渤海灣盆地廊固凹陷楊稅務超深超高溫奧陶系潛山油氣勘探重大突破實踐與啟示

杜金虎何海清趙賢正張以明王 權(quán)張銳鋒侯鳳香韓春元范炳達

（1中國石油勘探與生產(chǎn)分公司；2中國石油大港油田公司；3中國石油華北油田公司）

渤海灣盆地廊固凹陷楊稅務超深超高溫奧陶系潛山油氣勘探重大突破實踐與啟示

杜金虎1何海清1趙賢正2張以明3王 權(quán)3張銳鋒3侯鳳香3韓春元3范炳達3

（1中國石油勘探與生產(chǎn)分公司；2中國石油大港油田公司；3中國石油華北油田公司）

河西務潛山帶是冀中坳陷北部廊固凹陷主要油氣聚集帶，勘探早期僅在區(qū)帶南部發(fā)現(xiàn)了別古莊、劉其營和劉其營西3個小型奧陶系潛山油藏，之后持續(xù)勘探始終未取得新突破。對制約該區(qū)奧陶系非均質(zhì)碳酸鹽巖潛山油氣成藏的構(gòu)造、沉積儲層特征，以及儲層改造技術(shù)等關鍵問題，開展針對性深化研究。通過實施整體連片三維地震疊前深度偏移處理與精細構(gòu)造解釋，理清了區(qū)帶構(gòu)造格局，發(fā)現(xiàn)落實了由3個局部高點組成的楊稅務潛山構(gòu)造；開展奧陶系沉積相和儲集體發(fā)育特征分析，認為研究區(qū)云坪和含云灰坪為有利沉積儲集相帶，巖石類型、裂縫發(fā)育程度和巖溶作用共同控制儲層發(fā)育，云巖類是有利儲集巖；通過油氣供給條件、構(gòu)造演化及其對油氣成藏的控制作用、儲蓋組合分布等因素的綜合分析，構(gòu)建了河西務潛山帶奧陶系碳酸鹽巖非均質(zhì)儲層的塊狀—層狀復合型潛山成藏新模式。以研究新認識為指導，在楊稅務潛山西部高點部署鉆探風險探井——安探1X井，在奧陶系獲日產(chǎn)氣40.89×104m3、日產(chǎn)油71.16m3的高產(chǎn)油氣流，實現(xiàn)了冀中坳陷北部超深超高溫奧陶系潛山油氣勘探的重大突破；同時，也展示了該領域廣闊的勘探前景。

廊固凹陷；奧陶系；楊稅務潛山；超深超高溫潛山；勘探突破

1 勘探概況

渤海灣盆地冀中坳陷潛山油氣成藏條件優(yōu)越[1-2]，1975年發(fā)現(xiàn)了薊縣系霧迷山組碳酸鹽巖任丘古潛山油田后，開展大規(guī)模潛山油氣藏勘探，形成了第一次儲量增長高峰。1985年后，持續(xù)開展以中淺層斷塊潛山油氣藏為主的擴大勘探，一直沒有取得大發(fā)現(xiàn)和新突破，進入潛山油氣藏發(fā)現(xiàn)與儲量增長低谷期。2005年以來，以三維地震連片采集、提高分辨率精細處理、大型酸化壓裂儲層改造等先進適用技術(shù)為支撐，積極探索隱蔽型深潛山和潛山內(nèi)幕油氣藏，先后構(gòu)建了饒陽凹陷長洋淀潛山帶霧迷山組“古儲古堵”型，霸縣凹陷牛東潛山帶霧迷山組“超深斷階超高溫”型和文安斜坡寒武系府君山組“坡腹層狀”型等油氣成藏新模式，指導勘探發(fā)現(xiàn)了長3、牛東1、文古3等多個高產(chǎn)高效隱蔽型潛山油氣藏[3-9]，拓展了油氣勘探新領域。近幾年，強化冀中坳陷奧陶系非均質(zhì)碳酸鹽巖潛山成藏條件研究，在廊固凹陷河西務潛山帶北部楊稅務潛山部署鉆探風險探井——安探1X井，獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流，初步試采產(chǎn)量穩(wěn)定，實現(xiàn)了該區(qū)超深超高溫奧陶系潛山油氣藏的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，取得了隱蔽型潛山油氣勘探的新突破。

廊固凹陷為古近紀西斷東超箕狀斷陷，北東走向，西部以大興斷層為界與大興凸起相鄰，東部以河西務斷層、大北尹斷層為界和武清凹陷相鄰[10]，北接大廠凹陷，向南與牛北斜坡過渡（圖1），面積為2600km2。根據(jù)中國石油第三輪資源評價結(jié)果，廊固凹陷石油資源量為2.67×108t，天然氣資源量為1087×108m3。河西務潛山帶位于廊固凹陷東部，是受河西務斷層、楊稅務斷層控制的“地壘”型潛山帶[11]，整體呈南高北低、東高西低的構(gòu)造背景[12]，勘探面積約410km2。潛山頂部主要為中奧陶統(tǒng)，包括峰峰組（O2f）、上馬家溝組（O2s）、下馬家溝組（O2x）、亮甲山組和冶里組，潛山內(nèi)幕則發(fā)育寒武系、青白口系、薊縣系等碳酸鹽巖地層；潛山頂面之上依次由石炭系—二疊系和古近系覆蓋[13-14]。河西務潛山帶東西方向夾持于廊固凹陷韓村洼槽、桐南洼槽，以及武清凹陷大孟莊洼槽之間，處于油氣主要運聚方向，成藏條件有利。該潛山帶于1966年首鉆京1井，到2015年底全部三維滿覆蓋（廊坊市區(qū)除外），鉆各類探井201口，發(fā)現(xiàn)了古近系和潛山油氣田3個。其中鉆遇奧陶系潛山的探井有20口，6口井獲工業(yè)油氣流，在潛山帶南部探明了京30、新永9、永22等3個潛山油氣藏；而潛山帶中北部鉆探的務古1井、務古2井、京24井等鉆探成效較差，一直沒有取得實質(zhì)性突破。

