準(zhǔn)噶爾盆地上二疊統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域分析與沙灣凹陷戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)

杜金虎 支東明 唐 勇 賈春明 徐 洋 阿不力米提·依明 鄧 勇

（ 1 中國石油勘探與生產(chǎn)分公司；2 中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院；3 中國石油杭州地質(zhì)研究院；4 中國石油集團(tuán)東方地球物理公司烏魯木齊分院 ）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

2010年以來，中國石油新疆油田公司（以下簡稱新疆油田公司）按照“跳出斷裂帶，走向凹陷區(qū)”的勘探思路，通過對(duì)沉積相的深入研究，改變前人認(rèn)為下三疊統(tǒng)百口泉組（T1b）厚層砂礫巖沉積物屬于沖積扇的觀點(diǎn)，提出百口泉期發(fā)育大型退積式扇三角洲，儲(chǔ)集體類型為扇三角洲前緣亞相灰色砂礫巖，在凹陷斜坡區(qū)大面積分布，儲(chǔ)集性能表現(xiàn)為低孔隙度和低滲透率，具有大面積含油的特征；在此認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下，在瑪湖富烴凹陷探索源上扇三角洲前緣亞相大面積巖性油氣藏的勘探。但研究表明，它與傳統(tǒng)的源儲(chǔ)一體大面積成藏[1-7]又有差異，主要是依靠高角度走滑斷裂溝通下伏二疊系風(fēng)城組（P1f）主力烴源層，屬源上大面積成藏[8-14]。目前，瑪湖凹陷下三疊統(tǒng)百口泉組已經(jīng)成為新疆油田現(xiàn)實(shí)油氣儲(chǔ)量與產(chǎn)量新基地。

為進(jìn)一步保障新疆油田勘探持續(xù)發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)量穩(wěn)步增長，尋找新的勘探領(lǐng)域和層系，勘探家們將目光轉(zhuǎn)向緊鄰百口泉組的上二疊統(tǒng)。

上二疊統(tǒng)在準(zhǔn)噶爾盆地西部只包括上烏爾禾組（P3w），而在東部自下而上劃分出泉子街組（P3j）和梧桐溝組（P3wt），梧桐溝組是主力勘探目的層系。盆地內(nèi)上二疊統(tǒng)底部超覆沉積于下伏地層之上，與下伏地層呈角度不整合接觸，頂部受到不同程度的剝蝕，與上覆三疊系呈角度不整合接觸。上二疊統(tǒng)主要分布在盆地南部，沉積厚度變化不大，介于100～200m之間，在昌吉、滴南等沉積中心厚度較大。上二疊統(tǒng)巖性主要為灰色、灰褐色、棕褐色砂礫巖夾砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖，縱向上呈下粗上細(xì)的水進(jìn)退積沉積特征，中下部以砂礫巖為主，上部以泥巖為主，整體屬于扇三角洲—湖泊沉積體系[15-17](圖 1）。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地二疊系—三疊系綜合柱狀圖Fig.1 Composite columnar section of Permian-Triassic in the Junggar Basin

前期上二疊統(tǒng)勘探主要圍繞盆地邊緣古凸起超覆帶。在盆地西部，沿西北緣中拐凸起上烏爾禾組地層尖滅線陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了五3東、五區(qū)南等油藏，探明油氣藏類型主要為上傾方向受地層尖滅或稠油封擋、側(cè)向受沖積扇扇間泥巖封擋的巖性油氣藏，由于當(dāng)時(shí)探明油氣藏低部位普遍見水，下傾方向拓展?jié)摿π。?011年通過西北緣中拐凸起斜坡區(qū)老井復(fù)試帶動(dòng)發(fā)現(xiàn)了金龍2井區(qū)油藏，但認(rèn)為是帶邊底水的斷塊型油藏，因低部位出水，勘探成果未能持續(xù)拓展[18]。在準(zhǔn)噶爾盆地東部北三臺(tái)地區(qū)，針對(duì)梧桐溝組勘探，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)北83、西泉1、沙南、北三臺(tái)等小型油氣藏，但砂體規(guī)模不大，以薄砂層為主，難以拓展。2007年在盆地東部吉木薩爾凹陷斜坡區(qū)沿梧桐溝組地層超覆尖滅線發(fā)現(xiàn)了吉7井區(qū)互層狀構(gòu)造—巖性油藏。2013年在東道海子凹陷東北斜坡滴南8井梧桐溝組獲工業(yè)油氣流，但是后期部署探井均未鉆遇有利儲(chǔ)集體，相繼失利。

