王 杰
(大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院,黑龍江 大慶 163712)
海拉爾盆地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾盟西南部,勘探面積4.4×104km2,由16 個凹陷組成,區(qū)域構(gòu)造上位于二疊紀西伯利亞板塊和華北板塊碰撞形成的弧形構(gòu)造帶中段,為疊置在海西褶皺基底上中新生代斷陷型盆地,經(jīng)多期疊合、多期改造,盆地分割性強,形成多凸多凹的構(gòu)造格局。
貝爾凹陷是海拉爾盆地內(nèi)典型的斷陷,受北東向斷裂切割形成三凹兩隆的構(gòu)造格局。貝爾凹陷霍多莫爾構(gòu)造帶為長期發(fā)育的凹中隆,面積約為200km2,主要勘探目的層為南屯組一段。南屯組沉積末期,盆地整體構(gòu)造抬升,造成沉積地層的區(qū)域性剝蝕。同時,受北東向控陷斷層作用,在霍多莫爾構(gòu)造帶形成張扭性應(yīng)力場,由此形成一系列斷塊構(gòu)造。沉積學(xué)研究表明,霍多莫爾構(gòu)造帶位于北東向扇三角洲前緣,砂巖發(fā)育。在構(gòu)造帶背景上,斷層與砂體配置,形成了斷塊、巖性—斷塊和不整合地層等類型的油藏。自1984年貝爾凹陷開始油氣勘探以來,經(jīng)2D、3D 地震基本落實了霍多莫爾構(gòu)造帶整體的構(gòu)造格局,在霍多莫爾構(gòu)造帶除霍1(大二段)和霍3井(南一段)獲工業(yè)油流外,而在構(gòu)造高點上所鉆的海參2、霍2、霍5、霍6、霍8等井均未獲得好的效果,多年勘探仍然沒有取得重大突破。近年來,針對霍多莫爾構(gòu)造帶構(gòu)造復(fù)雜、斷層小、斷塊圈閉面積小等特點,通過高精度三維地震資料采集、處理,資料品質(zhì)得到明顯改善,開展精細的砂層組對比及砂層組精細目標解釋研究,落實了砂層組的構(gòu)造格局和砂層組的分布。
20世紀80年代初,貝爾凹陷經(jīng)地震普查發(fā)現(xiàn)了霍多莫爾構(gòu)造帶,1985 年在該構(gòu)造帶部署海參2 井。該井在大磨拐河組鉆遇多層油氣顯示,從1042~1701m跨度達650m,鉆井取芯見0.93m富含油砂巖、8.97m油浸砂巖、2.70m 油斑砂巖、4.1m 油跡砂巖,井壁取芯見11顆含油粉砂巖,綜合解釋油層35.6m/7層。海參2井的鉆探表明了霍多莫爾構(gòu)造帶具有一定的勘探潛力,大磨拐河組是主要目的層。但在之后的試油工作中,海參2井油層均未獲油氣流,勘探面臨了前所未有的尷尬局面。
經(jīng)老井復(fù)查,海參2 井在大二段獲低產(chǎn)油流,給勘探帶來希望。1995 年,霍多莫爾地區(qū)完成58.03km2三維地震覆蓋。三維資料的應(yīng)用使得霍多莫爾構(gòu)造帶的構(gòu)造格局更加清晰,提出了主控斷裂控藏的認識,指出了主控斷裂在大磨拐河組發(fā)生走滑產(chǎn)生的走滑斷裂密集帶控制油氣的分布。在新認識的指導(dǎo)下,沿著主控斷裂帶高點部署霍1、霍2、霍3 井,其中霍1 井大二段1017.8~1036.0m 自然測試獲25.44t/d 的工業(yè)油流,實現(xiàn)了霍多莫爾構(gòu)造帶的歷史性突破,霍3 井南一段2010~2029m壓后獲7.413t/d的工業(yè)油流,實現(xiàn)勘探層位、深度上的新突破,明確南屯組是主力的勘探目的層。這兩口井均靠近主控斷裂,而位于構(gòu)造高部位的霍2井裸眼完井,從而使得勘探工作者認識到該區(qū)油藏分布的復(fù)雜性,使得勘探無法向外擴展。
