渤海灣盆地富油凹陷二次勘探工程及其意義

趙賢正，王權(quán)，金鳳鳴，羅寧，范炳達(dá)，李欣，秦鳳啟，張宏偉

（1.中國石油華北油田公司；2.中國石油勘探開發(fā)研究院；3.中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司）

渤海灣盆地富油凹陷二次勘探工程及其意義

趙賢正1，王權(quán)1，金鳳鳴1，羅寧1，范炳達(dá)1，李欣2，秦鳳啟1，張宏偉3

（1.中國石油華北油田公司；2.中國石油勘探開發(fā)研究院；3.中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司）

通過系統(tǒng)分析渤海灣盆地富油凹陷勘探程度與勘探潛力，引出開展富油凹陷二次勘探工程的意義，闡述了富油凹陷二次勘探工程的地質(zhì)理論進(jìn)展、關(guān)鍵工程技術(shù)和勘探方法，并以饒陽凹陷為例進(jìn)行勘探實(shí)踐論述，展望其廣闊的應(yīng)用前景。資源豐度大于20×104t/km2、石油資源量大于3×108t的富油凹陷是渤海灣盆地油氣勘探與開發(fā)的主體，目前石油探明率已達(dá)50%以上，進(jìn)入了高勘探程度階段，油氣儲(chǔ)量的發(fā)現(xiàn)難度越來越大。但其剩余油氣資源依然豐富，待發(fā)現(xiàn)石油資源量約105×108t，仍是尋找油氣儲(chǔ)量的重要方向。以渤海灣盆地冀中坳陷富油凹陷的二次勘探為例，論述了洼槽聚油、隱蔽型潛山成藏與弱構(gòu)造斜坡帶油氣運(yùn)聚特征，闡述了全凹陷整體連片三維地震勘探、相控儲(chǔ)集層精細(xì)預(yù)測(cè)、復(fù)雜儲(chǔ)集層改造增產(chǎn)和快速高效鉆井等勘探技術(shù)進(jìn)展，進(jìn)而提出了開展新一輪次的重新整體認(rèn)識(shí)、整體評(píng)價(jià)和整體部署的二次勘探工程，論證了二次勘探工程對(duì)于推動(dòng)高勘探程度富油凹陷持續(xù)規(guī)模增儲(chǔ)的重要作用。圖8參34

渤海灣盆地；富油凹陷；二次勘探工程；理論認(rèn)識(shí)；技術(shù)方法；勘探實(shí)踐

0 引言

渤海灣盆地是中國東部重要含油氣盆地之一，其富油凹陷油氣成藏條件優(yōu)越[1-2]。自1961年4月15日，東營凹陷辛鎮(zhèn)構(gòu)造華8井在古近系獲得日產(chǎn)油8.1 t的工業(yè)油流以來[3]，已經(jīng)開展了近50多年的大規(guī)模油氣勘探。截至2013年底，累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量140.52′108t，占全國儲(chǔ)量40%；2013年年產(chǎn)油氣當(dāng)量7 596′104t，占全國產(chǎn)量25%[4]，在中國石油工業(yè)發(fā)展中占有極其重要的地位。

進(jìn)入20世紀(jì)末，渤海灣盆地勘探開發(fā)程度較高，石油及天然氣地質(zhì)資源探明率分別達(dá)51.3%和12.8%。

隨著勘探程度的不斷提高，渤海灣盆地面臨著正向構(gòu)造帶三維地震勘探已全覆蓋、鉆探程度高、發(fā)現(xiàn)構(gòu)造油藏規(guī)模越來越小等困難局面，導(dǎo)致渤海灣盆地油氣儲(chǔ)量增長進(jìn)入徘徊期、原油產(chǎn)量進(jìn)入逐年遞減階段，勘探生產(chǎn)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。

袁選俊、譙漢生等提出將渤海灣盆地資源豐度大于20′104t/km2、石油資源量大于3′108t的凹陷劃分為富油凹陷[5]。富油凹陷已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量和年產(chǎn)油氣當(dāng)量分別占渤海灣盆地儲(chǔ)量和產(chǎn)量的82%和73%，均成為渤海灣盆地的主體，同時(shí)也是剩余石油資源的主要分布區(qū)。如何進(jìn)一步深化渤海灣盆地富油凹陷的油氣勘探，一直是眾多學(xué)者和勘探家持續(xù)研究的重大科學(xué)問題。賈承造等提出了開展巖性-地層油氣藏勘探的地震儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)技術(shù)和層序地層學(xué)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)研究[6-8]；劉寶和、周海民等提出了精細(xì)實(shí)施二次三維地震勘探、精細(xì)開展油田地質(zhì)研究、精細(xì)選擇鉆井方式等“六精細(xì)”的勘探方法[9-10]；張善文認(rèn)為“跳出框框”是老區(qū)找油的關(guān)鍵[11]；孟衛(wèi)工從思維創(chuàng)新、加強(qiáng)地震資料品質(zhì)、發(fā)展主導(dǎo)技術(shù)等方面對(duì)深化勘探進(jìn)行了討論[12]；蔡佳、陳文學(xué)等在深化研究老區(qū)帶和老油田成藏富集規(guī)律的基礎(chǔ)上，探討了老區(qū)帶和老油田二次勘探的潛力[13-14]；徐長貴提出了開展海上二次勘探的新思路[15]，勘探目標(biāo)是大中型油氣田，工作方法是整體研究，工作核心是創(chuàng)新地質(zhì)認(rèn)識(shí)、提高地下認(rèn)知程度，基本保障是優(yōu)化技術(shù)組合、充分挖掘現(xiàn)有資料潛力；鄧運(yùn)華則從5個(gè)方面對(duì)渤海海域二次勘探成效問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析[16]。

