塔里木盆地塔河油田AT2井區(qū)高精度化探異常及其開發(fā)地質意義

楊 敏，陳叔陽，王國建

(1.中國石化 西北油田分公司，烏魯木齊 830011；2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質研究所，江蘇 無錫 214126)

塔里木盆地塔河油田碎屑巖領域在志留系、泥盆系、石炭系、三疊系、白堊系和古近系都獲得了工業(yè)油氣流或良好油氣顯示，其中石炭系、三疊系成為主要產油層系。但隨著勘探開發(fā)程度的不斷增高，隱蔽圈閉或小型圈閉已經成為重要勘探目標，勘探開發(fā)難度增大[1]。如何用多學科(地質、物探、化探)技術方法，提高勘探開發(fā)成功率，保持增儲上產是目前迫切需要解決的重要問題?；谟蜌獯瓜蛭B漏理論的高精度化探技術，是以未鉆圈閉含油氣性評價、預探井已有油氣發(fā)現或油氣田開發(fā)擴邊、油氣富集部位預測等為目標而部署的油氣化探面積測量[2]。針對目前塔河油田AT2井區(qū)地震資料解釋的多個圈閉的含油氣性問題，采用高精度油氣化探技術在該井區(qū)進行了研究。在高密度調查、高精度分析測試的基礎上，對塔河油田AT2井區(qū)正態(tài)和非正態(tài)地球化學數據進行處理和異常提取，重點圍繞精細解釋評價，確定地表綜合地球化學異常，進一步采用化探—地質雙因素評價方法，對圈閉進行含油氣性評價[3]，為產建井位部署提供建議。

1 開發(fā)地質概況

塔河油田AT2井區(qū)位于塔里木盆地塔北坳陷沙雅隆起阿克庫勒凸起南端的阿克亞蘇地區(qū)[4-5]，發(fā)育于三疊系阿克庫勒組三段—四段正旋回沉積下部的中油組為該區(qū)重要的勘探層系[5]。作為阿克亞蘇地區(qū)AT2區(qū)塊三疊系油氣藏內的第一口發(fā)現井，AT2井于2005年11月在三疊系上油組試獲高產油氣流；2010年下返三疊系中油組生產，初期日產油33 t，不含水，為了增加井區(qū)儲量控制程度，相繼在三疊系中、下油組部署新井8口，均獲高產油氣流。

目前根據地震資料刻畫的塔河AT2井區(qū)三疊系中油組AT2井圈閉面積較小(圖1)，但鉆于該圈閉的AT2井等3口井避水高度低，生產效果好(AT2井累產3×104t，另2口井分別累產3.6×104t和0.6×104t)，與地震資料解釋的圈閉儲量不匹配，因此實際圈閉范圍可能會比之前解釋的更大。通過對AT2井區(qū)三維地震資料重新處理解釋，認為AT2井區(qū)中油組圈閉西部存在一個圈閉A(擬部署產建井)，在地質上認為有2種可能：一是A圈閉與AT2井圈閉整體為同一圈閉，油水界面一致，后期可向東評價、向西產建，進一步落實構造；二是A圈閉與AT2井圈閉是2個獨立的圈閉，A圈閉油水界面與AT2井圈閉不一致，可進一步西擴評價。另外，AT2井區(qū)三疊系上油組哈一段有一套巖性體邊界(圖1，藍色曲線框)，往南高部位上傾尖滅，沿片狀砂體尖滅線容易形成巖性上傾尖滅圈閉(圈閉C)，存在形成巖性油氣藏的可能性。因此，AT2井區(qū)油氣勘探需要解決以下問題:(1)評價三疊系中油組多種構造的可能性以及A、B圈閉的含油氣性；(2)評價三疊系上油組巖性圈閉C的含油氣性，為井位部署提供建議(圖1)。為了實現這一目標，在AT2井區(qū)部署了近地表高精度油氣地球化學勘探研究，對三疊系中、上油組圈閉進行評價。