“十五”期間,在貝爾凹陷開展了以斷陷盆地區(qū)域地質(zhì)規(guī)律、復(fù)雜斷塊油氣田圈閉識別技術(shù)等勘探技術(shù)攻關(guān),發(fā)現(xiàn)了蘇德爾特油田,并整裝提交6066×104t 的探明儲量,成為海拉爾盆地最富油的區(qū)塊。根據(jù)蘇德爾特構(gòu)造帶的勘探經(jīng)驗,構(gòu)造高點往往形成油氣富集。根據(jù)蘇德爾特構(gòu)造帶的勘探經(jīng)驗,沿著主控斷裂帶及構(gòu)造高點甩開部署了霍5、霍6、霍8、霍10 等4 口探井,其中霍5、霍8井裸眼完井,僅靠近主控斷裂帶的霍10井在大二段頂部獲1.701t/d的工業(yè)油流。2005年僅在霍1、霍10 井大二段及霍3 井南一段提交92.56×104t探明儲量。
在構(gòu)造帶主體勘探受挫后,隨著斷陷盆地勘探理論的進一步完善、發(fā)展,生烴洼槽控制油氣分布的觀點得到了證實和認可,下洼探索巖性油藏為勘探另辟新徑。2005~2007年,轉(zhuǎn)變勘探思路,探索構(gòu)造帶下降盤扇體,部署霍7 等7 口中霍9、霍12 井南一段試油獲工業(yè)油流,實現(xiàn)了巖性油藏及2500m 以下深度兩大勘探突破。
2009 年,經(jīng)過解放思想,轉(zhuǎn)變認識,對該構(gòu)造帶進行整體精細研究,深入剖析構(gòu)造帶的形成、演化及成藏條件,指導(dǎo)部署獲重大突破,確定了構(gòu)造帶整體含油場面,在構(gòu)造帶頂部南一段提交了優(yōu)質(zhì)儲量(圖1)。
圖1 霍多莫爾構(gòu)造帶勘探歷程圖
(1)應(yīng)用三維地震疊前深度偏移處理解釋、扇體刻畫和儲層精細預(yù)測的地質(zhì)—地球物理一體化技術(shù),提高了復(fù)雜目標區(qū)構(gòu)造解釋、扇體刻畫精度,儲層預(yù)測符合率從75%提高到86%。
霍多莫爾構(gòu)造帶經(jīng)過多期構(gòu)造改造,具有斷塊復(fù)雜、有效圈閉落實難等問題,針對這些問題,為了豐富層間信息、識別地層之間的搭接關(guān)系,運用了三維地震疊前深度偏移處理技術(shù)、水平切片、相干、三維可視化等解釋技術(shù),這些技術(shù)的應(yīng)用準確落實了斷裂和構(gòu)造特征,使原來斷距10m 以下無法識別的小斷層可以輕易識別,有效提高了構(gòu)造成圖精度。儲層預(yù)測方面,開展巖石地球物理參數(shù)分析,對儲層反演敏感參數(shù)做優(yōu)化、重構(gòu)試驗,通過地震屬性、沉積規(guī)律約束實現(xiàn)相控儲層橫向預(yù)測,優(yōu)選有利儲層分布。經(jīng)過攻關(guān)使儲層預(yù)測符合率從75%提高到86%。
(2)應(yīng)用快速色譜等現(xiàn)場錄井技術(shù),解決了由于鉆井速度提高造成輕質(zhì)油層錄井無法識別的難題,使現(xiàn)場錄井油層識別精度提高10%。
霍多莫爾構(gòu)造帶原油多為含氣輕質(zhì)原油,輕質(zhì)油層的氣油比高,揮發(fā)性強,針對這一問題在錄井過程中采用快速色譜、定量熒光檢測、巖屑圖像及輕烴檢測等錄井綜合配套技術(shù),大大提高了現(xiàn)場錄井的精度,確保油層的有效識別。