近年來，加強奧陶系碳酸鹽巖潛山精細構(gòu)造落實、有利儲層特征研究和油層壓裂改造工程技術(shù)攻關，2016年在河西務潛山帶北部的楊稅務潛山鉆探風險探井——安探1X井（圖1），對5023.4～5203m井段實施大型酸化壓裂，日產(chǎn)氣40.89×104m3、日產(chǎn)油71.16m3，實現(xiàn)了冀中坳陷北部超深超高溫奧陶系非均質(zhì)碳酸鹽巖潛山油氣勘探的重大突破。

2 油氣勘探歷程與面臨問題

回顧河西務潛山帶勘探工作，經(jīng)歷了非常曲折的油氣勘探歷程；以往勘探主要經(jīng)歷了中淺層潛山勘探發(fā)現(xiàn)和探索（超）深潛山兩個勘探階段。

2.1 1977—1982年中淺層潛山勘探發(fā)現(xiàn)階段

利用重力、磁法及二維地震資料，發(fā)現(xiàn)落實了別古莊、東儲、劉其營、劉其營西、韓村等5個潛山構(gòu)造，認為南部埋藏較淺的別古莊等潛山是有利的勘探方向。1977年4月10日，首鉆京6井，在奧陶系未發(fā)現(xiàn)良好油氣顯示；同年在南旺潛山鉆探京3井，在奧陶系發(fā)現(xiàn)油氣顯示，但因在試油期間井內(nèi)落物而報廢。1979年1月在別古莊潛山鉆探京30井，在奧陶系發(fā)現(xiàn)油層9m，對2001.28～2037m井段進行測試，日產(chǎn)油142.8t，發(fā)現(xiàn)了河西務潛山帶首個奧陶系潛山油藏，并命名為永清油田。同年在劉其營潛山鉆探永7井，在奧陶系日產(chǎn)油19.9t、日產(chǎn)氣18×104m3；1980年8月在劉其營西潛山鉆探新永9井，日產(chǎn)油69.4t、日產(chǎn)氣10.54×104m3。在上述3個潛山油氣藏提交探明石油地質(zhì)儲量626×104t、天然氣地質(zhì)儲量4.8×108m3，成為河西務潛山帶奧陶系潛山儲量發(fā)現(xiàn)的高峰期。

2.21983—2011年為持續(xù)深潛山探索階段

在中淺層潛山油氣藏勘探成功的基礎上，將勘探重點向河西務潛山帶中北部深潛山轉(zhuǎn)移。1983—1987年，相繼在南旺與東儲兩個深潛山鉆探京24井、務古1井；其中京24井日產(chǎn)油69.9t、日產(chǎn)氣2.6×104m3，累計產(chǎn)油528.1t、產(chǎn)水992.2m3；務古1井DST測試折日產(chǎn)氣5.78×104m3，完井壓裂砂堵；兩口井均因產(chǎn)量下降快而未投入開發(fā)。1988—2002年在河西務潛山帶實施三維地震采集6塊，采集面積為360.649km2；利用單塊及連片三維地震資料開展構(gòu)造解釋，發(fā)現(xiàn)落實了韓村、楊稅務等潛山；1999年優(yōu)選韓村潛山鉆探務古2井，對5490.8～5546m井段奧陶系峰峰組和上馬家溝組酸壓試油，日產(chǎn)油3.68m3、日產(chǎn)氣2.2×104m3，試采20天，日產(chǎn)氣由最高的7.3×104m3降至1203m3。2010年在務古2井高部位鉆探務古4井，對 4997.6～5284.87 m井段酸壓后最高日產(chǎn)油5.23m3、日產(chǎn)氣5.52×104m3，試采12天日產(chǎn)油下降為0.72m3，氣微量。因此，經(jīng)過20多年的持續(xù)探索，河西務潛山帶奧陶系深潛山油氣勘探一直沒有取得新突破。

綜合分析認為，河西務潛山帶處于油氣運移的主要指向，奧陶系碳酸鹽巖儲層分布廣泛，具備良好的油氣成藏條件。通過對潛山帶中北部韓村、東儲和南旺等潛山鉆探失利原因進行梳理分析，認為存在制約油氣勘探突破的4個方面主要問題：一是以往三維地震多采用單塊多目的層處理技術(shù)，潛山及內(nèi)幕資料品質(zhì)較差，難以滿足精細落實構(gòu)造形態(tài)和局部構(gòu)造高點的需求；二是奧陶系碳酸鹽巖儲層具有較強的非均質(zhì)性，儲集性能橫向變化快、差異較大，導致測試產(chǎn)量不高或產(chǎn)量快速下降，難以形成穩(wěn)定產(chǎn)能；三是油氣成藏與富集條件還不清楚，尚未建立符合地質(zhì)特征的奧陶系潛山油氣成藏模式；四是以往壓裂改造技術(shù)不能滿足超深超高溫奧陶系碳酸鹽巖非均質(zhì)儲層體積改造實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的技術(shù)需求。

