油气发现启示录

2014-02-27 06:31袁伟
中国石油企业 2014年10期
关键词:探井寒武勘探

油气发现启示录

西至塔里木,东至松辽,南至川渝,北至柴达木、鄂尔多斯,近年来,中国石油在油气勘探上取得了一系列战略突破性的重大发现。

油气勘探是一项既有继承性又有独立性的工作。其继承性表现在对前人勘探理论的应用以及对同一勘探目标认识的积累。其独立性表现在每一个勘探目标都不同于其他,要想取得突破和发现,都必须有独立的思考和颠覆性的见解。

有人认为, “油由心生”,其代表是美国著名的石油地质家华莱士·E·普拉特。他认为世界上最有价值的自然资源是人的思维。他说:“归根到底,石油发现于人们的大脑里”。即使我们是辩证唯物主义者,也从内心深处认同华莱士·E·普拉特的这种观点。原因何在?用辩证唯物主义的方法来看待他的观点,事实求是地讲,第一,站在地面上研究几千米的地下深处,所有研究依据都是间接的;第二,在油气田被发现之前,它们如同不存在一样;第三,人的思想和前人的研究成果可以让我们无限逼近于真实,但仅限于此。因此,油气勘探大多数时候是看不见的思想活动,是寝食难安、夜不能寐的思考,是否定之否定,是自我否定等众多痛苦思想过程的叠加,是塑造权威而后又砸烂权威等跌宕起伏而又充满悬念的无情进程,是要么默默无闻甚至身败名裂与要么一举成功直至名垂青史的重大人生抉择,是在一口口探井中希望升腾与一次次失望跌落之间交替出现的折磨,也是一个油气田企业投资成败的重大风险所在。着迷于勘探事业的人认为,正是这种不确定性带来的挑战,使他们的人生其乐无穷、五彩缤纷。

川中一鸣

克深壮歌

姬塬天籁

华庆神曲

中深前奏

青海放歌

每过一段时间,就会有一些重大的油气发现,之后总是有人对这些的重大发现发出强烈的感慨。

“不可能吧,我们搞了几十年都没搞出什么名堂,他们怎么发现那么大个油(气)田?”不相信的人发出感慨。

“我就说嘛,早几年前,我就说应该把勘探重点放在那里,当时的领导就是听不进去,现在怎么样?证明我当初的观点是对的。”大多数人都会以这种“马后炮”的姿态示人,其实当初他的观点可能完全是错误的。

从川中龙王庙组4400亿立方米国内最大单体气藏的发现,到塔里木盆地克深万亿立方米大气田的诞生,从鄂尔多斯盆地姬塬油田6亿吨大场面的展现,到柴达木盆地一系列重大突破的出现,无不经过数十年的探索与积累,站在今天成功的终点回首望去,可能是一排排因失败而倒下的先驱的墓碑,成功者欢呼的同时,首先应向这些先驱者致敬,并且要为这些先驱们掬一把泪。

在勘探者的道路上,成败皆可论英雄。

川中一鸣

2014年1月16日,中国石油天然气集团公司工作会议在河北廊坊国际会议中心召开。在集团公司党组书记、董事长周吉平的报告第二页,有这样一段话:“国内油气勘探连续7年新增探明储量超过10亿吨,在四川盆地高石梯-磨溪寒武系龙王庙组发现目前我国最大的单体整装天然气藏,一次提交探明储量4403亿立方米”至此,川中天然气勘探的重大成果一鸣惊人。

截至2014年6月,磨溪地区龙王庙组测试已获得工业气井21口,累计测试日产气量1984万立方米,单井平均测试日产气量104.4万立方米。其中,测试日产气量超100万立方米的气井达到11口。目前,磨溪区块龙王庙组气藏共有试采井11口,生产井8口,日产气569万立方米,累计产气14.39亿立方米,其中,单井累计产气超亿立方米的井已达9口。试采井表现出产气量稳定、压力变化小、总体试采效果良好的特性。高石3井灯影组四段于5月9日开始生产,生产油压40.13兆帕,日产气量27万-28万立方米,生产效果良好。

一系列试采和测试表明,四川盆地高石梯-磨溪寒武系龙王庙组(以下简称龙王庙组)是一个高产大气藏,而且,随着勘探的进一步深入,储量规模还将进一步扩大。

70年探索

川中古隆起下古生界-震旦系勘探始于20世纪40年代,经历“三上威远”,1964年9月威基井加深钻探至井深2848.5米,在震旦系上统灯影组顶部见气侵、井漏,中途测试获日产气7.98万-14.5万立方米,震旦系首次突破,历经24年发现威远气田。随后12口井获气,控制含气面积216平方千米,获得天然气探明储量400亿立方米,成为我国第一个整装海相大气田,产层为震旦系灯影组。

