趙永強(qiáng),宋振響,王 斌,邱 岐,孫中良,吳小奇

1.中國(guó)石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所,江蘇 無錫 214126;2.頁(yè)巖油氣富集機(jī)理與高效開發(fā)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇 無錫 214126;3.中國(guó)石化 油氣成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 無錫 214126

準(zhǔn)噶爾盆地油氣資源豐富,是我國(guó)中西部4大含油氣盆地之一,也是我國(guó)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的主戰(zhàn)場(chǎng)之一。近年來,中國(guó)石油在準(zhǔn)噶爾盆地多領(lǐng)域、多類型油氣勘探[1-9]中取得重大突破,展示了盆地巨大的勘探潛力。截至2021年底,中國(guó)石油在準(zhǔn)噶爾盆地已發(fā)現(xiàn)27個(gè)油田,5個(gè)氣田,累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量超32×108t(常規(guī)油)、天然氣1 933×108m3,自2002年起原油產(chǎn)量持續(xù)20年超千萬噸[5]。而中國(guó)石化礦權(quán)區(qū)多位于盆地周緣超剝帶、復(fù)雜山前帶和深洼區(qū),油氣成藏條件更復(fù)雜,勘探難度更大。2021年初,中國(guó)石化集團(tuán)公司黨組提出“在準(zhǔn)噶爾盆地建設(shè)中等油田規(guī)?！钡牟渴鹨?并制定了準(zhǔn)噶爾盆地中長(zhǎng)期高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃,提出“十四五”期間新增探明儲(chǔ)量1.5×108t,階段末產(chǎn)量達(dá)到240×104t油氣當(dāng)量;“十五五”期間新增探明儲(chǔ)量3.5×108t,階段末建成500×104t原油生產(chǎn)基地的目標(biāo)。自2000年中國(guó)石化在準(zhǔn)噶爾盆地登記礦權(quán)以來,相繼發(fā)現(xiàn)了春風(fēng)、春暉、阿拉德等6個(gè)油田[10],截至2021年底,中國(guó)石化在準(zhǔn)噶爾盆地累計(jì)提交探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量約1.78×108t,目前年產(chǎn)原油約140×104t,距離集團(tuán)公司制定的發(fā)展目標(biāo)還有較大差距。

從勘探現(xiàn)狀來看,中國(guó)石化在準(zhǔn)噶爾盆地的勘探程度不均衡,目前增儲(chǔ)的重點(diǎn)領(lǐng)域仍主要集中在準(zhǔn)西超剝帶和準(zhǔn)中地區(qū)上組合,特別是準(zhǔn)西超剝帶勘探程度相對(duì)較高,目前主體已進(jìn)入開發(fā)階段;而其他地區(qū)及盆地主力勘探層系(二疊系、三疊系)仍處于探索和預(yù)探階段,未取得戰(zhàn)略性突破。下一步準(zhǔn)噶爾盆地主要勘探方向和領(lǐng)域是什么?風(fēng)險(xiǎn)勘探及增儲(chǔ)接替領(lǐng)域在哪?成為中國(guó)石化亟待解決的問題,也直接關(guān)系到“十四五”“十五五”增儲(chǔ)上產(chǎn)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。

1 資源現(xiàn)狀及存在問題

1.1 資源潛力及分布

準(zhǔn)噶爾盆地先后開展過6次系統(tǒng)的資源評(píng)價(jià)工作,最近的一次評(píng)價(jià)是2019年完成的“十三五”油氣資源評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)獲取了盆地不同類型油氣的資源潛力及分布情況,有效指導(dǎo)了盆地的勘探規(guī)劃部署。

“十三五”全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)工作中,除系統(tǒng)開展了盆地范圍常規(guī)油氣資源量計(jì)算外,還開展了部分重點(diǎn)地區(qū)的非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,準(zhǔn)噶爾盆地油氣地質(zhì)資源量約為169×108t油當(dāng)量,其中常規(guī)油地質(zhì)資源量114.9×108t,常規(guī)氣地質(zhì)資源量3.55×1012m3;吉木薩爾、瑪湖凹陷和五彩灣—石樹溝凹陷有利區(qū)致密油/頁(yè)巖油地質(zhì)資源量25.1×108t,準(zhǔn)噶爾盆地南緣柴窩堡凹陷頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量約900×108m3。從資源分布及勘探現(xiàn)狀來看(圖1),準(zhǔn)噶爾盆地不同地區(qū)、不同層系、不同埋深勘探程度差異明顯。從層系來看,侏羅系和三疊系油氣資源探明程度相對(duì)較高,分別為26.71%和37.91%;超剝帶石炭系和新近系油氣探明程度分別為22.07%和17.9%;二疊系探明程度僅為17.2%,待探明資源量達(dá)51.4×108t,占待探明資源總量的39.2%。從埋深來看,資源探明程度隨埋深增加呈逐漸降低的趨勢(shì),深層(4 500～6 000 m)和超深層(>6 000 m)領(lǐng)域探明程度極低,待探明油氣地質(zhì)資源量(67.45×108t)占待探明資源總量的51.34%?？傮w來看,深層—超深層及石炭系、二疊系資源潛力大、探明程度低,是未來油氣勘探突破的重要接替領(lǐng)域。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地分層系、埋深油氣地質(zhì)資源量分布探明儲(chǔ)量截至2021年底,紅色百分?jǐn)?shù)為探明率。

