委內(nèi)瑞拉奧里諾科重油帶油藏特征及開發(fā)潛力

侯 君，戴國汗，危 杰，肖 毅，徐學(xué)品

(中國石化集團(tuán) 國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100083)

委內(nèi)瑞拉奧里諾科重油帶油藏特征及開發(fā)潛力

侯 君，戴國汗，危 杰，肖 毅，徐學(xué)品

(中國石化集團(tuán) 國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100083)

奧里諾科重油帶位于東委內(nèi)瑞拉盆地南部斜坡帶，總面積55 000 km2。重油帶油藏埋深350～1 200 m，儲層主要為漸新統(tǒng)和中新統(tǒng)未固結(jié)砂巖，平均孔隙度33.4%，平均滲透率4 760×10-3μm2；油層溫度40～55 ℃；油藏壓力為常壓；超重油重度為7.5°～9° API，原地黏度介于1 000～6 000 cp；油藏有效厚度為6～120 m左右；探明原始地質(zhì)儲量11 220×108bbl，可采儲量2 600×108bbl。重油帶共有5個開發(fā)區(qū)塊，日產(chǎn)油量約72×104bbl，已形成一套經(jīng)濟(jì)可行的開發(fā)技術(shù)系列。重油帶開發(fā)區(qū)塊動用的可采儲量僅占重油帶可采儲量的3%左右，尚具有巨大的勘探開發(fā)潛力。

重油；可采儲量；油藏特征；開發(fā)潛力；奧里諾科重油帶；委內(nèi)瑞拉

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東委內(nèi)瑞拉盆地為一大型東西走向北傾不對稱前陸盆地，北以作為南美洲板塊與加勒比板塊接觸界線的El Pilar走滑斷層為界，南至圭亞那(Guyana)地盾，西以El Bauh隆起與Barinas-Apure盆地相隔，東延至大西洋大陸坡，盆地面積約165 000 km2。URICA-ANOCA斷層將東委內(nèi)瑞拉盆地分為馬圖林次盆地(Maturin Subbasin)和瓜里科次盆地(Guarico Subbasin)。馬圖林次盆地構(gòu)造走向近東西向，瓜里科次盆地構(gòu)造走向線近北東—南西向。按盆地現(xiàn)今的構(gòu)造特征與應(yīng)力分布，可以分為北部逆沖造山帶，中部逆沖褶皺帶和南部拉張單斜帶(圖1)。

東委內(nèi)瑞拉盆地形成與南美洲板塊北緣的發(fā)展演化密切相關(guān)。東委內(nèi)瑞拉盆地經(jīng)歷了古生代—三疊紀(jì)前裂谷期、侏羅紀(jì)裂谷期、白堊紀(jì)—古近紀(jì)被動大陸邊緣期及新近紀(jì)以來的逆沖造山前陸盆地期；沉積充填了三疊系—侏羅系陸內(nèi)紅層、火山巖及蒸發(fā)巖，白堊系—始新統(tǒng)海相、陸相碎屑巖、頁巖及少量碳酸鹽巖，漸新統(tǒng)—現(xiàn)今的海相、陸相碎屑巖、頁巖。自1931年以來盆地內(nèi)共完成油田探井1 300口及其他類型的探井7 000口，發(fā)現(xiàn)335個油氣田，主體部位勘探趨于成熟。加上奧里諾科超重油儲量，盆地石油可采儲量超過3 000×108bbl，是一個巨型含油氣盆地。

圖1 東委內(nèi)瑞拉盆地構(gòu)造綱要、奧里諾科重油帶位置及剖面示意

1.1 烴源巖

盆地主力烴源巖為上白堊統(tǒng)Guayuta群(Querecual組、San Antonio組及同時代的Tigre組部分)，主要見于盆地北部地區(qū)的褶皺造山帶和逆沖褶皺帶，盆地南部缺失，厚度大于500 m。Querecual組中的碳酸鹽巖和頁巖都為極好的烴源巖，非定形物質(zhì)達(dá)85%，總有機(jī)碳含量界于0.25%～6.6%，生烴潛力達(dá)到5 mg/g；盆地北部達(dá)到過成熟，盆地南部低成熟。中新統(tǒng)Carapita組零星分布的頁巖也可以成為烴源巖，有機(jī)質(zhì)類型為以陸相為主的混合型，其平均有機(jī)碳含量達(dá)2%，生烴潛力達(dá)2～5 mg/g，主要分布于盆地中南部未強(qiáng)烈變形的地區(qū)(圖1)。

