為25.1 ～0.32 μm，平均值為 10.5 μm;毛管壓力曲線中間的平緩段長。排2塊地層壓力系數(shù)為0.98～1.03，為正常壓力系統(tǒng)。地層中部溫度為41.38～42.37℃，為正常溫度系統(tǒng)，現(xiàn)今地溫梯度為22.6 ℃ /km。

3.2 流體性質(zhì)

排2區(qū)塊沙灣組地面原油密度為0.8070 g/cm3;地面原油粘度為 1.6 mPa·s;含蠟量平均為6.95%。地層原油密度為 0.7849 g/cm3，地層原油粘度為1.72 mPa·s。原始?xì)庥捅葹? m3/m3，天然氣相對(duì)密度為1.2，溶解氣中氮?dú)夂繛?1%。地層水水型為CaCl2型，總礦化度為104330 mg/L。表明，成藏后基本未遭到降解破壞。

3.3 油層的地震響應(yīng)

春光油田沙灣組的勘探難點(diǎn)是油層較單一、砂體厚度薄、隱蔽性強(qiáng)，常規(guī)地震資料難以識(shí)別;油藏規(guī)模小，橫向上儲(chǔ)層厚度、巖性變化較大，勘探部署風(fēng)險(xiǎn)大，勘探成本較高。為此，采用了高密度三維地震采集、處理和解釋技術(shù)，10 m×10 m高密度三維地震面積為901.1 km2，最大滿覆蓋次數(shù)為56次，地震面元為10 m×10 m，采樣率為1 ms，有效頻寬為0～140 Hz，主頻為63 Hz。信息較豐富，反射波能量較強(qiáng)、波組特征強(qiáng)弱分明，斷層位置較清晰，頻帶寬度和主頻有明顯的提高［13］。

1)油砂體頂面地震反射特征。排2塊沙灣組埋藏較淺，在1020 m左右，能夠在三維地震資料上形成較好的地震反射，厚度為3～5 m，其上為50 m厚泥巖蓋層，與下伏厚層砂體之間被10 m左右泥巖隔開，砂體頂面地震反射對(duì)應(yīng)波峰，中強(qiáng)振幅，具有較連續(xù)、可追蹤的同相軸。

2)巖性圈閉的地球物理特征。排2區(qū)塊沙灣組具有高孔滲儲(chǔ)層、充注輕質(zhì)油的特點(diǎn)，因而這種特殊巖性圈閉在地球物理特征上表現(xiàn)出層速度、波阻抗、振幅特征等異常。地震記錄的中－強(qiáng)振幅能量與自然電位曲線的指狀形態(tài)一致，恰好為油層的綜合地球物理響應(yīng)特征(見表1)。

表1 灘壩砂油藏油砂及其圍巖地震波速統(tǒng)計(jì)表Table 1 Seismic velocity table of both oil sand and surrounding rock in beach sand bar

3)巖性體的識(shí)別。排2區(qū)塊正演模擬分析結(jié)果與實(shí)際地震剖面相同［14］。排2區(qū)塊沙灣組二段砂體薄，分布穩(wěn)定，平均單井鉆遇砂體厚度為3.5 m。沙灣組二段油砂體形態(tài)與振幅屬性具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，含油面積內(nèi)振幅值高于含水區(qū)振幅值，分界線基本平行于構(gòu)造等值線(見圖4)。

圖4 排2塊沙灣組油層頂部振幅能量特征Fig.4 The feature of the amplitude energy in Pai 2 of Shawan formation forming top

沙灣組含油巖性體具有“強(qiáng)振幅、中低頻率、高吸收系數(shù)”的地震屬性特征和“周圍邊界清晰、上凸下平”的振幅能量分布特征。利用變速成圖技術(shù)進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，編制了砂體頂面構(gòu)造圖，誤差小于3 m。部署的排206井獲得了72 t/d的高產(chǎn)油流，排8井也獲得了46 t/d的高產(chǎn)油流。