截至2021年底,中國(guó)石化探區(qū)待探明常規(guī)油地質(zhì)資源量為38.66×108t(石油探明率僅為5.23%),常規(guī)天然氣(5 791.6×108m3)和頁(yè)巖氣(約900×108m3)均未提交探明儲(chǔ)量,剩余資源潛力大。中國(guó)石化探區(qū)資源分布情況總體與盆地類似:從層系來看,下組合的石炭系、二疊系、三疊系和上組合侏羅系待探明資源量占總量的64.2%;從區(qū)域分布來看,準(zhǔn)中、準(zhǔn)西和準(zhǔn)東南地區(qū)待探明油氣資源量均超過8×108t油當(dāng)量,待探明資源豐度均超過10×104t/km2(圖2),是下一步最有望獲得勘探大突破、大發(fā)現(xiàn)的地區(qū)。

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地中國(guó)石化探區(qū)待探明資源分布情況探明儲(chǔ)量截至2021年底。

準(zhǔn)噶爾盆地既是一個(gè)大型復(fù)合含油氣盆地,也是一個(gè)大型的聚煤盆地,擁有豐富的煤炭和煤層氣資源;此外,盆地還具備形成油頁(yè)巖、油砂等油氣共伴生礦產(chǎn)資源的潛力。盆地煤層氣主要分布在準(zhǔn)南、準(zhǔn)東和準(zhǔn)西北地區(qū),含氣層位主要為侏羅系八道灣組和西山窯組?！笆濉辟Y源評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,盆地2 000 m以淺煤層氣地質(zhì)資源量達(dá)3.11×1012m3,與常規(guī)氣資源量相當(dāng)。近幾年,準(zhǔn)噶爾盆地南緣煤層氣取得較好的勘探開發(fā)效果[2]。盆地油頁(yè)巖主要賦存于博格達(dá)山北麓的中二疊統(tǒng)蘆草溝組,油頁(yè)巖油地質(zhì)資源量高達(dá)52.9×108t。目前,準(zhǔn)噶爾盆地大龍口地區(qū)蘆草溝組油頁(yè)巖礦主要由遼寧成大股份有限公司和新疆寶明礦業(yè)公司開發(fā)利用,2020年油頁(yè)巖油產(chǎn)量超30×104t,展現(xiàn)出準(zhǔn)噶爾盆地南緣低熟油頁(yè)巖廣闊的勘探開發(fā)前景。油砂資源主要分布在盆地西北緣,準(zhǔn)東和準(zhǔn)南部分地區(qū)也有出露,主要儲(chǔ)集層位為下白堊統(tǒng)吐谷魯群,其次為上侏羅統(tǒng)齊古組及中三疊統(tǒng)克拉瑪依組。已證實(shí)的油砂礦點(diǎn)有西北緣的紅山嘴、黑油山、白堿灘、風(fēng)城和準(zhǔn)東的沙丘河、準(zhǔn)南喀拉扎等[11],評(píng)價(jià)盆地埋深在2 000 m范圍內(nèi)油砂油地質(zhì)資源量為9.85×108t。前期準(zhǔn)西北緣超剝帶多層系取得淺層稠油的突破[12],目前正在積極開展稠油的勘探開發(fā)和工程工藝一體化攻關(guān),下一步在加大稠油攻關(guān)力度的同時(shí),也應(yīng)適當(dāng)關(guān)注油砂油的開發(fā)利用。

1.2 資源評(píng)價(jià)存在的問題

從以上資源評(píng)價(jià)現(xiàn)狀可以看出,準(zhǔn)噶爾盆地前期的資源評(píng)價(jià)工作主要表現(xiàn)為2個(gè)特點(diǎn):一是以石油為主,全盆地石油地質(zhì)資源量達(dá)140×108t(含頁(yè)巖油),占總資源量的82.8%,對(duì)天然氣的評(píng)價(jià)重視不夠;二是以常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)為主,常規(guī)油氣地質(zhì)資源量達(dá)143.2×108t油當(dāng)量,占總量的84.7%。目前未系統(tǒng)開展過盆地范圍內(nèi)非常規(guī)油氣資源的評(píng)價(jià)工作。

目前準(zhǔn)噶爾盆地的勘探呈現(xiàn)“油多氣少”的局面[6],常規(guī)油探明率達(dá)32.6%,而天然氣探明率僅5.4%[13]。隨著我國(guó)“穩(wěn)油增氣”戰(zhàn)略和“雙碳”目標(biāo)的提出,我們?cè)诩哟笫涂碧介_發(fā)力度的同時(shí),必須重視天然氣的勘探,準(zhǔn)噶爾盆地到底有沒有天然氣、有多少天然氣、天然氣分布在哪等問題亟需回答。“十三五”期間評(píng)價(jià)準(zhǔn)噶爾盆地常規(guī)油氣中油氣比約為4∶1,而實(shí)際情況是不是這樣?

