成熟探區(qū)勘探單元劃分及其意義
——以東營凹陷為例

徐向華

(中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

濟陽坳陷經(jīng)過近50年的勘探開發(fā)，已發(fā)現(xiàn)并探明72個油氣田，整體進入中-高勘探程度，已由構(gòu)造油氣藏為主轉(zhuǎn)變?yōu)殡[蔽性油氣藏為主的勘探階段，屬于成熟探區(qū)。隨著油氣勘探工作的不斷深入，整裝易識別油藏所占的比例越來越小，高品位儲量越來越少；而地震技術(shù)難以描述，對井筒工藝要求越來越高的儲量越來越多。同時，在勘探理論、勘探技術(shù)、勘探方法等方面臨新的挑戰(zhàn)越來越多。因此，要想不斷發(fā)現(xiàn)油氣田，必須在地質(zhì)理論、勘探思路和勘探技術(shù)上不斷的創(chuàng)新。本文在大量的國內(nèi)外文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出在濟陽坳陷精細劃分“勘探單元”，并以“勘探單元”為基礎(chǔ)進行幾項關(guān)系研究，通過精細解剖成熟探區(qū)不同層系、不同區(qū)帶類型、不同沉積體系類型的勘探現(xiàn)狀、成藏規(guī)律及主控因素、勘探技術(shù)適應(yīng)性、資源量儲備、部署思路等特征，明確地震資料與探井部署、探井部署與儲量儲長、儲量增長與探井部署以及當(dāng)前工作對未來發(fā)展等4項關(guān)系，發(fā)現(xiàn)勘探理論、技術(shù)、方法、管理與當(dāng)前勘探形勢的不適應(yīng)性，在此基礎(chǔ)上對未來勘探生產(chǎn)研究及部署提出建議，提出未來勘探部署方向。

1 勘探單元的定義

勘探單元是根據(jù)油氣成藏主控因素所決定的，可以用一套較完整的部署思路、程序與方法來指導(dǎo)勘探的、相對獨立可整體部署的地質(zhì)單元。勘探單元可以是一個構(gòu)造體系，也可以是一套沉積體系，也可以是一組相同類型的圈閉群。

在陸相斷陷盆地勘探初期，通常以凹陷為勘探單元，按照“源控論”思路開展勘探部署，這是盆地初期的勘探思想；在復(fù)式油氣聚集帶勘探階段，一般以二級構(gòu)造帶為勘探單元，如濟陽坳陷勘探單元分為緩坡帶、洼陷帶、陡坡帶、中央帶、凸起帶等不同類型的復(fù)式油氣聚集帶；隱蔽油氣藏勘探階段，以有利油氣聚集構(gòu)造帶為前提劃分的勘探單元已不能滿足當(dāng)前勘探需要，需進行更精細的勘探單元劃分。所以，勘探單元的劃分是動態(tài)的，隨著地質(zhì)認識和部署思路的變化而改變，必須與所處的勘探階段和勘探能力相適應(yīng)。

2 勘探單元劃分原則及命名

2.1 劃分原則

針對陸相斷陷盆地的地質(zhì)特點，體現(xiàn)緩坡帶、洼陷帶、中央帶、陡坡帶及凸起帶等二級構(gòu)造帶成藏規(guī)律與勘探部署思路，本著細化勘探、指導(dǎo)勘探、滿足當(dāng)前勘探需要的理念進行劃分。

2.2 命名方法

為便于勘探單元的對比分析，一般采取三級命名法，即：構(gòu)造帶(地區(qū))—目的層系—油氣藏(儲集體)類型，如南部緩坡帶—沙四上—灘壩砂。

根據(jù)上述方法，在濟陽坳陷的東營凹陷、沾化凹陷、車鎮(zhèn)凹陷、惠民凹陷以及灘海地區(qū)，針對前第三系、古近系、新近系劃分出74個勘探單元。表1列舉了東營凹陷劃分的18個勘探單元。