綜上所述，二次勘探已成為高勘探程度富油凹陷重要的找油新思路。本文通過分析渤海灣盆地富油凹陷勘探程度與勘探潛力，探討開展富油凹陷二次勘探工程的必要性，進(jìn)行相關(guān)地質(zhì)理論、關(guān)鍵工程技術(shù)和勘探方法的研究，并以饒陽凹陷為例進(jìn)行具體勘探實(shí)踐進(jìn)展的論述，以展望富油凹陷二次勘探工程廣闊的應(yīng)用前景。

1 研究區(qū)位置與地質(zhì)背景

渤海灣盆地位于華北東部和東北南部，地跨渤海及沿岸地區(qū)。西鄰太行山，北接燕山，東部為遼東丘陵和山東丘陵，南與華北南部盆地相通，中部為遼河平原和華北平原，總體上呈不規(guī)則的菱形，盆地面積20′104km2（見圖1）。

渤海灣盆地是在中、上元古界—古生界地臺(tái)型沉積蓋層基礎(chǔ)上疊置的拉張型中、新生代陸相沉積盆地。新生界是盆地的主要成油建造，斷裂十分發(fā)育，構(gòu)造十分復(fù)雜，早期古近紀(jì)以斷陷發(fā)育為主，晚期新近紀(jì)以坳陷發(fā)育為主，至新近紀(jì)末期最終定型。盆地內(nèi)部發(fā)育的許多主大斷裂將盆地進(jìn)一步分隔為坳陷和隆起，劃分為遼河、冀中、黃驊、濟(jì)陽、昌濰、臨清、渤中及遼東灣8個(gè)坳陷和滄縣、埕寧2個(gè)隆起。坳陷內(nèi)又可進(jìn)一步劃分為次一級(jí)凹陷58個(gè)和凸起52個(gè)。凹陷的發(fā)育主要受一條主斷裂控制，呈箕狀斷陷型式或不對(duì)稱地塹型式。

古近紀(jì)斷陷階段以湖相沉積為主，發(fā)育了孔店組（Ek）、沙河街組沙四段（Es4）—沙三段（Es3）、沙二段（Es2）—沙一段（Es1）、東營組（Ed）等4個(gè)二級(jí)沉積旋回。新近紀(jì)拗陷階段以河流相沉積為主，發(fā)育了館陶組（Ng）和明化鎮(zhèn)組（Nm）2個(gè)二級(jí)沉積旋回。

渤海灣盆地勘探目的層系多，自1961年華8井取得勘探發(fā)現(xiàn)以來，早期形成了“源控論”和“復(fù)式油氣聚集帶理論”，開展了大規(guī)模的古近系—新近系構(gòu)造油藏和基巖潛山油藏的勘探，2000年后逐漸發(fā)展形成了富油凹陷“滿凹含油”新認(rèn)識(shí)[17]，開始不斷加強(qiáng)巖性、地層等隱蔽型油氣藏的勘探。截至目前發(fā)現(xiàn)了太古宇—新近系10余套含油氣層系，含油巖性以砂巖為主，兼有基底的海相碳酸鹽巖、變質(zhì)巖及盆地內(nèi)的湖相碳酸鹽巖、火山巖等。

2 二次勘探工程內(nèi)涵與必要性

二次勘探工程與一次勘探相比，在地震資料基礎(chǔ)、油氣成藏認(rèn)識(shí)、主要勘探對(duì)象、工程技術(shù)和勘探方法等方面均有較大的差別。

二次勘探工程是以勘探程度高、但剩余油氣資源依然豐富的富油凹陷為對(duì)象，以覆蓋全凹陷的三維地震數(shù)據(jù)體為基礎(chǔ)，以富油凹陷“滿凹含油”[17]、“洼槽聚油”[18-20]等理論新認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)，以凹陷整體為單元，以巖性、地層油藏為主的所有油藏類型為目標(biāo)，以先進(jìn)適用的測(cè)井、鉆井和儲(chǔ)集層改造等工程新技術(shù)為重要支撐，開展新一輪次的重新“整體認(rèn)識(shí)、整體評(píng)價(jià)、整體部署”的全面勘探過程[21]。目的是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高勘探程度富油凹陷的持續(xù)規(guī)模增儲(chǔ)。