準(zhǔn)噶爾盆地自下而上共發(fā)育8套烴源巖,其中主力烴源巖有4套,分別為石炭系、下二疊統(tǒng)風(fēng)城組(P1f)、中二疊統(tǒng)下烏爾禾組(P2w)和下侏羅統(tǒng)八道灣組(J1b)[14-15](圖3)。從4套主力烴源巖的生烴品質(zhì)來看,風(fēng)城組和下烏爾禾組烴源巖主要以Ⅱ1—Ⅱ2型為主[8],在中等—成熟演化階段以生油為主,而在腹部埋深較大地區(qū),烴源巖演化至高—過成熟演化階段后也能由干酪根裂解和原油裂解生成大量的天然氣;而石炭系和侏羅系烴源巖有機(jī)質(zhì)類型均以Ⅱ2—Ⅲ型偏腐殖型源巖為主,理應(yīng)生成更多的天然氣,但烴源巖生烴品質(zhì)與目前資源評(píng)價(jià)結(jié)果匹配程度較低。近幾年,準(zhǔn)噶爾盆地除在石油領(lǐng)域不斷取得重大突破外,在天然氣領(lǐng)域也取得了幾項(xiàng)重大突破[7,16-17],展現(xiàn)了盆地油氣并舉的新局面。下一步需加強(qiáng)盆地天然氣成藏富集規(guī)律及勘探潛力的評(píng)價(jià),尤其是對(duì)中國(guó)石化來說,腹部探區(qū)埋深普遍較大,烴源巖多進(jìn)入高—過成熟演化階段,對(duì)天然氣的評(píng)價(jià)可能更為重要。

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造單元與主力烴源巖分布

前期更多的是針對(duì)盆地常規(guī)油氣開展評(píng)價(jià),近年來隨著吉木薩爾、瑪湖凹陷致密油/頁(yè)巖油的突破,逐漸開始重視非常規(guī)油氣資源的評(píng)價(jià)工作,但目前對(duì)非常規(guī)油氣資源的評(píng)價(jià)存在評(píng)價(jià)范圍不全、評(píng)價(jià)結(jié)果不客觀等諸多問題。如“十三五”期間僅開展了部分重點(diǎn)地區(qū)致密/頁(yè)巖油氣的資源量計(jì)算工作,當(dāng)時(shí)評(píng)價(jià)瑪湖凹陷風(fēng)城組致密油/頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為4.2×108t,而近兩年瑪湖凹陷新增致密/頁(yè)巖油控制、預(yù)測(cè)資源量已達(dá)3.4×108t,并初步展現(xiàn)出超10×108t級(jí)別的資源規(guī)模[3],遠(yuǎn)超“十三五”資評(píng)結(jié)果。此外,吐哈油田在吉南凹陷[18]、中國(guó)石化在準(zhǔn)西北緣哈山地區(qū)、準(zhǔn)東南[19-20]均有發(fā)現(xiàn),展現(xiàn)出致密油/頁(yè)巖油的良好勘探潛力,因此“十三五”的致密油/頁(yè)巖油資源評(píng)價(jià)結(jié)果已遠(yuǎn)不能反映勘探實(shí)際。近年來盆地石炭系、二疊系及侏羅系均取得了自生自儲(chǔ)型致密氣/頁(yè)巖氣的突破[9,16,21],但前期未系統(tǒng)開展過針對(duì)性評(píng)價(jià),資源亟待落實(shí)。特別是準(zhǔn)噶爾盆地腹部中下二疊統(tǒng)風(fēng)城組、下烏爾禾組烴源層埋深大、熱演化程度高,多進(jìn)入高熟—過熟演化階段,通源斷裂整體不發(fā)育[22],理應(yīng)具備較大的源內(nèi)天然氣資源潛力。前期準(zhǔn)噶爾盆地煤層氣的勘探開發(fā)主要集中在埋藏較淺的準(zhǔn)噶爾盆地南緣和準(zhǔn)東侏羅系,“十三五”期間也僅評(píng)價(jià)了2 000 m以淺的煤層氣資源,而近期研究表明,中深層煤層氣[23]也具備良好的勘探開發(fā)效果,且工程技術(shù)可行,下一步同樣值得關(guān)注。

2 勘探重要啟示

近幾年,中國(guó)石油新疆油田分公司持續(xù)推進(jìn)準(zhǔn)噶爾盆地整體研究,圍繞主力烴源巖層系開展勘探,取得了一系列油氣重大發(fā)現(xiàn),開創(chuàng)了盆地油氣并舉、常規(guī)—非常規(guī)并重及東西并進(jìn)的勘探良性循環(huán)新局面?！笆濉逼陂g中國(guó)石油總結(jié)的十大規(guī)模發(fā)現(xiàn)成果里面準(zhǔn)噶爾盆地占了3項(xiàng),進(jìn)一步顯示出盆地巨大的資源潛力及勘探前景。與中國(guó)石油相比,中國(guó)石化礦權(quán)區(qū)多位于盆地的“邊”“角”“洼”地帶,即多處于盆地周緣超剝帶、山前帶或深洼區(qū),油氣成藏條件更復(fù)雜,勘探難度更大,勘探進(jìn)程也相對(duì)滯后,目前尚未取得規(guī)模突破。下一步,在充分吸收中國(guó)石化在這些特殊區(qū)域的地質(zhì)研究和勘探成效分析的基礎(chǔ)上,如何借鑒鄰區(qū)成功的勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn),盡早實(shí)現(xiàn)中國(guó)石化在準(zhǔn)噶爾盆地的勘探突破成為迫在眉睫的任務(wù)。