3 油氣成藏關鍵因素分析

3.1 構(gòu)造特征精細分析

2013年以來，針對深層潛山與潛山內(nèi)幕資料分辨率與信噪比低，斷層歸位不準，難以準確落實潛山構(gòu)造形態(tài)的難點，開展針對性三維地震連片處理技術(shù)攻關。通過采用網(wǎng)格層析速度優(yōu)化、各向異性深度偏移等處理技術(shù)，建立了覆蓋研究區(qū)的疊前深度連片三維地震數(shù)據(jù)體。新處理三維地震剖面上，潛山及內(nèi)幕波組特征清楚、斷層歸位準確，斷裂結(jié)構(gòu)清晰（圖2），為潛山及內(nèi)幕精細落實奠定了良好的資料基礎。

利用連片疊前深度偏移三維地震數(shù)據(jù)體開展河西務潛山帶精細構(gòu)造解釋。首先，從過鉆遇潛山的務古1井、務古2井等地震剖面出發(fā)，追蹤標定了T2（館陶組底）、T6（沙三段底）、T7（沙四段底）、Tg（孔店組底）、Tg2（石炭系—二疊系底）等地震反射標志層，建立骨干地震地質(zhì)解釋剖面；其次，以骨干剖面為基礎，利用主測線、聯(lián)絡線、任意線等全方位的立體、滾動和加密解釋手段相互結(jié)合來進行構(gòu)造解釋，完成了河西務潛山帶地震反射層的全區(qū)解釋，使斷層平面位置和相互切割關系更加準確合理。

圖2 過安探1X井地震主測線

經(jīng)落實，河西務潛山帶整體構(gòu)造特征沒有發(fā)生大的變化，依然保持了南北分區(qū)、東西分帶的構(gòu)造格局。自南向北依次發(fā)育永清—劉其營、韓村—東儲及楊稅務—南旺3個近東西向潛山構(gòu)造。中南部兩個潛山構(gòu)造被北北東向大北尹斷層、河西務斷層和韓村—中岔口斷層切割（圖3），分為西、中、東三帶，西帶發(fā)育韓村潛山，中帶發(fā)育劉其營潛山和東儲潛山，東帶發(fā)育別古莊潛山；北部發(fā)育楊稅務—南旺潛山構(gòu)造。

利用新處理的三維地震資料，開展控山斷層、內(nèi)幕斷層，以及局部構(gòu)造的精細解釋，西部控制潛山構(gòu)造的韓村斷層和楊稅務—南旺潛山構(gòu)造發(fā)生了比較大的變化，主要體現(xiàn)在3個方面。首先，新發(fā)現(xiàn)落實了規(guī)模大、延伸距離長的韓村—中岔口斷層，以往認為該斷層為控制韓村潛山的局部控山斷層，延伸長僅8km；而新一輪研究結(jié)果表明，該斷層為雁行式排列的、兩條相交的、北東向展布的大型控帶斷層，延伸長約35km，貫穿工區(qū)中南部，分別控制著中岔口潛山、韓村潛山的發(fā)育與形成。其次，在北部識別落實了楊稅務斷層，其控制了潛山的西部邊界，同時新發(fā)現(xiàn)落實了多條燕山期活動而喜馬拉雅期停止活動的潛山內(nèi)幕斷層，其主要是在北西—南東向區(qū)域主壓應力場作用下形成的，呈北東向、北北東向壓扭性斷裂及北西向、北西西（或近東西）向張扭性斷裂展布，延伸長約3～8km，斷距為50～300m，對楊稅務潛山局部構(gòu)造和裂縫發(fā)育具有明顯的控制作用。第三，楊稅務—南旺潛山構(gòu)造的構(gòu)造面貌有了較大的變化，以往僅落實了構(gòu)造面積比較小的楊稅務和南旺兩個獨立的局部潛山構(gòu)造；而新一輪整體構(gòu)造精細解釋發(fā)現(xiàn)，該區(qū)以5100m為構(gòu)造閉合深度，是一個發(fā)育多個潛山局部構(gòu)造高、呈北西向展布的大型潛山構(gòu)造，整體由3排北東向展布的局部潛山構(gòu)成，呈壘塹相間結(jié)構(gòu)，潛山高點埋深為4600～4750m，幅度為250～400m，面積42km2（圖3）。

通過新一輪的構(gòu)造研究，進一步厘清了河西務潛山帶的構(gòu)造格局，準確落實了局部潛山形態(tài)，進一步提升了北部楊稅務潛山的勘探價值。

3.2 沉積與儲集特征分析

受務古1井、務古2井、務古4井等試油產(chǎn)量不穩(wěn)定、下降快的影響，河西務潛山帶奧陶系一直被認為儲集條件差、非均質(zhì)性強，難以形成油氣富集，這種認識嚴重制約了該區(qū)的油氣勘探。因此重新審視沉積與儲層發(fā)育特征，確定有利儲層發(fā)育層段和區(qū)塊，是進一步開展河西務潛山帶深化勘探的關鍵。為此，重點開展了兩項攻關研究：一是巖相古地理重建，確定有利巖相帶及其分布；二是儲層成因類型、發(fā)育特點與主控因素分析，明確有利儲層發(fā)育與分布規(guī)律。