2.3 勘探單元劃分實例

以東營凹陷北部陡坡帶為例，介紹勘探單元的劃分方法。該構(gòu)造帶是由陳南鏟式扇形邊界斷層所控制的陡斜坡構(gòu)造帶，南部的民豐、利津洼陷帶提供了充足的油氣源條件，在古近紀沉積時期，隨著湖平面的升降，發(fā)育了一系列的以北部凸起為主要物源方向的沉積體系，特殊的陡坡帶構(gòu)造特征與多種沉積體系相匹配形成多種油藏類型[1-2]。通過構(gòu)造體系、沉積體系、油氣輸導(dǎo)體系的細分研究，結(jié)合當(dāng)前的勘探實際共劃分了7個勘探單元(表1)。圖1表明了東營凹陷北部陡坡帶Es4(上)—Es3(下)勘探單元劃分情況。

表1 東營凹陷勘探單元劃分Table 1 Exploration units in Dongying Sag

3 勘探單元應(yīng)用研究內(nèi)容

以分析勘探實踐中制約勘探成功率的關(guān)鍵問題、為勘探?jīng)Q策提供更充分的依據(jù)為目的，著重開展4項關(guān)系研究[3-4]，即地震資料與探井部署、探井部署與儲量增長、儲量增長與探井部署以及當(dāng)前勘探工作對未來發(fā)展的關(guān)系。

圖1 東營北部陡坡帶Es4(上)—Es3(下)勘探單元劃分Fig.1 Exploration units from upper Es4 to lower Es3 in northern steep slope of Dongying Sag

3.1 地震資料與探井部署的關(guān)系

主要開展地震資料原始品質(zhì)分析；地震資料處理效果分析；地震資料在探井部署中的應(yīng)用效果分析，包括地震資料對地質(zhì)條件的適應(yīng)性，地震資料處理方法對地質(zhì)認識的適應(yīng)性，地震資料應(yīng)用對探井部署的準確性以及分析失利探井中地震技術(shù)影響地質(zhì)認識程度及地震技術(shù)適應(yīng)性。

3.2 探井部署與儲量增長的關(guān)系

主要分析當(dāng)年探井對儲量增長所做的貢獻，包括探明儲量、控制儲量、預(yù)測儲量、圈閉以及為探索新的領(lǐng)域所開展的風(fēng)險勘探等層次，目的是分析當(dāng)年探井對當(dāng)年儲量增長與未來勘探發(fā)展所發(fā)揮的作用，為年度計劃工作量的分析提供參考。

3.3儲量增長與探井部署的關(guān)系

主要通過分析當(dāng)年上報探明儲量、控制儲量、預(yù)測儲量所用探井的構(gòu)成情況，明確當(dāng)年儲量的貢獻能力以及對未來發(fā)展的貢獻能力，總結(jié)勘探投入—產(chǎn)出的歷史關(guān)系，分析儲量增長基本規(guī)律，并通過投入—產(chǎn)出關(guān)系的預(yù)測來指導(dǎo)勘探規(guī)劃計劃的編制[4]。

3.4 當(dāng)前工作與未來發(fā)展的關(guān)系

從優(yōu)化資源儲量序列角度，結(jié)合上述3項關(guān)系研究，分析當(dāng)前勘探工作對未來發(fā)展的影響，研究如何做到勘探部署既能保證當(dāng)前儲量任務(wù)的完成，又能提高勘探可持續(xù)發(fā)展能力，實現(xiàn)勘探良性循環(huán)。

4 鹽家—永安地區(qū)勘探單元劃分應(yīng)用實例

4.1 地質(zhì)特征及前期勘探成果

鹽家—永安地區(qū)位于東營凹陷北部陡坡帶東段，Es4—Es3為強烈斷陷期湖盆發(fā)育的時期。南邊的民豐洼陷發(fā)育了巨厚的暗色泥巖，提供了有利的油源條件[5-7]；北邊的陳家莊凸起提供了豐富的物源，在陳南斷層下降盤發(fā)育了規(guī)模較大的近岸水下扇沉積體系[8]。