2.1 腹部下組合進(jìn)/近源勘探突破及啟示

2018年新疆油田以“源儲(chǔ)耦合,有序共生”的全油氣系統(tǒng)[24]視角,重新審視風(fēng)城組已發(fā)現(xiàn)的油氣藏,構(gòu)建了常規(guī)—非常規(guī)油藏有序分布新模式[25],部署實(shí)施的盆地首口頁(yè)巖油風(fēng)險(xiǎn)井——MY1井獲突破[3];近兩年又相繼部署了一批探井,MY2、XY1等多口井獲高產(chǎn),形成了繼源上瑪湖礫巖大油區(qū)之后又一更具規(guī)模的接替領(lǐng)域。借鑒“瑪湖模式”,中國(guó)石油加大了準(zhǔn)噶爾盆地腹部下組合的勘探力度,先后在阜康凹陷[26]、沙灣凹陷、盆1井西凹陷[27]、東道海子凹陷[28]取得油氣新發(fā)現(xiàn),展現(xiàn)了近源勘探的巨大潛力,也標(biāo)志著盆地已進(jìn)入以富烴凹陷下組合勘探為主的新時(shí)代[29]。

近年來,受中國(guó)石油凹陷邊緣斜坡區(qū)二疊系—三疊系領(lǐng)域勘探重大突破的啟示,中國(guó)石化加大了腹部下組合風(fēng)險(xiǎn)勘探力度,在4大凹陷先后部署實(shí)施了多口井,其中2口井試獲油氣流。2022年,中國(guó)石化在沙灣凹陷部署的Z10井在上烏爾禾組獲穩(wěn)定油氣流、克拉瑪依組獲高產(chǎn)油氣流(油58.42 m3/d,氣6 710 m3/d);東道海子凹陷部署的C6井在下烏爾禾組獲源內(nèi)天然氣發(fā)現(xiàn)[22],克拉瑪依組獲工業(yè)油流(11.1 m3/d);阜康凹陷實(shí)施的D17井鉆揭下烏爾禾組優(yōu)質(zhì)烴源巖,并在與之緊鄰的上烏爾禾組底部揭示含礫砂巖79 m,油氣顯示活躍,有望獲得突破,這進(jìn)一步堅(jiān)定了近源下凹致密油氣勘探的信心。中國(guó)石化腹部探區(qū)位于二疊系沉積中心,構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定,油氣排烴、運(yùn)移比例相對(duì)偏低,滯留程度高,下一步應(yīng)瞄準(zhǔn)二疊系2套優(yōu)質(zhì)烴源巖(P1f、P2w)及與之對(duì)應(yīng)的油氣成藏體系,堅(jiān)定“近/進(jìn)源勘探”和“立體勘探”的思路,尋求富烴凹陷常規(guī)—非常規(guī)油氣一體化勘探突破。此外,中國(guó)石化準(zhǔn)西北緣哈山探區(qū)緊鄰瑪湖凹陷,風(fēng)城組發(fā)育與瑪湖凹陷相似的堿湖相細(xì)?；旌铣练e建造和巖相組合,形成多套中等—優(yōu)質(zhì)烴源巖,2022年實(shí)施的HSX4井和HS5井在風(fēng)城組均見到豐富油氣顯示,HS5井準(zhǔn)原地風(fēng)城組近期獲得高產(chǎn)工業(yè)油流,打開了盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖油勘探新局面。

2.2 準(zhǔn)東石炭系多類型油氣勘探突破及啟示

除二疊系外,石炭系也是準(zhǔn)噶爾盆地腹部下組合勘探最重要的一套烴源巖,但自2006年克拉美麗氣田在石炭系獲得突破后,后期針對(duì)石炭系外圍的勘探一直未獲實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。近年來,中國(guó)石油通過加強(qiáng)石炭系地震資料解釋攻關(guān)和烴源巖有效性評(píng)價(jià),明確了盆地石炭系烴源巖呈“雞窩狀”分布、石炭系為若干獨(dú)立的含油氣子系統(tǒng)[30]的認(rèn)識(shí)。在上述認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,在火山巖、致密氣領(lǐng)域不斷取得突破,特別是2017年在阜康凹陷東斜坡部署的F26井,在石炭系火山巖中獲最高日產(chǎn)氣14.37×104m3[31];2018年在古城凹陷部署的C1井在石炭系鉆揭130 m的碳質(zhì)泥巖、深灰色泥巖,并見良好油氣顯示[32];2020年在石錢灘凹陷部署的SQ1井在石錢灘組頂部砂巖段測(cè)試獲日產(chǎn)氣6.3×104m3,并鉆遇厚層優(yōu)質(zhì)烴源巖;2020年部署在石西油田的SX16井在石炭系再獲百噸高產(chǎn),是繼石西油田石炭系發(fā)現(xiàn)后時(shí)隔26年該地區(qū)的又一重大突破,也是石西地區(qū)石炭系從凸起區(qū)走向凹陷深層勘探的首次突破;2023年部署在石錢灘凹陷北部緩坡帶的SQ3井再獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流,該井的突破打開了石炭系海相天然氣勘探新局面,進(jìn)一步堅(jiān)定了準(zhǔn)東天然氣勘探的信心。