3.2.1 巖相古地理展布特征

前人對冀中坳陷古生界巖相古地理曾進行過系統(tǒng)研究。馮增昭等以整個華北地臺為對象進行了巖相古地理展布的宏觀研究[15]；金振奎、鄒偉宏、遲小燕等以渤海灣盆地和冀中坳陷為對象，從鉆井地層層序和巖性組合出發(fā)，宏觀分析了奧陶系巖相古地理特征及分布格局[16-18]。這些研究成果對冀中坳陷奧陶系儲層發(fā)育特征進行了概略性分析，但不能滿足精細油氣勘探的需要。因此，立足于當前更為豐富的鉆錄井、測井與地震資料，重新審視研究區(qū)奧陶系沉積特點及其演化特征，開展精細定量巖相古地理研究，對于正確認識該區(qū)奧陶系儲層發(fā)育與分布規(guī)律至關重要。

圖3 河西務潛山帶奧陶系潛山頂面構(gòu)造圖

研究過程中,首先對冀中坳陷外圍太行山—燕山地區(qū)地質(zhì)露頭進行了廣泛地質(zhì)調(diào)查，在此基礎上對坳陷內(nèi)鉆遇奧陶系的鉆井進行全面統(tǒng)層，建立了新的地層對比格架。其次，以巖性—電性關系精確標定為基礎，重建了錄井巖性剖面，校正了以往錄井剖面上存在的巖性誤差，改變了其大套石灰?guī)r或白云巖的剖面結(jié)構(gòu)，并明確了巖性錄井中難以準確辨識的巖石結(jié)構(gòu)類型，為精確單井相分析和單因素圖件編制提供了更為可靠的巖性資料。在上述工作的基礎上，優(yōu)選能反映沉積環(huán)境特征的地層厚度、白云巖含量、泥質(zhì)含量、顆粒含量等單因素進行分析，在沉積模式指導下綜合編制了各組（段）不同時期的巖相古地理圖（圖4）。

圖4 冀中坳陷中北部上馬家溝期—峰峰期巖相古地理圖

研究表明，冀中坳陷北部冶里組沉積期、下馬家溝組沉積晚期以局限臺地相沉積為主，亮甲山組期、下馬家溝組沉積早期、上馬家溝組沉積早期和峰峰組沉積早期以潮坪相沉積為主，上馬家溝組沉積晚期、峰峰組沉積晚期以開闊臺地相沉積為主。其中潮坪相的云坪、灰云坪微相區(qū)白云巖發(fā)育，是儲層發(fā)育的有利巖相帶；局限臺地、開闊臺地相的云灰坪、含云灰坪微相區(qū)白云巖與石灰?guī)r間互，是儲層發(fā)育的較有利巖相帶。新的研究成果認識，為重新深入研究區(qū)內(nèi)奧陶系儲層發(fā)育特征并預測其空間分布提供了重要依據(jù)。3.2.2儲層類型與分布特征

在巖相古地理研究基礎上，綜合應用露頭、鉆井、測井、地震、試油與分析化驗等資料，開展儲層基本特征、成因類型、有利儲層主控因素等針對性研究，明確了河西務潛山帶奧陶系儲層特征與發(fā)育區(qū)分布。

研究表明，研究區(qū)奧陶系發(fā)育孔隙型白云巖和巖溶縫洞型碳酸鹽巖兩類有利儲層(圖5)，其儲集體發(fā)育和分布主要受巖石類型、裂縫發(fā)育程度和巖溶作用強度3個主要因素控制，具有區(qū)域塊狀、層狀和局部孤立狀等3種發(fā)育與分布模式，儲集類型主要為裂縫—孔隙型和裂縫—孔洞型。開展區(qū)域儲層發(fā)育特征對比研究，區(qū)內(nèi)奧陶系主要發(fā)育亮甲山組上部—下馬家溝組底部、下馬家溝組上部—上馬家溝組底部、上馬家溝組上部—峰峰組底部等3套孔隙型白云巖儲層和奧陶系頂部1套巖溶縫洞型碳酸鹽巖儲層（圖6）。

巖溶縫洞型碳酸鹽巖儲層儲集空間以溶蝕孔、溶洞和裂縫為主，橫向上沿奧陶系頂部不整合面發(fā)育，縱向上主要分布于距離風化殼20～200m的范圍內(nèi)，所處層位一般為峰峰組—上馬家溝組上部。從鉆具放空、鉆井液漏失等資料分析，河西務潛山帶及鄰區(qū)奧陶系巖溶作用相對較弱，其頂部的碳酸鹽巖在大部分地區(qū)未被改造成塊狀巖溶儲層，而表現(xiàn)為受巖性、巖溶、裂縫共同控制的區(qū)域性層狀—塊狀復合型儲層，也有學者將這種奧陶系儲層特征稱為“似塊狀結(jié)構(gòu)”[19]。該套儲層是冀中坳陷中北部奧陶系最有利的儲層，已被蘇橋、劉其營奧陶系潛山油氣田的勘探開發(fā)實踐所證實。

