沙灣組油氣地質(zhì)特征與勘探實踐

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)

沙灣組油氣地質(zhì)特征與勘探實踐

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應(yīng)關(guān)系，能夠通過地震屬性有效識別油水邊界。稀油油浸為含油性下限，粉細砂巖為巖性下限，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。

沙灣組;油氣成藏模式;油氣勘探;石油地質(zhì)特征;統(tǒng)計規(guī)律;準噶爾盆地;春光油田

1 前言

準噶爾盆地已發(fā)現(xiàn)29個油氣田，探明石油地質(zhì)儲量為17.8億t，探明天然氣地質(zhì)儲量為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勘探目標層系，1936年獨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)實現(xiàn)了稠油和氣藏的突破，表明沙灣組逐步成為準噶爾盆地重要的勘探目標層系。

在車排子地區(qū)沙灣組發(fā)現(xiàn)春光油田后，開始把準噶爾盆地沙灣組作為一個勘探目標層系加以系統(tǒng)研究，內(nèi)容涉及車排子古隆起發(fā)育史、層序地層、控砂機制、沙灣組油氣源對比、成藏機制、地震及測井響應(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，同時，面臨以巖性油氣藏為主，油砂體規(guī)模較小、油層薄、儲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)模在準噶爾盆地中所占比例還很低，其勘探潛力有待進一步評估，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)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實踐和感悟?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公司的三個沙灣組油田作為統(tǒng)一的勘探目標進行了油氣地質(zhì)特征與勘探實踐專題研究。

2 沙灣組油氣勘探實踐

2.1 勘探簡歷

準噶爾盆地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)獨山子油田、春光油田、車排子油田的車89、車95井區(qū)等16個沙灣組油藏。

2.1.1 稀油油藏

1)利用油苗發(fā)現(xiàn)了獨山子油田。獨山子油田處在準噶爾盆地南緣天山北麓山前構(gòu)造帶，是一個不對稱的穹窿背斜。古代的烏蘇人經(jīng)常在獨山子的油泉泉眼處舀油點燈，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)獨山子油田。黃汲清實地考察并寫成《烏蘇獨山子油田》報告。1942年，20號井獲日產(chǎn)40 t/d工業(yè)油流。獨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。春光油田位于獨山子油田的正北方向80.0 km，區(qū)域構(gòu)造上位于準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“沿斷裂找高產(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］。準噶爾盆地西緣車排子地區(qū)勘探始于20世紀50年代，至2001年中石化獲得探礦權(quán)時，區(qū)內(nèi)二維地震測線基本不成網(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，為油氣運移的長期指向區(qū)，具備源巖－活動斷層－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。b.解放思想，優(yōu)選區(qū)帶。鼻狀構(gòu)造及超剝帶;油源斷裂與骨干儲層構(gòu)成的運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)測試，因油稠獲低產(chǎn)油流;排2井于2005年3月對上第三系沙灣組1013.4～1017.3 m 井段進行試油，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個淺層、稀油油藏，通過后續(xù)的滾動和產(chǎn)能建設(shè)，兩年的時間高速建成了年產(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、思維上的拓展和認識上的突破，勘探工作就無法取得成功?！坝蜌獠粌H蘊藏在地下，還蘊藏在地質(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)對比論證的基礎(chǔ)上，我們創(chuàng)建準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。進行了500 m×500 m化探，確定了7個綜合異常。2008年在排6區(qū)塊部署了10 m×10 m三維地震。2009年部署實施探井6口，測井解釋油氣層井占50%。部署實施滾動井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口滾動井、75口開發(fā)井，均取得成功，上報探明石油地質(zhì)儲量1038萬t，上報預(yù)測石油地質(zhì)儲量3350萬t。開發(fā)井采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的HDNS技術(shù)(水平井+降粘劑+氮氣+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)計到2012年末，排6區(qū)塊將累積探明石油地質(zhì)儲量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應(yīng)波谷，中強振幅，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℃)對應(yīng)原油粘度50000～90000 mPa·s;50℃脫水原油粘度為8069 mPa·s，凝固點為10℃，屬于淺層、中細砂巖、高滲透、高膠質(zhì)含蠟稠油。排601區(qū)塊的熱敏感性較強，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準:深感應(yīng)視電阻率≥4.5 Ω·m，聲波時差≥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個淺層氣藏。2008年5月鉆探了排2－80井，對沙灣組一段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。聚集時間相對較晚的斷裂、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)育的特點成為南部四棵樹凹陷和東南部昌吉凹陷油氣運移的有利指向，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400 m，儲層呈薄層狀展布。春光油田沙灣組三段以大套灰色厚層含礫細砂巖、細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，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)沙灣組儲層對比圖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個油氣藏。沙灣組一段運移條件有利，儲層要求不高，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井儲層為三角洲前緣水下分流河道砂。

