海上復雜衛(wèi)星斷塊油田開發(fā)實踐與認識——以JZ油田東區(qū)為例

金寶強，趙春明，張迎春，童凱軍，熊 煜

(中海石油(中國）有限公司天津分公司勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

海上復雜衛(wèi)星斷塊油田開發(fā)實踐與認識
——以JZ油田東區(qū)為例

金寶強，趙春明，張迎春，童凱軍，熊 煜

(中海石油(中國）有限公司天津分公司勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

JZ油田東區(qū)是JZ油田的衛(wèi)星區(qū)塊，具有典型復雜斷塊的特征。針對研究區(qū)構(gòu)造復雜、儲量風險大及海上開發(fā)成本高等特點，運用勘探思維，深入研究油源、疏導體系及儲蓋組合等成藏條件，明確提出該區(qū)的成藏模式，并確定了油田滾動開發(fā)的思路。在油田開發(fā)的過程中，結(jié)合地震、電測及油藏數(shù)值模擬等手段，對研究區(qū)開展了多輪次的精細地質(zhì)油藏一體化研究，使油田開發(fā)取得了較好的效果。

JZ油田東區(qū);衛(wèi)星區(qū)塊;成藏模式;滾動開發(fā);一體化研究

JZ油田位于渤海遼東灣遼西低凸起的北端，是下遼河坳陷向海域的延伸部分。JZ油田已有10余年的生產(chǎn)歷史，東區(qū)為其衛(wèi)星區(qū)塊，由于構(gòu)造復雜、儲量風險大及海上開發(fā)成本高等特點，一直未動用。本文通過對該區(qū)的成藏條件進行分析，總結(jié)其油氣成藏規(guī)律，為油田滾動開發(fā)奠定扎實資料基礎(chǔ);開發(fā)過程中，在精細地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，布置關(guān)鍵井，優(yōu)化鉆井順序完成油田的一體化勘探開發(fā)，節(jié)省了油田開發(fā)成本;同時，利用油藏數(shù)值模擬手段，細化油藏研究，確定合理井網(wǎng)和開發(fā)井工作制度，保證油田的合理高效生產(chǎn)。通過上述研究，2008年該油田進行了成功開發(fā)。

1 地質(zhì)背景

1.1 構(gòu)造特征

JZ油田東區(qū)位于遼東灣斷陷與遼河中央隆起帶的結(jié)合部位，屬于遼西低凸起最北端，其西側(cè)為遼西1號斷層，北東側(cè)為鴛鴦溝洼陷，西南側(cè)為遼西洼陷，受兩個生油凹陷長期挾持，為油氣聚集的良好場所。東區(qū)為一受斷層切割的典型復雜斷塊，區(qū)內(nèi)15條近東西向和南北向的斷層將構(gòu)造分為5個次級斷塊，主要為北側(cè)的5井區(qū)和A3井區(qū)、南側(cè)的E1井區(qū)、A4井區(qū)和A1井區(qū)，平均每個斷塊圈閉面積小于1 km2(圖1）。

圖1 JZ油田構(gòu)造分區(qū)圖Fig.1 Structural division of JZ oilfield

1.2 儲層特征

研究區(qū)主要含油層位為東營組二段。區(qū)域沉積相研究結(jié)果認為，東營組沉積時期，該地區(qū)為湖盆沉積體系，三角洲沉積較為發(fā)育，從單井相分析，主要為水下分流河道、河口壩沉積。儲層物性較好，主要含油氣層位孔隙度22% ～32%，滲透率(10～1 000） ×10－3μm2，屬中高孔滲儲層。

1.3 流體特征

研究區(qū)的原油具有密度中等、黏度低、含硫、含蠟和凝固點均較低的特點，JZ－5井地面原油密度0.905 ～0.920 g/cm3，地下黏度 19.0 ～24.9 mPa·s，含硫量0.18%，含蠟量 0.54% ～ 2.48%，凝固點小于－35℃;東二上段僅在A3井區(qū)成藏，原油具有密度大、黏度高等特點。

2 油氣成藏規(guī)律研究為油田開發(fā)奠定扎實資料基礎(chǔ)

JZ油田東區(qū)僅有2口探井，儲量探明程度較低，油田開發(fā)存在較大風險，本文運用勘探思維，通過對區(qū)內(nèi)的油源、疏導體系、儲蓋組合及成藏模式進行研究，確定該區(qū)為有利的油氣富集區(qū)，從而指導了油田開發(fā)方案的實施。

2.1 充足的油源為油氣藏的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)