2 高精度化探樣品采集與指標方法

2.1 采樣面積與網度

在塔河AT2井區(qū)，按規(guī)則測網進行高精度地球化學勘探，測網覆蓋了待評價的幾個圈閉及外圍，面積達51 km2(圖1)。

圖1 塔河油田AT2井區(qū)三疊系中油組構造及化探部署

在待評價圈閉上方進行T字加密區(qū)采樣，加密區(qū)面積9.35 km2，在AT2井西部待評價的三疊系中油組構造圈閉上方和AT2井西南部待評價的三疊系上油組巖性圈閉上方采用的加密采樣網度為0.1 km×0.1 km。在加密區(qū)外圍工區(qū)采樣面積為41.65 km2，采用的采樣網度為0.25 km×0.25 km。

2.2 選用的化探方法

微滲漏烴類在土壤中主要以吸附態(tài)(包括物理吸附和化學吸附)、游離態(tài)、水溶態(tài)存在，另有一部分被氧化成為衍生物。其中賦存于土壤顆?？紫吨械挠坞x態(tài)烴類以及以分子狀態(tài)被土壤顆粒表面所物理吸附(吸附力是范德華力)的烴類在油氣地球化學勘探中被稱為“活動態(tài)”烴類。這些烴類是反映現今油氣藏是否存在的最直接指標[6]，包括游離烴[7-9]、物理吸附烴[6]、頂空氣[10]，在油氣地球化學勘探中得到了廣泛的重視和應用。因此，本次化探精查研究采用頂空氣、游離烴、物理吸附烴等活動態(tài)地球化學指標方法。

3 地球化學指標優(yōu)選及異常下限確定

3.1 指標優(yōu)選

完成研究區(qū)的樣品測試分析后，對地球化學數據進行了統(tǒng)計分析。地球化學測試參數眾多，信息量巨大，其中有相當一部分重復或相近，在抑制干擾因素的前提下，常用聚類分析、相關分析、因子分析等數據處理方法研究指標間的相關性及組合關系，篩選代表性的地球化學指標來進行分析。

相關分析結果表明，同種方法的甲烷及其同系物指標相關系數較高，其中游離烴指標系列相關系數達0.94以上，物理吸附氣指標系列相關系數達0.72以上，頂空氣指標系列達0.65以上，相關性顯著，說明它們具有相同的來源。不同方法的甲烷及其同系物指標相關系數較低或不相關，說明各種方法指標間具有較弱的成因聯系或各具獨立的地球化學意義。同時，聚類分析、因子分析也取得了相類似的結果。另外，通過對已知油藏剖面上方地球化學指標異常分析，也發(fā)現這3種方法對含油面積、油水邊界具有較好的響應。因此，選擇游離烴甲烷、物理吸附氣甲烷、頂空氣甲烷作為評價研究區(qū)的代表性指標。

3.2 異常下限確定方法

(1)濃度—面積(C-A)分形方法分離地球化學背景與異常。由于游離烴指標經過多次迭代剔除高值后，其數據母體仍不服從正態(tài)分布，屬于非線性數據，因此采用了C-A分形方法確定異常下限。分形方法[11-12]應用于油氣化探的理論基礎是油氣藏中輕烴微滲漏到近地表，形成地球化學場，可造成化探指標具有自相似性或統(tǒng)計自相似性，可反映出化探指標背景值往往服從或近似服從正態(tài)或對數正態(tài)分布，然而低異常值和高異常值滿足分形分布。

(2)迭代法分離地球化學背景與異常。物理吸附烴、頂空氣輕烴指標經過多次迭代剔除高值后，其數據母體服從或近似服從正態(tài)分布，屬于線性數據，因此采用了迭代法確定異常下限[13]。