(3)應(yīng)用核磁測井低阻油層識別技術(shù),解決了常規(guī)測井無法有效識別低阻油層的難題,油水層解釋精度提高了10%。
受復(fù)雜巖性、流體、孔喉結(jié)構(gòu)等因素影響,霍多莫爾構(gòu)造帶油層電阻偏低,常規(guī)測井曲線對這樣的低阻油層難以有效識別,研究發(fā)現(xiàn)不同的流體以及相同流體的不同賦存狀態(tài)在核磁共振特性上的明顯差異,通過對測井參數(shù)的攻關(guān),將深側(cè)向電阻率·孔隙度平方與自然電位交匯,形成油水層識別圖版(圖2),使低阻油層判別率提高到97%。
圖2 A3-7井低阻油層普通測井(左)與核磁測井(右)特征對比圖
霍多莫爾構(gòu)造帶和蘇德爾特構(gòu)造帶是貝爾凹陷上兩個構(gòu)造單元,貝爾凹陷自早白堊世以來分別在南屯組末期、伊敏組末期及青元崗組沉積時期發(fā)生了三次區(qū)域性的構(gòu)造運動,構(gòu)造演化經(jīng)歷了斷陷盆地、斷坳轉(zhuǎn)換盆地和坳陷盆地三期盆地。南屯組時期,整個凹陷水體連通為一個整體,在末期受三條北東東向斷層與北東向斷層控制、改造,形成多個凹中隆古構(gòu)造。之后在伊敏組末期及青元崗組時期發(fā)生走滑和反轉(zhuǎn),使得凹陷形成現(xiàn)在多凸多凹的構(gòu)造格局,并在各個斷裂帶形成了復(fù)雜的構(gòu)造圈閉。在改造過程中,三條北東東向控陷斷層控制烴源巖分布,油氣沿著早期北東東向控陷斷層向高點富集,反向斷層形成的古構(gòu)造是油氣最有利的富集區(qū)帶。經(jīng)過精細的地質(zhì)研究及對比分析,認為霍多莫爾構(gòu)造帶具有形成油氣富集的構(gòu)造背景。
對霍多莫爾構(gòu)造帶完鉆探井進行取芯、井震對比研究,發(fā)現(xiàn)貝爾凹陷南一段存在一套特殊的“含鈣泥巖層”,該套泥巖層特征穩(wěn)定,分布范圍廣,是全盆地重要的地層對比標志層,為解決各凹陷間和各區(qū)塊間地層統(tǒng)一奠定基礎(chǔ)。通過對該層巖芯取芯,發(fā)現(xiàn)該層為暗色泥巖與鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、油頁巖互層,巖芯上滴酸起泡,在鏡下鑒定見到豐富的生物介殼和藻類,并見到豐富的泥晶灰?guī)r,研究證明該層有機質(zhì)豐度高,有機質(zhì)類型好,以Ⅰ型干酪根為主,為優(yōu)質(zhì)烴源巖層,排烴效率是普通泥巖的6 倍,重新評價資源量提高到原資源量的2.2 倍,為貝爾凹陷發(fā)現(xiàn)大規(guī)模儲量奠定資源基礎(chǔ)。以該層為指導(dǎo),根據(jù)地層的旋回性將貝爾凹陷南一段劃分了8 個砂層組,每個砂層組相當于百米級旋回。研究表明,“含鈣泥巖層”上、下為油氣主要的分布層位,其下部的南一段6砂組提交的探明儲量占總儲量的56.94%,是貝爾凹陷主力的含油層。該層的發(fā)現(xiàn)確定了霍多莫爾構(gòu)造帶具有較大的勘探潛力。