據(jù)正演模型分析，亮點(diǎn)開始減弱的深度在1550 m左右。隨著南部埋深的加大，類亮點(diǎn)特征會(huì)逐步減弱直至消失。建議不斷總結(jié)巖性油藏在地質(zhì)和地震上的響應(yīng)規(guī)律，盡可能地落實(shí)有效圈閉。

截至2009年年底，中石化在車排子地區(qū)已完成二維地震116條4917.7 km，實(shí)施排2井、排2井西、排6井等3塊三維地震1291 km2。部署實(shí)施探井32口，鉆探地質(zhì)淺井6口，實(shí)施滾動(dòng)探井40口，應(yīng)用排2區(qū)塊三維地震部署的排201等4口探井均見到良好的油氣顯示，排206井日產(chǎn)油72 t/d。春光油田已探明含油面積為11.75 km2，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為933萬t(見表2)。以上區(qū)塊單井產(chǎn)能較高(20 t/d)，物性好，油質(zhì)輕，流動(dòng)性好，邊水活躍，能夠自噴生產(chǎn)，投產(chǎn)初期不含水。

筆者按照歷年完鉆順序編繪了春光油田探井分布圖，從中不難看出，勘探目標(biāo)逐步集中在排2區(qū)塊周邊地區(qū)，但每年的側(cè)重點(diǎn)有所不同(見圖5)，2003年在排2區(qū)塊東，2005年在排2區(qū)塊北，2006年在深化排2區(qū)塊的同時(shí)，拓展到了排2區(qū)塊西，2007年集中在排2區(qū)塊北，2008年集中在排2區(qū)塊西，2009年轉(zhuǎn)移到了排6區(qū)塊三維區(qū)。排2、排8、排206等探井先后獲得高產(chǎn)工業(yè)油流，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)類似排2區(qū)塊的油氣藏。

圖5 春光油田沙灣組探井分布圖Fig.5 Exploratory wells distribution of Shawan formation in Chunguang oilfield

車89砂體勘探應(yīng)用了車28三維地震資料和地震正演模型、地震屬性分析、儲(chǔ)層反演、油氣檢測(cè)技術(shù)。油層地震響應(yīng)為:a.短軸狀強(qiáng)振幅突然中斷;b.亮點(diǎn)特征明顯;c.速度降低;d.砂層含油后，波形特征表現(xiàn)為強(qiáng)波谷－強(qiáng)波峰的組合關(guān)系。

3.4 儲(chǔ)層的下限標(biāo)準(zhǔn)

排2區(qū)塊沙灣組自然伽瑪曲線呈中－高幅度差，自然電位異常明顯，視電阻率曲線呈平直狀。共取心6口井，其中排2－1井為密閉取心，排2－2井為冷凍保型取心。共取樣分析孔隙度樣品66塊，含水飽和度樣品65塊。

1)有效孔隙度下限。排2區(qū)塊35口井49個(gè)層段的補(bǔ)償聲波分布范圍為302～515 μs/m，主要分布區(qū)間為 400 ～480 μs/m，占總層數(shù)的 89.7%。排2－1、排2－2井平均孔隙度為34.5%，孔隙度分布范圍為23%～43%，主要分布區(qū)間為31% ～41%，占總塊數(shù)的83.0%。根據(jù)上述資料，建立了春光油田沙灣組補(bǔ)償聲波測(cè)井值與巖心孔隙度關(guān)系式，排2區(qū)塊35口油井40層解釋有效地面孔隙度為20.29% ～41.07%，井點(diǎn)有效厚度權(quán)衡值為35.88%。

2)含油飽和度下限。據(jù)排2－1井油層35塊密閉取心樣品分析統(tǒng)計(jì)，原始含油飽和度為83.7%。根據(jù)巖電資料建立含水飽和度測(cè)井解釋公式計(jì)算，35口井40層，單層解釋含油飽和度為69.8% ～91.2%，平均為88.1%。根據(jù)壓汞資料推算原始含油飽和度，排2井砂體油水界面以上最大含油高度為65 m，對(duì)應(yīng)的原始含油飽和度為88%。

3.5 有效厚度下限標(biāo)準(zhǔn)