東委內(nèi)瑞拉盆地Guayuta群烴源巖成熟演化受控于盆地的發(fā)展演化，表現(xiàn)出分帶性和分時性；被動大陸邊緣期的持續(xù)緩慢埋藏階段和前陸盆地期的快速埋藏階段， Guayuta烴源巖呈條帶狀由西北向東南逐漸成熟。

1.2 儲蓋層

盆地有多套油氣儲集層，主要的儲集層有：Tigre組中的砂巖和灰?guī)r，Querecual組中的灰?guī)r，San Antonio組中的砂巖，San Juan組、La Pascua組、Roblecito組、Los Jabillos組、Naricual組、Carapita組、Merecure組、Oficina組、Chaguaramas組、La Pica組及Quiriquire組砂巖(圖2)。

盆地大多數(shù)蓋層都是與同組儲層互層的頁巖、褐煤或者黏土巖。在奧里諾科重油帶，縱向的封蓋單元為層內(nèi)頁巖和上覆Freites組頁巖，側(cè)向上，上傾方向重油和瀝青封堵也是重要的遮擋因素。

盆地圈閉類型多樣，有構(gòu)造(背斜、斷塊、斷層等)圈閉、地層圈閉、巖性圈閉，以及地層—構(gòu)造復(fù)合圈閉等。圈閉形成時間跨度大，從早白堊世—現(xiàn)今都有形成，但主要形成于漸新世—上新世。

1.3 油氣運(yùn)移

盆地油氣的排出和運(yùn)移始于古近紀(jì)早期，油氣向EL Cantil組和Barranquin組儲層排烴運(yùn)移，第二階段于早中新世初(被動大陸邊緣期末)向Merecure組儲層排烴和運(yùn)移，進(jìn)入儲層的烴在同層位內(nèi)由北向南運(yùn)移。早中新世末東委內(nèi)瑞拉盆地演化進(jìn)入前陸盆地演化階段，盆地前淵自北向南遷移，烴源快速埋深成熟、排烴，向Merecure組及Oficina組儲層運(yùn)移，源巖與儲層的溝通通道為一系列的斷層，同時進(jìn)入儲層的烴類于層內(nèi)由北向南運(yùn)移。以上幾期油氣運(yùn)移均可由北向南長距離運(yùn)移至Orinoco油田區(qū)，盆地廣泛分布的“瀝青”和生物降解重油即為長期運(yùn)移聚集的產(chǎn)物。

圖2 東委內(nèi)瑞拉盆地地層序列及成藏組合

1.4 含油氣系統(tǒng)

東委內(nèi)瑞拉盆地存在2個含油氣系統(tǒng)：瓜里科次盆地中的Querecual-Chaguaramas (!) 含油氣系統(tǒng)和馬圖林次盆地中的Guayuta-Oficina(!) 含油氣系統(tǒng)。

(1)瓜里科次盆地中的Querecual-Chaguaramas (!) 含油氣系統(tǒng)：烴源巖為上白堊統(tǒng)Querecual組陸棚相黑色頁巖、含瀝青灰?guī)r，儲層為漸新統(tǒng)Chaguaramas組河流相、湖相砂巖，蓋層為漸新統(tǒng)層內(nèi)泥頁巖，主要為構(gòu)造—地層圈閉，圈閉形成于漸新世至今，烴類的生成、運(yùn)移與聚集自漸新世中期至今。

(2)馬圖林次盆地中的Guayuta-Oficina(!) 含油氣系統(tǒng)：烴源巖為上白堊統(tǒng)Guayuta群Querecual組和San Antonio組陸棚相黑色頁巖、含瀝青灰?guī)r，儲層為漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)的Merecure組和Oficina組河控三角洲相極細(xì)—粗粒石英巖屑砂巖，蓋層為儲層同時代層內(nèi)泥頁巖，圈閉主要為構(gòu)造—地層圈閉。

