渤海灣盆地火成巖油氣藏勘探研究進(jìn)展

1、渤海灣盆地火成巖油氣藏勘探研究進(jìn)展復(fù)式油氣田1998年l2月multipleoil-gasfield第4期.il口fef.,.渤海灣盆地火成巖油氣藏勘探研究進(jìn)展/,一杜賢樾肖煥欽/一(勝酥面麗院)摘要以渤海灣盆地火成巖油氣藏的勘探為例,綜合利用地質(zhì),地震,測(cè)井等多項(xiàng)資料及多種新技術(shù),新方法,從巖性識(shí)別,巖相分析,形成期次,儲(chǔ)集層測(cè)井識(shí)別及其綜合評(píng)價(jià)等五方面,系統(tǒng)舟紹了渤海灣盆地火成巖油氣藏勘探的新進(jìn)展,新方法,并就火成巖的巖相分析技術(shù)和儲(chǔ)集層綜合評(píng)價(jià)方面的”侵入巖儲(chǔ)集層三元綜合評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)評(píng)述.進(jìn)而提出了火成巖油氣藏勘探研究應(yīng)全前言在百余年的油氣勘探中,國(guó)內(nèi)外不斷發(fā)現(xiàn)了各類火成巖油氣藏,

2、國(guó)外較著名的有美國(guó)的亞利桑那州的比聶赫一比肯亞正長(zhǎng)巖油氣藏,格魯吉亞的薩姆戈里一帕塔爾租里凝灰?guī)r油氣藏.印度尼西亞的賈蒂巴朗安山巖油氣藏,日本的吉井一東柏崎流紋巖油氣藏等;國(guó)內(nèi)則有克拉瑪依玄武巖油氣藏及內(nèi)蒙古二連盆地的阿北安山巖油氣藏等.綜觀世界上不同國(guó)家的火成巖油氣藏發(fā)育狀況,它們具有分布面廣.但數(shù)量少,規(guī)模較小的特點(diǎn).渤海灣盆地于1972年1月在勝利油區(qū)羅家北部的義13井首次發(fā)現(xiàn)沙三段輝綠巖油氣藏.盡管發(fā)現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較晚.但隨著勘探程度的不斷提高及勘探技術(shù)的不斷完善.近年來(lái),不同層位,不同巖石類型的火成巖油氣藏已在不同地區(qū)不斷發(fā)現(xiàn).例如,勝利油區(qū)商741沙三段輝綠巖油氣藏,羅151沙三段輝綠

3、巖油氣藏,臨4olo沙二段輝綠巖油氣藏,濱南地區(qū)沙三段玄武巖油氣藏,夏8,商746沙一段,東營(yíng)組火山錐油氣藏等;大港油區(qū)風(fēng)化店中生界英安流紋巖油氣藏,軍馬站,棗北沙三段玄武巖油氣藏及沈家鋪孔一段輝綠巖油氣藏等;遼河油區(qū)的興隆臺(tái),歐利坨子沙三段火山巖油氣藏等.勝利油區(qū)發(fā)現(xiàn)的火成巖油氣藏有逐步增多的趨勢(shì),70年代僅探明火成巖含油面積1.6kin,儲(chǔ)量61x104t;釤8o年代探明和控制含油面積1.5kin,儲(chǔ)量226x104t;而9o年代(至1997年底)既已探明和控制含油面積23.1kin,儲(chǔ)量1617x1ot.可以預(yù)計(jì),隨著各個(gè)油醫(yī)勘探程度的進(jìn)一步提高,構(gòu)造油氣藏,碎屑巖油氣藏的勘探難度將日益