渤海灣盆地油氣資源現(xiàn)狀分析表明，其石油探明率雖然相對(duì)較高，但富油凹陷仍是剩余資源的主要分布區(qū)，勘探潛力依然很大。渤海灣盆地陸上及灘海發(fā)育饒陽凹陷、霸縣凹陷、廊固凹陷、歧口凹陷、南堡凹陷、大民屯凹陷、遼河西部凹陷、遼河?xùn)|部凹陷、東營凹陷等14個(gè)富油氣凹陷，預(yù)測(cè)未來探明石油地質(zhì)

儲(chǔ)量可達(dá)50′108t[5]，仍是今后一個(gè)時(shí)期上產(chǎn)增儲(chǔ)的重要方向。

圖1 渤海灣盆地主要富油凹陷分布圖

渤海灣盆地富油凹陷雖然已經(jīng)進(jìn)入高探明率和高勘探程度的“兩高階段”，但是不同勘探區(qū)帶、層系和領(lǐng)域之間仍存在明顯的不均衡性，具體表現(xiàn)為：構(gòu)造油藏勘探程度高，地層、巖性油藏勘探程度低；正向構(gòu)造帶勘探程度高，洼槽帶和負(fù)向區(qū)勘探程度低；中淺層勘探程度高，深層—超深層勘探程度低；潛山頂塊狀構(gòu)造油藏勘探程度高，潛山內(nèi)幕和潛山坡油藏勘探程度低；湖相碎屑砂巖儲(chǔ)集層油藏勘探程度高，（水下扇）礫巖體、碳酸鹽巖[22]、火山巖等領(lǐng)域勘探程度低；常規(guī)油氣藏勘探程度高，致密油氣勘探程度低[23-24]。上述低勘探程度區(qū)帶、層系和領(lǐng)域，通過不斷深化研究和加強(qiáng)勘探，可成為重要的油氣勘探新方向和接替領(lǐng)域。

富油凹陷實(shí)施二次勘探工程應(yīng)當(dāng)滿足3個(gè)條件：①運(yùn)用原有地質(zhì)認(rèn)識(shí)或勘探技術(shù)方法已不能取得新的重大突破與進(jìn)展；②凹陷剩余資源依然豐富；③全凹

陷或凹陷的有利勘探區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)三維地震大面積整體連片。

3 二次勘探工程理論認(rèn)識(shí)進(jìn)展

3.1 陸相斷陷“洼槽聚油”理論認(rèn)識(shí)

陸相斷陷洼槽區(qū)是指斷陷中除去正向構(gòu)造帶以外的深陷區(qū)以及斜坡的中低部位，處于構(gòu)造活動(dòng)較弱區(qū)，是地層巖性圈閉的有利發(fā)育區(qū)[25]。陸相斷陷“洼槽聚油”理論認(rèn)識(shí)包括5個(gè)核心內(nèi)容：①多元控砂。洼槽區(qū)沉積砂體分布受邊界斷層樣式、構(gòu)造帶類型、體系域、坡折帶和沉積微相等多種因素控制。②優(yōu)勢(shì)成藏。洼槽區(qū)圈閉具有早期形成、油氣早期充注和保存條件好等優(yōu)勢(shì)。③主元富集。洼槽區(qū)油氣富集主要受控于生烴強(qiáng)度門限、主匯流通道和儲(chǔ)集體臨界規(guī)模等三要素。④共生互補(bǔ)。洼槽區(qū)油氣在構(gòu)造油藏與地層巖性油藏的分布既有共生性，也有互補(bǔ)性。⑤模式多樣。洼槽區(qū)具有形成多種巖性地層油藏的良好成藏條件（見圖2）。

圖2 斷陷洼槽區(qū)油氣成藏模式圖

斷陷“洼槽聚油”理論新認(rèn)識(shí)的提出，提升了洼槽區(qū)油氣勘探價(jià)值，為實(shí)現(xiàn)斷陷整體評(píng)價(jià)、滿凹勘探奠定了理論基礎(chǔ)。以此為指導(dǎo)，在渤海灣盆地饒陽凹陷的馬西洼槽和河間洼槽、廊固凹陷柳泉洼槽等發(fā)現(xiàn)了多個(gè)規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)（見圖3）。

3.2 隱蔽型潛山油氣藏成藏認(rèn)識(shí)

隨著勘探程度的不斷深入，潛山勘探發(fā)現(xiàn)規(guī)模儲(chǔ)量的難度越來越大。隱蔽型潛山油氣藏主要包括隱蔽型深潛山、潛山內(nèi)幕（潛山腹）和潛山坡油氣藏3種主要類型，是富油凹陷潛山油氣藏領(lǐng)域深化勘探的主要方向[26-27]。深化隱蔽型潛山油氣成藏條件與主控因素研究，取得3點(diǎn)新認(rèn)識(shí)：①埋藏深度大于3 500 m的隱蔽型深潛山以古近系沙河街組三段—四段為主要烴源層，油氣資源比較豐富，其儲(chǔ)集空間以孔洞、裂縫為主，物性受埋深影響小，具有較好的儲(chǔ)集能力；②在元古宇—下古生界可形成薊縣系霧迷山組—洪水莊組、寒武系府君山組—饅頭組（徐莊組）等6套主要儲(chǔ)蓋組合，潛山內(nèi)幕具備良好成藏條件；③隱蔽型潛山油氣成藏主要受油氣運(yùn)移通道輸導(dǎo)能力、深潛山及潛山內(nèi)幕儲(chǔ)集層物性兩個(gè)地質(zhì)因素耦合控制[28]。