在20世紀60年代沙二段永安鎮(zhèn)三角洲油藏勘探過程中，部分井已經(jīng)鉆遇了這一沉積體系，并發(fā)現(xiàn)了永1、永551、永553等油藏，但井少且分散，一直沒有形成完整的地質(zhì)認識。在20世紀90年代中期，按照“溝扇對應(yīng)”的地質(zhì)認識規(guī)律，開始有目的地探索東營凹陷北部陡坡帶下降盤的各類扇體油藏。鹽家—永安鎮(zhèn)地區(qū)主要是開展了埋藏較淺、地震剖面上表現(xiàn)為明顯背斜形態(tài)的扇體勘探，發(fā)現(xiàn)了鹽16、鹽18、永921等油藏；之后近10年的時間一直沒有更大的發(fā)現(xiàn)。

隨著隱蔽油氣藏勘探能力的不斷提高，凹陷陡坡帶扇體油藏巨大的勘探潛力逐漸顯現(xiàn)出來[9-10]。自2003年開始，優(yōu)選鹽家—永安地區(qū)的三維地震資料開展了系統(tǒng)研究，在分析老資料原始采集品質(zhì)、處理技術(shù)及效果、探井部署效果的基礎(chǔ)上，針對Es4—Es3各類扇體開展了速度場重建、疊前時間偏移、測井約束反演等技術(shù)方法研究，提高了油藏儲層的描述能力。2005年春季開始，利用地震屬性分析技術(shù)，從區(qū)域沉積體系上開展研究，描述了可能屬于二次滑塌的鹽16扇體，并在鹽16古沖溝南部的基巖面之上，部署了鹽22井，獲得成功(圖2)。Es4(上)壓裂后自噴，獲得12.6 t/d的工業(yè)油流。2006年春季，又在東部的鹽18古沖溝南部偏西的位置部署了永920井，Es4(上)壓裂后自噴，日產(chǎn)油19.0 t。從而發(fā)現(xiàn)了一個含油范圍約12 km2，儲量規(guī)模2 600×104t的巖性油藏。

圖2 鹽22—永920井區(qū)Es4(上)油藏示意上為埋深等值線圖，單位,m；下為剖面圖。Fig.2 Schematic diagram showing reservoirs of upper Es4 in well Yan22-Yong920 block

4.2 影響勘探效果的主要問題及對策

鹽家—永安地區(qū)油藏的空間分布和成油規(guī)律較為復(fù)雜。由于認識不到位，在后續(xù)的勘探評價過程中出現(xiàn)了幾口空井。通過對該沉積體成藏條件整體分析，發(fā)現(xiàn)該油藏縱向上多期扇體疊置，扇根巖性粗、致密，側(cè)向上起到良好的遮擋作用，形成上傾方向物性致密帶遮擋油藏[11]，屬于砂礫巖體內(nèi)幕物性變化控制的巖性油藏。油藏含油性主要取決于砂礫巖物性。物性好，則為油層；儲層物性差，則為干層或非儲層?；旧喜缓?，屬于滿塊含油。礫狀砂巖、含礫砂巖為較有利的巖性。

未來勘探主要面臨3個關(guān)鍵問題：一是扇體期次難以精細劃分，砂礫巖體厚層混雜堆積，在錄井圖上常表現(xiàn)為大段的單一巖性描述，自然電位曲線及電阻率曲線分層性不明顯，不能很好的反映其沉積旋回；二是有效儲層難以識別，扇體空間上巖性、物性變化大，巖石骨架參數(shù)難以確定，造成孔隙度、滲透率等測井解釋精度偏低；三是砂礫巖體含油性識別難度大，巖性的多樣性和孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，油、水層均表現(xiàn)為較高視電阻率，油層識別存在不確定性。

為此，2009年上半年及時開展了探井部署與儲量增長關(guān)系研究，得出3點認識：一是單井對儲量的貢獻程度同時取決于有效厚度及儲層物性2個方面，厚度大的儲層不一定是有效儲層(例如扇根部位的厚砂礫巖層)，需要重點開展扇體沉積期次的詳細劃分、有效儲層的巖性、物性、電性、含油性下限的研究制定等工作，從而指導(dǎo)有效儲層的識別；二是探井試油穩(wěn)產(chǎn)效果更多地取決于地層能量的及時補充，為此在勘探評價階段就需要提前構(gòu)建注采開發(fā)井網(wǎng)，實現(xiàn)早期注水，保持好油藏能量，提高儲量動用率；三是一個勘探單元探明儲量的連續(xù)增長需要通過鉆探建立良好的圈閉資源量、預(yù)測儲量、控制儲量的資源接替序列。

