吉木薩爾凹陷致密油有利區(qū)預(yù)測及潛力分析

鮑海娟，劉 旭，周亞麗，楊翼波，郭旭光

(中國石油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

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吉木薩爾凹陷致密油有利區(qū)預(yù)測及潛力分析

鮑海娟，劉 旭，周亞麗，楊翼波，郭旭光

(中國石油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組發(fā)育一套云質(zhì)巖儲集層，是致密油勘探的重點(diǎn)區(qū)域和層位。該區(qū)域致密油以源儲一體及源儲互層為特征，形成了良好的源儲配置關(guān)系。根據(jù)鉆井、測井、地震及樣品實(shí)測數(shù)據(jù)，結(jié)合前人研究成果，在詳細(xì)剖析吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油石油地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，考慮致密油儲層的孔隙度、儲層厚度以及烴源巖有機(jī)碳含量、成熟度等因素，確定了致密油資源評價參數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)，將蘆草溝組上、下“甜點(diǎn)體”各劃分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類有利區(qū)。使用小面元容積法對吉木薩爾凹陷致密油有利區(qū)進(jìn)行資源預(yù)測，蘆草溝組上、下“甜點(diǎn)體”石油地質(zhì)資源量分別為4.72×108、7.49×108t。研究表明，吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油具有較大的勘探潛力。

致密油；有利區(qū)；小面元容積法；蘆草溝組；吉木薩爾凹陷；準(zhǔn)噶爾盆地

0 引 言

致密油是指儲集在覆壓基質(zhì)滲透率小于或等于0.1×10-3μm2(空氣滲透率小于1×10-3μm2)的致密砂巖、致密碳酸鹽巖儲集層中的原油。北美Bakken組致密砂巖油、Eagle Ford組致密灰?guī)r油的規(guī)模開發(fā)[1-2]，掀起了致密油勘探的熱潮[3-4]。

吉木薩爾凹陷為準(zhǔn)噶爾盆地東部隆起的二級構(gòu)造帶，位于東部隆起的西南部，構(gòu)造面積為1 278 km2。二疊系蘆草溝組烴源巖、“甜點(diǎn)體”交互沉積，生、儲層緊密接觸，源儲一體，為自生自儲型油藏，具有典型的致密油特征，是準(zhǔn)噶爾盆地一個全新的勘探領(lǐng)域。通過鉆井、測井、地震等分析研究[5-9]，對致密油“甜點(diǎn)”區(qū)儲層和烴源巖進(jìn)行綜合評價，劃分“甜點(diǎn)”有利區(qū)，有效地指導(dǎo)下一步勘探部署。

致密油資源評價方法不同于常規(guī)油氣資源評價方法，目前國內(nèi)對非常規(guī)資源評價方法的研究尚處于起步階段，多采用資源豐度類比法、小面元容積法計算非常規(guī)油氣資源量。針對吉木薩爾凹陷資源豐度類比法在國內(nèi)沒有可類比的“樣板”，故而著重研究小面元容積法對吉木薩爾凹陷致密油的資源預(yù)測。小面元容積法為容積法的衍生，是資源量評估最常用的方法，其不依賴油井的生產(chǎn)動態(tài)趨勢，是勘探開發(fā)前期和初期資源量評估的最好方法之一。

1 致密油地質(zhì)特征

1.1 烴源巖特征

吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組總體上為湖相沉積，主要由三大類巖性構(gòu)成(泥巖、碳酸鹽巖和粉細(xì)砂巖)，粒度細(xì)，單層薄[5-6]。蘆草溝組可分為2段：一段以粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰質(zhì)泥巖、云質(zhì)泥巖為主，另見含灰泥巖，含灰粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖等；二段以粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、云質(zhì)泥巖為主，另見灰質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖等。二段與一段相比，碳酸鹽巖厚度和層數(shù)明顯增加，粉細(xì)砂巖的厚度和層數(shù)明顯變少。半深湖相的細(xì)粒沉積為該地區(qū)的主力烴源巖。蘆草溝組烴源巖有機(jī)碳(TOC)含量高，為0.03%～19.77%，平均為2.98%；成熟度較高，鏡質(zhì)體反射率(Ro)為0.66%～1.63%，平均為1.09%；干酪根類型為Ⅰ型和Ⅱ型。蘆草溝組烴源巖可評價為好—最好的烴源巖，為蘆草溝組致密油的形成提供有利條件。