4、增大,而火成巖油氣藏這種復(fù)雜的隱蔽性油氣藏的地位將日顯重要.因此,總結(jié)和交流渤海灣盆地各油區(qū)不同類型火成巖油氣藏的發(fā)育狀況及地震識(shí)別,測(cè)井判識(shí),巖相分析,儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)等勘探技術(shù),展開(kāi)專題討論,對(duì)于進(jìn)一步提高對(duì)這種特殊油氣藏的認(rèn)識(shí),推動(dòng)其勘探進(jìn)程,擴(kuò)大勘探成果,具有重要的理論和實(shí)際意義.目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)火成巖油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)尚無(wú)成功經(jīng)驗(yàn),尤其是近十年來(lái)國(guó)外幾乎還未曾報(bào)道過(guò)此類油氣藏的勘探與開(kāi)發(fā)進(jìn)展,故火成巖油氣藏的專題交流更顯必要和意義深遠(yuǎn).近幾年的勘探研究進(jìn)展近幾年渤海灣盆地火成巖油氣藏的勘探進(jìn)展較快,如1995年大港油區(qū)的棗北地區(qū)發(fā)現(xiàn)了沙三段玄武巖油氣藏,探明儲(chǔ)量達(dá)1050x10t;勝利油區(qū),1

5、994年大王北地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大72沙三段安山巖油氣藏.1997年初在商河地區(qū)的商741井沙三段輝綠巖及沙一段火山碎屑巖中獲得高產(chǎn)油流,年底控制含油面積14.8k,儲(chǔ)量937x10t,羅家油田的羅l51井也在沙三段輝綠巖中獲得高產(chǎn)油流,年底控作者簡(jiǎn)升杜賢樾男,教授緩高級(jí)工程師.1964年畢業(yè)于西南石油學(xué)院地質(zhì)系,現(xiàn)任勝利石油管理局地質(zhì)科學(xué)研究院院長(zhǎng).通訊地址山東省東營(yíng)市勝利石油管理局地質(zhì)科學(xué)研究院.郵政編碼:257015復(fù)式油氣田1998年12月制含油面積7.6k,儲(chǔ)量690x10t,另外,濱南地區(qū)的濱674,濱675井沙三段火山碎屑巖也鉆遇厚油層,并獲工業(yè)油流,預(yù)測(cè)儲(chǔ)量30010t以上.上述勘探成

6、果,促使渤海灣盆地各大油區(qū)都對(duì)火成巖油氣藏的成藏規(guī)律進(jìn)行了深入的研究,并取得了多項(xiàng)科研成果.其中勝利油區(qū)商741火成巖油藏的發(fā)現(xiàn).引起了各方面的高度重視.在鉆井,測(cè)井及試油等方面采用了目前世界上最先進(jìn)的新方法.如測(cè)井技術(shù)方面的fmi,核磁共振,ari等;在油藏?cái)?shù)值模擬研究方面還和美國(guó)grt公司進(jìn)行了協(xié)作研究.這樣的投入和重點(diǎn)研究在國(guó)內(nèi)火成巖油氣藏的勘探和研究中是空前的,在國(guó)際上也是不多見(jiàn)的.通過(guò)多學(xué)科科研人員的協(xié)同攻關(guān),逐漸形成了一些較成熟的勘探技術(shù),尤其在火成巖的巖相分析及儲(chǔ)集層的綜合評(píng)價(jià)方面有其獨(dú)創(chuàng)性,填補(bǔ)了研究中的多項(xiàng)空白.1.巖性識(shí)別勘探早期可借助航磁資料來(lái)圈主火成巖發(fā)育區(qū),但要確定火

7、成巖體的具體形態(tài),位置,目前主要依靠地震資料.主要方法是利用火成巖特殊的地震相進(jìn)行解釋,如侵入巖表現(xiàn)為穿層強(qiáng)反射,爆發(fā)相往往表現(xiàn)為丘狀,穹窿狀強(qiáng)反射,噴發(fā)溢流相玄武巖被則表現(xiàn)為與反射界面平行的連續(xù)性良好的強(qiáng)反射.此外,由于火成巖密度大.與圍巖(碎屑巖)之間常存在明顯的密度差,在常規(guī)地震剖面上往往形成連續(xù)的低頻強(qiáng)反射,一般易辯認(rèn).但有時(shí)在常規(guī)地震剖面上火成巖的強(qiáng)反射與地震反射標(biāo)準(zhǔn)層,灰質(zhì)泥巖或特殊沉積體(如砂礫巖體)形成的地震強(qiáng)反射不易區(qū)分.為此,勝利油區(qū)商741火成巖油氣藏的研究中采用了層速度分析技術(shù),即利用火成巖速度較高的特氨,通過(guò)層速度剖面清楚地將它們區(qū)分開(kāi)來(lái),識(shí)別出真正的火成巖體,這在火