研究區(qū)北東側(cè)為鴛鴦溝洼陷，西南側(cè)為遼西洼陷。多年石油地質(zhì)研究和勘探實踐表明，遼西洼陷和鴛鴦溝洼陷是該區(qū)的兩個生烴洼陷，發(fā)育沙河街組三段、沙河街組一段和東下段3套烴源層，沙三段烴源巖沉積厚度大，成熟度高，有機質(zhì)類型以II A型(偏腐泥型）為主，具有較高的生烴能力，沙一段烴源巖雖質(zhì)量好，但沉積厚度薄，生烴量有限，東下段烴源巖整體埋深較淺，成熟度較低，大多未進入生油門限，故該區(qū)油氣以沙三段和沙一段混源為主［1］。

2.2 油氣運移輸導體系是成藏的關(guān)鍵

含油氣盆地油氣運移輸導體系的基本要素包括骨架砂體、斷層、裂縫及不整合面［2］。不同盆地或凹陷輸導體系的基本要素各不相同，遼東灣油氣運移輸導體系的基本要素主要是不整合面、砂體和斷層的相互組合。砂體既可以作為油氣的儲集空間，又可以作為油氣的運移通道，是最基本的輸導體系［3］。研究區(qū)東營組接受來自北部古遼河和古凌河水系的沉積，主要發(fā)育三角洲前緣沉積，儲層物性較好，孔隙度在22% ～32%之間，滲透率在(10～1 000）×10－3μm2之間，為中高孔滲儲層。東營組高滲帶砂體呈條帶狀分布，與骨架砂體分布一致，是重要的油氣運移通道。斷層作為油氣運移通道是指油氣穿越斷層面或沿斷層面向上運移的作用，具有時效性、地段性和相對性，決定了斷層通道作用的復雜性［4］。遼東灣北部主要發(fā)育三期斷層，分別為持續(xù)活動的斷層(長期活動斷裂）、早期斷層(沙河街組斷裂和東營組斷裂）和晚期斷層(新近紀斷裂）。持續(xù)活動斷層從沙河街組沉積早期持續(xù)活動到第四紀，早期斷層主要發(fā)育在沙河街組沉積末期～東營組沉積早期，晚期斷層主要發(fā)育在館陶組末期～明化鎮(zhèn)組初期。持續(xù)活動斷層是油氣運移的主要通道，呈繼承性發(fā)育;早期斷層、晚期斷層對油氣運移作用較小。研究區(qū)位于遼西1號斷層上升盤，該斷層為持續(xù)活動斷層，控制了JZ油田東區(qū)復雜斷塊內(nèi)的油氣運移，主力烴源巖沙三段生成的油氣在異常高壓的強力作用下主要沿油源斷層向淺部和側(cè)向運移，最終在東營組聚集成藏。不整合面是一個將新老地層分開的界面，其上下的地層由于遭受風化侵蝕，溶解淋濾，容易形成具有較高孔隙度和滲透率的古風化殼、古巖溶帶或淋濾帶，對油氣橫向運移非常有利。研究區(qū)內(nèi)太古界潛山與上覆的古近系呈不整合接觸，不整合面西側(cè)與遼西1號斷層連接，形成側(cè)向運移通道，東側(cè)不整合面與凹陷內(nèi)部斷層成角度不整合接觸，成為另一個油氣運移通道。研究區(qū)內(nèi)油氣運移輸導體系可分為斷層—砂體、不整合面—砂巖以及斷層—不整合面—砂體復合輸導體系3種類型。

2.3 優(yōu)質(zhì)的儲蓋組合是油氣成藏的重要條件

東營組二段沉積時期，整個遼東灣坳陷構(gòu)造活動有所減弱，以沉積半深湖、淺湖泥巖為主。研究區(qū)內(nèi)東二段頂部發(fā)育一套厚度約20 m的質(zhì)純泥巖，在區(qū)內(nèi)分布十分穩(wěn)定，能夠作為優(yōu)質(zhì)蓋層，東二段下部含油層段內(nèi)泥巖與砂巖間互發(fā)育，且泥巖橫向發(fā)育均比較穩(wěn)定，形成較好的儲蓋組合。油氣大規(guī)模充注時期集中在東營組末期，該時期斷裂活動相對較弱，對油氣可以起到較好的側(cè)封作用，有利于油氣的保存。

2.4 分析成藏模式及規(guī)律，確定油氣富集區(qū)