2 上二疊統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域分析

2.1 瑪湖大油區(qū)上二疊統(tǒng)油藏特征及廣覆式成藏模式

解剖盆地西北緣瑪湖凹陷南斜坡五區(qū)南、克79、克82、金龍2等油藏，認(rèn)為上二疊統(tǒng)發(fā)育3類油藏：厚層狀低豐度巖性油藏、互層狀巖性油藏和“泥包砂”型薄層巖性油藏。3類油藏的空間分布主要受沉積演化和古地貌控制，縱向上分別位于低位體系域、湖侵體系域中期和晚期，平面上分別位于凹槽區(qū)、斜坡帶和古凸起。

厚層狀低豐度巖性油藏整體表現(xiàn)為厚度大、豐度低、油水同出的特征。上烏爾禾組沉積早期，湖水較淺，物源供給充足，以填平補(bǔ)齊方式在凹槽區(qū)沉積了厚度從幾十米到上百米的砂礫巖，砂地比高達(dá)80%～100%。受季節(jié)性水流的影響，形成了多期旋回疊加的厚層砂礫巖復(fù)合體，縱向上非均質(zhì)性較強(qiáng)，低滲透隔夾層發(fā)育，油氣充注度不高，導(dǎo)致油水分異不明顯，油層飽和度整體較低。

互層狀巖性油藏是含油豐度較高的正常巖性油藏，整體不含水。上烏爾禾組沉積中期，在斜坡帶廣泛分布扇三角洲前緣砂礫巖，但是砂礫巖的粒級(jí)和沉積厚度較早期相比有所減小，砂地比降至30%～70%，表明該時(shí)期湖平面擴(kuò)大，水體逐漸變深，濱淺湖泥巖和扇三角洲前緣砂礫巖交互沉積，為巖性油藏的形成提供了良好的條件。

“泥包砂”型薄層巖性油藏含油豐度較高，整體不含水。上烏爾禾組沉積晚期，沉積了一套厚度較大、全區(qū)穩(wěn)定分布的灰色、深灰色泥巖，表明湖侵規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。在超覆尖滅帶附近受古地貌控制，在古凸起內(nèi)部溝槽內(nèi)沉積了厚度較薄的砂礫巖，砂礫巖沿溝槽呈帶狀分布，向古凸起減薄尖滅，頂、底板條件優(yōu)越，形成受溝槽古地貌控制的小型巖性油氣藏。

以中拐凸起北斜坡上烏爾禾組油藏分布規(guī)律為例（圖2），瑪湖8井、瑪湖16井處于凹槽區(qū)，上烏爾禾組發(fā)育低位體系域厚層砂礫巖，累計(jì)厚度約50～100m，最厚可達(dá)100m以上，砂地比為70%～95%，試油結(jié)果為油水同層，屬于厚層狀低豐度巖性油藏；克76井位于斜坡帶，鉆井揭示上烏爾禾組砂體累計(jì)厚度約30～60m，砂地比為30%～60%，屬于湖侵體系域中期砂泥互層狀結(jié)構(gòu)，試油結(jié)果為純油層，屬于互層狀巖性油藏；金龍120井處于古凸起上，上烏爾禾組砂礫巖累計(jì)厚度均在30m以下，砂地比在20%左右，為湖侵體系域晚期薄層砂體，試油結(jié)果為純油層，屬于“泥包砂”型薄層巖性油藏。

通過類比國內(nèi)其他盆地源儲(chǔ)一體大面積成藏特征和瑪湖凹陷百口泉組源上大面積成藏規(guī)律，建立瑪湖凹陷南斜坡廣覆式退積型扇三角洲源上大面積成藏模式，其內(nèi)涵包括：①盆地中—下二疊統(tǒng)是主力烴源層，在盆地邊緣凸起區(qū)，上二疊統(tǒng)與中—下二疊統(tǒng)呈角度不整合接觸，形成了其與烴源層直接接觸的有利條件；②在斜坡區(qū)上二疊統(tǒng)砂礫巖儲(chǔ)集體與下伏中—下二疊統(tǒng)烴源巖間接接觸，中—下二疊統(tǒng)油氣沿?cái)嗔言赐饪鐚酉蛏线\(yùn)移，上二疊統(tǒng)與其下伏地層間的大型不整合面及廣覆式砂礫巖提供側(cè)向輸導(dǎo)；③在大型地層尖滅帶附近，扇三角洲平原亞相砂礫巖泥質(zhì)含量高，物性差，形成上傾方向遮擋；④晚二疊世兩期湖泛泥巖與扇間泥巖共同為扇三角洲前緣亞相大面積成藏提供了立體封堵條件；⑤大型退覆式扇三角洲前緣亞相砂礫巖在持續(xù)湖侵背景下，由湖盆中心區(qū)到物源方向搭接連片，形成地層背景下上二疊統(tǒng)源上大面積巖性油藏群。