熱史模擬結(jié)果表明[7]，吉木薩爾凹陷蘆草溝組在侏羅紀(jì)末期開始進(jìn)入生油階段，在白堊紀(jì)至現(xiàn)今進(jìn)入生油、排油高峰期，同時埋深對烴源巖熱演化程度有明顯控制作用，越靠近凹陷中心，油氣生成量和充注強(qiáng)度越高，含油性也就越好。

1.2 儲層特征

吉木薩爾凹陷蘆草溝組整體呈西厚東薄、南厚北薄的特點(diǎn)[8-9]，一般厚度為200～350 m，最大厚度位于西部斷裂的下盤，達(dá)500 m以上，目前發(fā)現(xiàn)的致密油主要位于凹陷中東部的上傾斜坡部位。根據(jù)上、下“甜點(diǎn)”的鉆井分析，蘆草溝組儲層主要為砂質(zhì)白云巖、白云質(zhì)砂巖，有效儲層單層厚度為1～2 m，上“甜點(diǎn)”厚度為5～50 m，分布于凹陷的中部，面積約為593 km2，下“甜點(diǎn)”厚度為5～45 m，分布范圍廣，全凹陷均有分布，面積約為1 086 km2，儲層孔隙類型主要為次生孔隙，孔隙度為1.85%～9.64%，平均滲透率為0.012×10-3μm2，屬于特低孔、特低滲的致密儲集層。該區(qū)在縱向上形成了白云質(zhì)砂巖(下“甜點(diǎn)”)—泥巖、白云質(zhì)泥巖—白云質(zhì)砂巖、砂質(zhì)白云巖(上“甜點(diǎn)”)—泥巖、白云質(zhì)泥巖組合。

1.3 源儲緊密接觸

吉木薩爾凹陷蘆草溝組處于斜坡構(gòu)造背景，烴源巖和云質(zhì)巖致密儲集層厚度均較大，橫向連續(xù)性好，展布穩(wěn)定，無明顯圈閉界限、源儲一體分布，面積大。致密儲集層也發(fā)育在湖盆中心區(qū)域，與生油巖在空間、時間上都構(gòu)成了最佳的生儲蓋配置(圖1)，由此決定了致密油最富集區(qū)帶為凹陷中心區(qū)域和斜坡區(qū)。

圖1 吉木薩爾凹陷吉174井二疊系蘆草溝組綜合分析

2 致密油有利區(qū)劃分

2.1 儲層分類標(biāo)準(zhǔn)確定

致密油勘探的核心是尋找最有利、最優(yōu)質(zhì)的儲層，因而儲層評價是致密油研究的重中之重。吉木薩爾凹陷蘆草溝組致密油儲層品質(zhì)橫向差異大，發(fā)育物性接近常規(guī)儲層的高孔儲層，也有物性較差的劣質(zhì)儲層。有必要開展儲層分類研究，建立儲層分類標(biāo)準(zhǔn)，分類評價儲層品質(zhì)，優(yōu)選出相對優(yōu)質(zhì)儲層優(yōu)先勘探與開發(fā)，以更快地獲取致密油資源，提高勘探效益，這也是致密油儲層評價的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

