塔里木盆地古城地区奥陶系天然气勘探重大突破及其启示

2012年位于塔里木盆地古城低凸起上的古城6井奥陶系获高产稳产天然气流,发现了塔里木盆地继塔中、塔北之后的又一个碳酸盐岩增储上产领域。古城低凸起的勘探经历了由海相碎屑岩勘探向奥陶系坡折带台缘礁滩体勘探,再向奥陶系台内层间岩溶领域勘探的3个阶段:①1995—2003年,以东河砂岩海湾岩性圈闭、志留系超覆岩性圈闭与上奥陶统浊流沉积体为主要目标的海相碎屑岩勘探阶段;②2003—2006年,以坡折带台缘礁滩体为主要目标的勘探阶段,古城4井见到了油气发现的曙光;③2007—2009年深化了层间岩溶勘探认识,突出地震攻关,优选有利区带,打破常规超前部署三维地震为油气突破奠定了重要基础,2009—2012年,精细研究,部署古城6井,取得了油气勘探的重大突破。古城6井的重大突破,证实了古城地区下古生界碳酸盐岩地质条件优越,油气勘探前景广阔,为油气勘探带来了3点重要启示:①地质认识的突破,是获得勘探突破的前提;②攻克瓶颈技术,部署三维地震,是获得勘探突破的重要保障;③解放思想、坚持探索是实现新区勘探突破的关键。

塔里木盆地中深1井寒武系盐下白云岩原生油气藏的发现与勘探意义

塔里木盆地下古生界白云岩分布范围广,厚度大,生储盖空间配置条件优越,是盆地内重要的勘探领域。自塔里木石油会战以来,下古生界白云岩领域投入了大量勘探工作,却未获得规模性发现。2010年前后,在塔中—巴楚地区稳定的储盖组合、古隆起成藏条件更好的认识基础上,转变勘探思路,锁定塔中继承性古隆起,应用三维地震评价技术,实施了中深1井;该井在寒武系盐下白云岩获得突破,揭开了寒武系白云岩勘探的新篇章。中深1井在中下寒武统发现两套油气层,一套位于中寒武统阿瓦塔格组,以低黏度、含蜡轻质原油为主;另一套位于下寒武统肖尔布拉克组,表现为干气气藏。中深1井的突破对塔里木盆地油气勘探意义重大,首次在盆地内发现内幕白云岩油气藏,证实了寒武系盐下白云岩具备规模成藏的石油地质条件,落实了一个分布面积近30×104km2的新的战略接替领域。同时,中深1井寒武系盐下油气藏的发现,表明寒武系烃源岩可能是塔里木盆地台盆区的主要烃源岩,将对该盆地台盆区的勘探有着深远的影响。

塔里木盆地晚泥盆世—早石炭世东河砂岩沉积相

东河砂岩是塔里木盆地主要的勘探目的层和产油层之一。经过多年艰苦勘探和多学科综合研究 ,现已认识到东河砂岩为晚泥盆世晚期至早石炭世早期海平面上升背景下沉积的一套海侵底砂 (砾 )岩 ,在盆地范围内是一个明显的穿时沉积体。东河砂岩以滨浅海相陆源碎屑沉积占优势 ,局部发育海陆过渡相陆源碎屑沉积。根据盆地内 10 0多口井资料的岩石学特征、沉积特征以及其它指相标志的综合分析 ,在东河砂岩中识别出滨岸、河口湾、辫状河三角洲以及冲积扇等不同的沉积相类型 ,其中高能碎屑滨岸相最重要 ,分布最广。东河砂岩沉积早期和中期 ,盆地主要为高能碎屑滨岸相和碎屑陆棚相沉积 ,末期海侵达到最大 ,盆地内为碳酸盐台地沉积 ,而轮南及盆地北部一带受物源区的影响 ,出现混积滨岸和碎屑滨岸沉积。东河砂岩明显具有填平补齐的沉积特征 ,其砂体厚度在缓坡处减薄、陡坡处增厚、遇孤岛减薄或尖灭 ,这些沉积特征为形成东河砂岩非构造圈闭奠定了良好的地质基础。满加尔、轮南、塔中、玛扎塔格以及草湖地区都有可能找到该类油气藏 (田 ) 。

塔中Ⅰ号坡折带上奥陶统礁滩型储层发育特征及其主控因素

塔中Ⅰ号坡折带上奥陶统发育大型台缘礁滩复合体,具有小礁大滩的结构特征,多旋回礁滩体纵向多期加积叠置、横向复合连片。静态和动态资料表明礁滩复合体基质孔隙度低,属低孔特低渗储层,以孔洞-裂缝型、洞穴型、孔洞型储层为主,次生的溶蚀孔洞和构造裂缝是礁滩复合体最有效的储、渗空间。研究表明,有利沉积相带是礁滩型储层发育的基础,优质储层主要沿台缘礁滩相展布,岩溶作用和构造作用是古老碳酸盐岩储集性能改善的关键,所形成的大型缝洞系统是油气高产稳产的主要原因。