在隱蔽型潛山成藏新認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下，先后在渤海灣盆地饒陽凹陷長洋淀潛山帶、肅寧潛山帶和孫虎潛山帶，霸縣凹陷牛東潛山帶和文安斜坡內(nèi)帶發(fā)現(xiàn)長3、寧古8×、虎8、牛東1、文古3等10個(gè)高產(chǎn)高效隱蔽型潛山油藏，展現(xiàn)了其廣闊的勘探前景。

3.3 弱構(gòu)造斜坡帶規(guī)模地層巖性油藏成藏認(rèn)識(shí)

斜坡帶是富油凹陷主要油氣聚集帶之一，早期勘探主要集中在斜坡帶鼻狀構(gòu)造背景上的局部構(gòu)造油藏，已發(fā)現(xiàn)的油藏多呈點(diǎn)狀或局部分布。近年來深化以渤海灣盆地冀中坳陷蠡縣斜坡和文安斜坡為代表的斜坡帶成藏條件研究，取得了許多新認(rèn)識(shí)，其中主要有3點(diǎn)：①蠡縣斜坡與文安斜坡處于弱構(gòu)造區(qū)。兩者均為構(gòu)造-沉積斜坡類型，局部構(gòu)造不發(fā)育，利于形成地層巖性油藏[29]；②油氣運(yùn)聚受斷層輸導(dǎo)能力與儲(chǔ)集砂體物性雙重控制。油氣成藏模擬實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)斷層低效輸導(dǎo)時(shí)，油氣呈多路徑運(yùn)移，易于形成低部位多層系含油（見圖4）；當(dāng)斷層高效輸導(dǎo)時(shí)，油氣沿物性好的優(yōu)勢(shì)通道運(yùn)移，含油層系相對(duì)集中，并向斜坡高

部位呈現(xiàn)階梯狀運(yùn)移（見圖4）；③構(gòu)建了兩類弱構(gòu)造斜坡帶油氣成藏新模式。

圖3 冀中坳陷勘探成果圖

文安斜坡自身基本不生油，但砂體十分發(fā)育，油氣來源于緊鄰的霸縣主生油洼槽，斷層、砂體、不整合面構(gòu)成復(fù)合輸導(dǎo)通道，油氣以遠(yuǎn)源階梯狀運(yùn)移為主，據(jù)此構(gòu)建了斜坡外帶淺層構(gòu)造-河道砂、斜坡內(nèi)帶三角洲前緣砂體等多種油氣成藏新模式；蠡縣斜坡帶自身發(fā)育沙一段下亞段為主的生烴層系，砂體發(fā)育程度相對(duì)較低，油氣以近源短距離運(yùn)移為主，利于形成低幅斷鼻透鏡狀砂體和上傾尖滅砂體等多種類型油藏。以上述研究認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)，開展蠡縣斜坡和文安斜坡整體勘探，新發(fā)現(xiàn)油藏呈現(xiàn)不同層系（段）縱向疊置、橫向連片的趨勢(shì)，形成兩個(gè)億噸級(jí)整裝規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)。

圖4 斜坡帶油氣運(yùn)移地質(zhì)模型與物理模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4 二次勘探工程關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)踐

富油凹陷二次勘探工程開展過程中，勘探對(duì)象發(fā)生明顯變化，由構(gòu)造油藏轉(zhuǎn)為地層巖性油藏，由厚層砂巖油藏轉(zhuǎn)為薄互層砂巖油藏，由簡單儲(chǔ)集層油藏轉(zhuǎn)向復(fù)雜儲(chǔ)集層油藏，都需要關(guān)鍵技術(shù)的突破和支撐。

4.1 全凹陷整體連片三維地震勘探技術(shù)

開展富油凹陷新一輪次整體研究工作，首先進(jìn)行老三維地震資料品質(zhì)的精細(xì)評(píng)價(jià)分類，在有利成藏區(qū)實(shí)施必要的二次三維地震采集和空白區(qū)的三維地震采集，然后在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行整體連片三維地震精細(xì)處理[30]。