2.4 控砂機制

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、湖退的影響，存在多個“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，沙灣組層序湖擴期具有坡折帶控砂和低隆起區(qū)控砂的特點［10］。據(jù)排2等14口井的地層傾角測井，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個油藏基本都識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 沙灣組油氣源對比

由偉豐認為，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、獨山子原油地化特征對比顯示，排2塊沙灣組原油與獨山子油田原油地化特征相似，主要來自侏羅系烴源巖，成藏期在晚第三紀到第四紀;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)勢運移通道，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個樣品的儲層流體包裹體分析，發(fā)現(xiàn)排2塊原油的生物標志物特征與典型的侏羅系烴源巖存在比較明顯的差別，推測有白堊系烴源巖的貢獻［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 成藏機制

車排子凸起沙灣組二段發(fā)育了多個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。油氣富集受多因素控制，湖擴灘壩砂、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)在勘探實踐中發(fā)揮了重要作用。針對越來越復(fù)雜的勘探目標，以加強目標針對性、拓寬使用范圍為主要目的，加強了單項技術(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，重點加強了高精度層序地層學(xué)基礎(chǔ)上的砂體分布精細地質(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 儲層物性

排2區(qū)塊沙灣組砂巖儲集層疏松，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－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，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%。強水敏、極強酸敏，有速敏，臨界流速為13.8 m/d，有鹽敏，臨界礦化度為80000 mg/L，中等偏強堿敏儲層。為強親水儲層。據(jù)壓汞分析，儲層排驅(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。原始氣油比為5 m3/m3，天然氣相對密度為1.2，溶解氣中氮氣含量為61%。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是油層較單一、砂體厚度薄、隱蔽性強，常規(guī)地震資料難以識別;油藏規(guī)模小，橫向上儲層厚度、巖性變化較大，勘探部署風(fēng)險大，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、波組特征強弱分明，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應(yīng)波峰，中強振幅，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層、充注輕質(zhì)油的特點，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)計表Table 1 Seismic velocity table of both oil sand and surrounding rock in beach sand bar

3)巖性體的識別。排2區(qū)塊正演模擬分析結(jié)果與實際地震剖面相同［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)進行時深轉(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，亮點開始減弱的深度在1550 m左右。隨著南部埋深的加大，類亮點特征會逐步減弱直至消失。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，實施排2井、排2井西、排6井等3塊三維地震1291 km2。部署實施探井32口，鉆探地質(zhì)淺井6口，實施滾動探井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，勘探目標逐步集中在排2區(qū)塊周邊地區(qū)，但每年的側(cè)重點有所不同(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，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、儲層反演、油氣檢測技術(shù)。油層地震響應(yīng)為:a.短軸狀強振幅突然中斷;b.亮點特征明顯;c.速度降低;d.砂層含油后，波形特征表現(xiàn)為強波谷－強波峰的組合關(guān)系。

3.4 儲層的下限標準

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個層段的補償聲波分布范圍為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償聲波測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，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井解釋公式計算，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，對應(yīng)的原始含油飽和度為88%。

3.5 有效厚度下限標準

1)儲層四性關(guān)系。巖性以細砂巖為主，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);巖性下限定為粉細砂巖以上(包括粉細砂巖)。

3)物性下限。排2塊沙灣組儲層為高孔隙度、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定。

綜上所述，春光油田沙灣組有效厚度的標準見表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)成為準噶爾盆地新的勘探目標層系。其中，車排子地區(qū)沙灣組上報探明石油地質(zhì)儲量2200萬t，預(yù)測石油地質(zhì)儲量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。春光油田沙灣組以中小型巖性圈閉為主。

2)立足實踐，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”特征，油砂體形態(tài)與振幅屬性具有較好的對應(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灘壩砂是擴大勘探成果的關(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準:深感應(yīng)視電阻率≥4.5 Ω·m，聲波時差≥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+氮氣+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項目“中國西部典型疊合盆地油氣成藏機制與分布規(guī)律”(2006CB202306);中國石化股份公司科研項目“準噶爾盆地腹部及西緣地區(qū)圈閉識別與成藏模式研究”(P03011)、“儲層地震屬性優(yōu)化及屬性體綜合解釋技術(shù)研究”(P04033)、“準噶爾新區(qū)大中型油氣田成藏規(guī)律及評價技術(shù)”(P05005);勝利油田科技項目“準噶爾盆地西緣油氣成藏規(guī)律及勘探目標研究”(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，山東桓臺縣人，博士，教授級高級工程師，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