威远气田发现以后,川中古隆起下古生界-震旦系勘探潜力一直被地质家所看好,并进行了持续的探索。但1964年直至2005年的漫长40年里,迎接勘探家们的,只有失望。在此期间,从四川石油管理局到西南油气田分公司,先后进行了四轮大规模的勘探,共钻探井40口。这一时期,由于受地质认识、资料程度、勘探技术、装备能力等多种因素的制约,一直未获得大突破。很显然,勘探家们的目光,主要盯在震旦系上,寒武系仍然没有进入他们的法眼。

正是因为专注于震旦系,这一阶段形成的主要地质认识也有很强的局限性:威远构造外围斜坡区局部构造保存条件差,均产水;古隆起东部倾斜末端高石梯-磨溪构造具有成藏条件,但储层差。

“风险”之手

2006年,一只大手伸向川中天然气勘探,那就是“风险勘探”之手。

根据前期勘探及地质认识,2006年,四川盆地下古生界-震旦系列入中国石油股份公司重点风险勘探领域。2006年至2011年,针对四川盆地震旦系-下古生界风险勘探领域,围绕四大关键问题:古隆起勘探的突破口问题、震旦系规模优质储层分布规律问题、寒武系是否可以作为目的层的问题、制约突破的关键技术问题开展了多轮次专题研讨,并以灯影组、龙王庙组为目的层部署两轮风险探井6口。在四大关键问题中,“寒武系勘探”首次位列其中。

2006-2009年间,第一轮3口风险探井相继实施。其中磨溪1井因在二叠系长兴组中途测试获日产气32万立方米,提前完钻。宝龙1井探寒武系龙王庙组,钻探结果显示,该组储层欠发育,未试气;汉深1井灯影组储层发育,由于保存条件差,测试产水。至此,第一轮风险勘探结束,虽无重大发现,但认识在加深:其一,再次证实震旦系-寒武系储层广泛分布,但横向变化大,隆起高部位成藏条件复杂;其二,寻找有利储层发育区和保存条件较好的继承性构造是该领域获得突破的关键。

2009年到2012年,在前一轮风险勘探认识的基础上,第二轮风险勘探在威远展开。此次风险勘探锁定了高石梯构造、磨溪构造、螺观山构造三个勘探目标,提出3口风险探井。螺观1井钻探主要目的层为寒武系龙王庙组,但由于龙王庙组相带发生变化导致储层不发育而未获工业发现;高石1井位于高石梯构造,2011年6月震旦系陡山沱组完钻,2011年7月震旦系灯影组二段射孔酸化测试获日产气102.14万立方米。虽然仍然没有跳出震旦系,但高石1井却在寒武系龙王庙组发现气层,撬开了一个巨型气藏的一条缝。正是这条露出微光的小缝,让勘探家们敏锐地盯上了寒武系。2012年磨溪8井寒武系龙王庙组测试获日产气量191万立方米。磨溪8井位于古隆起磨溪构造龙王庙组顶界构造高部位,2012年9月9日龙王庙组下段射孔酸化测试获日产气107.18万立方米,2012年9月28日龙王庙组上段测试产气83.50万立方米,两层合计测试日产气190.68万立方米。

感悟与启示

从高石1井到磨溪8井的重大突破,彻底打破了70年前自威远震旦系气田发现以来川中古隆起下古生界-震旦系天然气勘探停滞的局面,一个“含气面积达7500平方千米,储量规模超万亿立方米,纵向上多个气藏叠置、平面上多类型气藏连片分布”的特大型气藏群得到基本控制。

从精神层面上讲,是勘探家们前赴后继、孜孜以求的精彩写照。70多年来,每一次大规模勘探活动,都在一步步加深地质认识,都在一步步地“逼近”大气田。正是这种坚持不懈的追求精神,成为贯穿始终的正能量。

从管理层面上,“风险勘探”是成功的强大推手。“风险勘探”作为新型勘探投资管理模式,对提升勘探成功率和资本效率发挥着越来越明显的促进作用。获得重大发现后,中国石油股份公司和西南油气田分公司又针对川中大型古隆起实施“整体研究、整体部署、整体勘探、分批实施,择优探明”的工作部署原则。同时针对关键问题设立重大勘探生产研究专项,开展综合地质研究和工程技术攻关,根据地质研究成果和现场实施情况,把握勘探方向,及时组织部署方案及井位论证,动态调整,提高勘探成效。

克深壮歌

1998年,库车坳陷克拉2气田横空出世,促进了“西气东输”工程的启动。2004年12月1日,克拉2气田107亿立方米/年产能建设竣工投产,“西气东输”全线贯通。然而,随着天然气下游市场的爆炸式增长,有了大气田的塔里木油田更迫切希望新的大气田诞生。

在哪里寻找大气田?怎样去发现和落实大气田?通过对塔里木盆地天然气资源分布的整体认识,认为库车坳陷天然气资源量最大,资源丰度最高,是落实大气田的首选领域。但是能不能再找到类似克拉2气田的大气田?主攻区带在哪里?这是塔里木石油人必须面对,并且急需解决的问题。