奧里諾科重油帶位于東委內(nèi)瑞拉盆地南部，重油帶西部屬Q(mào)uerecual-Chaguaramas (!) 含油氣系統(tǒng)，中部—東部屬Guayuta-Oficina(!) 含油氣系統(tǒng)[1]。

2 奧里諾科重油帶油藏特征

2.1 奧里諾科重油帶位置及區(qū)塊劃分

奧里諾科重油帶自西向東橫跨瓜里科州、安索阿特吉州及蒙拉加斯州的南部，面積55 000 km2，是世界上規(guī)模最大的連片油藏[1]。為便于勘探開發(fā)和招投標(biāo)，重油帶被人為劃分為Boyaca、Junin、Ayacucho、Carabobo等4個區(qū)段(圖1)，共41個區(qū)塊，目前已開發(fā)區(qū)塊5個，新成立合資公司并準(zhǔn)備投入開發(fā)的區(qū)塊6個。

2.2 沉積構(gòu)造特征

2.2.1 沉積演化與地層特征

重油帶位于盆地最南端，基底為前震旦系變質(zhì)巖和部分古生界弱變質(zhì)巖，基底之上，區(qū)帶西北部局部殘留了侏羅紀(jì)的裂谷沉積層序(圖3)；上白堊統(tǒng)在北部部分區(qū)域超覆沉積于侏羅系或基底之上，主要沉積了河流三角洲相的砂、泥巖，發(fā)育或保存不完全；第三紀(jì)前陸盆地層序進(jìn)一步向南進(jìn)積，主要發(fā)育河流三角洲相碎屑巖，其中漸新統(tǒng)超覆于白堊系或基底之上，在整個區(qū)帶的中北部分布，中新統(tǒng)超覆于漸新統(tǒng)或基底之上，覆蓋全區(qū)；中新統(tǒng)以上，新近系及第四系又間斷性沉積覆蓋于其上。漸新統(tǒng)Mere-cure組和中新統(tǒng)Oficina組河流三角洲相砂巖是主要的含油氣層段，上中新統(tǒng)Freites組泥巖構(gòu)成較穩(wěn)定的區(qū)域性蓋層，三者構(gòu)成了一個由河流相為主逐漸向海相過渡的海侵沉積層序(圖2)[2]。

圖3 奧里諾科重油帶沉積體系平面分布

2.2.2 構(gòu)造特征

構(gòu)造特征相對簡單，基本為北傾的單斜構(gòu)造，傾角0.5°～4°，局部為一系列正斷層切割，受基底古地形控制，局部發(fā)育披覆背斜或鼻狀構(gòu)造(圖2)。

據(jù)研究，位于Boyaca區(qū)段東部北東—南西走向的正斷層Hato Viejo和位于Junin區(qū)東部反轉(zhuǎn)斷層Altamira是穿過該區(qū)的兩條區(qū)域性斷層。斷層均為張性正斷層，以北傾為主，少數(shù)南傾，走向東西向，或北北東、北北西向。斷層落差一般小于150 ft，貫穿第三系并切割基底。除少數(shù)較大規(guī)模的斷層外，大多數(shù)斷層并不分割油氣層，因而整個重油帶呈現(xiàn)為斜坡背景上巨型整裝油藏。

2.3 生儲蓋特征

奧里諾科重油帶分屬2個含油氣系統(tǒng)，烴源巖均為上白堊統(tǒng)Guayuta群。自古新世開始，因推覆體導(dǎo)致源巖埋深突然加大，局部達(dá)到成熟而開始生烴；向南，現(xiàn)今前陸盆地的中北部至今仍處于生、排烴期。

儲集層主要為漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)Chaguaramas 組、Merecure組、Oficina組。近91%的超重油地質(zhì)儲量賦存于中新統(tǒng)Oficina組辮狀河相、曲流河相、以及海陸過渡相碎屑巖中，其余9%見于上白堊統(tǒng)Temblador 群、漸新統(tǒng)La Pascua、Roblecito、Chaguaramas 和Merecure 組碎屑巖中。

儲層發(fā)育與分布是該帶重油聚集與分布的最重要控制因素。自晚白堊世開始到中新世，區(qū)帶內(nèi)從圭亞那高原發(fā)育的向北入海的河流十分活躍，發(fā)育多套河流與三角洲沉積體系，河流、三角洲相砂巖儲層縱橫疊合，連片分布 (圖3)。