4 AT2井區(qū)地球化學異常評價

4.1 單指標異常分布特征

從研究區(qū)整體地球化學特征來看，游離烴、物理吸附烴、頂空氣輕烴甲烷濃度異常分布基本類似。以游離烴為例，圖2是游離烴甲烷濃度異常與研究區(qū)構造疊合圖，可見游離烴濃度主要沿走向北東和走向東西的斷層夾持的區(qū)域分布，說明斷層對油氣成藏的控制作用。研究區(qū)東北部的AT2井圈閉控藏斷層上方游離烴甲烷濃度異常較為集中，呈環(huán)塊狀分布，較好地響應了含油氣面積，說明地表游離烴甲烷異常是油氣藏烴類垂向擴散、滲濾的結果。AT2井圈閉西部的A圈閉上方地球化學異常較弱，在該圈閉偏西翼呈一個小環(huán)狀形態(tài)，這與地震的振幅變化率異常較為吻合，說明該圈閉最有利的位置可能不在高點，還受巖性的控制。研究區(qū)西北角的B圈閉上方游離烴甲烷濃度呈頂端塊狀分布，說明該圈閉也具有良好的烴類微滲漏顯示，為有利的油氣圈閉。另外，AT2井區(qū)三疊系上油組哈一段有一套巖性體邊界，往南高部位上傾尖滅，沿片狀砂體尖滅線容易形成巖性上傾尖滅圈閉C，可能成藏(圖1)。游離烴甲烷呈橢環(huán)形異常圍繞預部署井部位分布，預示該巖性上傾尖滅圈閉也具有良好的油氣前景。研究區(qū)西南部的D井附近也有游離烴濃度異常分布，呈一個較大不連續(xù)環(huán)狀分布(圖2)，但D井目前已停產，這種游離烴異常成因可能是地下殘余烴類微滲漏所致。物理吸附烴地球化學異常特征與游離烴較為相近。頂空氣輕烴地球化學異常與游離烴、物理吸附烴地球化學異常分布特征有顯著差別，研究區(qū)東北部的AT2井圈閉控藏斷層上方頂空氣輕烴甲烷濃度異常呈星點狀分布，異常十分零散。

4.2 綜合地球化學異常確定

從以上分析可以看出，不同化探方法地球化學屬性各異，不同指標異常反映了不同側面的油氣信息。在研究各方法對油氣微滲漏反映特征的基礎上，將有效的方法采用某些措施進行綜合解析，確定綜合異常，使單指標之間取長補短，可達到抑制各種噪聲、突出有效異常的效果。綜合異常是油氣地球化學信息的綜合表征，能更好地指示油氣藏。本次研究中，首先依據單指標異常確定的準則，分別圈定了游離烴甲烷、物理吸附烴甲烷、頂空氣甲烷濃度異常區(qū)；然后以各單指標圈定的異常區(qū)為基礎，通過異常區(qū)疊合的方式確定綜合異常?；谟坞x烴、物理吸附烴(對已知油藏響應效果最好)與頂空氣甲烷3個指標確定的綜合地球化學異常，反映了所有指標異常相對集中的區(qū)域(綜合異常區(qū))。研究中共圈定了5個綜合異常區(qū)，對應以下5個圈閉：AT2井圈閉、A圈閉、B圈閉、C圈閉和D井圈閉(圖3)。由3種地球化學指標疊合后的綜合地球化學異常圖可以看出，A圈閉與AT2井圈閉的綜合地球化學異常區(qū)相接、連續(xù)，顯示2個圈閉應屬同一油水界面。鉆于該圈閉的A井實鉆結果也證實，這2個圈閉屬于同一油水界面。

圖2 塔河油田AT2井區(qū)地表游離烴甲烷濃度異常與三疊系中油組構造疊合圖 測區(qū)范圍為圖1中的矩形框區(qū)。

圖3 疊合法確定的塔河油田AT2井區(qū)地表綜合地球化學異常 測區(qū)范圍為圖1中的矩形框區(qū)。

4.3 綜合地球化學異常評價

針對一個待評價的目標區(qū)，任何一項技術都不可能“包打天下”，因此綜合采用石油地質、地球物理、地球化學勘探技術，對于準確評價油氣勘探目標至關重要。本次研究綜合采用化探參數和地質參數對地球化學異常區(qū)(待評價圈閉)進行了評價。化探評價以近地表油氣地球化學指標為基礎，地質評價以地下油氣地質條件特別是油氣成藏主控因素為基礎?；健刭|雙因素評價方法原理、參數選擇及意義在以前研究中已做過闡述，本文結合AT2井區(qū)具體的地球化學數據和油氣成藏條件，對圈定的5個綜合地球化學異常區(qū)進行評價。

4.3.1 化探參數評價

(1)異常指標總貢獻率(G)