无米之炊

克拉2井的成功钻探,发现了天然气地质储量2840.29亿立方米的大型气田,实现了库车山前古近系盐下构造具有历史意义和战略意义的重大勘探突破。克拉2气田的发现,也掀起了库车坳陷勘探的第一轮高潮,1998年1月,库车东部依南2井在侏罗系获得发现,打开了侏罗系的勘探领域;1999年9月,大北1井在盐下白垩系砂岩获得工业气流,发现了大北千亿立方米级的大气藏。向东,发现了迪那2、迪那1号凝析气田。

然而,与库车坳陷其他地区勘探不断取得进展形成鲜明对比的是,原来认为潜力最大、形势最乐观的克拉苏构造带上,甩开预探的大好形势却嘎然而止,急转直下。1998-2001年,分别上钻的吐北1、吐北2、巴什2、库北1井全部失利。受当时采集处理技术限制,地震勘探无法解决山前复杂区资料品质与地震成像的准确归位问题,克拉2气田勘探评价形成的地震技术系列并不能适应整个库车前陆冲断带,地震技术成为勘探瓶颈。

此时,地质上,面临无圈闭可钻探的尴尬局面,少有的几个圈闭显示难以落实,勘探成了“无米之炊”。技术上,如何提高地震资料品质的问题成为最大的拦路虎,因此,有人对坚持克拉苏构造带天然气勘探表现出怀疑。

但大多数人仍然对克拉苏构造天然气勘探充满期待和信心。2001年、2002年在克拉苏构造带上实施了21条地震测线,主要针对克深1、克深2号构造进行地震攻关,在采集方面通过“五个精细、两个强化”,措施组织实施,“五个精细”是指精细选线选点、精细表层结构调查、精细参数试验、精细设计激发参数、精细设计观测系统;“两个强化”是指强化钻井施工,加强检波器埋置。通过以上措施,地震资料品质有一定改善,但距落实圈闭尚有距离,第一轮大规模地震攻关收效甚微,勘探何去何从?

巧妇难为无米之炊,没有圈闭,勘探家们就如“无米”之妇,克拉苏构造勘探仍然止步不前,而制约因素是地震技术。

找米下锅

既然制克拉苏勘探的关键因素是地震技术,那就专攻地震,先弄到“米”,然后才能做出一锅好“饭”。

针对常规地震方法攻关效果不明显的现状,2005年塔里木油田公司提出“地震攻关必须采取革命性措施”,通过认真分析前期地震攻关的成败与得失,重新确定了地震攻关思路与攻关方案。攻关的总体思路是:强化观测系统,开展了宽线采集和大组合接收的攻关。

此后,物探将士发出“明知山有虎、偏向虎山行”的豪迈誓言,通过挑战地表条件、挑战施工方法两大极限,优选重点目标,梯次展开攻坚战,提出了“宁要一条过得硬,不要十条过得去,宁要一条精品,不要十条二级品”,针对克拉苏构造带地质条件与资料现状,提出具体的攻关方法。宽线+大组合试验,资料品质改善明显,先后发现并确定了克深2圈闭和克深1圈闭等一批圈闭。这些圈闭剖面信噪比提高明显,在构造部位成像效果得到大幅度改善。

此后,塔里木油田公司把克深1、2构造确定为重点目标,其中克深1号构造圈闭面积99平方千米,克深2号构造圈闭面积56.6平方千米。

王永辉/摄

“米”是有了,但能否做出一锅好饭,那还得看巧妇到底是真巧还是假巧。在落实了构造的前提下,中国石油股份公司决策上钻克深2风险探井。克深2井于2007年6月19日开钻,2008年6月21日完钻,完钻井深6780米,2008年8月28日至9月3日期间,对克深2井白垩系巴什基奇克组6573-6697米井段进行完井测试,获高产气流。酸化后,8毫米油嘴测试,油压45.543兆帕,折日产气46.6万立方米,克深大气田的面纱终于被揭开,一锅香喷喷的“大米饭”终于做了出来。

克拉苏构造带深层盐下天然气勘探取得了战略性突破,是继克拉2气田发现以后,克拉苏构造带取得的最为重要的发现,给塔里木的勘探家带来了十分重要的启示:一是库车山前地震技术的突破、盐构造建模与圈闭研究思路和方法的创新是成功的关键;二是证实了库车前陆区深层(在6500米之下)仍然发育较好储层;三是克拉苏深层只要圈闭落实(背斜、断背斜、断块),钻探成功的机率极大;四是全面打开了克拉苏深层勘探新领域,证实克拉苏-大北富油气区大面积叠置连片含气的态势。

此后,中国石油加大对克深气田的研究和勘探经过连片三维地震采集、处理及解释,深化了气藏结构认识,落实了一批可供钻探圈闭,克深气田储量规模可望超过万亿立方米。在此前落实探明储量的基础上,预计2014年底新增探明储量4000亿立方米,新建产能80亿立方米/年。