在連片拼接處理中，采用了全區(qū)坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一定義、面元均一化處理；在連片處理中，應(yīng)用了近地表模型建立、多域精細(xì)疊前系列去噪、連片高精度速度建模，以及振幅、相位、頻率一致性和時(shí)差校正處理等關(guān)鍵技術(shù)。在渤海灣盆地冀中坳陷富油凹陷整體連片三維地震處理過程中，開發(fā)了超大面積海量數(shù)據(jù)疊前深度偏移處理技術(shù)，建設(shè)了30 000個(gè)核、每秒鐘運(yùn)算1′1015次的超級(jí)計(jì)算機(jī)群，實(shí)現(xiàn)了105 TB（相當(dāng)于200臺(tái)500 GB容量的便攜機(jī)）海量數(shù)據(jù)的偏移處理，為凹陷整體連片三維地震處理數(shù)據(jù)提供了高效、高性能的計(jì)算服務(wù)。采用上述技術(shù)方法，消除了塊間資料振幅、頻率、相位的差異，大連片三維地震資料波組特征清晰、斷層歸位準(zhǔn)確、斷裂結(jié)構(gòu)清楚。

采用該技術(shù)方法，建立了覆蓋渤海灣盆地冀中坳陷廊固、霸縣、饒陽等富油凹陷，面積達(dá)1′104km2的整體連片三維地震數(shù)據(jù)體（見圖3），從而為富油凹陷二次勘探工程高分辨率地層層序格架的建立、構(gòu)造的精細(xì)研究和沉積砂體的精細(xì)刻畫等，奠定了良好的資料基礎(chǔ)。

4.2 相控儲(chǔ)集層精細(xì)預(yù)測(cè)技術(shù)

富油凹陷二次勘探工程面臨的勘探對(duì)象主要以地層巖性圈閉為主，對(duì)地震儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)的要求更高。通過多年研究與實(shí)踐，形成了相控地質(zhì)-地震儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)技術(shù)（見圖5）。

該技術(shù)基于高精度三維地震資料，在建立構(gòu)造-層序格架基礎(chǔ)上，通過地質(zhì)相、地震相的聯(lián)合研究，劃分不同的沉積體系類型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分無井/少井早期預(yù)測(cè)階段和多井高精度預(yù)測(cè)階段，優(yōu)選不同的地球物理方法開展巖性預(yù)測(cè)、砂體預(yù)測(cè)、物性預(yù)測(cè)和含油氣性預(yù)測(cè)，最后對(duì)各預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，去偽存真，得出符合客觀實(shí)際的儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)結(jié)論，用于指導(dǎo)勘探部署。其中，層序模型、構(gòu)造模型和沉積模型的約束是相控儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)的關(guān)鍵，有助于提高儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性；頻譜分解、波阻抗與儲(chǔ)集層參數(shù)聯(lián)合反演、振幅與頻率融合等預(yù)測(cè)技術(shù)，有助于提高薄層的預(yù)測(cè)精度。應(yīng)用上述技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多變復(fù)雜沉積相帶儲(chǔ)集層空間分布的精細(xì)刻畫，提高了鉆探成效。霸縣凹陷文安斜坡外帶東營組發(fā)育河道砂體，內(nèi)帶沙三段以三角洲前緣河道砂體為主，采用相控儲(chǔ)集層精細(xì)預(yù)測(cè)技術(shù)，刻畫儲(chǔ)集砂體空間展布，實(shí)施鉆井39口，獲工業(yè)油流井22口，探井成功率56.4%，較以往探井成功率提高了16%，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外帶、多層系、多領(lǐng)域整體勘探的突破。

圖5 相控地質(zhì)-地震儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)技術(shù)流程

4.3 復(fù)雜儲(chǔ)集層改造增產(chǎn)技術(shù)

富油凹陷二次勘探工程實(shí)施過程中，（超）深層潛山及潛山內(nèi)幕油藏、低孔低滲儲(chǔ)集層油藏、致密油等新領(lǐng)域逐步成為重要的勘探對(duì)象，與之相適應(yīng)，發(fā)展形成了深潛山碳酸鹽巖、低孔低滲砂巖儲(chǔ)集層壓裂改造技術(shù)和致密油體積壓裂改造等先進(jìn)適用勘探技術(shù)。通過推廣應(yīng)用，極大地提高了單井油氣產(chǎn)量，提升了油藏品質(zhì)。霸縣凹陷牛東潛山油藏井底溫度達(dá)到201 ℃，針對(duì)溫度高、酸巖反應(yīng)過快不利于造長縫的難題，研制了酸壓中充當(dāng)主體酸的高黏度、超高溫、性能穩(wěn)定的VES清潔酸配方，創(chuàng)新了“前置探縫、主縫溝通、支縫補(bǔ)充，固液轉(zhuǎn)向、多級(jí)注入，閉合酸化”的體積改造工藝技術(shù)，進(jìn)行大型、多級(jí)閉合深度酸壓改造，達(dá)到了主縫高速通道、支縫縫網(wǎng)補(bǔ)充的網(wǎng)絡(luò)體積改造效果[31]，日產(chǎn)油642.91 m3、氣5.62′104m3，發(fā)現(xiàn)了中國東部埋藏最深、中國溫度最高的碳酸鹽巖潛山油藏。在饒陽凹陷蠡縣斜坡，針對(duì)巖性細(xì)、硬度低、薄互層等技術(shù)難點(diǎn)，積極開展油藏動(dòng)態(tài)分析、壓裂選層研究和工藝參數(shù)優(yōu)化，制定了“規(guī)模適度、中等砂比、全程防膨、適度降黏”的壓裂方法[32]，開展11井次壓裂措施改造，有效率92%，產(chǎn)油量由0.03～1.83 t/d提高到4.29～26.72 t/d，效果明顯，提高了油藏與儲(chǔ)量品位。