圖5 河西務潛山帶及鄰區(qū)奧陶系儲層主要儲集空間類型

圖6 河西務潛山帶奧陶系亮甲山組—峰峰組儲層發(fā)育特征對比圖

孔隙型白云巖儲層均處于海退沉積旋回的頂部，屬潮坪相（灰質(zhì)）云坪與（云質(zhì)）灰坪互層沉積。儲集巖主要為泥晶或粉晶結(jié)構(gòu)的白云巖、灰質(zhì)云巖，少見內(nèi)碎屑云巖；儲集空間以白云石晶間孔(溶孔)、微裂縫為主，可見膏?？住⒘＃ǖ[）間孔等。據(jù)前人研究成果[20-22]，泥晶結(jié)構(gòu)的白云巖、灰質(zhì)云巖主要為準同生蒸發(fā)泵白云巖，粉晶結(jié)構(gòu)的白云巖、灰質(zhì)云巖主要為回流滲透白云巖；由于這類白云巖的形成主要受沉積控制，其影響范圍較大且分布穩(wěn)定，故孔隙型白云巖儲層具有區(qū)域性層狀分布特點。但這類儲層如果沒有裂縫溝通或經(jīng)歷后期的巖溶改造，其儲集性能一般較差或不能成為有效儲層。

除區(qū)域性層狀—塊狀復合型儲層和區(qū)域性層狀儲層外，區(qū)內(nèi)部分地區(qū)上馬家溝組中部也發(fā)育有數(shù)層白云巖。從分布位置推測，這類白云巖可能形成于埋藏白云化作用，其在一定條件下可形成局部孤立狀分布的有利儲層。

綜合研究分析認為，河西務潛山帶北部奧陶系與南部的劉其營潛山，以及霸縣凹陷蘇橋潛山一樣，具備形成有利儲層的沉積與巖性基礎。在主控因素系統(tǒng)剖析基礎上，結(jié)合疊前地震各向異性裂縫儲層及曲率、相干等屬性預測結(jié)果，認為河西務潛山帶北部的楊稅務潛山處于有利儲層發(fā)育帶，是有利的風險勘探目標。

4 油氣成藏模式

油氣源條件分析表明，河西務潛山帶西、北、東三側(cè)分別被韓村洼槽、桐南洼槽，以及武清凹陷大孟莊洼槽環(huán)繞，烴源巖以古近系沙河街組沙四段—孔店組深湖—半深湖相暗色泥巖為主，石炭系—二疊系煤系地層為輔，發(fā)育兩套烴源巖層系；同時，構(gòu)造帶東側(cè)的大孟莊洼槽沙三段湖相暗色泥巖也可作為潛在的供烴層系，油氣供給條件比較優(yōu)越。

河西務潛山帶西側(cè)主要與沙四段—孔店組湖相暗色泥巖烴源巖對接，該套烴源巖厚600～1400m，母質(zhì)類型為Ⅱ2—Ⅲ型，有機碳含量一般在0.5%～1.5%，Ro大于1.1%，成熟度較高，為區(qū)內(nèi)主要烴源層。但是，受古湖泊水體性質(zhì)和古氣候的控制，沙四段烴源巖的質(zhì)量在縱向上存在明顯差異。以務古4井為例，沙四段沉積早中期處于干旱炎熱的南亞熱帶型氣候環(huán)境[23]，湖平面不斷下降，δ13CCARB（碳酸鹽巖碳同位素）逐步降低，表現(xiàn)為負偏移，表明古生產(chǎn)力逐步降低，有機碳含量主要分布在0.5%～0.7%，生烴潛量平均為1.46mg/g，氫指數(shù)平均為215mg/g；而在沙四段沉積晚期，湖平面不斷升高，由干旱炎熱、強蒸發(fā)的咸水湖泊環(huán)境向溫暖濕潤、降水增多的淡水湖泊環(huán)境轉(zhuǎn)變，δ13CCARB表現(xiàn)為正偏移，表明古生產(chǎn)力逐步提高，有機碳含量迅速變?yōu)?.5%左右，生烴潛量平均為6.26mg/g，氫指數(shù)平均為422mg/g，為有機質(zhì)富集層段。同時，區(qū)內(nèi)石炭系—二疊系煤系地層分布較廣,暗色泥巖夾煤層厚約240m，暗色泥巖有機碳含量平均為1.36%，熱解生烴潛量平均為2.23mg/g；煤巖的有機碳含量為41.02%，生烴潛量平均為50.05mg/g；有機質(zhì)類型為煤質(zhì)腐殖型，Ro大于1.0%，是區(qū)內(nèi)的次要烴源巖。