启示与感悟

克深大气田的发现意义重大,不仅使西气东输气源有了长期保证,而且为后期塔里木盆地天然气勘探提供了一个良好的模板。

克深大气田的发现,首先是地质家们坚持不懈的结果。库车坳陷克拉2、迪那2两大气田发现后,在上世纪中叶塔里木油气勘探之初地质家就看好库车坳陷,油气勘探却长期处于低迷状态。从1952年开始油气勘探,1998年发现克拉2大气田,到实现克深区带的持续突破,前后历经了近60年。60年间勘探人员一直在孜孜不倦的探索和思考,早期阶段苦于搞不清地下构造、探井打不下去,人们只能望而兴叹,但始终不言放弃。

克深大气田的突破,最大亮点是创新地震采集技术与方法,擦亮了地质家的眼睛。“成在物探、败也在物探”,据统计,在库车坳陷的失利探井中,有三分之二是由于构造“打跑”、构造“打偏”、构造“打无”造成的,勘探家们将之形象比喻为“高点带弹簧,圈闭带轱辘”。也就是说,地震确定的高点,像带着弹簧一样能“跳”,地震确定的圈闭像长了轱辘一样能跑。宽线+大组合的联合地震技术,大幅度提高了地震品质。正是这种技术,为复杂构造地震波场分析与模型正演、特殊岩性体识别与预测等技术的创新与推广创造了条件,大大提高了圈闭落实程度与层位预测精度。

从管理的角度,克深大气田的诞生,科学的勘探决策和甲乙方协同攻关是勘探突破的法宝。当勘探陷入沉寂时,管理者意识到,圈闭是勘探的生命,库车的勘探问题主要在圈闭,突破点就在地震,地震要落实圈闭,圈闭依然是库车地区寻找大场面的重中之重,这为后来宽线、大组合地震攻关指明了方向。在此基础上,利用宽线查结构、定目标、促发现,利用三维准确刻画构造。同时,部署克深2、克深5风险探井,是克拉苏深层盐下持续突破及勘探成果扩大的保证。

克深2突破后,中国石油股份公司果断部署1000平方千米山地三维地震,极大推动了该区评价勘探进程。另外,甲乙方协同攻关,更有力的推动了工程技术攻关,工程技术取得长足进步,促进了油气勘探大突破。

姬塬天籁

就像一支婉转悠扬的天籁之音,姬塬地区石油勘探经历60多年,五下六上,历尽艰辛。长庆人顽强探索,锲而不舍的精神始终未动摇,最终迎来勘探的重大突破。

追求无止境,勘探无止境。不轻言放弃,应该是地质家和勘探家的重要品质。长庆油田分公司对勘探面积8000平方千米的姬塬地区投入勘探时,这里已经历了多次无功而返的往复。地下有没有大油田,人们都流露出期待的目光。这中间有困惑,有迷茫,有徘徊,亦有喜悦,有收获。长庆人始终抱定一个决心,对地下的认识,是一个逐步清晰的过程,只要盯住不放,总会开花结果。

五上五下

姬塬地区位于盆地中西部,行政区划属陕西省定边、吴旗县,甘肃省环县以及宁夏盐池县。1950年到1969年的20年间,遵循“背斜找油”理论,主要开展了重、磁力详查,电法勘探,钻探了7口探井,对区内的石油地质条件及含油性进行了初步认识,但未获重要发现,最终下马。

1970年到1972年,随着长庆石油会战的展开,姬塬地区勘探再次上马,但主要目的层为侏罗系。这一时期,共完钻探井24口,发现侏罗系出油井点。其中姬2井试油初产获得11.5吨/天的工业油流,进一步证实了姬塬地区侏罗系具有良好的含油显示,但其他探井失利,整个地区仍未取得突破,再次下马。

此后一个时期,姬塬地区的勘探曾一度处于停滞状态。1979-1980年,姬塬勘探再次上马,在姬塬东坡完钻探井20口,两口井试油获得工业油流,发现元21、23井等侏罗系油藏,但因勘探仍未取得突破而下马。

仍然囿于侏罗系,姬塬南坡侏罗系勘探于1982年再次上马,1982-1985年的4年间共钻探井24口,发现了元城、樊家川两个侏罗系油田。此后,由于安塞油田的发现,盆地勘探整体转移到陕北地区,姬塬地区的勘探再度中断。

然而此后一个时期,探明的安塞油田特低渗透油层开发缺乏技术储备不能有效动用,连续几年勘探思路又转移回寻找侏罗系油藏,因而姬塬南坡勘探又受重视,1993年-1995年先后完钻探井28口,12口井获得工业油流,探明了庆101井区、庆64井区、樊101井区等一批侏罗系油田,累计提交探明地质储量3410万吨。在此过程中,随着安塞油田的成功有效开发,志靖安塞地区的三叠系勘探活跃起来,但盆地其它地区勘探工作量很少,姬塬地区勘探基本处于停滞状态。1999年到2000年才恢复姬塬地区的勘探,勘探目的层转移到延长组上部油层,在元城油田北面元51井区完钻探井9口,发现姬塬地区第一个延长组油藏。这期间曾有一次与发现机遇擦肩而过。