4.4 快速高效鉆井配套技術(shù)

在渤海灣盆地冀中坳陷霸縣凹陷西部陡坡帶的超深潛山——牛東1潛山采用強(qiáng)抑制性、抗高溫的甲酸鹽鉆井液，個(gè)性化鉆頭及井下壓力脈沖發(fā)生器組合技術(shù)，以及井口安裝旋轉(zhuǎn)防噴頭控壓鉆井和水包油低密度鉆井液組合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了6 000 m井深的低壓潛山欠平衡鉆井，機(jī)械鉆速平均提高了14.7%，單只鉆頭進(jìn)尺相當(dāng)于以往的6.3倍，減少了鉆頭使用數(shù)量和起下鉆次數(shù)，縮短了鉆井周期、降低了勘探成本，保護(hù)了油氣層并實(shí)現(xiàn)快速安全鉆井。在廊固凹陷固安構(gòu)造設(shè)立4個(gè)鉆井平臺(tái)，實(shí)施多分支大位移鉆井，其中固43平臺(tái)實(shí)施探井已超過10口，使城礦區(qū)鉆探實(shí)施成為可能，有效地促進(jìn)了廊固凹陷的勘探發(fā)現(xiàn)。

4.5 二次勘探工程實(shí)踐

以渤海灣盆地冀中坳陷饒陽凹陷為例，該凹陷位于冀中坳陷中部，面積5 280 km2。新一輪資源評(píng)價(jià)結(jié)果表明，饒陽凹陷石油資源量為11.7′108t，截至2005年，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量6.52′108t，占冀中坳陷探明儲(chǔ)量（9.56′108t）的68.2%，剩余石油資源5.18′108t，占冀中坳陷剩余資源的34%，是冀中坳陷勘探潛力最大的富油凹陷。通過立足饒陽凹陷豐富的剩余油氣資源，創(chuàng)新勘探方法（見圖6），實(shí)施二次勘探工程取得了多區(qū)帶多領(lǐng)域規(guī)模增儲(chǔ)。

圖6 斷陷盆地富油凹陷二次勘探方法流程

4.5.1 構(gòu)建凹陷整體三維地震數(shù)據(jù)平臺(tái)

2006年開始，在對(duì)以往老三維地震資料開展品質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，實(shí)施三維地震整體部署和分批實(shí)施，先后完成二次三維整體采集11塊2 297 km2；開展凹陷大面積三維地震連片處理，形成3 415 km2整體三維地震數(shù)據(jù)體。大面積連片三維地震資料消除了不同三維地震采集區(qū)塊間在振幅、頻率和相位上的差異，波組特征明顯、斷層歸位準(zhǔn)確、斷裂結(jié)構(gòu)清楚，為開展凹陷地層層序分析、構(gòu)造特征研究與局部構(gòu)造落實(shí)、沉積體系和砂體展布奠定了良好的三維地震數(shù)據(jù)平臺(tái)。

4.5.2 重建凹陷構(gòu)造、沉積和儲(chǔ)集層基礎(chǔ)

①開展構(gòu)造重建。通過開展凹陷整體三維構(gòu)造解釋，實(shí)現(xiàn)了由以往區(qū)塊線解釋向凹陷全三維立體解釋的轉(zhuǎn)變，對(duì)構(gòu)造帶及構(gòu)造樣式的認(rèn)識(shí)更加系統(tǒng)和完整。尤其是深化了對(duì)潛山構(gòu)造特征的認(rèn)識(shí)，在長洋淀潛山帶由落實(shí)潛山頂面圈閉，轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)落實(shí)霧迷山組頂面構(gòu)造，新發(fā)現(xiàn)了長3、長6等潛山圈閉；在肅寧潛山構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)了局部構(gòu)造圈閉面積達(dá)到6 km2的寧古8潛山圈閉，為潛山勘探提供了有利的勘探目標(biāo)。

②開展沉積重建。依托連片三維地震資料，開展凹陷尺度的精細(xì)地層層序劃分與對(duì)比。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)孔店組—沙河街組10個(gè)三級(jí)層序30個(gè)體系域的沉積體系展布進(jìn)行了精細(xì)研究，實(shí)現(xiàn)了全凹陷各層序以體系域?yàn)閱卧木?xì)化工業(yè)制圖，精細(xì)刻畫了不同體系域內(nèi)有利沉積相帶的分布范圍。