東營組油氣藏的油源來自兩側(cè)生油凹陷遼西洼陷和鴛鴦溝凹陷，油氣通過油源斷層、不整合面及砂體組成的疏導體系運移，在東營組二段聚集成藏，為典型的古生新儲高成熟度油藏，油氣層分布受構(gòu)造控制，含油高度小，受斷層分割作用，構(gòu)造高點油層富集(圖2）。由于受構(gòu)造背景和構(gòu)造幅度的控制及儲層發(fā)育程度的影響，各個塊每個砂組的油氣富集程度有所不同。

圖2 JZ油田東區(qū)油氣成藏模式示意圖Fig.2 Reservoir forming model in east part of JZ Oilfield

3 滾動評價開發(fā)，落實優(yōu)質(zhì)儲量

在油氣成藏研究的基礎(chǔ)上，高質(zhì)高效地開展評價工作是油田開發(fā)的重要任務(wù)［5］，考慮海上鉆井成本高的問題，根據(jù)各斷塊的地質(zhì)特征，優(yōu)選帶有評價任務(wù)的開發(fā)井、優(yōu)化井點位置、井身軌跡和鉆井順序，做足鉆井預案，滾動評價開發(fā)，保證油田開發(fā)的合理性和持續(xù)性。

3.1 滾動評價開發(fā)，優(yōu)化鉆井，落實潛力

研究區(qū)內(nèi)僅有探井2口，有5個斷塊為未評價或欠評價的潛力區(qū)塊，對于這些潛力區(qū)塊，主要通過以下3個步驟進行滾動評價開發(fā):(1）單個斷塊，通過選取帶有評價性質(zhì)的開發(fā)井，合理優(yōu)化井點位置，確保以最小的成本最大限度地評價落實潛力和風險;(2）同一斷塊的不同層位，通過優(yōu)化井身軌跡及鉆井進尺，過路或加深評價次要目的層;(3）優(yōu)化鉆井順序，優(yōu)先評價潛力級別較高的區(qū)塊，對于帶評價性質(zhì)的開發(fā)井，做足預案和后備井位的設(shè)計，減小鉆井風險。例如，A11井部署在5井區(qū)的“鞍部”，鉆遇油層厚度17 m，最大限度地認識和評價了該區(qū)塊;A1井通過軌跡加深在東三段新發(fā)現(xiàn)8.2 m優(yōu)質(zhì)油層;A8井通過過路評價，新發(fā)現(xiàn)東二上段40 m的油層。

3.2 落實優(yōu)質(zhì)儲量，為油田開發(fā)提供后備保障

通過上述研究和滾動評價，研究區(qū)內(nèi)5個潛力區(qū)塊相繼得到落實，油田探明石油地質(zhì)儲量從270×104m3增加至750×104m3，評價落實優(yōu)質(zhì)儲量480×104m3。通過優(yōu)化井點位置落實5井區(qū)、A3井區(qū)和A4井區(qū)的優(yōu)質(zhì)儲量260×104m3，通過過路評價落實A8井區(qū)優(yōu)質(zhì)儲量200×104m3，通過加深評價落實A1井區(qū)優(yōu)質(zhì)儲量20×104m3，這些優(yōu)質(zhì)儲量的發(fā)現(xiàn)，為油田進一步開發(fā)提供了后備保障。

4 隨鉆地質(zhì)油藏一體化研究，確保油田成功開發(fā)

油田開發(fā)的過程是一個資料不斷更新、不斷驗證地質(zhì)油藏研究成果的過程［6］，針對開發(fā)井實施過程中的變化，進行一體化、多輪次的地質(zhì)油藏研究，是確保油田成功開發(fā)的重要保障。

4.1 精細地質(zhì)研究是油田開發(fā)的基礎(chǔ)

4.1.1 精細構(gòu)造研究

JZ油田東區(qū)構(gòu)造復雜，斷塊破碎，影響油藏開發(fā)效果的主要地質(zhì)因素是斷層分布。利用高精度三維地震目標處理技術(shù)，使新三維資料在品質(zhì)上有了大幅提高;采用多元綜合標定技術(shù)研究整個區(qū)帶的速度，為精細構(gòu)造解釋提供了可靠的基礎(chǔ)資料;應(yīng)用相干體分析技術(shù)進行切片分析，發(fā)現(xiàn)了無法反映到地震剖面上的小斷層，解決了開發(fā)井軌跡穿斷層的問題。

4.1.2 精細儲層研究

儲層研究貫穿油田開發(fā)的始終，是決定開發(fā)井部署成敗的關(guān)鍵。在物源方向及沉積相的指導下，結(jié)合單井測井相與地震屬性資料，區(qū)分儲層品質(zhì)，預測儲層的平面展布特點，指導開發(fā)井的部署。在儲層精細研究的指導下，油田實施的10口開發(fā)井有9口超過ODP設(shè)計(圖3），達到了預期目的。