终获突破

进入新世纪,长庆油田在低渗透上大做文章、做大文章,姬塬地区的勘探随着地质认识的提升,由低谷进入新一轮高潮。

重新认识石油成藏规律,举一反三现曙光。陕北油区的扩边连片,给长庆油田的地质家们以深刻启示,对其成藏规律的认识发现,油藏主要富集在溶孔相对发育的三角洲前缘水下分流河道及河口砂坝砂体中。三角洲成藏理论为延长组大型岩性油藏勘探奠定了坚实的理论基础。在这一理论指导下,通过成藏地质条件的再研究,提出了“陇东长8为辫状河三角洲沉积”的认识,打破了“长8为水下扇沉积,难以形成有效储集体”的传统观点,取得了长8勘探的重大突破,发现了西峰油田。

勇于创新的长庆人迎难而上,把目标又转向了勘探程度较低的姬塬地区。在总结陕北、陇东勘探经验的基础上,结合盆地预探目标评价研究,认识到长4+5期虽是继长7之后的一个短暂湖侵期,但仍发育三角洲储集砂体,具有与长6类似的成藏地质背景。姬塬地区长4+5处于三角洲前缘砂体最发育的地区,具备良好的勘探前景。认识的突破往往会带来勘探的突破,一个地区的突破也会给另一个地区的勘探带来曙光,姬塬地区的勘探再一次印证了这一点。

重新认识油藏富集特性,有志者事竟成。姬塬地区缓坡带砂体发育,厚度大,物性好,成为低渗背景上相对高渗带,三角洲砂体向湖盆中心延伸,生储盖配置好,临近生烃中心,易捕捉油气,是油气聚集的有利场所。在此认识指导下,2003年长庆油田分公司集中兵力,加快了姬塬地区长4+5油藏的勘探,当年部署预探井10口,完钻6口井,5口井获得工业油流,在长4+5、长6提交预测储量近亿吨,从而获得重大发现。

蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。找到了长4+5,也就找到了“那人”。2003年至今,长庆的地质家们在姬塬地区的石油勘探纵横捭阖,成果不断扩大。

为了加快该区长4+5油层的勘探,随后开展了油层对比、砂体预测等一系列工作,并结合最新研究成果,确定铁边城区作为勘探突破口,对原部署进行调整,加大了该目标区钻探工作量的投入,勘探获得重大发现,实现姬塬地区长4+5勘探的重大转移。2004~2005年,坚持“勘探开发一体化”和“甩开预探一块,落实评价一块,开发试验一块”部署思想,共完钻探井、评价井119口,完试87口,51口获得工业油流,初步落实了铁边城、堡子湾和小涧子东3个亿吨级规模含油区。

感悟与启示

解放思想,勇于探索是姬塬勘探突破的关键。如果地质家们仅局限于自己能涉猎到的观点,往往会作出错误的结论,延缓大油气田的发现。地质家应该头脑中装有油气,要有找油的激情。勘探顺利时,要保持清醒的头脑,逆境时,要冷静分析,思维要敏捷,不断解放思想,勇于探索,制定正确的勘探工作思路,并在实践中大胆创新,勘探才能取得新的突破与进展。

突出创新,技术攻关是勘探成功的保障。鄂尔多斯盆地延长组岩性油藏是我国最典型的低渗透探区,具有低渗、低压、低产的“三低”特点。面对此类油藏勘探开发无成熟的方法技术可借鉴,坚持科技创新,不断探索先进适用的勘探技术,重点从综合物探、测井、压裂改造等方面加强攻关,为低渗透油层勘探取得突破提供了技术保障。

强化管理,项目控制是勘探取胜的保证。长庆克服鄂尔多斯盆地勘探战线长、地表条件差、企地关系复杂、施工队伍多及低渗透岩性油藏勘探难度大等困难,强化项目控制,管理做足文章,不但使石油勘探“东方风来满眼春”,还形成了一整套富有特色,切合实际,见到效果的项目管理体系。

华庆神曲

相对于姬塬油田的发现过程,华庆油田的发现则像一部神曲,充满了传奇。

华庆地区位于鄂尔多斯盆地中生代湖盆中部,行政区属甘肃省华池县、陕西省志丹县,勘探面积5500平方千米。2009年以来,长庆油田的地质家们依靠新思路、新技术以及新模式,推行勘探开发一体化运作,在元284-里70井区新增探明储量2.6亿吨,在白255-白468井区新增控制储量2亿吨,发现了华庆5亿吨级大油田。