2.2 上二疊統(tǒng)成藏地質(zhì)條件

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地中拐凸起北斜坡上二疊統(tǒng)大面積成藏模式Fig.2 Pattern of large-scale hydrocarbon accumulation in Upper Permian, north slope of Zhongguai bulge, the Junggar Basin

前期圍繞盆地邊緣古凸起源邊超覆帶，已發(fā)現(xiàn)上二疊統(tǒng)多個(gè)規(guī)模油藏和剩余出油氣點(diǎn)，展現(xiàn)了整體勘探潛力，但盆地級(jí)的整體研究和認(rèn)識(shí)還比較缺乏。2016年開始，依托盆地基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，新疆油田公司組織中國石油集團(tuán)東方地球物理公司、中國石油勘探開發(fā)研究院等多家單位，系統(tǒng)開展地層、構(gòu)造、沉積、成藏研究。建立了上二疊統(tǒng)4橫10縱共14條地震地質(zhì)層序格架剖面，首次統(tǒng)一上二疊統(tǒng)東、西部兩大地層系統(tǒng)，開展上二疊統(tǒng)整體研究，系統(tǒng)編制古今構(gòu)造圖、沉積厚度圖，分析了構(gòu)造背景和沉積體系分布規(guī)律，從而明確了中央坳陷上二疊統(tǒng)中組合石油重大接替領(lǐng)域。綜合研究認(rèn)為上二疊統(tǒng)具備三大整體勘探有利條件。

（1）早二疊世，準(zhǔn)噶爾盆地受周緣褶皺山系沖斷推覆作用，形成了西北緣、南緣兩個(gè)獨(dú)立發(fā)展的斷陷前陸盆地；中二疊世晚期，盆地發(fā)生較大幅度不均衡抬升，形成了上二疊統(tǒng)和下伏地層之間的大型角度不整合；晚二疊世為沖斷—坳陷轉(zhuǎn)換晚期，上二疊統(tǒng)以填平補(bǔ)齊方式穩(wěn)定沉積在下伏不整合面之上，由凹陷區(qū)向四周凸起區(qū)超覆尖滅；二疊紀(jì)末期，盆地整體抬升，上二疊統(tǒng)在盆地邊緣普遍遭受剝蝕；三疊紀(jì)代表盆地統(tǒng)一坳陷型湖盆沉積的開始，百口泉組超覆沉積于盆地級(jí)大型不整合面之上。上二疊統(tǒng)和百口泉組具有類似的平緩構(gòu)造背景，長期穩(wěn)定的構(gòu)造沉降是大面積成藏的基礎(chǔ)，大型坳陷盆地斜坡帶是尋找?guī)r性地層油氣藏群的有利地區(qū)。

（2）晚二疊世準(zhǔn)噶爾盆地主要物源來自盆地周緣的加伊爾山、克拉美麗山、依林黑比爾根山和陸梁隆起，沉積古地貌揭示，緩坡背景下受中拐凸起、瑪北凸起、莫北凸起、滴南凸起、白家海凸起、北三臺(tái)凸起六大低凸分割[19]，發(fā)育八大溝槽體系，結(jié)合鉆井分析，具有典型溝槽富砂沉積特征，以東北、西北物源為主，扇體規(guī)模最大（圖3），平面上中拐、克拉瑪依、白堿灘、達(dá)巴松、滴南、東道海子、沙丘河、博格達(dá)八大扇三角洲橫向疊置，砂礫巖呈廣覆式分布。

（3）上二疊統(tǒng)上烏爾禾組整體以水進(jìn)超覆沉積為主，下部厚層砂礫巖與上部湖泛泥巖形成良好的儲(chǔ)蓋配置關(guān)系，受西部隆起、東部隆起、中部莫北古凸起控制，發(fā)育兩大地層超覆帶，即西部瑪湖—沙灣—盆1井西凹陷超覆帶、東部東道海子—阜康凹陷超覆帶。上烏爾禾組一段（烏一段）和二段（烏二段）儲(chǔ)層分布范圍廣，上烏爾禾組三段（烏三段）泥巖分布范圍更廣、局部剝蝕，可作為區(qū)域泥巖蓋層，平面上形成兩大宏觀遮擋區(qū)帶。因此，兩期湖泛泥巖、扇間泥巖和扇三角洲平原亞相致密砂礫巖以及大型地層超覆尖滅帶形成的上傾方向遮擋條件共同形成立體封堵，使得油氣在烏一段和烏二段廣覆式扇三角洲前緣亞相砂礫巖體中大規(guī)模聚集。