圖3 開發(fā)井鉆遇儲層厚度與ODP預測對比圖Fig.3 Drilled thickness of reservoir compared with ODP design

4.1.3 精細地質(zhì)建模研究

在精細的構(gòu)造及儲層研究的基礎(chǔ)上，利用Petrel井震結(jié)合一體化建模軟件，通過精細地質(zhì)綜合研究，結(jié)合油藏靜態(tài)資料，建立精細油藏三維地質(zhì)模型，是認識和開發(fā)油藏的有效手段，為油藏數(shù)值模擬研究奠定了基礎(chǔ)［7］。

4.2 精細油藏研究確保油田合理高效開發(fā)

油藏研究是油田開發(fā)的核心，決定油田開發(fā)的成敗。JZ油田開發(fā)過程中，在精細地質(zhì)建模研究的基礎(chǔ)上，開展了多輪次油藏數(shù)值模擬研究，通過方案優(yōu)化和指標優(yōu)選，確定井網(wǎng)、井距、井型、生產(chǎn)井的工作制度等，為油田的高速高效開發(fā)提供了定量參考。例如，5井區(qū)原設(shè)計方案為1注2采的定向井方案，開發(fā)井A10實施后，證實該井區(qū)構(gòu)造高部位存在氣頂，油藏為頂氣底水模式，筆者針對構(gòu)造高部位的另外1口開發(fā)井A12開展了油藏數(shù)值模擬研究，優(yōu)選后，首次提出了穿多層水平井方案，水平段位于氣油界面和油水界面之間1/2處，水平段長度450 m(圖4），此方案比定向井方案累增油3.7×104m3(圖5），目前該井日產(chǎn)量穩(wěn)定在100 m3以上。

4.3 開發(fā)效果與認識

通過上述研究，JZ油田東區(qū)的開發(fā)取得了較好效果，油田共實施開發(fā)井13口，投產(chǎn)初期，10口油井產(chǎn)能全部達到或超過鉆前設(shè)計水平，全油田產(chǎn)量為800 m3/d，綜合含水10%。目前，油田投產(chǎn)3年，油井數(shù)增加3口，產(chǎn)量為600 m3/d，綜合含水50%，全油田累計采油43×104m3，預計采收率為22.1%。

圖4 穿多層水平井軌跡示意圖Fig.4 Track of cross multilayer horizontal well in 5 well block

圖5 5井區(qū)開發(fā)方案指標對比圖ig.5 ODP index of development program in 5 well block

5 結(jié)論

(1）復雜衛(wèi)星斷塊油田開發(fā)存在諸多不確定性，利用勘探思維研究油氣成藏及聚集規(guī)律，為油田開發(fā)奠定扎實資料基礎(chǔ)。

(2）滾動評價開發(fā)，選取帶有評價性質(zhì)的開發(fā)井，合理優(yōu)化井點位置和井身軌跡，充分落實潛力和風險，為復雜衛(wèi)星斷塊油田高效合理開發(fā)提供資料依據(jù)。

(3）將地質(zhì)建模和油藏數(shù)值模擬手段有機結(jié)合，開展多輪次的隨鉆地質(zhì)油藏一體化研究是海上復雜斷塊油田成功開發(fā)的重要保障。

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Practice and recognition of exploitation in offshore complex satellite block faulted oilfield

JIN Baoqiang，ZHAO Chunming，ZHANG Yingchun，TONG Kaijun，XIONG Yu
(Bohai Oilfield Exploration and Development Institute，Tianjin Branch，CNOOC Limited，Tianjin 300452，China）

East area of JZ Oilfiled is the satellite block of JZ oilfiled and it is a typical complex block faulted oilfield with complex structure，high reserves prediction risk and high investment.Based on thorough research on the source rocks，hydrocarbon migration paths and reservoir-seal assemblage，the mode of reservoir forming was revealed，and rolling development of oilfield was carried on.In the process of development，integrative research of geology and reservoir was made based on well logging and reserves numerical simulation，and gained good effects.Successful development of this block provided reference for development in similar offshore oilfields.

East area of JZ Oilfiled;satellite block;mode of forming reservoir;rolling development;integrative research

TE347

A

10.3969/j.issn.1008－2336.2011.04.034

1008－2336(2011）04－0034－04

2011－06－17;改回日期:2011－06－28

金寶強，男，1979年生，碩士，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)地質(zhì)相關(guān)研究工作。E-mail:jinbq@cnooc.com.cn。