吉木薩爾凹陷蘆草溝組致密油“七性”關(guān)系研究表明：①巖性控制物性(云質(zhì)粉細(xì)砂巖、砂屑云巖、巖屑長石粉細(xì)砂巖物性好)；②物性控制含油性(物性越好含油級別越高)(圖2)；③巖性控制脆性(儲層脆性好于圍巖)；④巖性控制敏感性(碳酸鹽巖含量越高，黏土含量就越低、敏感性越弱)；⑤巖性控制源巖特性(儲層本身具有生油能力，源儲一體)；⑥儲層的破裂壓力低于泥巖的破裂壓力。

總體上，儲層物性好時致密油的含油性、可改造性也好，也就是在同一地區(qū)，“甜點(diǎn)”物性越好，產(chǎn)量就會越高，且該區(qū)儲層孔隙度與滲透率具有好的正相關(guān)性(圖2)，因此，可將儲層物性中的孔隙度作為儲層分類的敏感參數(shù)。

圖2 吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組巖心描述含油級別與覆壓孔滲關(guān)系

2.2 “甜點(diǎn)體”儲層厚度經(jīng)濟(jì)下限確定

依據(jù)國內(nèi)外勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，致密油勘探開發(fā)成

本較常規(guī)油氣高，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)勘探開發(fā)，需在考慮經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上優(yōu)選勘探有利區(qū)。按照目前的成本測算，吉木薩爾地區(qū)1 200 m水平井極限經(jīng)濟(jì)產(chǎn)油量為1.5×104t，在此經(jīng)濟(jì)前提條件控制下，計算各類“甜點(diǎn)”儲層的經(jīng)濟(jì)厚度下限值，進(jìn)而指導(dǎo)開展“甜點(diǎn)體”的儲層區(qū)劃分。

根據(jù)目前的壓裂監(jiān)測資料，獲取壓裂縫寬值，計算單井壓裂溝通平面泄油面積，確定單位面積內(nèi)采油量下限。再依據(jù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類“甜點(diǎn)”儲層孔隙度的下限分別取值12%、8%和5%，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類“甜點(diǎn)”儲層單位面積采油所需儲層厚度下限值分別為4、6、12 m。

2.3 致密油有利區(qū)的確定

致密油作為非常規(guī)資源的一類，分布規(guī)律比較復(fù)雜，地質(zhì)評價不能根據(jù)單一地質(zhì)條件進(jìn)行，必須進(jìn)行多種地質(zhì)條件的綜合評價，才能客觀地對致密油品質(zhì)的優(yōu)劣做出判斷[10]。優(yōu)質(zhì)烴源巖和較好的儲集層集中發(fā)育段是2個最重要的致密油地質(zhì)評價因素，尋找兩者均發(fā)育的區(qū)域是致密油評價的主要目標(biāo)[11-12]。

參考致密油評價要素及標(biāo)準(zhǔn)(表1)，此次研究主要考慮致密油儲層的孔隙度、儲層厚度以及烴源巖有機(jī)碳含量、成熟度等因素，劃分致密油有利區(qū)。儲層孔隙度、厚度、有機(jī)碳含量均達(dá)到Ⅰ類條件的為致密油Ⅰ類有利區(qū)；只達(dá)到Ⅱ類條件的為Ⅱ類有利區(qū)；達(dá)到Ⅲ類條件的為Ⅲ類有利區(qū)；均沒達(dá)到Ⅲ類條件則為非有利區(qū)。烴源巖厚度的取值是以有機(jī)碳含量下限值為標(biāo)準(zhǔn)確定其區(qū)域厚度范圍值。

以儲層孔隙度的下限分別取值為12%、8%、5%，儲層最低經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的厚度下限分別為12、6、4 m，烴源巖有機(jī)碳含量下限分別為3.5%、2.0%、1.0%，確定了蘆草溝組上“甜點(diǎn)體”Ⅰ類有利區(qū)面積為127 km2，Ⅱ類有利區(qū)面積為199 km2，Ⅲ類有利區(qū)面積為43 km2(圖3a)；蘆草溝組下“甜點(diǎn)體”Ⅰ類有利區(qū)面積為92 km2，Ⅱ類有利區(qū)面積為424 km2，Ⅲ類有利區(qū)面積為199 km2(圖3b)。另外，該研究確定致密油成藏埋深下限為2 300 m，因此，致密油評價結(jié)果中去除埋深小于2 300 m(海拔為-1 700 m)的部分。