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地上烏爾禾組沉積古地貌圖Fig.3 Palaeogeomorphologic map of Upper Wuerhe Formation in the Junggar Basin

2.3 勘探領(lǐng)域及有利區(qū)帶預(yù)測

基于盆地上二疊統(tǒng)地層、構(gòu)造、沉積等區(qū)域基礎(chǔ)研究成果，綜合“領(lǐng)域規(guī)模、鉆探程度、埋藏深度”3項(xiàng)關(guān)鍵要素，總體上可以將上二疊統(tǒng)劃分為四大規(guī)?？碧筋I(lǐng)域和10個(gè)有利區(qū)帶（圖4），預(yù)測整個(gè)盆地上二疊統(tǒng)5500m以淺扇三角洲前緣相帶有利面積為 2.5×104km2。

圖4 準(zhǔn)噶爾盆地上二疊統(tǒng)勘探領(lǐng)域和有利區(qū)帶預(yù)測圖Fig.4 Prediction map of Upper Permian exploration fields and prospects in the Junggar Basin

四大規(guī)?？碧筋I(lǐng)域包括：①瑪湖凹陷—盆1井西凹陷東北斜坡；②中拐凸起南斜坡與沙灣凹陷西斜坡；③滴南凸起周緣和東道海子凹陷東北斜坡；④阜康凹陷東斜坡。10個(gè)有利區(qū)帶分別為：①中拐凸起北斜坡；②瑪湖凹陷東斜坡；③盆1井西凹陷北環(huán)帶；④中拐凸起南斜坡；⑤沙灣凹陷西斜坡；⑥北三臺(tái)凸起北斜坡；⑦北三臺(tái)凸起南斜坡；⑧阜北斜坡；⑨東道海子凹陷東北斜坡；⑩滴南凸起周緣。通過石油地質(zhì)條件綜合排隊(duì)和風(fēng)險(xiǎn)勘探目標(biāo)優(yōu)選，明確沙灣凹陷西斜坡是首選勘探目標(biāo)。

3 風(fēng)險(xiǎn)勘探突破口選擇依據(jù)

沙灣凹陷屬于準(zhǔn)噶爾盆地中央坳陷的二級(jí)構(gòu)造單元，由于多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使基底抬升，產(chǎn)生的一系列不整合面和斷裂構(gòu)成了油氣運(yùn)移的通道，斷裂停止活動(dòng)時(shí)對(duì)油氣又起到了遮擋封閉作用，使得沙灣凹陷西斜坡處于油氣成藏的有利構(gòu)造位置。沙灣凹陷周緣油氣資源豐富，縱向上石炭系、二疊系佳木河組、二疊系上烏爾禾組、三疊系、侏羅系、新近系沙灣組均有勘探發(fā)現(xiàn)[20]，具有多層系含油、多期成藏的特點(diǎn)，有較大勘探潛力。

3.1 勘探歷程

沙灣凹陷勘探主要集中在凹陷周邊的凸起區(qū)和斷階區(qū)，凹陷斜坡區(qū)二疊系、三疊系勘探程度整體較低。油氣勘探大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：

第一階段（1953—1999年）：凸起區(qū)和斷階區(qū)勘探階段。從1953年開始地球物理勘探工作，70年代中期重點(diǎn)轉(zhuǎn)入地震勘探，80年代中期紅車斷裂帶達(dá)到地震詳查階段。鉆探工作從1956年開始，70年代以前整個(gè)車排子凸起共鉆井33口，主要的勘探對(duì)象是三疊系，對(duì)三疊系以下地層鉆探程度較低，未打開勘探局面。70年代末，在克—烏斷裂帶上盤發(fā)現(xiàn)克拉瑪依油田石炭系油藏后，對(duì)車排子地區(qū)三疊系以下地層進(jìn)行了重新認(rèn)識(shí)。1984年鉆探紅116井獲11.14t/d的工業(yè)油流，從而發(fā)現(xiàn)了車排子油田，拉開了車排子地區(qū)石炭系勘探的序幕。截止到1999年，發(fā)現(xiàn)油氣藏9個(gè)，累計(jì)探明儲(chǔ)量1.26×108t，但與該地區(qū)的資源量相比，探明率很低。