③開展儲(chǔ)集層重建。以深層（沙河街組沙三段—沙四段）儲(chǔ)集層為重點(diǎn)，開展儲(chǔ)集層重新認(rèn)識(shí)。研究認(rèn)為深層碎屑巖儲(chǔ)集層具有原生孔隙與次生孔隙共存的特點(diǎn)，明確了其優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)集層勘探下限，較以往下延700 m，極大地拓展了勘探空間。同時(shí)，采用沉積相、成巖體系、成巖階段和地層壓力分布“四圖疊合”方式，優(yōu)選出了馬西洼槽馬99井區(qū)、河間洼槽寧古10井區(qū)、留西洼槽路44井區(qū)、饒南洼槽強(qiáng)深1和皇3井區(qū)等多個(gè)深層有利儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)。

4.5.3 量化表征油氣資源空間分布，創(chuàng)建多領(lǐng)域成藏模式

在應(yīng)用測(cè)井資料開展烴源巖精細(xì)分類評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行凹陷油氣運(yùn)聚過程模擬研究，刻畫了不同地質(zhì)歷史時(shí)期油氣運(yùn)聚過程及不同區(qū)帶和層系的油氣資源空間分布（見圖7），明確了剩余資源主要分布區(qū)。

在上述研究基礎(chǔ)上，針對(duì)洼槽區(qū)、斜坡帶、潛山領(lǐng)域等不同區(qū)帶和領(lǐng)域的成藏條件進(jìn)行綜合分析，建立饒陽凹陷多領(lǐng)域油氣成藏模式。在馬西—留西洼槽區(qū)，建立了三角洲前緣砂巖性油藏與斷砂耦合河道砂油藏等新模式；在蠡縣斜坡，建立了低幅斷鼻透鏡狀砂體和砂體上傾尖滅成藏新模式；在隱蔽型潛山領(lǐng)域，建立了（長3）“古儲(chǔ)古堵”、（寧古8′）“紅蓋側(cè)運(yùn)”和（虎8）“大山-峰聚”3種潛山成藏模式[26,33]。從而為上述區(qū)帶和領(lǐng)域的整體研究、圈閉發(fā)現(xiàn)落實(shí)和有利目標(biāo)評(píng)價(jià)優(yōu)選，起到了重要的指導(dǎo)作用。

以整體認(rèn)識(shí)和整體評(píng)價(jià)研究成果為指導(dǎo)，以地層巖性油藏和隱蔽型潛山油藏為主要目標(biāo)，在饒陽凹陷蠡縣斜坡、馬西—河間洼槽區(qū)、長洋淀潛山帶、肅寧潛山帶和孫虎潛山帶等有利區(qū)帶實(shí)施整體部署和分批實(shí)施，取得了重要的油氣勘探成果，新增三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量2′108t（探明儲(chǔ)量5 727′104t），累計(jì)新建產(chǎn)能114.5′104t，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模上產(chǎn)增儲(chǔ)。

按照上述方法在霸縣、廊固等富油凹陷實(shí)施二次勘探工程，均取得了億噸級(jí)油氣儲(chǔ)量的重要發(fā)現(xiàn)。其中，在霸縣凹陷實(shí)施二次勘探工程，構(gòu)建了文安斜坡外帶沙一段—館陶組低幅度構(gòu)造-河道砂巖性復(fù)合油藏模式、文安斜坡內(nèi)帶構(gòu)造-沉積坡折控制的三角洲前緣砂體巖性油藏模式，及凹陷西部陡坡帶牛東斷階超深潛山油氣成藏新模式。實(shí)現(xiàn)了勘探新發(fā)現(xiàn)，新增三級(jí)

石油地質(zhì)儲(chǔ)量1.15′108t，發(fā)現(xiàn)牛東1超深超高溫霧迷山組潛山油氣藏。

圖7 饒陽凹陷重點(diǎn)層系油氣分布預(yù)測(cè)圖

將二次勘探方法應(yīng)用于二連盆地富油新凹陷阿爾凹陷的勘探，加快了勘探突破節(jié)奏。該凹陷自2008年實(shí)施鉆探，阿爾1井發(fā)現(xiàn)厚層優(yōu)質(zhì)烴源巖，阿爾3井獲得高產(chǎn)工業(yè)油流；到2010年整體新增控制+預(yù)測(cè)儲(chǔ)量10 469′104t，命名為阿爾油田。從第1口井實(shí)施鉆探，到發(fā)現(xiàn)新油田，僅用了3 a時(shí)間。與同類凹陷相比，其勘探周期縮短了5～10 a，實(shí)現(xiàn)了新凹陷科學(xué)、高效、快速勘探。目前，阿爾油田已建成了40′104t生產(chǎn)能力，成為二連油田重要的油氣生產(chǎn)基地，確保了二連油田產(chǎn)量的穩(wěn)中有升[34]。

通過在渤海灣盆地冀中坳陷和二連盆地的富油凹陷實(shí)施二次勘探工程，不斷實(shí)現(xiàn)油氣勘探的新突破與大發(fā)現(xiàn)，2009年以來保持了每年億噸級(jí)的儲(chǔ)量高峰增長（見圖8），實(shí)現(xiàn)了油氣勘探的良性循環(huán)，探索出了成熟老探區(qū)深化勘探的新思路。