4.3 勘探單元劃分和儲集體展布預(yù)測研究

按照上述勘探單元劃分和整體評價的理念，對鹽22-永920井區(qū)Es4(上)油藏進行了勘探單元的細分研究和儲集體展布預(yù)測研究。

首先，優(yōu)選鉆井、錄井、測井資料齊全的探井，進行短期旋回劃分，再利用地震資料的高分辨率時頻分析技術(shù)，將鉆井資料和地震資料有機關(guān)聯(lián)起來，進行井間地層對比，實現(xiàn)精細劃分扇體期次，建立四級等時地層格架。

其次，優(yōu)選與巖性剖面匹配較好的地震屬性，利用常規(guī)地震剖面上的地震相特征、測井約束反演和屬性分析資料，預(yù)測扇根和扇中的分布。利用鉆井資料，統(tǒng)計單井鉆遇的儲層物性隨深度變化曲線。選取孔隙度值為5%的點，通過深度點算出邊界斷裂的水平距離，近似視為該期扇體的扇根寬度。通過大量統(tǒng)計分析，可以得出不同深度扇根相帶的寬度，同砂礫巖等厚圖匹配確定有效儲層分布范圍。

其三，根據(jù)不同期次扇體的埋深、坡度、扇根最小孔隙度，分別計算出不同期次扇體的扇根封堵油藏寬度，與有效儲層厚度疊合，預(yù)測油藏分布。

其四，首次在超過3 500 m的深層砂礫巖體開展注水試驗，在注水效果不明顯的情況下開展8口井的不穩(wěn)定干擾試井分析，探索合理的注采井距。

4.4 應(yīng)用效果

通過地震、沉積、鉆測井綜合分析和勘探單元細化研究，基本明確了鹽22—永920井區(qū) Es4(上)近岸水下扇巖性油藏的基本特征和展布范圍。在此基礎(chǔ)上整體部署了10口探井、38口開發(fā)井，經(jīng)過分批實施取得了較好的效果。2009年整體探明石油地質(zhì)儲量4 167×104t。在這些井的鉆探過程中，鹽家—永安地區(qū)還同時發(fā)現(xiàn)了多個新的扇體含油圈閉，擴大了勘探領(lǐng)域，為下一步勘探增儲奠定了基礎(chǔ)。

2009年下半年以來，以鹽家—永安地區(qū)勘探單元為樣板，指導(dǎo)開展了東營凹陷北部陡坡帶Es4—Es3扇體油藏的系統(tǒng)研究。在總結(jié)當(dāng)前工作的同時，明確了未來發(fā)現(xiàn)趨勢和潛力，不斷深化了該類油藏地質(zhì)規(guī)律、地震技術(shù)、探井勘探效果、儲量增長潛力等方面的認識。已經(jīng)初步明確了鹽22塊西、永920塊東、利津地區(qū)、濱南地區(qū)、勝北地區(qū)等多個有利的增儲區(qū)塊。東營北帶Es4—Es3扇體油藏在未來5年乃至更長時間，仍然具有較強的增儲能力。

5 結(jié)束語

以勘探單元作為勘探工作的地質(zhì)研究單元、探井部署方案的基本單元以及勘探投入—產(chǎn)出基本關(guān)系分析的基礎(chǔ)單元，將有利于把老區(qū)的精細勘探進一步量化和優(yōu)化；通過對同類型勘探單元的組合分析，有利于形成完整的勘探部署思路；同時有針對性地開展關(guān)鍵工程技術(shù)攻關(guān)有利擴大產(chǎn)量規(guī)模。本項工作的開展將有利于提高老區(qū)隱蔽油氣藏勘探階段理論、技術(shù)及方法的適應(yīng)性。

由于研究剛起步，諸多認識尚待深化。相信隨著研究工作的不斷深入，必將能對老區(qū)勘探提供更多的有益參考。

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