1)儲(chǔ)層四性關(guān)系。巖性以細(xì)砂巖為主，占88.6%;粒度中值主要分布在 0.2 ～ 0.35 mm，占64.1%;顆粒分選性一般，分選系數(shù)為 1.4 ～1.7，占74.8%。油藏含油性主要為飽含油－油浸，占88.6%;油層為高孔、高滲、低泥質(zhì)含量和低碳酸鹽含量特征;高地層水礦化度和高含油飽和度表現(xiàn)出油、水層電性分異明顯，易于分辨。

排2井沙灣組巖性上部以泥巖為主，下部砂巖發(fā)育，且厚度大。自然伽馬值變化范圍較小，砂泥巖分異性差;自然電位在砂巖處負(fù)異常幅度較大，泥巖處較平直;井徑在砂巖處接近鉆頭直徑，在泥巖處擴(kuò)徑。由于巖性和含油性不同，砂巖電阻率變化較大，為0.5 ～10.0 Ω·m，泥巖電阻率為 1.1 Ω·m 左右。從物性曲線特征看，中子、密度、聲波顯示砂巖物性較好，密度為2.16 g/cm3左右，中子值為26%～36%，聲波值較大。

2)有效厚度下限。排2塊沙灣組6口取心井試采均為純油層;巖心描述為飽含油和油浸細(xì)砂巖。因此，排2塊含油性下限定為油浸以上(包括油浸);巖性下限定為粉細(xì)砂巖以上(包括粉細(xì)砂巖)。

3)物性下限。排2塊沙灣組儲(chǔ)層為高孔隙度、高滲透率、低排驅(qū)壓力、大喉道、孔隙連通性好的儲(chǔ)集層，物性下限采用毛管壓力法結(jié)合試采結(jié)果確定，分別得到對(duì)應(yīng)的滲透率值為0.022 μm2，孔隙度值為20%，即為物性下限。

4)電性下限。排2塊沙灣組38口井40層試采均為純油，有效厚度的確定取決于油層厚度的認(rèn)定。

綜上所述，春光油田沙灣組有效厚度的標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 春光油田沙灣組油層有效厚度下限Table 3 The lower limit of effective oil thickness of Shawan formation in Chunguang oilfield

續(xù)表

4 結(jié)語

目前，沙灣組已經(jīng)成為準(zhǔn)噶爾盆地新的勘探目標(biāo)層系。其中，車排子地區(qū)沙灣組上報(bào)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量2200萬t，預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量3350萬t，建成年產(chǎn)原油生產(chǎn)能力60萬t，累積產(chǎn)油230萬t。

1)車排子地區(qū)沙灣組具有多油源輸導(dǎo)、多層系含油、多類型富集、多品位共存的復(fù)式聚集特點(diǎn)和“三層樓”油氣成藏模式。車排子凸起沙灣組二段發(fā)育了多個(gè)古湖岸線和多套上超疊覆的灘壩砂，決定了沙灣組二段淺層高產(chǎn)油藏具有成帶成排分布的特點(diǎn)。春光油田沙灣組以中小型巖性圈閉為主。

2)立足實(shí)踐，大膽開拓，促成了車排子凸起沙灣組淺層、稀油、高產(chǎn)巖性油藏的突破，高精度三維地震技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了關(guān)鍵作用。車排子凸起沙灣組輕質(zhì)油藏具有“類亮點(diǎn)”特征，油砂體形態(tài)與振幅屬性具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，含油面積內(nèi)振幅值高于含水區(qū)振幅值，分界線基本平行于構(gòu)造等值線。沙灣組含油巖性體具有“強(qiáng)振幅、中低頻率、高吸收系數(shù)”的地震屬性特征和“周圍邊界清晰、上凸下平”的振幅能量分布特征。尋找古湖岸線附近的湖進(jìn)灘壩砂是擴(kuò)大勘探成果的關(guān)鍵。車排子凸起沙灣組稠油油藏?zé)o明顯亮點(diǎn)特征，但地震響應(yīng)特征明顯，目前已描述出一批有利圈閉。