由塔河AT2井區(qū)地球化學指標分布特征可知，游離烴甲烷和物理吸附烴甲烷異常區(qū)與已知的AT2井區(qū)油藏含油區(qū)吻合最好，頂空氣甲烷次之。因此，游離烴甲烷、物理吸附烴甲烷為AT2井區(qū)主要有效地球化學指標，頂空氣甲烷為該區(qū)輔助有效地球化學指標，研究確定的上述單指標的貢獻率依次為40%，40%，20%。綜合異常的單指標按主、輔指標貢獻率進行加權得到總貢獻率，總貢獻率越高，化探異常越有利。除4號異常包含的指標為游離烴甲烷和物理吸附烴甲烷2個指標外，其余1、2、3、5號異常都包含游離烴甲烷、物理吸附烴甲烷、頂空氣甲烷3個指標。計算1—5號綜合異常的指標總貢獻率依次為100%，100%，100%，80%，100%。

(2)平均襯度系數(Cavg)

(3)烴類熱成因概率(R)

綜合異常的烴類成因判識(真異常或者假異常)十分關鍵，利用烴類組構來判識綜合異常油氣成因是一種比較可行的方法。RICE等[15]建立了氣體組構圖版判識儲層流體屬性；SECHMAN等[16]發(fā)現，在波蘭東部某油氣區(qū)土壤輕烴(游離氣)能較好地反映地下油氣屬性。圖4是AT2井區(qū)1號異常區(qū)烴類異常樣本組構值投影到油氣成因判識組構圖版的結果，顯示1號異常區(qū)所有的烴類異常樣品均落入石油—天然氣的范圍。將AT2井區(qū)各異常區(qū)烴類異常樣本組構值投影到油氣成因判識組構圖版上，計算1—5號綜合異常區(qū)落入熱成因氣范圍內的樣本所占各自總異常樣本數的百分比(R)依次為100%，95.16%，100%，100%，100%。R越大，化探異常越有利。

(4)綜合異?；皆u價概率系數(P)

圖4 塔河油田AT2井區(qū)1號異常區(qū)樣品烴類組構特征

表1 塔河油田AT2井區(qū)地表地球化學綜合異常化探參數評價概率及評價結果

4.3.2 地質參數評價

上述從高精度化探角度對各綜合化探異常進行了評價和排序，就勘探開發(fā)而言，化探技術對下伏圈閉含油氣性的預測還需要與油氣成藏的主控因素相結合。AT2井區(qū)三疊系中、上油組圈閉油源、運移條件、蓋層條件方面基本相同，這些不是影響研究區(qū)不同圈閉油氣成藏差異性的關鍵因素，而構造、斷裂、儲層條件才是研究區(qū)不同圈閉油氣成藏差異的主控因素，因此，將構造、斷裂和儲層作為化探異常地質評價的主要參數。根據AT2井區(qū)的構造圈閉落實情況、斷層遮擋或切割情況、儲層振幅強弱情況分別給予相應的權值：構造圈閉落實、不落實、無構造圈閉分別賦值75%，50%，25%；有斷層遮擋或切割、切割斷裂斷距較小、無斷層分別賦值75%，50%，25%；儲層強振幅、中強振幅、弱振幅分別賦值75%，50%，25%。圖5是AT2井區(qū)三疊系中油組區(qū)域構造、斷裂、振幅疊合圖，將1號、2號、4號、5號綜合地球化學異常與之疊合后分析，AT2井區(qū)圈閉、斷裂均落實。以往實鉆表明，強振幅長軸方向與斷裂走向一致時均成藏。部署井位于強振幅長軸走向，與斷裂走向一致，斷裂落實可靠。因此，1號、2號、4號綜合地球化學異常所對應的圈閉，在圈閉落實程度、斷裂上均賦值75%。從振幅上看，AT2井圈閉(對應1號異常區(qū))處于強振幅區(qū)，部署井A井圈閉(對應4號異常區(qū))也處于強振幅區(qū)，因此儲層賦值75%；B圈閉(對應2號異常區(qū))處于中強振幅區(qū)，因此儲層賦值50%。5號異常區(qū)對應的D井圈閉落實，因此在圈閉落實程度上賦值75%；南東部位斷層距D井圈閉較遠，對油氣輸導或遮擋到D井圈閉貢獻較小，因此斷裂賦值50%。另外，5號異常對應弱振幅區(qū)，因此儲層賦值25%。