中國(guó)石化前期在石錢灘凹陷部署的Q1井[33]也鉆揭了石錢灘組優(yōu)質(zhì)烴源巖的存在,并在上部平地泉組見油斑顯示;2021年在石西凹陷部署的準(zhǔn)北6井在姜巴斯套組見4層氣測(cè)異常,放噴火焰最高8 m,首次實(shí)現(xiàn)了探區(qū)內(nèi)石炭系自生自儲(chǔ)型致密氣的突破。上述勘探成果進(jìn)一步證實(shí)了準(zhǔn)東石炭系烴源巖的有效性,并具備形成火山巖氣藏、致密氣藏和頁(yè)巖氣等多類型油氣藏的良好勘探前景。對(duì)中國(guó)石化來說,下一步要繼續(xù)堅(jiān)定石炭系的勘探信心不動(dòng)搖,堅(jiān)持多類型油氣立體勘探,石西、石北、石錢灘凹陷為石炭系自生自儲(chǔ)型天然氣有利區(qū),同時(shí)還可以兼顧石炭系火山巖氣藏和平地泉組致密油/頁(yè)巖油的勘探。

2.3 準(zhǔn)東南常規(guī)—非常規(guī)一體化勘探突破及啟示

二疊系是準(zhǔn)東地區(qū)的重點(diǎn)勘探層系,中國(guó)石油早在2011年就獲得了吉木薩爾蘆草溝組頁(yè)巖油的突破,目前已逐步進(jìn)入效益開發(fā)階段[34];2023年部署在吉木薩爾凹陷北斜坡的QT1井獲突破,打開了環(huán)洼夾層型頁(yè)巖油勘探新領(lǐng)域,對(duì)提升油田效益具有重要的意義。2019年以來,吐哈油田加大了對(duì)吉木薩爾南部阜康斷裂東段的探索,通過重新解剖區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造演化特征,指出吉南凹陷與吉木薩爾凹陷隔凸相望[18],是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的富烴凹陷。2021年實(shí)施的ST1井在井井子溝組砂巖段測(cè)試獲高產(chǎn)油流(26.3 m3/d),鉆遇蘆草溝組暗色泥巖376 m,且在二疊系蘆草溝組、梧桐溝組、三疊系韭菜園組和侏羅系八道灣組均鉆遇油氣顯示;之后部署的S101井在井井子溝組也獲突破,展示了環(huán)博格達(dá)山周緣多層系含油、常—非一體的勘探前景。此外,近幾年中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在博格達(dá)山前中段和柴窩堡凹陷永豐次凹部署的XJC1井[35]和XYD1井在蘆草溝組也均試獲日產(chǎn)超10 000 m3的氣流,證實(shí)蘆草溝組除具備向上供烴形成常規(guī)油氣的潛力外,也具備形成自生自儲(chǔ)型頁(yè)巖油氣的地質(zhì)條件。

近幾年,通過加強(qiáng)盆地原型恢復(fù)與蘆草溝組烴源巖生烴潛力評(píng)價(jià),進(jìn)一步明確了現(xiàn)今位于博格達(dá)山兩側(cè)的吉南凹陷和柴窩堡凹陷在蘆草溝組沉積時(shí)期為一個(gè)統(tǒng)一的凹陷[36](博格達(dá)凹陷),其構(gòu)造演化過程、沉積環(huán)境和成藏特征相似,均具備形成規(guī)模油氣藏的潛力。目前吉南凹陷已獲突破,前期中國(guó)石化在該地區(qū)部署的多口井在蘆草溝組和平地泉組也見到良好油氣顯示,特別是2018年部署的MC2井,在蘆草溝組測(cè)試獲0.6×104m3/d氣流,進(jìn)一步證實(shí)了該地區(qū)具備頁(yè)巖氣的勘探潛力。近期,勝利油田也加大了博格達(dá)山南翼柴窩堡凹陷的基礎(chǔ)研究力度,建立了柴窩堡地區(qū)“南北對(duì)沖、多層滑脫”構(gòu)造解釋模型,指出凹陷中北部“三角帶”地區(qū)構(gòu)造變形相對(duì)較弱,具備形成以蘆草溝組為源的近源非常規(guī)油氣和常規(guī)構(gòu)造油氣藏兩類勘探目標(biāo),有望獲得油氣突破。

2.4 準(zhǔn)南緣天然氣勘探突破及啟示

近幾年,中國(guó)石油在準(zhǔn)南山前帶連續(xù)獲高產(chǎn)油氣流,2019年南緣西段GT1井在白堊系清水河組測(cè)試獲日產(chǎn)油1 213 m3、日產(chǎn)氣32.17×104m3,創(chuàng)盆地單井日產(chǎn)量最高紀(jì)錄[7];2020年南緣中段HT1井[37]在清水河組測(cè)試獲日產(chǎn)氣61.9×104m3,日產(chǎn)油106.5 m3,創(chuàng)盆地深層天然氣高產(chǎn)新紀(jì)錄;2022年南緣中段TW1井在清水河組測(cè)試獲油氣當(dāng)量885 m3/d,進(jìn)一步堅(jiān)定了南緣尋找大型天然氣藏的信心,也證實(shí)了準(zhǔn)南地區(qū)侏羅系烴源巖具備形成大規(guī)模油氣田的條件。準(zhǔn)噶爾盆地南緣地區(qū)除取得構(gòu)造型油氣藏的突破外,侏羅系煤層氣勘探開發(fā)也取得了顯著的效果。目前已開展近30個(gè)煤層氣勘查項(xiàng)目,建成了白楊河、四工河、烏魯木齊河?xùn)|煤層氣開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)[2],多個(gè)區(qū)塊呈現(xiàn)出煤層氣單井高產(chǎn)勢(shì)頭,現(xiàn)正著力推進(jìn)煤層氣規(guī)?；_發(fā)利用。除準(zhǔn)噶爾盆地南緣煤層氣獲突破外,2021年新疆油田部署在白家海凸起上的風(fēng)險(xiǎn)井——彩探1H井[38],在侏羅系西山窯組獲重大突破(最高日產(chǎn)氣5.7×104m3),開辟了準(zhǔn)噶爾盆地煤巖天然氣勘探的新領(lǐng)域。