儲層巖性為中、粗、細(xì)粒石英砂巖，未固結(jié)。根據(jù)Junin區(qū)塊5口井統(tǒng)計(jì),石英含量大于90%，其次為黏土和其他礦物。在黏土中主要為高嶺石(90%)，其次為蒙脫石和伊—蒙混層。

儲層埋深500～5 000 ft，相同層位儲層由南向北埋深增大。巖心分析孔隙度分布在25%～41%，平均值33.4%；滲透率分布在(2 180～19 620)×10-3μm2，平均值4 760×10-3μm2。

重油帶分布全區(qū)的主要蓋層為各含油層段中的互層泥巖(圖3)，Ayacucho區(qū)段東部及Carabobo區(qū)段Freites組泥巖穩(wěn)定分布，可作為區(qū)域蓋層。此外，儲層段中高度生物降解和水洗氧化的固化瀝青也可對油氣運(yùn)移形成有效的遮擋而成藏[2]。

2.4 成藏機(jī)制及油藏類型

重油帶圈閉類型主要為上超于前寒武系結(jié)晶基底之上的碎屑巖巖性圈閉或構(gòu)造—巖性圈閉，封堵要素包括上覆泥巖、砂巖側(cè)向尖滅以及上傾方向?yàn)r青封堵等。

重油帶分布在盆地南部斜坡帶的最高邊緣部位，來自盆地北部的油氣，在經(jīng)歷了數(shù)十千米的長距離側(cè)向運(yùn)移后，大規(guī)模充注到盆地邊緣的上白堊統(tǒng)—中新統(tǒng)河流—三角洲相未固結(jié)砂巖中。在南緣，因輕質(zhì)組分的散失和生物降解、水洗氧化作用形成瀝青塞，與層內(nèi)泥巖和上覆區(qū)域性泥巖蓋層形成聯(lián)合封堵，形成了規(guī)模巨大的構(gòu)造—巖性重油油藏，疊片含油面積超過50 000 km2。

奧里諾科重油帶除在北部邊緣見底、邊水外，主體部位油藏類型為無邊、底水的地層—巖性或構(gòu)造—巖性復(fù)合超重油砂巖油藏。

2.5 重油分布及主控因素

通過數(shù)輪勘探與研究表明，在重油帶主體部位，重油分布主要受砂巖儲層發(fā)育程度的控制。因此，沉積相展布對區(qū)內(nèi)的油氣展布具有主要的控制作用。重油帶全區(qū)油層有效厚度分布從20 ft到大于400 ft(圖4)，油氣分布不均勻，其中，Carabobo、Junin區(qū)域相對較發(fā)育，儲量規(guī)模大，而Ayacucho和Boyaca區(qū)域相對較小。

圖4 奧里諾科重油帶重油層有效厚度分布

在重油帶北部廣泛存在油水同層、含油層與含水層交替出現(xiàn)的現(xiàn)象；在西部和南部的局部區(qū)域，受淡水侵入的影響，出現(xiàn)油水同層乃至油水倒置，對有效油層分布可造成一定影響，并可能導(dǎo)致重油開發(fā)技術(shù)難度增加；部分?jǐn)嗑噍^大的斷層，對油層分布及開發(fā)也可造成一定影響[3]。

2.6 重油特性及變化趨勢

重油帶重油特性受油藏埋深、溫度、壓力以及重油組分和溶解氣含量等因素的控制。據(jù)統(tǒng)計(jì)，重油帶油層埋深在350～1 200 m之間，油層溫度40～55 ℃，油藏壓力系統(tǒng)為常壓。超重油組分特征為：瀝青質(zhì)13%～22%，硫3.5%～5.4%，礬(60～1 100) ×10-6。溶解氣含量平均2 m3/m3(氣/油)，由南向北、由淺到深溶解氣含量增高[2]。

重油帶稠油重度主要分布范圍為7.5°～9°API。平面上，重度平均分布趨勢基本上沿等深線走向平行展布，由盆地向圭亞那高地重度值減?。淮瓜蛏嫌缮疃鴾\，重度值也趨于變小。造成的原因主要有兩方面：一是油氣由盆地向邊緣運(yùn)移過程中，輕烴逐漸損失，油藏埋深淺的區(qū)域輕烴損失多，埋深大的區(qū)域保存好；二是在埋藏較淺部位，降解和水洗氧化作用加劇。