圖6是AT2井區(qū)西南三疊系上油組平均絕對振幅屬性疊合頂面構造圖。C圈閉成藏的有利條件是：砂體往南上傾尖滅、受到由南往北延伸斷裂切割，以及鄰區(qū)B圈閉與AT2圈閉成藏。不利因素是：斷裂末端、斷距較?。蝗舾魧硬话l(fā)育，西南側向封擋條件差；砂體較厚(20m)，成藏風險較大。將3號綜合地球化學異常與之疊合后分析，該異常對應的構造—巖性圈閉落實，因此賦值75%；受斷裂切割，但斷裂末端、斷距較小，賦值50%；儲層屬于中強振幅，賦值50%。

通過計算得到AT2井區(qū)綜合化探異常的地質評價概率(表2)，可見，其排序與化探評價概率系數有一定的差別。1、2號異常評價與化探評價概率系數相同，排名前列；4號異常則與1號異常并列排名第一；3號、5號異常則分別排名后兩位。

4.3.3 雙因素評價

通常認為，地質評價概率和化探評價概率均大于60%時為有利的化探異常?；健刭|雙因素評價結果(圖7)表明：①1號綜合化探異常(AT2井圈閉)的化探評價概率和地質評價概率交會點相對其他幾個異常，明顯處于最有利的單元中，為最有利異常；②4號綜合化探異常(A圈閉)和2號綜合化探異常(B圈閉)的概率與地質評價概率交會點處于次有利單元中，概率均大于60%，為有利異常；③3號綜合化探異常(C圈閉)的概率與地質評價概率均大于50%，為較有利；④5號綜合化探異常(D井圈閉)的化探評價概率較高，但地質評價概率低于50%，認為勘探風險較大。從現有的實鉆結果來看，在判定為有利的4號綜合化探異常區(qū)，已鉆獲工業(yè)油流；鉆于具有較大風險的5號綜合異常區(qū)的AT2-2H井為干井。此外，判定為有利和較有利的2號、3號綜合化探異常區(qū)，至今還未開展鉆探，其預測結果有待下一步鉆井驗證。從異常區(qū)現有鉆井結果可以看到，化探—地質雙因素評價結果比僅從地質參數或僅從化探參數評價優(yōu)選異常更加可靠。

圖5 塔河油田AT2井區(qū)三疊系中油組區(qū)域構造、斷裂、振幅、化探異常疊合圖 測區(qū)范圍見圖1。

圖6 塔河油田AT2井區(qū)西南三疊系上油組平均絕對振幅屬性疊合頂面構造 測區(qū)范圍見圖1。

表2 塔河油田AT2井區(qū)綜合化探異常的地質評價概率及評價結果

圖7 塔河油田AT2井區(qū)化探異常雙因素評價結果

5 結論

(1)AT2井區(qū)高精度地球化學異常分布與下伏油藏含油面積、圈閉的響應特征相關性研究表明，游離烴、物理吸附烴是該區(qū)主要有效地球化學指標，頂空氣輕烴是輔助有效地球化學指標。

(2)AT2井區(qū)活動態(tài)指標地球化學異常整體受控于北東走向斷裂，呈斷裂夾持的三角形地帶分布，該三角地帶沿斷裂形成的圈閉為有利的產建區(qū)。

(3)3種活動態(tài)地球化學指標綜合異常研究表明，AT2井區(qū)的A圈閉綜合地球化學異常區(qū)與AT2井圈閉的綜合地球化學異常區(qū)相接且連續(xù)，指示2個圈閉應屬同一油水界面。在A圈閉上實鉆的A井結果也證實，這2個圈閉屬于同一油水界面。

(4)從化探—地質雙因素角度評價結果揭示：1號綜合化探異常(AT2井圈閉)為最有利；4號綜合化探異常(A圈閉)和2號綜合化探異常(B圈閉)為有利；3號綜合化探異常(C圈閉)為較有利；5號綜合化探異常(D圈閉)風險較大。