目前,剛完鉆的的風(fēng)險(xiǎn)探井——奎屯1井在侏羅系、白堊系鉆遇油氣顯示,正在開展試油工作,有望獲得以侏羅系為源的油氣突破。礦權(quán)區(qū)所在的東道海子凹陷中西部、沙灣凹陷南部、阜康凹陷和四棵樹凹陷侏羅系烴源巖厚度大,有機(jī)質(zhì)豐度高,且已進(jìn)入成熟—高熟演化階段[30],在盆地腹部主要形成超覆不整合地層—巖性圈閉(如永進(jìn)油田),南緣山前帶在多期逆沖推覆下形成大型構(gòu)造型圈閉(如GT1、TW1井等);此外,南緣構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū),自生自儲(chǔ)型致密氣和埋藏相對(duì)較淺的煤層氣同樣值得探索。

3 ?！且惑w化聯(lián)合攻關(guān)策略

隨著準(zhǔn)噶爾盆地勘探程度的提高,目前盆地已進(jìn)入以中下組合勘探為主的新時(shí)代,油氣勘探工作也面臨四方面的轉(zhuǎn)變:一是平面領(lǐng)域由正向構(gòu)造單元轉(zhuǎn)向廣大富烴凹陷;二是縱向勘探層系由中上組合轉(zhuǎn)向以中下組合近烴源巖層系勘探為主[4];三是油氣圈閉類型由以構(gòu)造油氣藏為主轉(zhuǎn)為地層—巖性圈閉和復(fù)合圈閉;四是資源類型由以常規(guī)油氣勘探為主轉(zhuǎn)向常規(guī)與非常規(guī)油氣并重。新的勘探階段對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地油氣勘探工作也提出了新的要求。

為盡快實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)噶爾盆地近中期發(fā)展目標(biāo),加快推動(dòng)戰(zhàn)略突破和高質(zhì)量勘探,中國(guó)石化下一步在繼續(xù)加大常規(guī)油氣勘探力度的同時(shí),有必要加強(qiáng)盆地非常規(guī)油氣資源潛力評(píng)價(jià)及勘探開發(fā)力度,牢固樹立常規(guī)—非常規(guī)油氣一體化立體勘探理念,為此,提出以下勘探策略。

3.1 落實(shí)常規(guī)—非常規(guī)油氣“資源家底”

盡管前期準(zhǔn)噶爾盆地開展過多輪次的油氣資源評(píng)價(jià)工作,但目前對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地的整體認(rèn)識(shí)還不夠深入,存在評(píng)價(jià)類型不全、區(qū)域不全、層系不全的問題,且部分評(píng)價(jià)結(jié)果與勘探現(xiàn)狀不符,特別是缺少對(duì)非常規(guī)油氣資源潛力的系統(tǒng)評(píng)價(jià)。下一步要依托正在開展的“十四五”全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)工作,按照“源儲(chǔ)協(xié)同演化、源儲(chǔ)差異演化”的模式,系統(tǒng)開展盆地“全序列、全層系、全類型”的?！且惑w化資源潛力評(píng)價(jià),綜合分析各類型油氣資源的形成機(jī)制和成因聯(lián)系,理清其共生關(guān)系與分布規(guī)律,明確剩余油氣資源分布特征,為有利勘探目標(biāo)及規(guī)模增儲(chǔ)區(qū)帶提供有力支撐。

本輪資源評(píng)價(jià)要兼顧“統(tǒng)一性”和“特殊性”?！敖y(tǒng)一性”是指要充分利用大盆地聯(lián)合研究成果,借助“中—中合作”平臺(tái),加強(qiáng)盆地整體研究、刻度區(qū)解剖和資源評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)研究,在統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上客觀評(píng)價(jià)盆地常規(guī)、非常規(guī)油氣資源潛力?！疤厥庑浴笔侵纲Y源評(píng)價(jià)中應(yīng)重點(diǎn)考慮中國(guó)石化探區(qū)所處位置的特殊地質(zhì)條件,加強(qiáng)深洼區(qū)油氣相態(tài)轉(zhuǎn)化及定量預(yù)測(cè)和盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)資源量計(jì)算劈分方法研究,進(jìn)一步提高資源評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性。此外,本輪資源評(píng)價(jià)中應(yīng)加強(qiáng)低勘探程度礦權(quán)空白區(qū)(如烏倫古坳陷)的資源潛力評(píng)估,為中國(guó)石化未來礦權(quán)拓展方向和增儲(chǔ)領(lǐng)域接替提供支撐。

3.2 組建常規(guī)—非常規(guī)一體化協(xié)同攻關(guān)團(tuán)隊(duì)