奧里諾科重油帶的勘探和開發(fā)表明，該區(qū)超重油具有相對較好的可流動性，同等重度的重油，其黏度比加拿大阿爾貝達(dá)盆地重油小一個數(shù)量級。該區(qū)超重油原地黏度主要在1 000～6 000 cp之間，對溫度和溶解氣含量敏感。黏度分布趨勢與重度分布趨勢相似。

2.7 重油帶超重油儲量及分布

2005年啟動的奧里諾科重油帶儲量計(jì)算與認(rèn)證工程，歷時近6年，在重油帶主體部位劃分出36個區(qū)塊，共施工新的二維地震勘探3 800 km2，新探井146口，取心近3 000 m[3]。結(jié)合前期積累的資料，按區(qū)塊重新進(jìn)行了儲量估算，已開發(fā)區(qū)塊和新一輪儲量計(jì)算基本落實(shí)的原始地質(zhì)儲量為11 220×108bbl，可采儲量2 600×108bbl。其中原始地質(zhì)儲量Boyaca區(qū)段2 470×108bbl，Junin區(qū)段4 276×108bbl，Ayacucho區(qū)段2 164×108bbl，Carabobo區(qū)段2 250×108bbl。新區(qū)塊可采儲量按區(qū)塊分布如圖5。

3 重油帶開發(fā)現(xiàn)狀及開發(fā)潛力

3.1 重油帶開發(fā)現(xiàn)狀

1995年，委內(nèi)瑞拉與?？松梨诘?家國際石油公司簽訂租讓協(xié)議，對重油帶4個區(qū)塊進(jìn)行開發(fā)。1996-1999年各項(xiàng)目陸續(xù)完成三維地震勘探以及數(shù)百口評價井的鉆探，同期在加勒比海沿岸的Jose進(jìn)行改質(zhì)廠建設(shè)，2000-2003年相繼投產(chǎn)?，F(xiàn)重油帶共有開發(fā)區(qū)塊5個，總產(chǎn)量約72×104bbl/d。這些區(qū)塊動用的可采儲量總計(jì)約80×108bbl，僅占重油帶可采儲量的3%左右。各生產(chǎn)區(qū)塊采用的技術(shù)系列類似：(1)通過三維地震和加密評價井(直井+斜井)，對油藏進(jìn)行精細(xì)描述；(2)根據(jù)含油層的展布，打水平井網(wǎng)，篩管完井冷采；(3)螺桿泵抽吸；(4)井口以石腦油摻稀，經(jīng)中心處理站處理后，遠(yuǎn)輸約200 km至Jose改質(zhì)廠，超重油改質(zhì)成16°～32°API合成油外銷，石腦油回收循環(huán)使用于油田摻稀。

3.2 重油帶新項(xiàng)目合作動態(tài)及整體開發(fā)潛力

在新一輪儲量計(jì)算和認(rèn)證逐漸完成后，通過談判已成立合資公司5個，通過招標(biāo)成立合資公司2個，各合資公司權(quán)益構(gòu)成及預(yù)期產(chǎn)量如表1。

圖5 奧里諾科重油帶超重油原始地質(zhì)儲量分布

合資公司權(quán)益構(gòu)成合同采出量/108bbl峰值日產(chǎn)量/104bblPetroindepen?dencia PDVSA60%，Chevron34%，Mitsubishi2．5%，Inpex2．5%，Suelopetrol1%3140Petrocarabobo PDVSA60%，Repsol11%，Petronas11%，ONGC11%，IOC3．5%，OIL3．5%3140Carabobo2 PDVSA60%，Rosneft40%3140Petromacareo PDVSA60%，PetroViet?nam40%1520Petrourica PDVSA60%，CNPC40%3140Petrojunín PDVSA60%，ENI40%1624Petromiranda PDVSA60%，Rosneft8%， Gazprom8%，Lukoil8%， TNK-BP8%，Surgutneft8%3145總計(jì)186259