漫长的逼近

华庆地区的勘探分为三个阶段,长庆油田的地质家们在漫长的岁月里,一步步地逼近,却在关键时刻扭头而去。20世纪70年代长庆油田会战初期,在鄂尔多斯盆地大规模的侏罗系勘探中,在古地貌油藏的成藏理论指导下,华庆地区石油勘探早期主要勘探目的层为延安组延9、延10油层,通过勘探先后在侏罗系甘陕古河两岸的坡咀上发现了元城、五蛟、城壕等一批侏罗系高产油藏。

到90年代,尤其是安塞油田勘探开发突破之后,依据三角洲成藏理论,通过深化沉积相研究,在华池、南梁、白豹地区发现长3、长4+5等三叠系复合油藏,取得了低渗透油藏勘探的根本性突破。

在鄂尔多斯盆地晚三叠世陆相湖泊发展的鼎盛时期,在半深湖-深湖相带中大面积发育了延长组长7段富有机质优质烃源岩,通过新的评价标准,该套烃源岩是盆地内最好的生油岩,外观呈黑色、点火可燃,而且厚度大,分布广,生烃量巨大。华庆地区三叠系勘探表明,这一地区长7非常发育,那么这套生油层生成的原油到哪里去了呢?

人们自然联想到位于长7上部的长6,思想上正在逼近一个大油田,但恰在此时,有人提出反对意见,认为华庆地区长6为半深湖-深湖的湖盆中心,不可能形成好的储集砂体。更要命的是,这种对华庆地区长6勘探持否定的观点占了上风,导致一段时间内,华庆地区长6等储层的勘探陷入停顿。

飞来的油田

难道一个大油田能从空中飞来吗?一般的回答是:不可能!但华庆油田从某种意义上说确实是飞来的油田。

在沉寂了近10年后,华庆地区三叠系勘探再次启动。不同的是,这一次,几位年轻的地质家对“湖盆中部以泥质岩类沉积为主,缺乏有效储集体”的权威观点提出了挑战,提出了“源外成藏”的观点,认为物源未必一定是水流带来的,也可能是空中飞来的。2004年,白209在长6钻遇厚油层,取得了华庆地区长6勘探的重大破突,拉开了华庆亿吨级油田勘探的序幕。

此后,华庆地区勘探呈全面开花之势,通过预探、评价整体研究,整体部署实施,长6油层先后有140口井获工业油流,最高达到了51.51吨/天。长6勘探取得重大突破后,地质家仍然意犹未尽,认为长7生成的巨量原油不可能只向上运移到长6储层,还可以“上生下储”,也就是说原油生成后向下储藏在长8及长9地层中。有了这种想法,那就动手勘探吧。结果,长8和长9油层勘探也获得重要发现,短期内长8油层就有45口井获工业油流,平均试油产量15.07吨/天,最高101.92吨/天,而长9也有工业油流井10口,平均试油产量9.2吨/天,最高20.74吨/天。

近年来,通过整体研究、整体部署、整体勘探,华庆地区长6、长8、长9等油藏的勘探快速推进,已落实了8亿-10亿吨规模储量。

物源之谜

华庆油田勘探突破的取得,突破了“湖盆中部以泥质沉积为主,无有效储集体”的传统认识,构建了坳陷湖盆中部延长组长63厚层砂体为深水重力流—三角洲复合沉积,具体可划分为三角洲前缘沉积、滑塌沉积、砂质碎屑流沉积以及浊流沉积4种类型。

什么是“深水重力流—三角洲复合沉积”?尤其是“重力流”是什么意思?正常情况下,河流进入湖泊时,流速减缓,其挟带的大颗粒砂子会沉积在河流三角洲地带,而湖盆中心则只有颗粒细微的泥质沉积。在此过程中,起决定作用的是“水力”。华庆地区在长6期位于湖盆中心,正常情况下,不可能形成大的储集砂体。但长庆的地质家认为,鄂尔多斯盆地为秦岭、阴山、贺兰山、吕梁山、太行山所包围,在漫长的地质年代,这些山脉曾经火山运动非常活跃,激烈喷发的火山碎屑可能形成湖盆中心的沉积砂体。此外,强烈而继发性的沙暴也可能将巨量的砂子送入湖盆中心从而形成相对较好的储集砂体。在此情况下,起决定作用的是“重力”。总而言之,华庆地区长6储层的形成,很可能是从空中飞来的。

为了给勘探选区提供依据,此后,长庆油田的地质家们系统地开展沉积体系、砂体形态、储集条件及油藏富集规律研究。围绕物源方向的问题,先后采用了轻重矿物组合特征、石英阴极发光特征、地震相特征及成像测井资料等方法进行了分析,得出华庆地区长6沉积物源来自盆地东北和西南方向,其中以东北向为主要的物源方向。

华庆地区勘探取得突破之后,针对长6砂体厚度大,非均质强,低阻油层、高阻水层、难以识别,薄互油层、压裂改造难度大等一系列问题,开展了黄土塬地震攻关,精细刻画砂体展布,为寻找“甜点”提供条件。强化低渗储层定性、定量评价,提高测井对油层的判识率,有效避免了低产低效井的出现,缩短了产建周期,降低了建产风险。优化压裂模式,提高厚层油层的改造效果。通过一系列措施,华庆油田的开发效益进一步得到提升。