構(gòu)造演化史研究表明，在古近系沉積前，河西務潛山帶處于高陽—容城—大興古背斜的東翼，基底自東向西出露地層依次為石炭系和奧陶系[24]；古近紀以來，經(jīng)歷了早埋—中隆—晚穩(wěn)定的構(gòu)造發(fā)育形成過程，進而控制了該區(qū)的地層分布、油氣運聚過程和成藏富集特征?！霸缏瘛笔侵干乘亩巍椎杲M沉積期，接受了古近紀斷陷初期的孔店組“紅被子”地層，導致缺少喜馬拉雅期的剝蝕與淋濾，潛山地層巖溶不發(fā)育，難以形成類似任丘潛山霧迷山組“大縫大洞”型儲集體；同時，也降低了不整合面作為輸導層運移油氣的能力?！爸新　笔侵缸陨橙纬练e開始到東營組沉積期末，河西務斷層、韓村斷層與楊稅務斷層由弱到強持續(xù)活動，基巖塊體不斷抬升，形成了“斷壘式”潛山帶，形成了眾多的局部斷塊；由于斷層活動性強，造成奧陶系碳酸鹽巖儲集體形成斷裂型微裂縫，成為主要的儲集空間；同時，斷層也成為油氣的主要運移通道，溝通了潛山帶與周邊生油洼槽區(qū)的主力烴源層，為油氣的運聚成藏創(chuàng)造了有利條件。“晚穩(wěn)定”是指在新近紀以來，河西務潛山帶構(gòu)造活動微弱，整體處于穩(wěn)定沉降，具備了上覆蓋層、側(cè)向封堵和構(gòu)造穩(wěn)定的保存條件，對潛山油氣藏的形成和保存起到了重要作用。

河西務潛山帶受地層展布和巖性組合的控制，奧陶系在縱向主要發(fā)育3套儲蓋組合。第一套是石炭系—二疊系蓋、峰峰組—上馬家溝組上部儲的儲蓋組合；第二套是上馬家溝組中下部致密石灰?guī)r蓋、上馬家溝組底部—下馬家溝組上部云質(zhì)灰?guī)r儲的儲蓋組合；第三套是下馬家溝組中部蓋、下馬家溝組底部—亮甲山組上部儲的儲蓋組合。其中潛山不整合面附近碳酸鹽巖儲層具有穿層性、溶蝕孔隙相對發(fā)育；潛山內(nèi)幕儲層主要順層分布，受沉積微相等控制，局部區(qū)域受斷層控制。通過成藏條件綜合分析，構(gòu)建了河西務潛山帶奧陶系塊狀—層狀復合型潛山油氣藏模式（圖7），在潛山局部高部位的峰峰組、上馬家溝組中上部，裂縫—溶孔發(fā)育，形成塊狀潛山油氣藏；而在構(gòu)造翼部，受致密封蓋層控制，可以形成層狀油氣藏；在潛山內(nèi)幕的上馬家溝組底部—下馬家溝組上部等儲蓋組合，則主要形成層狀潛山油氣藏。

圖7 河西務潛山帶油氣成藏模式

5 油氣勘探實踐

為了探索冀中坳陷北部非均質(zhì)碳酸鹽巖儲層超深層奧陶系潛山的含油氣性，尋找油氣勘探接替新戰(zhàn)場，優(yōu)選河西務潛山帶北部的楊稅務潛山西高點部署鉆探風險探井——安探1X井。該井采用四開井身結(jié)構(gòu)鉆井，實現(xiàn)了潛山復雜巖性地層專層專打，以期最大限度揭示奧陶系裂縫性儲層；針對奧陶系碳酸鹽巖高溫（180℃）儲層，開展大型壓裂工藝技術(shù)攻關，力爭突破碳酸鹽巖儲層高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)關。經(jīng)實施鉆探，安探1X井獲得了超深超高溫奧陶系潛山油氣藏勘探的重大突破。

安探1X井于2016年1月10日開鉆，2016年4月28日進山，進山深度4866m（垂深4747m）；于2016年7月9日完鉆，完鉆井深5496m（垂深5243m），完鉆層位下馬家溝組；5480m井深溫度達到177℃。該井鉆至5104.94m時發(fā)生氣侵，火焰高10～20m，持續(xù)7小時。地質(zhì)錄井在奧陶系4866～5496m井段發(fā)現(xiàn)4段油氣集中段，見到熒光顯示68m/19層，氣測錄井全烴含量為3.243%～99.9%，組分較全。錄井解釋油氣層85m/17層，差油層34m/12層，合計119m/29層；測井綜合評價，在4866～5480m井段解釋Ⅰ類儲層41.6m/10層，Ⅱ類儲層92.8m/29層，合計134.4m/39層。安探1X井發(fā)現(xiàn)了河西務潛山帶儲層厚度最大、油氣層最厚的潛山油氣藏。

通過遠探測聲波測井與常規(guī)測井成果綜合評價，有效識別了安探1X井潛山段井周（25m）發(fā)育的5個裂縫延伸段，優(yōu)選出裂縫發(fā)育厚度大、空間延伸距離遠的第2段和第3段，即上馬家溝組中上部5065.2～5203m作為測試井段。11月6日，采用“四個復合”（滑溜水與壓裂液、低黏酸與高黏酸、暫堵劑纖維劑與支撐劑、長縫與縫網(wǎng)）的層內(nèi)轉(zhuǎn)向、層間暫堵、多級注入的多級暫堵轉(zhuǎn)向酸壓工藝，實施大型壓裂，施工總液量為3083m3，其中酸液1448.6m3，壓裂液1076.8m3，施工最高排量為11.2m3/min，平均排量為9.6m3/min。改造后的裂縫監(jiān)測表明，規(guī)模酸壓對奧陶系非均質(zhì)儲層取得了立體改造、縫網(wǎng)連通的效果（圖8）?？v向上不僅實現(xiàn)了射孔層段之間的有效連通，而且向射孔段頂?shù)追较蛄芽p各輻射了40m，改造后縫高160m；橫向上改造后裂縫范圍達到350m，其中短軸160m；長軸190m。同時，酸壓改造施工后期，在離井筒100m處出現(xiàn)了4次大裂縫事件，表明溝通了新的較大型裂縫；從而使大型酸壓改造后的裂縫波及改造體積范圍達到1120×104m3。11月8—9日，采用16mm油嘴、60.325mm孔板放噴求產(chǎn)，日產(chǎn)氣40.89×104m3、日產(chǎn)油71.16m3，油壓為20.01MPa，獲得高產(chǎn)油氣流。目前正在試采，油壓穩(wěn)定在25MPa，日產(chǎn)氣穩(wěn)定在9.5×104m3、日產(chǎn)油穩(wěn)定在30m3，突破了冀中坳陷北部超深超高溫奧陶系潛山油氣藏的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)關。