中國(guó)石化股份公司和油田分公司領(lǐng)導(dǎo)的重視是盆地取得大突破、大發(fā)現(xiàn)的前提與核心動(dòng)力。目前,中國(guó)石化集團(tuán)公司已經(jīng)制定了準(zhǔn)噶爾盆地專項(xiàng)發(fā)展規(guī)劃,勝利油田也成立了盆地勘探開發(fā)管理和責(zé)任主體單位,并與新疆油田簽訂了準(zhǔn)噶爾盆地戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,但在盆地的整體統(tǒng)籌規(guī)劃、整體發(fā)展戰(zhàn)略方面仍需進(jìn)一步加強(qiáng);在工作重點(diǎn)仍集中在準(zhǔn)西超剝帶的增儲(chǔ)上產(chǎn)領(lǐng)域的同時(shí),還需進(jìn)一步解決盆地基礎(chǔ)研究薄弱、下組合綜合地質(zhì)研究和勘探開發(fā)部署力度不足的難題。下一步要立足盆地3大含油氣系統(tǒng)[35],圍繞準(zhǔn)西超剝帶、腹部上組合、腹部下組合、石炭系、盆緣山前帶和非常規(guī)等6大勘探領(lǐng)域,精準(zhǔn)剖析勘探開發(fā)面臨的核心問題,科學(xué)謀劃總體發(fā)展思路,分層次加強(qiáng)盆地整體研究,持續(xù)深化基礎(chǔ)研究,突出風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域目標(biāo)研究,油氣并舉,常規(guī)—非常規(guī)并重,穩(wěn)步推進(jìn)盆地高質(zhì)量勘探。在科研團(tuán)隊(duì)組建方面,要內(nèi)引外聯(lián),搭建以勝利油田為主體、中國(guó)石化“三大院”為支撐、高校院所為輔助的協(xié)同攻關(guān)團(tuán)隊(duì),充分利用好“中—中合作”、“三方交流”、“聯(lián)合攻關(guān)”等機(jī)制,構(gòu)建開放式科研體系,全方位、多方式解決勘探疑難問題,助力中國(guó)石化盡早實(shí)現(xiàn)在準(zhǔn)噶爾盆地油氣勘探的大突破和快增儲(chǔ)。

3.3 加大風(fēng)險(xiǎn)勘探支持力度

隨著準(zhǔn)噶爾盆地油氣勘探程度不斷提高,勘探條件日趨復(fù)雜,常規(guī)油氣勘探難度不斷加大,要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)噶爾盆地中國(guó)石化探區(qū)大突破和大發(fā)現(xiàn),急需加大風(fēng)險(xiǎn)勘探力度。借鑒中國(guó)石油加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)勘探的經(jīng)驗(yàn),設(shè)立專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)投資,總部負(fù)責(zé)組織目標(biāo)論證、工程設(shè)計(jì)審查及投資安排,油田分公司負(fù)責(zé)工程實(shí)施和評(píng)價(jià)分析,風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)資金不列入油田分公司效益考核[39]。中國(guó)石油自2004年實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)勘探工程后,取得了一批戰(zhàn)略性的突破和發(fā)現(xiàn),這對(duì)于中國(guó)石化風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域勘探具有重要的啟示意義。對(duì)于“四新”領(lǐng)域的探索要允許失利、循序漸進(jìn),重要的是堅(jiān)持做好風(fēng)險(xiǎn)井鉆后評(píng)價(jià),認(rèn)真分析成功經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),提出今后部署建議與工作對(duì)策,穩(wěn)步推進(jìn)重大區(qū)帶勘探突破。

3.4 加強(qiáng)地質(zhì)—工程一體化聯(lián)合攻關(guān)

準(zhǔn)噶爾盆地目前已進(jìn)入以富烴凹陷中下組合勘探為主的新時(shí)代,深層致密碎屑巖領(lǐng)域和烴源巖層系非常規(guī)油氣成為近三年來新增儲(chǔ)量的主體,但規(guī)模增儲(chǔ)與持續(xù)上產(chǎn)難度大。中國(guó)石化在礦權(quán)區(qū)塊存在先天不足的劣勢(shì)下,面對(duì)準(zhǔn)中超深層、山前復(fù)雜構(gòu)造帶等勘探領(lǐng)域,加強(qiáng)地質(zhì)—工程一體化聯(lián)合攻關(guān)是實(shí)現(xiàn)效益勘探的必由之路。

針對(duì)不同探區(qū)重點(diǎn)攻關(guān)方向提出如下建議:(1)準(zhǔn)西北地區(qū)除加強(qiáng)超剝帶稠油有效開發(fā)動(dòng)用和石炭系火山巖勘探力度外,要重點(diǎn)探索風(fēng)城組“三層樓”式致密油/頁(yè)巖油形成地質(zhì)條件,尋求規(guī)模突破;(2)準(zhǔn)東地區(qū)要繼續(xù)加強(qiáng)石炭系烴源巖有效性評(píng)價(jià),探索自生自儲(chǔ)型致密氣的突破;(3)準(zhǔn)東南地區(qū)要圍繞蘆草溝組和八道灣組2套主力烴源巖,攻關(guān)保存條件對(duì)頁(yè)巖油氣/煤層氣富集程度的影響,落實(shí)資源潛力及有利區(qū)帶,同時(shí)兼顧低熟油頁(yè)巖油的開發(fā)利用;(4)準(zhǔn)西地區(qū)重點(diǎn)圍繞四棵樹凹陷侏羅系烴源巖,探索致密氣/煤層氣勘探開發(fā)前景;(5)腹部下組合要重點(diǎn)圍繞二疊系風(fēng)城組、下烏爾禾組2套主力烴源巖,按照近/進(jìn)源勘探思路開展評(píng)價(jià),重點(diǎn)攻關(guān)深層—超深層超壓背景下儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)及成巖—成烴—成儲(chǔ)動(dòng)態(tài)演化過程,落實(shí)有利區(qū)帶及風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo),盡快實(shí)現(xiàn)油氣突破,同時(shí)要兼顧對(duì)上組合侏羅系致密氣/煤層氣的勘探。