目前，渤海灣盆地饒陽凹陷、遼河西部凹陷、岐口凹陷、東營凹陷、渤中凹陷等富油凹陷的石油資源探明率多在40%～60%，屬于高勘探程度區(qū)。但上述富油凹陷內(nèi)，剩余石油資源量高達(dá)105′108t，占渤海灣盆地剩余石油資源的78%，具備持續(xù)深化勘探的資源潛力。在濟(jì)陽坳陷，通過持續(xù)深化富油凹陷成藏規(guī)律認(rèn)識(shí)，從1983年開始連續(xù)實(shí)現(xiàn)了32年新增探明石油儲(chǔ)量1′108t/a的高效勘探，表明老探區(qū)富油凹陷仍是尋找規(guī)模富集儲(chǔ)量的重要勘探方向。

圖8 渤海灣盆地冀中坳陷與二連盆地年度合計(jì)石油儲(chǔ)量增長圖

5 結(jié)論

中國渤海灣盆地富油凹陷在油氣勘探生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，其剩余油氣資源依然豐富，勘探存在明顯的不均衡性，仍是油氣上產(chǎn)增儲(chǔ)的主體，有必要實(shí)施二次勘探工程。富油凹陷二次勘探是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要以油氣成藏理論新認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)，以先進(jìn)適用勘探（工程）新技術(shù)為保障，開展整體認(rèn)識(shí)、整體評(píng)價(jià)、整體部署。

油氣勘探實(shí)踐表明，在富油凹陷實(shí)施二次勘探工程，可實(shí)現(xiàn)成熟老探區(qū)油氣規(guī)模儲(chǔ)量再發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，二次勘探的思路與方法，對(duì)新發(fā)現(xiàn)的富油凹陷油氣勘探也具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。因此，應(yīng)持續(xù)地質(zhì)認(rèn)識(shí)創(chuàng)新、積極推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，深入開展富油凹陷二次勘探，促進(jìn)渤海灣盆地富油凹陷油氣勘探的新發(fā)展。

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（編輯 魏瑋 王大銳）

Re-exploration program for petroleum-rich sags and its significance in Bohai Bay Basin,East China

Zhao Xianzheng1,Wang Quan1,Jin Fengming1,Luo Ning1,Fan Bingda1,Li Xin2,Qin Fengqi1,Zhang Hongwei3
(1.PetroChina Huabei Oilfield Company,Renqiu 062552,China;2.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration &Development,Beijing 100083,China;3.BGP Inc.,China National Petroleum Corporation,Zhuozhou 072750,China)

A comprehensive analysis is done to investigate the exploration maturity and exploration potential in the petroleum-rich sags in the Bohai Bay Basin,indicating that the re-exploration program is of great significance.The advances in geological theories,key engineering technologies and exploration methods involved in the re-exploration program are described.Taking the Raoyang sag as an example,the study documents how the program was conducted and discusses its promising future of application.Petroleum-rich sags,which with an oil resource abundance of greater than 20×104t/km2and a total oil resource of over 3×108t,are the main domains for petroleum exploration and production in the Bohai Bay Basin.With a proven rate of more than 50%,these petroleum-rich sags have entered the high maturity exploration stage and discovery of new oil and gas reserves has become more and more difficult.However,the undiscovered oil resources in these sags are abundant and amount to 105×108t,so that they are still the main exploration domains in the Bohai Bay Basin.With the petroleum-rich sags in the Jizhong depression of the Bohai Bay Basin as an example of the re-exploration program,the study presents a detailed documentation of oil accumulation in subsags,reservoir-forming in the subtle buried hills,and oil migration and accumulation in the weakly deformed structural slopes.It deals with the advances in the merged 3-D seismic prospecting over an entire sag,facies-based reservoir prediction,stimulation techniques for complex reservoirs and fast efficient drilling techniques.Furthermore,it proposes the re-exploration program,which comprises a new round of overall exploration philosophy,new evaluation and planning.It discusses the important roles played by the re-exploration program in sustaining the reserve additions in the highly explored petroleum-rich sags.

Bohai Bay Basin;petroleum-rich sag;re-exploration program;theoretical cognition;technical approach;exploration practice

中國石油天然氣股份有限公司重大科技攻關(guān)項(xiàng)目（2014E-35）

TE13

A

1000-0747(2015)06-0723-11

10.11698/PED.2015.06.04

趙賢正（1962-），男，浙江義烏人，博士，中國石油華北油田公司教授級(jí)高級(jí)工程師，李四光地質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)、孫越崎能源大獎(jiǎng)獲得者，主要從事油氣勘探、煤層氣勘探開發(fā)綜合研究與生產(chǎn)管理工作。地址：河北省任丘市會(huì)戰(zhàn)道，中國石油華北油田公司機(jī)關(guān)，郵政編碼：062552。E-mail: xzzhao@petrochina.com.cn

2015-05-12

2015-09-29