圖8 安探1X井壓裂改造后裂縫檢測結(jié)果

安探1X井天然氣組分分析表明，甲烷含量為81.563%，乙烷和丙烷含量為8.854%，二氧化碳含量為7.617%，丁烷以上含量為1.668%，氮氣含量為0.298%，相對密度為0.708，為油型氣。原油性質(zhì)分析，原油密度為0.7746g/cm3（20℃），黏度為1.42 mPa·s（20℃），硫含量為0.009%，為低硫、低黏度凝析油；氣油比為5746m3/m3。采用方框圖識別法、儲層流體三角圖判別法等方法，綜合判斷安探1X氣藏為凝析氣藏（圖9、圖10）。

圖9 方框圖識別法

圖10 儲層流體三角圖判別法

安探1X井的勘探突破，打開了冀中坳陷北部奧陶系非均質(zhì)碳酸鹽巖深潛山的勘探新局面，成為下一步尋找優(yōu)質(zhì)高效油氣藏（或儲量）的重要方向。研究表明，冀中坳陷奧陶系殘留分布面積廣，達到8700km2，占坳陷基底出露區(qū)的56%，主要分布在坳陷東北部。在冀中坳陷潛山油藏探明地質(zhì)儲量中，霧迷山組潛山油藏儲量占84.6%，而奧陶系潛山油藏儲量僅占

11.1%，屬于低勘探程度層系，具有較大的勘探潛力。目前，在進一步擴大河西務潛山帶勘探成果的同時，優(yōu)選出武清凹陷楊村斜坡潛山帶、泗村店潛山帶，以及深縣凹陷深西潛山帶作為有利勘探區(qū)帶和目標。

6 油氣勘探啟示

6.1 堅定信心、堅持探索是實現(xiàn)油氣勘探突破的前提

歷經(jīng)30多年的勘探，廊固凹陷河西務潛山帶僅在勘探早期發(fā)現(xiàn)3個小規(guī)模潛山油氣藏，長期探索深潛山一直未取得實質(zhì)性突破。面對復雜的地下地質(zhì)情況，開展多輪次評價，均認為河西務潛山帶是油氣主要運移指向，具備形成規(guī)模富集油氣藏的良好地質(zhì)條件。因此，勘探工作者始終堅信自己的宏觀綜合判斷，始終堅定“矢志找油”的信念。20世紀80年代中后期主攻北部深潛山，鉆探多口井效果不佳的情況下，加強有利儲集體分布認識研究，90年代末將勘探目標由潛山帶東部的石炭系—二疊系覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)向了西部淋濾作用較強的剝蝕區(qū)，勘探效果依然不理想。但是，勘探者們依然沒有氣餒，而是持續(xù)不斷地開展探索，針對制約勘探的構(gòu)造、儲層、改造工藝等關鍵技術(shù)瓶頸，開展了新一輪次的整體精細研究攻關，把勘探突破口優(yōu)選在了潛山帶北部的楊稅務潛山，風險鉆探安探1X井實現(xiàn)了重大突破。

6.2 深化研究、創(chuàng)新認識是實現(xiàn)油氣勘探突破的關鍵

油氣勘探是實踐—認識—再實踐—再認識的創(chuàng)新性工作，只有通過反復的實踐與研究，不斷加強對關鍵成藏要素的認識，才能更加逼近客觀實際；只有認識的突破，才能引領油氣勘探的突破。河西務潛山帶奧陶系潛山儲層非均質(zhì)性強，成藏復雜，穩(wěn)產(chǎn)難度大，沒有可借鑒的成熟模式?？碧匠跗?，以潛山風化殼型成藏模式以及“打高點、找潛山”的勘探做法為指導，在南部中淺層潛山勘探獲得發(fā)現(xiàn)；隨后，繼續(xù)擴大勘探，優(yōu)選中北部深潛山先后鉆探了京24井、務古1井等4口井，效果不理想。針對潛山井產(chǎn)量低、穩(wěn)產(chǎn)難的問題，提出石炭系—二疊系剝蝕區(qū)應該為奧陶系儲層發(fā)育區(qū)，將勘探目標轉(zhuǎn)向潛山帶西部，于1999年和2010年分別鉆探務古2井、務古4井，依然沒有取得實質(zhì)性進展。近年來加強潛山科技攻關，重點加強奧陶系碳酸鹽巖儲層主控因素和油氣成藏新模式研究，提出了沉積微相、巖石類型、裂縫溶孔發(fā)育區(qū)等是控制奧陶系碳酸鹽巖儲層發(fā)育的主控因素，進而構(gòu)建了塊狀—層狀復合型潛山成藏新模式，指導優(yōu)化部署鉆探安探1X井，實現(xiàn)了奧陶系潛山油氣藏的勘探新突破。