启示与感悟

华庆地区的勘探成果,最大的动力是解放思想。一个人或一代人对某个地质现象只能形成有限的认识,不可能是终极的。勘探过程是一个树立权威而后又打倒权威的无情过程,如果迷信权威的观点,往往会作出错误的结论,延缓大油气田的发现。对于勘探家来说,应该头脑中装有油气,要有找油的激情。勘探顺利时,要保持清醒的头脑,逆境时,要冷静分析,思维要敏捷。要用发展的眼光看问题,用否定之否定的姿态,不断更新自我认识、地质认识,重新评价工程技术,不断解放思想,勇于探索,制定正确的勘探工作思路,并在实践中大胆创新,勘探才能取得新的突破与进展。鄂尔多斯盆地几次重大的勘探转移,无不处处闪烁着解放思想、转变观念的火花。华庆地区的实践轨迹,就充分说明了这个道理。

不断深化地质认识是实现华庆勘探大发现的关键。华庆油田的勘探是在系统分析陕北安塞油田成功经验基础上才形成了新的地质认识,才取得重大突破。正是通过对整个盆地地质认识的加深,才使地质家们突破了“湖盆中部以泥质岩类沉积为主,缺乏有效储集体”的传统观念,提出了“长6期湖盆中部大面积富砂”的新认识。认为长6期相互叠合的三角洲前缘水下分流河道砂体及深湖-半深湖区发育的大型复合浊积体形成了有效的储集层,三种成岩相带控制了相对高渗储层的分布,具备形成大型岩性油藏的有利地质条件,具有较大的勘探潜力。

攻克关键技术是实现勘探大突破的保障。鄂尔多斯盆地延长组岩性油藏具有低渗、低压、低产的“三低”特点。多年来,紧密围绕提高勘探成功率和单井产量,坚持科技创新,不断探索先进适用的勘探技术,重点从综合物探、油层判识、压裂改造等方面加强攻关,为低渗透油层勘探取得突破提供了技术保障。

勘探开发一体化是提高勘探成效的重要举措。西部大庆的建成,长庆5000万吨的实现,依赖于雄厚的油气储量做基础,传统的“先探明、后评价、再开发”思路,不论从效率上还是效益上,显然已不能适应储量高速增长。长庆人探索总结形成的勘探开发一体化思路和方法,有效化解了这一困境。其核心就是勘探在点上突破,评价全方位跟进,开发紧跟评价部署,迅速扩大油气发现面积,获得事半功倍的勘探效益。勘探开发一体化带来的另一个奇迹,使新发现的油气储量迅速变成生产能力,正因为如此,华庆油田已经成为长庆大规模开发的主战场之一。

中深前奏

2011年8月,有一口探井在塔里木盆地炎热的沙海里开钻,它就是中深1井。它是部署在塔中隆起东部的一口风险探井,钻探目的是探索塔中隆起寒武系盐下白云岩含油气性,为塔中大油气区寻找战略接替。

2012年5月,中深1井完钻,完钻深度6835米。试油在下寒武统肖尔布拉克组获日产天然气3万立方米,在中寒武统测试共获原油110立方米,取得了寒武系盐下的重要发现苗头。2012年11月,为了查明寒武系盐下储层特征,评价其产能情况,实施了中深1侧钻井—中深1C井。2013年7月,中深1C井经小型酸洗后,用6毫米油嘴放喷求产,获日产天然气15.85万立方米。至此,中深1井寒武系盐下白云岩取得重要战略性突破。

中深1井的发现是塔里木盆地寒武系盐下白云岩原生油气藏首次获得的战略性突破,初步印证了塔里木几代勘探家对于寒武系盐下大油气田的构想,揭开了寒武系深层油气藏神秘面纱。

中深1井的发现是新层系、新领域的突破,初步展示了塔里木盆地寒武系盐下广阔的勘探领域和巨大的勘探潜力。塔里木盆地寒武系盐下储盖组合分布范围超过20万平方千米,资源潜力巨大,是未来塔里木盆地油气大发现的前奏。

曲折历程

1989年5月5日,部署在塔里木盆地中部的塔中1井正式开钻。完井后试油,油气柱高达199米,在白云岩潜山获得高产油气流,日产油576立方米,日产天然气34万立方米。有专家豪迈地说:“我们的脚下,就是一个东方‘科威特’”。然而此后,塔中1井的油气柱高度便迅速下降,好像一瓢冷水,当头泼向了喜悦的人群。

塔中1井之后部署的塔中3井和塔中5井相继失利,使“塔中古隆起”认识受到质疑。但勘探家们心有不甘:不是一个大构造,会不会是一群小构造?于是寻找油田群的观点被提了出来。相继部署了塔中2、塔中18、塔中19和塔中17等一批探井。结果,这些探井全部落空,寻找油田群的希望也化为泡影,志留系的勘探最终无功而返。此后不久,勘探家们利用当时品质较差的地震资料,发现了一个延伸长达300千米、断距达2000米的巨大断裂带。这个断裂带被命名为“塔中Ⅰ号断裂带”,结果勘探又告失败。