前人研究認為霍多莫爾構(gòu)造帶為水上凸起,以接受陸上沉積為主,發(fā)育粗相帶,既無生烴條件,也不發(fā)育有利儲層。該認識導(dǎo)致了構(gòu)造帶勘探長期陷入低谷。在對霍多莫爾構(gòu)造帶的重新認識和評價的過程中,經(jīng)過精細的構(gòu)造解釋及原型盆地恢復(fù),認為霍多莫爾構(gòu)造帶頂部在南屯組沉積期為水下低凸起,接受了北東向物源的厚層沉積,在南屯組末期將南二段及南一段上部地層剝蝕,殘留南一段下部地層?!昂}泥巖層”的發(fā)現(xiàn)也揭示構(gòu)造帶擁有穩(wěn)定的生油層,雖然在后期伊敏組末期和青元崗組沉積時期凹陷發(fā)生改造,但是僅在主走滑帶形成改造,對主體構(gòu)造帶的破壞小,為油氣富集提供良好的保存條件。霍多莫爾構(gòu)造帶整體位于扇三角洲前緣有利部位,多期河道疊置連片,儲層發(fā)育,且經(jīng)過后期的改造,埋藏淺,物性好,發(fā)育原生孔隙和風(fēng)化淋濾形成的次生孔隙,孔隙度一般在15%~30%之間,滲透率一般在5~1000mD 之間,為中孔中、高滲儲層,是形成優(yōu)質(zhì)可動用規(guī)模儲量的基礎(chǔ)條件。因此霍多莫爾構(gòu)造帶具備優(yōu)質(zhì)的成藏組合及較大勘探潛力。
霍多莫爾構(gòu)造帶受北東向控帶斷層切割,形成四個斷階帶。不同斷階帶受砂體、不整合面和斷層耦合的影響,越靠近主控斷裂,殘留地層越薄,由此形成了三種類型構(gòu)造高點,不同的構(gòu)造高點造成了不同斷階帶中油氣富集層位的差異?;舳嗄獱枠?gòu)造帶具有多層為含油,多種油藏類型并存的特點。受斷層分割影響,主要形成四種油藏類型,在南一段形成的復(fù)雜斷塊油藏,在大二段沿著主走滑帶形成的次生斷塊油藏,在基巖形成的潛山油藏,構(gòu)造帶下降盤斷層與砂體的匹配形成的斷層—巖性油藏。
在上述成藏模式(圖3)的指導(dǎo)下,在構(gòu)造帶4個斷階帶實施井位部署,部署探井8 口,其中7 口井獲工業(yè)油流,實現(xiàn)了該構(gòu)造帶重大突破。高產(chǎn)井的成功更新了對構(gòu)造帶的認識:①確立了北東向控帶斷層是油氣藏形成的主控因素。②進一步證實了構(gòu)造帶頂部整體含油的理論。③構(gòu)造帶油藏埋藏淺,儲層物性好,油層厚度大,是區(qū)域可持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的重要接替區(qū)。
該構(gòu)造帶多口高產(chǎn)井的試油成果,展示了良好的勘探開發(fā)前景,其中霍53-55 井南一段1576.4~1607.5m進行試油,自噴求產(chǎn)獲120.1t/d的高產(chǎn)工業(yè)油流;霍3-6 井23Ⅱ號層1374.0~1378.2m 進行試油,射開厚度4.2m,自噴求產(chǎn)獲382.1t/d的超高產(chǎn)工業(yè)油流,創(chuàng)造了海拉爾油田單井產(chǎn)能的最高紀錄?;舳嗄獱枠?gòu)造帶油藏埋藏淺,儲層物性好,油層厚度大,含油豐度高,原油品質(zhì)好,是海拉爾油田可持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的重要接替區(qū),為海拉爾原油產(chǎn)量突破80×104t提供保障。
近年來,通過對貝爾斷陷陷霍多莫爾構(gòu)造帶的深化勘探,取得了新的突破和進展??偨Y(jié)霍多莫爾勘探獲得重大突破的經(jīng)驗,得益于高精度的三維地震,以及在此基礎(chǔ)上精細的構(gòu)造解釋及儲層預(yù)測;得益于原型盆地恢復(fù)前提下,帶來構(gòu)造、地層、沉積及控藏因素方面認識的轉(zhuǎn)變;得益于勘探技術(shù)的進步和新的管理模式。進一步在貝爾斷陷霍多莫爾構(gòu)造帶開展深化勘探工作,必將不斷擴大勘探成果,增加油氣儲量,為老油區(qū)的穩(wěn)產(chǎn)開拓新的資源領(lǐng)域。