以上合資公司計(jì)劃采出的超重油總量達(dá)186×108bbl，約占重油帶可采儲量的7%。各項(xiàng)目在2015年前將陸續(xù)達(dá)到峰值產(chǎn)量，總計(jì)達(dá)259×104bbl/d，從而將使委內(nèi)瑞拉的原油產(chǎn)量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加一倍。

綜上所述，已生產(chǎn)區(qū)塊加上新合同區(qū)塊在合同期的預(yù)期開采量，僅占整個重油帶可采儲量的10%左右，因此，在目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，奧里諾科重油帶還具有巨大的開發(fā)空間。

新技術(shù)的運(yùn)用將進(jìn)一步提高奧里諾科重油帶的開發(fā)前景。蒸汽吞吐及蒸汽驅(qū)開采在重油帶及鄰近油田有成功實(shí)例，部分油藏能滿足出砂冷采和SAGD熱采等的要求。目前可采儲量估算所采用的采收率平均為20%，一些國際評估機(jī)構(gòu)認(rèn)為，通過采用提高采收率技術(shù)，奧里諾科重油帶的采收率有望達(dá)到40%，相應(yīng)其可采儲量將達(dá)到5 200×108bbl。以11×108bbl/a 的開采速度計(jì)算，重油帶可持續(xù)開采至少230 a，應(yīng)用新技術(shù)可持續(xù)開采460 a[4]。

4 結(jié)論

奧里諾科重油帶是世界上規(guī)模最大的重油富集帶，其超重油儲量遠(yuǎn)超世界上其他巨型油田。前期的開發(fā)已形成相對成熟的技術(shù)系列，但總體開發(fā)程度極低，整個重油帶仍具有巨大的勘探開發(fā)空間，在未來的國際能源供應(yīng)中將占有非常重要的戰(zhàn)略地位。

[1] Maniki Talwali.The Orinoco heavy oil belt in Venezuela[M]. The James A: Baker III Institute for Public Policy of Rice University,2007.

[2] Uzicategui E.Reservoir Characterization and exploitation scheme in the Orinoco Oil Belt,SPE 69698[R].2001.

[3] Trebolle R L.The Orinoco heavy oil belt pilot projects and deve-lopment strategy, SPE 25798[R].1993.

[4] Gipson L.J.Hamaca heavy oil project:Lessons learned and an evolving development strategy,SPE/Petroleum Society of CIM/CHOA 78990[R].2002.

(編輯 徐文明)

Reservoir characterization and exploitation potential in Orinoco heavy oil belt in Venezuela

Hou Jun, Dai Guohan, Wei Jie, Xiao Yi, Xu Xuepin

(SINOPECInternationalPetroleumExplorationandProductionCorporation,Beijing100083,China)

The Orinoco heavy oil belt is on the southern slope of the Eastern Venezuela Basin, with an area of 55 000 km2. The heavy oil reservoirs were buried 350-1 200 m deep. The unconsolidated sandstones in Oligocene and Miocene worked as the main reservoirs, with the average porosity and permeability of 33.4% and 4 760×10-3μm2, respectively. Reservoir temperature is 40-55 ℃. Reservoir pressure coefficient is about 1. Super heavy oil API is 7.5 °-9 °. Situ viscosity is 1 000- 6 000 cP. Reservoir effective thickness is 6-120 m. The original proven geologic reserve is 11 220×108bbl, and the recoverable reserve is 2 600×108bbl. There are five heavy oil developing blocks with daily oil production of about 72 ×104bbl. A set of economic and feasible developing technology series has been formed. The recoverable reserve of the developing blocks is about 3% of the total recoverable reserves of heavy oil belt, showing great exploration potentials.

heavy oil; recoverable reserves; reservoir characterization; exploitation potential; Orinoco heavy oil belt; Venezuela

1001-6112(2014)06-0725-06

10.11781/sysydz201406725

2013-02-06；

2014-11-05。

侯君(1968—)，女，博士研究生，高級工程師，從事油氣田開發(fā)工作。E-mail: jhou.sipc@sinopec.com。

中國石油化工集團(tuán)委托項(xiàng)目“南美重點(diǎn)盆地油氣分布規(guī)律及勘探選區(qū)研究”(JP08014)資助。

TE122.3

A