第二階段（2000—2015年）：紅車斷裂帶—車排子凸起—中拐凸起中淺層勘探階段。2000年由深層石炭系、二疊系勘探向中淺層白堊系、侏羅系拓展。2000年拐16井侏羅系三工河組獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流，掀起了侏羅系勘探的高潮，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)拐19、拐20等侏羅系油藏。2006年利用車28井西三維地震資料開展新近系沙灣組構(gòu)造精細(xì)解釋與研究，8月上鉆車89井，獲得了高產(chǎn)油氣流，從而發(fā)現(xiàn)了車排子油田新近系沙灣組油藏。截止到2015年，發(fā)現(xiàn)油氣藏18個(gè)，累計(jì)探明儲(chǔ)量1.9×108t，但中淺層油藏規(guī)模普遍較小，規(guī)模油氣藏的分布規(guī)律還在摸索中。

第三階段（2016—2018年）：斜坡區(qū)中深層勘探階段。2016年瑪湖凹陷上烏爾禾組以大面積成藏模式為指導(dǎo)取得全面突破，整體研究認(rèn)為沙灣凹陷西斜坡與其具有類似的成藏特征，但勘探程度低。整體研究表明，沙灣凹陷西斜坡及周緣地區(qū)前期所鉆井均位于烏三段超覆帶泥巖區(qū)，斜坡下傾方向地層明顯增厚，僅有車排5井和中佳1井鉆遇烏二段，砂體發(fā)育，見到良好油氣顯示，展現(xiàn)了上烏爾禾組具有下凹勘探的苗頭。根據(jù)這一線索，通過對(duì)構(gòu)造、古地貌、沉積、儲(chǔ)層的綜合研究，明確了上烏爾禾組有利儲(chǔ)層的展布特征及成藏規(guī)律，優(yōu)選構(gòu)造位置有利、儲(chǔ)層發(fā)育、高壓異常、圈閉可靠、面積較大的目標(biāo)，于2018年2月提出了沙探1風(fēng)險(xiǎn)探井的部署建議，中國石油天然氣股份有限公司領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)專家決定上鉆沙探1風(fēng)險(xiǎn)探井（圖5）。2018年12月，沙探1井上烏爾禾組獲戰(zhàn)略性突破。

3.2 突破口選擇依據(jù)

沙灣凹陷西斜坡位于油氣運(yùn)移主要方向上，沙灣凹陷與瑪湖凹陷地層及構(gòu)造特征相似，沙灣凹陷西斜坡二疊系—三疊系百口泉組兩大不整合面控制油氣聚集，二疊系—三疊系發(fā)育大型退覆式扇三角洲沉積，源儲(chǔ)匹配，整體勘探程度低，有利區(qū)面積大（面積為1460km2），是全新的重點(diǎn)接替領(lǐng)域。選擇依據(jù)主要包括以下5個(gè)：

（1）沙灣凹陷內(nèi)烴源巖為二疊系的佳木河組、風(fēng)城組和下烏爾禾組，表現(xiàn)為厚度大、分布廣、埋深大，烴源巖主體埋深大于6000m，具備大規(guī)模生烴條件。其中風(fēng)城組烴源巖在沙灣凹陷厚度可達(dá)200m，鉆井只在風(fēng)城地區(qū)揭露該套烴源巖，屬于海陸過渡環(huán)境的殘留?！獫暫喑练e，水介質(zhì)條件屬咸化性質(zhì)，巖性為黑灰色泥巖、云質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)碳酸鹽巖與沉凝灰?guī)r。風(fēng)城組烴源巖殘余有機(jī)碳含量平均為1.26%，有機(jī)質(zhì)類型多為Ⅰ—Ⅱ型，Ro為0.85%～1.16%，處于成熟—高成熟階段，是一套較好—好的生油巖。

圖5 沙探1井位置圖Fig.4 Location map of Well Shatan 1

（2）沙灣凹陷西斜坡發(fā)育五大繼承性古鼻凸，伸入生烴凹陷，鼻凸兩側(cè)發(fā)育3期大型斷穿基底的斷裂，斷裂活動(dòng)時(shí)間長、斷距大、延伸距離遠(yuǎn)，具備溝通深層油氣源的作用，直接溝通烴源巖，輸導(dǎo)條件有利。