6.3 持續(xù)攻關、創(chuàng)新技術(shù)是實現(xiàn)油氣勘探突破的保障

河西務潛山帶深潛山油氣藏的發(fā)現(xiàn)，除了地質(zhì)認識創(chuàng)新指導了勘探科學部署外，還得益于整體連片疊前深度偏移處理技術(shù)、遠探測聲波測井技術(shù)與超深超高溫大型酸壓改造技術(shù)的發(fā)展與支撐。通過開展整體連片疊前深度偏移處理技術(shù)攻關，河西務潛山帶三維地震資料品質(zhì)大幅提高，潛山及內(nèi)幕地震波組特征清楚、斷裂明顯可靠，同時還識別出多條早期（內(nèi)幕）斷層，使楊稅務潛山構(gòu)造面貌發(fā)生了較大變化，由以往獨立小潛山變成了具有多個山頭統(tǒng)一氣水界面的大型潛山，提升了該潛山的勘探價值。安探1X井常規(guī)測井不能客觀評價潛山段井筒周圍的高角度裂縫發(fā)育情況，利用遠探測聲波測井，有效識別井筒周圍25m的裂縫延伸段，結(jié)合常規(guī)測井優(yōu)選出裂縫發(fā)育厚度大、空間延伸距離遠的最佳試油井段，為安探1X井實現(xiàn)高效壓裂和高產(chǎn)奠定了基礎。試油作業(yè)是油氣勘探的“臨門一腳”，決定著勘探的成功與失敗。針對安探1X井奧陶系碳酸鹽巖高溫（180℃）儲層特點，采用層內(nèi)轉(zhuǎn)向、層間暫堵、多級注入的多級暫堵轉(zhuǎn)向酸壓縫網(wǎng)體積改造工藝技術(shù)，實現(xiàn)了奧陶系非均質(zhì)儲層立體改造、縫網(wǎng)連通的良好效果，為安探1X井獲得高產(chǎn)實現(xiàn)突破，發(fā)揮了重要的技術(shù)保障作用。

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Signifcant exploration breakthrough in Yangshuiwu ultra-deep and ultra-high temperature Ordovician buried-hill in Langgu sag, Bohai Bay Basin

Du Jinhu1, He Haiqing1, Zhao Xianzheng2, Zhang Yiming3, Wang Quan3, Zhang Ruifeng3,Hou Fengxiang2, Han Chunyuan3, Fan Bingda3
(1 PetroChina Exploration & Production Company; 2 PetroChina Dagang Oilfeld Company; 3 PetroChina Huabei Oilfeld Company)

The Hexiwu buried-hill zone is a major hydrocarbon accumulation in the Langgu sag in northern Jizhong depression, where no new breakthrough has been made since three small Ordovician buried-hill reservoirs (Bieguzhuang, Liuqiying, Liuqiying West) were discovered in the south during the early exploration stage. Pertinent and deep study was conducted on the structure and reservoir characteristics that constrains the hydrocarbon accumulation in the Ordovician heterogeneous carbonate buried-hill reservoir, as well as reservoir stimulation and other major techniques. Through the merged 3D seismic prestack depth migration (PSDM) processing and precise structure interpretation, the zonal structure framework was ascertained, and accordingly the Yangshuiwu buried-hill structure comprising three local highs was discovered. Analysis was made on the Ordovician sedimentary facies and reservoir characteristics, indicating that the dolomite fat and dolomitic lime fat are favorable sedimentary facies belts within the study area, and the reservoir development is jointly controlled by rock type, fracture distribution and karstifcation. The dolomite serves as major reservoir. Through the study of hydrocarbon supply conditions, tectonic evolution and its control on hydrocarbon accumulation, and reservoir-cap rock assemblage, a new model of massive-laminar complex buried-hill accumulation was established for the Ordovician carbonate heterogeneous reservoir within the Hexiwu buried-hill zone. Guided by the new study results, a risk exploration well, Antan 1X, was deployed at the structure high in the west of Yangshuiwu buried-hill. This well revealed a high yield of 40.89×104m3gas and 71.16 m3oil per day in the Ordovician reservoir, marking a signifcant breakthrough in ultra-deep andultra-high temperature Ordovician buried-hill exploration in the north of Jizhong depression. Moreover, the practice exhibits the promising exploration prospect in this domain.

Langgu sag, Ordovician, Yangshuiwu buried-hill, ultra-deep and ultra-high temperature buried-hill, exploration breakthrough

TE122.1

A

中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項“華北油田上產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)800萬噸關鍵技術(shù)研究與應用”（2014E-35）。

杜金虎（1959-)，男，陜西省合陽人，1983年畢業(yè)于成都地質(zhì)學院，教授級高級工程師，李四光地質(zhì)科學獎獲得者，主要從事石油地質(zhì)勘探方面的研究和管理工作。地址：北京市東直門北大街9號中國石油勘探與生產(chǎn)分公司，郵政編碼：100007。E-mail:dujinhu@ petrochina.com.cn

2017-01-06；修改日期：2017-02-14

10.3969/j.issn.1672-7703.2017.02.001