針對(duì)工程攻關(guān)提出如下建議:(1)盡快培育高精度三維地震成像、微地震檢測(cè)和頁(yè)巖油測(cè)井“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)技術(shù),以解決腹部埋深大、地震資料品質(zhì)差、走滑斷裂識(shí)別困難和山前帶地下地表雙復(fù)雜、地震成像難、構(gòu)造解釋多解性強(qiáng)以及頁(yè)巖油測(cè)井甜點(diǎn)預(yù)測(cè)等難題;(2)亟待攻關(guān)深層—超深層優(yōu)快鉆完井技術(shù),以適應(yīng)腹部探區(qū)埋深大、壓力大、儲(chǔ)層致密等復(fù)雜地質(zhì)條件;(3)急需發(fā)展適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)情況下的試油、壓裂工程工藝技術(shù),解決鉆井測(cè)試等待時(shí)間長(zhǎng)、儲(chǔ)層傷害率高等工程技術(shù)問題;(4)要堅(jiān)持?！且惑w化立體勘探思路,遵循?！怯蜌狻坝行蚬采狈植寄Ｊ?探索一井多探、?！且惑w化聯(lián)探聯(lián)測(cè)、水平井多級(jí)多段壓裂改造及平臺(tái)式工廠化作業(yè)等,實(shí)現(xiàn)常規(guī)、非常規(guī)油氣高效開發(fā)和整體動(dòng)用[40]。

4 結(jié)論

(1)準(zhǔn)噶爾盆地油氣及共/伴生資源豐富,勘探潛力大,深層—超深層和石炭系—二疊系油氣探明程度低,剩余資源潛力大,是未來油氣勘探突破最重要的接替領(lǐng)域。前期資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注了常規(guī)油的評(píng)價(jià),存在對(duì)天然氣和非常規(guī)油氣資源的評(píng)價(jià)不全面、不客觀等關(guān)鍵問題,亟需開展盆地范圍天然氣和非常規(guī)油氣資源的系統(tǒng)評(píng)價(jià)工作。

(2)近年來,中國(guó)石油以全油氣系統(tǒng)理論為指導(dǎo),按照常規(guī)—非常規(guī)油氣有序分布、差異富集的模式,在盆地級(jí)二疊系—三疊系進(jìn)/近源勘探、準(zhǔn)東石炭系多類型油氣藏勘探、準(zhǔn)東南?！且惑w化勘探和準(zhǔn)噶爾盆地南緣天然氣勘探方面取得了一系列重大突破,為中國(guó)石化下一步在準(zhǔn)噶爾盆地取得多領(lǐng)域、多類型油氣藏突破提供了借鑒。

(3)準(zhǔn)噶爾盆地的勘探目前已進(jìn)入以中下組合勘探為主的新時(shí)代,近源及源內(nèi)勘探將是未來油氣勘探的主體,應(yīng)牢固樹立?！且惑w化立體勘探思路,堅(jiān)持“油氣并舉、常非并重”。建議系統(tǒng)開展盆地常規(guī)—非常規(guī)一體化資源評(píng)價(jià),進(jìn)一步摸清資源家底,組建以油田—科研院所—高校聯(lián)合支撐的常規(guī)—非常規(guī)一體化協(xié)同攻關(guān)團(tuán)隊(duì),通過地質(zhì)—工程一體化聯(lián)合攻關(guān)和管理體制改革,加大風(fēng)險(xiǎn)勘探支持力度,實(shí)現(xiàn)常規(guī)、非常規(guī)油氣資源的規(guī)模增儲(chǔ)及效益開發(fā)。

致謝:本文撰寫過程中得到中國(guó)石化油田勘探開發(fā)事業(yè)部張宇副總經(jīng)理、高山林首席專家,勝利油田分公司張奎華首席專家、張關(guān)龍副院長(zhǎng)、任新成專家,中國(guó)石油新疆油田分公司唐勇首席專家的大力幫助,在此致以衷心感謝!

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

作者貢獻(xiàn)/Authors’Contributions

孫中良、吳小奇參與勘探進(jìn)展調(diào)研;邱岐完成部分圖件編制;趙永強(qiáng)、宋振響、王斌參與論文寫作和修改。所有作者均閱讀并同意最終稿件的提交。

The research on exploration progress was completed by SUN Zhongliang and WU Xiaoqi. Part of the maps compilation was completed by QIU Qi. The manuscript was drafted and revised by ZHAO Yongqiang, SONG Zhenxiang and WANG Bin. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.