（3）沙灣凹陷西斜坡上烏爾禾組、百口泉組發(fā)育扇三角洲前緣相帶有利儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性較好，勘探程度低，有利相帶分布面積廣。百口泉組發(fā)育4個(gè)退積型扇三角洲（圖6），沙1井鉆探證實(shí)在深埋條件下仍發(fā)育扇三角洲前緣亞相優(yōu)質(zhì)砂礫巖儲(chǔ)層，有利相帶面積為2600km2；上烏爾禾組發(fā)育4個(gè)退積型扇三角洲體系（圖7），烏三段發(fā)育湖相泥巖，烏二段和烏一段發(fā)育扇三角洲前緣亞相砂礫巖儲(chǔ)層，有利相帶面積可達(dá)1460km2，沙灣凹陷西斜坡及周緣地區(qū)前期所鉆井位于烏三段超覆帶泥巖區(qū)，僅中佳1井和車排5井鉆遇烏二段，砂體發(fā)育，油氣顯示良好，預(yù)示著凹陷區(qū)具有廣闊勘探前景。同時(shí)，凹陷區(qū)上傾方向平原亞相致密砂礫巖可作有效遮擋，儲(chǔ)蓋組合配置好，有利于大面積成藏。

（4）沙灣凹陷西斜坡百口泉組、上烏爾禾組發(fā)育超壓異常帶與高孔滲儲(chǔ)層，有利于油氣高產(chǎn)。研究表明，成藏期古構(gòu)造控制了超壓突進(jìn)帶宏觀分布，表現(xiàn)為從構(gòu)造低部位向構(gòu)造高部位壓力降低，并順古溝谷向古凸起突進(jìn)，存在高壓流體從構(gòu)造低部位向高部位運(yùn)移充注引起的他源超壓。例如沙1井在百口泉組鉆井過程中，發(fā)現(xiàn)明顯高壓層特征，壓力系數(shù)達(dá)到2.09，發(fā)生15次溢流，累計(jì)漏失鉆井液36.92m3，折算日產(chǎn)量最大為59m3，表明百口泉組有較好的物性條件。

（5）沙灣凹陷西斜坡具有與中拐凸起北斜坡類似的地層結(jié)構(gòu)，上烏爾禾組底界與百口泉組底界兩大不整合面控制油氣的富集，上烏爾禾組和百口泉組自東向西逐漸變薄尖滅，在地層超覆背景下，發(fā)育多套砂體，“縱向疊置、橫向連片”巖性目標(biāo)眾多。另外，由凹陷向凸起區(qū)下烏爾禾組、夏子街組及風(fēng)城組削蝕尖滅，具備大型地層圈閉條件。

3.3 勘探部署研究及工程技術(shù)應(yīng)用

2016年瑪湖凹陷上烏爾禾組以大面積成藏模式為指導(dǎo)取得全面突破，沙灣凹陷西斜坡與其具有類似的成藏特征，勘探程度低，是風(fēng)險(xiǎn)勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。

通過層序格架下微古地貌研究技術(shù)精細(xì)刻畫，認(rèn)為受車拐凸起分隔影響，上烏爾禾組沉積時(shí)期沙灣凹陷西斜坡發(fā)育南、北兩大溝槽體系，其中北部溝槽已整體含油，南部中佳1井溝槽與瑪湖凹陷相似，具備上傾方向扇三角洲平原亞相致密砂礫巖及凸起區(qū)扇間泥巖組合遮擋的大面積成藏條件，勘探程度低，勘探潛力大，是尋找規(guī)模儲(chǔ)量的有利區(qū)帶。針對(duì)研究區(qū)扇三角洲多期發(fā)育、沉積相帶變化快的沉積特點(diǎn)，利用扇三角洲地震相刻畫技術(shù)，通過地質(zhì)、測井、地震“三位一體”和多屬性模式識(shí)別相結(jié)合的方法，明確了扇三角洲前緣相帶的分布范圍和規(guī)模，初步預(yù)測有利勘探面積1000km2；繼而采用疊后波阻抗反演圈閉目標(biāo)精細(xì)刻畫技術(shù)，初步識(shí)別上烏爾禾組巖性圈閉36個(gè)，面積為890km2。

圖6 沙灣凹陷及周緣地區(qū)百口泉組沉積相圖Fig.6 Sedimentary facies of Baikouquan Formation in Shawan sag and its periphery

圖7 沙灣凹陷及周緣地區(qū)上烏爾禾組沉積相圖Fig.7 Sedimentary facies of Upper Wuerhe Formation in Shawan sag and its periphery