3)沙灣組稀油油層自然伽瑪曲線呈中－高幅度差，自然電位異常明顯，視電阻率曲線呈平直狀。沙灣組稀油油浸為含油性下限，粉細(xì)砂巖為巖性下限。物性下限為:滲透率大于0.022 μm2、孔隙度大于20%，油層聲波時(shí)差大于300 μs/m，電阻率大于1.5 Ω·m，電阻增大率大于 5.5。

4)排601井區(qū)沙灣組稠油油層有效厚度電性標(biāo)準(zhǔn):深感應(yīng)視電阻率≥4.5 Ω·m，聲波時(shí)差≥377 μs/m，平均有效厚度為4.2 m。采用 HDNS技術(shù)(水平井+降粘劑+氮?dú)?蒸汽吞吐)，已投產(chǎn)55口井，所有新井均獲得工業(yè)油流。

5)準(zhǔn)噶爾盆地沙灣組勘探潛力很大，但面臨山地、沙漠、戈壁等惡劣的地面條件，地震、鉆井的難度和成本控制的難度大，地下面臨各種復(fù)雜構(gòu)造。為此，建議加大沙灣組勘探工作力度。廣泛開展沙灣組地質(zhì)調(diào)查，評(píng)估油氣資源潛力。在老探區(qū)通過老井資料復(fù)查、重新試油勘探沙灣組油氣資源，在有利目標(biāo)區(qū)采集高精度三維地震。

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Geological features and reservoir exploration of Shawan formation

Liu Chuanhu，Wang Xuezhong

(Shengli Oilfield Company，China Petroleum ＆ Chemical Corporation，Dongying，Shandong 257001，China)

Shawan exploration of Juggar Basin was faced with exploration problems of small scale oil sand，thin reservoir and rapid changes in lithology.In 2005，Pai 2 Well in Shawan formation drilled oil layer.It obtains 49.6 t/d industrial oil and the ground oil viscosity is 1.6 mPa·s.Practice and boldly exploiting contributes to Shawan’s breakthrough of shallow，light oil and high lithologic oil reservoir，and high-precision three-dimensional seismic technology has played a crucial role.Chepaizi region of Shawan formation has double-gathered and the“three floors”oil and gas accumulation mode of multiple oil source transporting，multi-line oil，multi-type enrichment and multi-grade coexistence characteristics.Shawan’s light oil sand body shape has a good corresponding relationship with amplitude property，and the oil-water boundary can be identified by seismic attributes.Oil of thin oil is oil lower limit，and powder and fine sandstone is lithologic lower limit，permeability of 0.022 μm2and porosity of 20%is lower limit for the properties.Reservoir interval transit time is greater than 300 μs/m，resistivity is greater than 1.5 Ω·m and resistivity index is greater than 5.5.23 reservoirs have been found in Shawan.

Shawan formation;oil and gas reservoiring mode;oil and gas exploration;petroleum geologic characteristics;statistics law;Junggar Basin;Chunguang Oilfield

TE343

A

1009－1742(2011)04－0087－09

2010－09－19

國家973項(xiàng)目“中國西部典型疊合盆地油氣成藏機(jī)制與分布規(guī)律”(2006CB202306);中國石化股份公司科研項(xiàng)目“準(zhǔn)噶爾盆地腹部及西緣地區(qū)圈閉識(shí)別與成藏模式研究”(P03011)、“儲(chǔ)層地震屬性優(yōu)化及屬性體綜合解釋技術(shù)研究”(P04033)、“準(zhǔn)噶爾新區(qū)大中型油氣田成藏規(guī)律及評(píng)價(jià)技術(shù)”(P05005);勝利油田科技項(xiàng)目“準(zhǔn)噶爾盆地西緣油氣成藏規(guī)律及勘探目標(biāo)研究”(YKK0808)、“春光油田淺薄層稠油開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”(YKY0906)

劉傳虎(1964—)，男，山東桓臺(tái)縣人，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，勝利油田副總地質(zhì)師，長期從事油田勘探與管理工作;E－mail:liuchuanhu.slyt@sinopec.com