表1 吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油有利區(qū)參數(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)

圖3 吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油有利區(qū)分布

3 致密油資源潛力

3.1 致密油資源潛力

小面元容積法的計算采用以下公式：

Cell_Q=100×AHφ(1-Sw)ρo/Bo

(1)

式中：Cell_Q為小面元致密油地質(zhì)資源量，104t；A為小面元面積，km2；H為小面元儲層厚度，m；φ為小面元有效孔隙度；Sw為小面元含水飽和度；ρo為地面原油密度，t/m3；Bo為原始原油體積系數(shù)。

由式(1)預(yù)測出吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組上“甜點(diǎn)體”Ⅰ類有利區(qū)資源量為21 350×104t，Ⅱ類有利區(qū)資源量為23 155×104t，Ⅲ類有利區(qū)資源量為2 712×104t，上“甜點(diǎn)體”合計地質(zhì)資源量為47 217×104t。下“甜點(diǎn)體”Ⅰ類有利區(qū)地質(zhì)資源量為14 533×104t，Ⅱ類有利區(qū)資源量為49 166×104t，Ⅲ類有利區(qū)資源量為11 210×104t，下“甜點(diǎn)體”合計地質(zhì)資源量為74 909×104t。上、下“甜點(diǎn)體”有利區(qū)累計資源量達(dá)12.21×108t。小面元容積法上、下“甜點(diǎn)”資源豐度預(yù)測結(jié)果見圖4a、b。

3.2 資源潛力合理性分析

與研究區(qū)第3、4次資源評價結(jié)果相對比，此次評價的資源量出現(xiàn)大幅增長，并且此次評價結(jié)果還不包括常規(guī)的石油資源，僅僅是對準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組非常規(guī)致密油估算的資源結(jié)果，對吉木薩爾凹陷二疊系的第3次資源評價結(jié)果為5 511×104t，第4次資源評價僅對吉木薩爾凹陷二疊系非常規(guī)致密油資源估算為122 100×104t。

資源潛力評估的大幅增長表明，通過近10 a來勘探程度的不斷提高，對資源潛力的研究更加客觀，資源豐度增加，資源類型多樣化。

4 結(jié) 論

(1) 根據(jù)致密油儲層的孔隙度、厚度以及烴源巖有機(jī)碳含量、成熟度等因素，劃分致密油有利區(qū)。確定蘆草溝組上“甜點(diǎn)體”Ⅰ類有利區(qū)面積為127 km2，Ⅱ類有利區(qū)面積為199 km2，Ⅲ類有利區(qū)面積為43 km2；蘆草溝組下“甜點(diǎn)體”Ⅰ類有利區(qū)面積為92 km2，Ⅱ類有利區(qū)面積為424 km2，Ⅲ類有利區(qū)面積為199 km2。

(2) 通過小面元容積法計算獲得蘆草溝組上“甜點(diǎn)體”致密油資源量為47 217×104t，蘆草溝組下“甜點(diǎn)體”致密油地質(zhì)資源量為74 909×104，上、下“甜點(diǎn)體”有利區(qū)累計資源量達(dá)12.21×108t。表明吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油具有較大的勘探潛力。

圖4 吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油資源豐度

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編輯 林樹龍

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.05.009

20160420；改回日期：20160714

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“973”項目“致密油(頁巖油)資源評價與富集區(qū)預(yù)測”(2014CB239001)；中國石油天然氣股份公司重大科技專項“新疆北疆地區(qū)油氣資源評價”(2013E050206)

鮑海娟(1980-)，女，工程師，2003年畢業(yè)于中南大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)綜合研究工作。

TE122.2

A

1006-6535(2016)05-0038-05