8、成巖體的地震識(shí)別中是一項(xiàng)行之有效的新方法.目前通過(guò)常規(guī)的地震解釋及特殊處理方法可以有效地識(shí)別火成巖體,圈定其分布范圍并大致確定其厚度.2.巖相分析與碎屑巖儲(chǔ)集層發(fā)育受沉積相帶控制一樣,火成巖儲(chǔ)集層的發(fā)育同樣受巖相的控制,固此,火成巖巖相的研究是火成巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的基礎(chǔ).但以往這方面的研究做得較少,近幾年這一狀況才得到了較大改變,勝利油區(qū)商741火成巖油氣藏,大港油區(qū)棗北玄武巖油氣藏的研究都做了鞍深入的探討.建立了從單井相到剖面相,平面相分析的一套完整的火成巖巖相分析程序,在大量巖心描述的基礎(chǔ)上,根據(jù)火成巖的巖性(如火山角礫巖,凝灰?guī)r,玄武巖,輝綠巖等),結(jié)構(gòu),構(gòu)造(如氣孔一杏仁,角礫),產(chǎn)狀(枕

9、狀,穿插),烘烤現(xiàn)象等特征及其縱向變化特點(diǎn).結(jié)合測(cè)井及地震資料,劃分出多口井的單井相.通過(guò)建立巖相與測(cè)井資料的相關(guān)模式,在無(wú)取心資料的條件下,利用測(cè)井資料來(lái)劃分巖相,利用多口單井相的資料建立多條骨干相剖面.最后結(jié)合火成巖厚度變化及產(chǎn)狀分析劃分出火成巖平面相.如在商741火成巖地區(qū),研究人員將沙一段,東營(yíng)組火山巖(爆發(fā)相)劃分為火山口亞相和火山斜坡亞相;將沙三段淺成侵入巖體由邊緣向中心劃分為邊緣亞相,過(guò)渡亞相和中心亞相3個(gè)相帶;另外在侵入巖體周邊還翅1分出蝕變亞相帶(熱接觸變質(zhì)帶).火成巖巖相分析程序綜合性強(qiáng),具有推廣價(jià)值,在火成巖油氣藏分布區(qū)都應(yīng)開(kāi)展巖相分析精細(xì)研究工作,而爆發(fā)相及淺成侵入相的

10、相模式的建立具有典型性,對(duì)其他地區(qū)的同類火成巖的巖相分析具有借鑒作用.3.形成期次分析火成巖的形成時(shí)期,有助于摘清火成巖儲(chǔ)集層的演化(如裂縫的發(fā)育期次等),并可根據(jù)與油氣運(yùn)移期的關(guān)系來(lái)判斷火成巖圈閉的有效性.對(duì)于噴發(fā)巖而言,可以根據(jù)賦存的上下沉積巖層來(lái)對(duì)比和判斷火成巖形成期次,如勝利油區(qū)樂(lè)安地區(qū)始新世玄武巖可劃分出2期噴發(fā),中新世玄武巖則可劃分出6期噴發(fā),商746井區(qū)漸新世火山錐亦可劃分出至少有6期噴發(fā).但對(duì)侵入巖的形成時(shí)期就不易確定了.勝利油區(qū)商741火成巖研究中,根據(jù)侵入巖礦物成分及特殊的結(jié)構(gòu),構(gòu)造,侵入巖與斷層的切錯(cuò)關(guān)系及同位素年齡測(cè)定三者綜合分析,判斷,該井區(qū)侵入巖至少可分為2期侵入:

11、第一期侵入大致發(fā)生在沙三段沉積末期,第二期侵入大致發(fā)生在沙二段沉積時(shí)期.這種利用多種資料對(duì)侵入巖形成期次的綜合判斷法可靠性較大,對(duì)查清火成巖的形成有理論意義.4.儲(chǔ)集層測(cè)井識(shí)別在測(cè)井曲線上,火成巖特征明顯,一般具有高密度,高電阻率,低聲波時(shí)差等特點(diǎn),較易識(shí)別.但作為火成巖儲(chǔ)集層的測(cè)井識(shí)別難度較大,固為同一火成巖體的不同部位其成分和結(jié)構(gòu),構(gòu)造差異較大.不能用統(tǒng)一的測(cè)井參數(shù)值進(jìn)行刻度;另外,火成巖儲(chǔ)集性能一般較差,而巖石骨架值又較高,測(cè)井信息往往第4期杜賢樾等:渤海灣盆地火成巖油氣藏勘探研究進(jìn)展主要反映了巖石骨架.對(duì)于孔隙性的層狀火成巖,主要利用聲波時(shí)差測(cè)井來(lái)識(shí)別和評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層(如大港油區(qū)的棗北,勝

12、利油區(qū)的濱南玄武巖油氣藏),但對(duì)于高角度裂縫性火成巖儲(chǔ)集層而言.聲波時(shí)差曲線對(duì)儲(chǔ)集層的發(fā)育程度雖有影響,卻并不明顯,且因裂縫孔隙度很低,裂縫的影響遠(yuǎn)小于巖性,單一的測(cè)井曲線很難檢測(cè)裂縫.勝利油區(qū)商741井區(qū)沙三段侵入巖的研究中,在常規(guī)測(cè)井系列中主要應(yīng)用了深,淺側(cè)向電阻率,微球聚焦電阻率,中子,密波,聲波時(shí)差及井徑等共6條測(cè)井曲線來(lái)綜合判斷裂縫的發(fā)育程度.其中深,淺側(cè)向電阻率差異值的大小最能反映高角度裂縫性儲(chǔ)集層的發(fā)育程度,裂縫發(fā)育段表現(xiàn)為較高的正差異,裂縫不發(fā)育段表現(xiàn)為差異值很小.另外,在商741火成巖油氣藏研究中還大量采用了fmi(微電阻率成像)及核磁共振測(cè)井技術(shù).fmi這種新興的成像測(cè)井技

13、術(shù)能利用電阻率的細(xì)微變化.直觀地反映巖石的顆粒大小,結(jié)構(gòu),構(gòu)造及孔隙,裂縫的發(fā)育狀況.對(duì)于裂縫性儲(chǔ)集層而言,fmi測(cè)井能較好地測(cè)出裂縫的長(zhǎng)度,平均水動(dòng)力寬度,裂縫密度,傾角大小等參數(shù),特別是還能測(cè)定裂縫的方位,這是巖心觀察,描述無(wú)法做到的.通過(guò)這些參數(shù)可對(duì)單井的火成巖裂縫發(fā)育狀況利用美國(guó)斯侖貝謝公司的elan解釋系統(tǒng)進(jìn)行定量評(píng)價(jià).核磁共振測(cè)井的最大優(yōu)勢(shì)就是不受巖性的影響,根據(jù)共振強(qiáng)度和延遲時(shí)間可準(zhǔn)確地求取巖石的孔隙度和滲透率,如商741井區(qū)沙三段侵入巖核磁共振測(cè)井反映總孔隙度為1.0%90%,平均值為4.0%,可動(dòng)流體孔隙度為1.0%,與大直徑巖心樣品分析結(jié)果吻合,為準(zhǔn)確求取儲(chǔ)集層參數(shù)提供了可