通過對(duì)構(gòu)造、沉積、儲(chǔ)層、成藏和圈閉的綜合研究，明確了上烏爾禾組有利儲(chǔ)層的展布特征、成藏規(guī)律，開展了有利鉆探目標(biāo)評(píng)價(jià)和優(yōu)選。2018年2月，為了探索沙灣凹陷上烏爾禾組及百口泉組的含油氣性，部署了風(fēng)險(xiǎn)探井沙探1井。

沙探1井位于沙灣凹陷西斜坡，主探百口泉組二段、烏二段、烏一段。鉆探目的是探索沙灣凹陷二級(jí)坡折帶之下百口泉組及上烏爾禾組扇三角洲前緣有利相帶的含油氣性，開辟新的戰(zhàn)略接替領(lǐng)域。沙探1井設(shè)計(jì)井深為5550m，實(shí)際完鉆井深是5566m，完鉆層位為二疊系佳木河組。

沙探1井在侏羅系八道灣組，三疊系克拉瑪依組及百口泉組，二疊系上烏爾禾組均見到不同程度的油氣顯示。其中目的層百口泉組及上烏爾禾組油氣顯示活躍。經(jīng)過綜合分析，建議試油4層，烏二段3層合試，百口泉組1層，克拉瑪依組1層，八道灣組1層，在百口泉組后備試油1層。

圖8 沙探1井上烏爾禾組四性關(guān)系圖Fig.8 Four-property relationship of Upper Wuerhe Formation in Well Shatan 1

分析認(rèn)為，上烏爾禾組油氣顯示主要集中在烏二段上部（圖8），發(fā)育兩套砂層，儲(chǔ)層物性整體偏差，上部5343～5358m為灰色含礫細(xì)砂巖、砂礫巖，核磁有效孔隙度為5.89%，滲透率為0.03mD；下部5372～5375m井段物性相對(duì)較好，核磁有效孔隙度為10.26%，滲透率為0.22mD。儲(chǔ)層含高嶺石，具有潛在敏感性。針對(duì)該井顯示層跨度大、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、地層壓力系數(shù)高、縱向應(yīng)力差明顯、存在潛在敏感性等特點(diǎn)，采用套管分層、層內(nèi)分簇的壓裂思路，優(yōu)選哈里伯頓低傷害壓裂液體系。①第一層采用中等排量中等規(guī)模造長縫；第二層采用層內(nèi)分簇，大排量中等規(guī)模實(shí)現(xiàn)整體改造。②前置液采用小粒徑多段塞打磨近井及裂縫壁面降低施工風(fēng)險(xiǎn)；③采用哈里伯頓Cla-web高效黏土穩(wěn)定劑增強(qiáng)液體防膨效果。④采用高密度有機(jī)鹽頂替降低井口壓力，確保施工安全。

2018年11月30日—12月2日對(duì)沙探1井上烏爾禾組開展試油，采用套管分層壓裂，射孔橋塞聯(lián)作工藝，完成兩層壓裂，共用壓裂液1084m3，加陶粒80m3，排量為4.0～8.0m3/min，泵壓為55～67MPa。壓裂施工過程中壓力整體平穩(wěn)，微地震及壓降分析表明儲(chǔ)層改造效果好，支撐縫長超過200m。壓裂后3mm油嘴自噴試產(chǎn)，至12月10日，日產(chǎn)油30.25m3，累計(jì)產(chǎn)油60.02m3，日產(chǎn)氣0.214×104m3，日退液60.01m3，含油33.15%，累計(jì)退液379.89m3，套壓為39.10～24.13MPa，5300m實(shí)測壓力為87.86MPa，折算油層中部5359.5m流壓為88.35MPa。沙探1井油藏資源量為3800×104t，勘探領(lǐng)域廣闊。

4 戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)意義及認(rèn)識(shí)

4.1 戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)意義

沙探1井在二疊系上烏爾禾組獲得工業(yè)油流，是目前上烏爾禾組獲得油氣突破最深的一口井，極大地?cái)U(kuò)展了二疊系的勘探潛力。該井在三疊系百口泉組、克拉瑪依組及侏羅系八道灣組均見到良好油氣顯示，展現(xiàn)出與瑪湖凹陷類似的多層系立體勘探潛力，有望成為瑪湖之后的規(guī)模儲(chǔ)量和產(chǎn)量增長區(qū)。

4.2 鉆探后認(rèn)識(shí)