在此期间,盆地内钻探了大量“1”字号探井,包括轮南1、英买1、库南1、塔东1等井,也取得了一定的钻探成果。首次揭示塔东寒武系地层,对盆地构造沉积演化与下古生界沉积相系统认识起到了至关重要的作用。

1995年前夕,塔中、轮南与英买力奥陶系灰岩油气田的评价遇到了困难,主要问题是对灰岩储层发育特征与分布规律认识不清,评价井英买101、塔中101、塔中102、塔中103、塔中104井相继失利,下古生界碳酸盐岩油气勘探陷入迷茫。为此,转变勘探思路和勘探方向,瞄准中央古隆起大型台背斜,探索寒武系白云岩,相继上钻了和4、塔参1、方1与塔东2井,虽然钻探均见不同程度油气显示,仍未取得实质性突破。

在古隆起大型台背斜探索阶段,可喜的是发现了奥陶系灰岩油气藏,让人迷茫的是奥陶系灰岩油气藏评价勘探并不十分成功,深层寒武系白云岩的探索也未获得突破,但地质认识的提升对塔里木盆地古生界深层油气勘探不管是勘探思路的转变还是勘探方向的转移,都起到了积极的推动作用。

聚焦盐下

1997年,和4井钻探揭示了中下寒武统优质的生储盖组合之后,掀起了一轮以寒武系盐下白云岩为主要勘探目的层的探索,中国石油与中国石化两家公司在巴楚隆起相继钻探了康2、和田1、同1、和6、巴探5与玛北1井。之所以巴楚隆起作为早期寒武系盐下勘探的先锋区块,是因为通过二维地震连片解释,在巴楚隆起寒武系盐下发现了成排成带的大构造,具有构造隆起幅度高、圈闭面积大、埋藏深度适中等优势。巴楚隆起多排断裂构造带包括吐木休克断裂构造带、康塔库木断裂构造带、古董山断裂构造带、玛扎塔格断裂构造带等,四大构造带埋深小于6000米,范围总面积超过3000平方千米。实钻结果,上述6口探井相继落空。

由于巴楚隆起寒武系盐下白云岩勘探全军覆没,迫使勘探家们对寒武系产生了诸多疑问:寒武系是否具有规模油气成藏条件?古老的寒武系即使能够形成油气藏,经历多期剧烈构造运动之后还能否保存下来?寒武系盐下白云岩有利勘探方向在哪儿?

在这样的背景下,塔里木的勘探家们基于对寒武系盐下白云岩勘探领域基本石油地质条件的整体把握,坚定信心,开展了四个重新认识研究:一是重新认识古隆起构造与成藏演化,锁定塔中深层寒武系;二是重新认识塔参1井失利原因;三是重新认识巴楚—塔中隆起中下寒武统蒸发岩与白云岩储盖组合展布;四是利用塔中三维地震重新落实寒武系深层大背斜断裂构造特征。

在以上重新认识基础上,厘清了塔中地区寒武系盐下优质储盖组合区域稳定分布,坚定了勘探信心。重新落实中深寒武系大背斜断裂构造特征,确定钻探靶区,大胆部署风险探井中深1,最终实现塔里木盆地寒武系盐下白云岩勘探领域的战略突破。塔里木盆地台盆区海相油气源问题争论已久,中深1井寒武系端元油的发现确立了寒武系烃源岩在塔里木台盆区海相油气系统主力烃源岩地位,基本解决了塔里木盆地台盆区主力烃源岩多年的争议。

启示与感悟

中深1井的战略突破,让笔者想起了苏里格大气田勘探的曲折。从1996年开始,长庆油田的勘探家们在苏里格连遭桃1井、桃2井、桃3井、桃4井四连败,每年一口探井,每年一次失败,终于在2000年初完井试气的桃5井取得成功。

虽然“探井无失败”,但每一口探井的背后,都是勘探家与地质家们呕心沥血的思考与论证,是孜孜不倦的追求。人生当中,最痛苦的事是不断地否定自己。更加不堪的是,有时候,勘探家们不得不把以前失利的井重新翻出来研究一番,就如同揭开带血的疮痂。塔参1井是在中深1井之前部署的一口位置相近的探井,位于塔中继承性古隆起的高部位,处于长期以来油气运聚成藏的有利区,但是塔参1井钻探最终失利。在研究中深1井的过程中,勘探家们不得不把塔参1井拿出来,重新分析其失利的原因。最终发现,塔参1井中下寒武统地层减薄,造成储层欠发育是塔参1井失利的直接原因,从而为中深1井的成功找到了路标。

百折不挠应该是勘探家最重要的意志品质。

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