14、靠的依據(jù).儲(chǔ)集層測(cè)井判識(shí)一是要找準(zhǔn)特征測(cè)井曲線,并強(qiáng)調(diào)多種常規(guī)測(cè)井的綜合應(yīng)用;二是要推廣,應(yīng)用,象fmi和核磁共振這種目前世界上最先進(jìn)的測(cè)井技術(shù).它們對(duì)火成巖儲(chǔ)集層研究有特殊的功效.5.儲(chǔ)集層綜合評(píng)價(jià)盡管目前還沒(méi)有完善配套的技術(shù)方法,但在某些火成巖的評(píng)價(jià)中實(shí)用的一些方法已見(jiàn)到成效,主要有地質(zhì)綜合分析方法和地震預(yù)測(cè)技術(shù).勝利油區(qū)商741火成巖油氣藏的研究中,對(duì)影響侵入巖儲(chǔ)集層發(fā)育的多種因素進(jìn)行了綜合分析,提出了”三元綜合評(píng)價(jià)技術(shù)”.該技術(shù)綜合考慮了影響侵入巖裂縫發(fā)育的3個(gè)主要因素:即巖相(巖相元),后期構(gòu)造應(yīng)力產(chǎn)生的斷裂(斷裂元)及造成的巖層彎曲變形(巖層彎曲變形元),將儲(chǔ)集層分為四類,定性地評(píng)

15、價(jià)侵入巖儲(chǔ)集層發(fā)育狀況.該方法已用于控制儲(chǔ)量的計(jì)算上,其結(jié)果與后來(lái)的鉆探實(shí)際吻合較好.該技術(shù)地質(zhì)依據(jù)充分,適用于裂縫性侵入巖儲(chǔ)梟層的早期定性評(píng)價(jià),可用來(lái)指導(dǎo)探井及滾動(dòng)井的部署.大港油區(qū)棗北沙蘭段玄武巖油氣藏的研究中,發(fā)現(xiàn)這套孔隙性玄武巖總體上較致密,速度高于圍巖(碎屑巖),但孔隙發(fā)育的玄武巖(孔隙度為2o%30%),其速度比孔隙不發(fā)育的玄武巖明顯要低,于是利用”高速中找低速”的辦法,用二維地震資料進(jìn)行測(cè)井約束反演,作出了每期玄武巖的平均速度平面圖,對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行定量評(píng)價(jià),取得了明顯的成效.該技術(shù)可用于孔隙性層狀火成巖的定量評(píng)價(jià),具有較大的推廣價(jià)值.又如勝利油區(qū)羅151井沙三段輝綠巖油氣藏的研究也

16、采用了測(cè)井約束反演技術(shù),發(fā)現(xiàn)輝綠巖表現(xiàn)出明顯的高速特征,并從中心亞相向邊緣亞相速度逐漸降低,侵入巖底部的低速特征正好對(duì)應(yīng)著儲(chǔ)集層發(fā)育部位.說(shuō)明利用速度特征來(lái)預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)集層是可行的.另外,該區(qū)還通過(guò)瞬時(shí)相位,瞬時(shí)振幅和瞬時(shí)頻率等地震瞬時(shí)信息特征.對(duì)儲(chǔ)集層的發(fā)育狀況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè),也見(jiàn)到了一定的成效.研究發(fā)展趨勢(shì)盡管渤海灣盆地火成巖油氣藏的勘探近幾年成果顯著.研究工作也有了較大進(jìn)展,某些方面還有所突破,但由于火成巖成因特殊,火成巖油氣藏目前在油氣儲(chǔ)量中所占的比重仍較小,開(kāi)展研究工作相對(duì)也較晚,較步,因此對(duì)其認(rèn)識(shí)水平,研究深入程度相對(duì)砂巖類,灰?guī)r類油氣藏而言還相差甚遠(yuǎn),或者說(shuō)研究尚處于起步和草創(chuàng)階段