（1）沙灣凹陷和瑪湖凹陷具有相似地質(zhì)特征，地球化學(xué)分析表明沙探1井原油主要來自高成熟的下烏爾禾組和風(fēng)城組，沙灣凹陷和瑪湖凹陷上二疊統(tǒng)油氣有望連片。

（2）沙探1井鉆探結(jié)果顯示，上烏爾禾組及百口泉組均鉆遇扇三角洲前緣有利相帶，但儲(chǔ)層規(guī)模有所差別。上烏爾禾組主要發(fā)育前緣亞相薄儲(chǔ)層，物性整體較好；烏一段、烏二段退積薄砂層與湖侵泥巖相組合，極易形成巖性油氣藏，因此上烏爾禾組是尋找?guī)r性油氣藏的現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域。百口泉組前緣亞相儲(chǔ)層相對(duì)較厚，顯示較好，與平原亞相致密砂礫巖及扇間泥巖帶組合，有利于大面積成藏，因此百口泉組是尋找?guī)r性油氣藏的規(guī)模領(lǐng)域。所以，沙灣凹陷二疊系、三疊系具有與瑪湖凹陷類似的“大面積”成藏特征，但勘探程度低，是風(fēng)險(xiǎn)勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。

（3）沙灣凹陷西斜坡上烏爾禾組扇三角洲前緣亞相緩坡區(qū)埋深6000m以淺有利勘探面積為2800km2，識(shí)別烏一段、烏二段類似的巖性圈閉43個(gè)，面積為970km2。百口泉組扇三角洲前緣亞相緩坡區(qū)埋深6000m以淺有利勘探面積為3300km2，識(shí)別類似的巖性圈閉16個(gè)，面積為210km2。下步風(fēng)險(xiǎn)勘探與拓展勘探相結(jié)合，根據(jù)前期二疊系、三疊系“大面積”成藏的認(rèn)識(shí)，應(yīng)用多種技術(shù)方法對(duì)構(gòu)造、沉積、儲(chǔ)層進(jìn)行綜合研究，精細(xì)刻畫及優(yōu)選有利圈閉目標(biāo)進(jìn)行整體部署，實(shí)現(xiàn)沙灣凹陷西斜坡的整體突破，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略接替。目前已部署沙探2井。

5 結(jié)語

2018年以來，中國石油天然氣集團(tuán)有限公司黨組認(rèn)真貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記重要指示批示精神，大力提升國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度，特別是加大新區(qū)新領(lǐng)域勘探力度，全力保障國家能源安全。中國石油勘探與分生產(chǎn)分公司認(rèn)真貫徹落實(shí)集團(tuán)公司黨組各項(xiàng)決策部署，以保障國家能源安全為己任，主動(dòng)擔(dān)當(dāng)、積極作為，面對(duì)新形勢、新要求，連續(xù)召開風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域研討會(huì)與目標(biāo)論證會(huì)，明確各探區(qū)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域與重點(diǎn)目標(biāo)。

沙探1井獲重大突破，是新疆油田公司勘探戰(zhàn)線堅(jiān)守使命、創(chuàng)新認(rèn)識(shí)、開拓進(jìn)取的結(jié)果，也是廣大科研人員、組織管理人員和施工作業(yè)人員科學(xué)設(shè)計(jì)、精心組織、精細(xì)施工的結(jié)果。

準(zhǔn)噶爾盆地通過整體研究與鉆探驗(yàn)證，勘探方向逐步明朗，油氣富集規(guī)律逐步清晰，主攻領(lǐng)域更加明確，迎來一個(gè)規(guī)模增儲(chǔ)與有效建產(chǎn)良性循環(huán)新局面。準(zhǔn)噶爾盆地為一大型疊合盆地，“多層樓”特點(diǎn)決定了油氣勘探的長期性和發(fā)現(xiàn)的多階段。盆地勘探雖然歷經(jīng)60余年，但受資料和技術(shù)制約，勘探程度和認(rèn)識(shí)深度冷熱不均、深淺不一，因此為了確保勘探持續(xù)發(fā)現(xiàn)，將進(jìn)一步強(qiáng)化嚴(yán)細(xì)觀念，“深挖細(xì)找” 高效儲(chǔ)量區(qū)；進(jìn)一步解放思想，“千方百計(jì)”尋求重大發(fā)現(xiàn)；進(jìn)一步強(qiáng)化“一體化”有效做法，“齊心協(xié)力”推進(jìn)規(guī)模發(fā)現(xiàn)和效益轉(zhuǎn)化。