17、,許多認(rèn)識(shí)是宏觀的.技術(shù)上也尚未完善配套,勘探開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題還很多,其中火成巖儲(chǔ)集層的強(qiáng)非均質(zhì)蛙是制約勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵問(wèn)題.如何準(zhǔn)確建立火成巖儲(chǔ)集層三維非均質(zhì)模型將是今后火成巖油氣藏研究中需要長(zhǎng)時(shí)間攻關(guān)的重要課題.因此,今后的研究發(fā)展趨勢(shì)是:(1)全面細(xì)致地開(kāi)展巖相分析通過(guò)巖相分析,建立正確的地質(zhì)模型,這是火成巖其他一切研究項(xiàng)目的基礎(chǔ).不同地區(qū)的同類火成巖體其巖相既有其共性,更有其個(gè)性,對(duì)某一地區(qū)的火成巖體而言,其他地區(qū)的巖相模式也只能作為借鑒和參考,不能4復(fù)式油氣田1998年12月全盤(pán)照搬,必須具體問(wèn)題具體分析,按照巖相分析程序,從大量的巖心觀察,描述等基礎(chǔ)地質(zhì)工作入手,建立本地區(qū)某火成巖體

18、的巖相模式.這一工作在每一個(gè)火成巖體的研究中都應(yīng)從頭傲起.(2)儲(chǔ)桌層預(yù)測(cè),評(píng)價(jià)向半定量一定量化發(fā)展目前利用速度信息進(jìn)行測(cè)井約束反演對(duì)成層性良好的孔隙性火成巖儲(chǔ)集層的預(yù)測(cè)效果較好,但對(duì)高角度裂縫性火成巖非均質(zhì)模型的建立及儲(chǔ)集層的橫向預(yù)測(cè)難度仍較大.這是由于裂縫發(fā)育帶需要多條測(cè)井曲線綜合判識(shí)來(lái)確定,因此僅利用一,二條測(cè)井曲線(如深,淺側(cè)向電阻率)所作的地震反演還不能反映裂縫發(fā)育帶的全貌.何況地震的縱向分辨率遠(yuǎn)低于測(cè)井資料,不能剔除火成巖中泥巖隔層的影響,也降低了精度,因此要準(zhǔn)確進(jìn)行火成巖儲(chǔ)集層的定量描述還有許多技術(shù)難關(guān)需要攻克.首先.要建立巖相一測(cè)井相一地震相三者的相關(guān)模式;然后,要剔除巖石骨架

19、對(duì)測(cè)井資料的影響,找出對(duì)儲(chǔ)集層變化(裂縫發(fā)育狀況)最為敏感的特征的測(cè)井響應(yīng),并建立測(cè)井響應(yīng)與地震參數(shù)(包括速度,振幅,頻率等)的相關(guān)關(guān)系,用特征的地震信息(不同火成巖體可用不同地震參數(shù))對(duì)儲(chǔ)集層開(kāi)展半定量一定量描述,以指導(dǎo)勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐.渤海灣盆地經(jīng)三十余年的火成巖油氣藏的勘探及綜合研究,已積累了一些經(jīng)驗(yàn),取得了一些認(rèn)識(shí),尤其是近幾年經(jīng)大量的勘探和科技投入.成果顯著,對(duì)火成巖油氣藏的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深入,在地質(zhì)綜合研究,測(cè)井判識(shí)及地震預(yù)測(cè)等方面已形成了一些行之有效的勘探技術(shù).此外,在火成巖油氣藏的鉆井及試油等工藝技術(shù)方面也有了改善,為今后火成巖油氣藏的勘探做了一定的技術(shù)儲(chǔ)備.通過(guò)進(jìn)一步的技術(shù)攻關(guān),可以預(yù)計(jì),今后火成巖的研究一定會(huì)有更大的突破,勘探一定會(huì)取得更多更大的成果.參考文獻(xiàn)1王秉海.錢(qián)凱主編勝利油區(qū)地質(zhì)研究與勘探實(shí)踐.東營(yíng):石油大學(xué)出版社.1992(收稿日