库车前陆冲断带深层盐下大气田的勘探和发现

克拉2气田发现之后,库车前陆冲断带油气勘探一度陷入低谷,油气勘探陷入两难:中浅层除克拉2气藏外,没有新的可钻探圈闭发现,失去方向;构想进攻深层,又面临勘探遭遇复杂、地质认识不清、圈闭落实困难、技术储备不足等困境。针对上述难题,一是重新认识库车含盐前陆冲断带,坚定勘探信心,锁定克拉苏构造带盐下深层勘探主攻领域;二是开展宽线大组合、三维采集处理、盐相关构造建模、相控速度建场等地震、地质一体化技术攻关,发现克深—大北区带,新发现、落实一大批可钻探圈闭;三是强化钻井技术攻关,成功实现盐下超深高压高温气藏高效快速钻进。十年来,克拉苏构造带勘探深度从4000m拓深至8000m,发现了克深2、博孜1等多个大型气田,克深区带万亿立方米天然气资源逐渐明朗。克拉苏深层盐下大气田勘探突破得益于地质认识的创新、勘探技术的进步和锲而不舍的勘探实践。

塔里木盆地西部阿克莫木气田形成初探

塔里木盆地西部阿克莫木气田天然气为非烃组份含量较高的干气,干燥系数高达99 7%;天然气δ13C1和δ13C2值明显偏重,δ13C1为- 25 2‰~ - 21. 9,δ13C2为-21. 2 ^-20 .2‰,如果按传统的观点该天然气应为过成熟煤成气。但是综合气源对比研究表明阿克莫木气田天然气主要源自石炭系Ⅱ型烃源岩,成藏过程研究表明该气田主要聚集了石炭系烃源岩在Ro为1. 5%~1. 8%之后生成的天然气,具有晚期阶段聚气的特征,这是造成阿克1井天然气组份很“干”、碳同位素很重的主要原因。

库车前陆盆地超深层大油气田形成的地质认识

库车前陆盆地是近年来中国乃至全球超深层油气勘探的热点区域，在盐下6500m至8000m埋深的碎屑岩储层内发现了一批高产、稳产的大型天然气田。地质认识的进步至关重要，为超深层勘探指明了方向。（1）在顶蓬构造的减压作用下，盐下超深层仍发育规模有效储层，储层孔隙度达到3％～9％；构造强挤压应力在盐下断背斜内形成“应力中和面”效应，控制储层垂向分层特征，构造顶部发育高产储层。（2）前陆冲断带强烈挤压作用在盐下形成多排冲断带，断背斜圈闭规模发育，成排成带展布。（3）古近系一新近系巨厚膏盐岩盖层因构造挤压呈塑性流动加厚，叠置于断背斜圈闭之上，具有效封挡作用。库车前陆盆地超深层具有优越的石油地质条件及广阔的勘探前景，南部秋里塔格构造带有望成为超深层油气勘探接替领域。

东河砂岩钙结成岩作用的主要特征

石炭系底部的东河砂岩是一套优质储集层和富油层 ,也是塔里木盆地的主要产油层。本文从砂岩的成岩作用入手 ,通过对哈得 4油田钙质胶结物作用的细致研究 ,识别出 3期同生钙结成岩作用和 4期表生钙结成岩作用 ,并总结了淡水方解石的矿物特征。结合东河砂岩的时空展布特征 ,确认了东河砂岩在沉积—成岩过程中遭受过抬升剥蚀 ,目前哈得 4油田不足30m的东河砂岩应为残余厚度。

塔里木盆地奥陶系礁滩体特征与油气勘探

塔里木盆地奥陶系生物礁主要分布于塔中、巴楚、轮南地区,层位主要分布在中—晚奥陶世一间房组、良里塔格组,岩性以粘结岩、障积岩、格架岩为主。一间房组生物礁规模小,造礁群落以托盘—海绵、菌藻类为主;良里塔格组生物礁规模较大,造礁群落以珊瑚—层孔虫—钙藻为主,是目前我国发现珊瑚—层孔虫造礁群落最早的礁体。塔中Ⅰ号坡折带发育大型礁滩复合体,存在礁丘、灰泥丘、各种粒屑滩微相,有格架岩、粘结岩、砂砾屑灰岩、砂屑灰岩等,在纵向上礁丘、灰泥丘及粒屑滩多旋回发育,形成礁滩复合体,厚度巨大,最厚达300余米,在地貌上呈丘状凸起;礁滩复合体横向上沿坡折带规模分布,主体在塔中24井—塔中82井一带,东西长达220km。礁滩复合体发育优质孔洞层,溶蚀孔洞、残余粒间孔、骨架孔、构造缝是主要的储集空间,多期礁滩体储层纵向叠置、横向连片。塔里木盆地碳酸盐岩坡折带发育,有利勘探面积大,已经发现塔中礁滩型大油气田;轮古东、英买力南斜坡、满西坡折带等区带都是寻找礁滩型油气田的重要领域。

塔中地区海相碳酸盐岩特大型油气田发现的关键技术

塔中隆起海相碳酸盐岩成藏地质异常复杂,地面条件极其艰苦,油气勘探开发面临世界级难题挑战。经过15年艰苦攻关,发展了海相碳酸盐岩油气成藏理论:古隆起及斜坡控藏控储、多成因叠合复合缝洞系统地质模型、多充注点多期次大面积复式混源成藏理论;创新了海相油气勘探开发配套技术:大漠区超深层碳酸盐岩地震采集处理、缝洞量化雕刻、烃类检测、高产稳产井部署、超深高温碳酸盐岩钻井完井工艺、缝洞型碳酸盐岩储集层大型酸压改造等配套技术。运用上述理论及技术查明了塔中隆起奥陶系碳酸盐岩十亿吨级凝析气田,已探明中国奥陶系第一个礁滩复合体大型油气田,3×108 t油气规模基本落实,100×104 t产能初步建成;发现了塔中北坡鹰山组层间岩溶大型凝析气田,7×108 t油气规模逐步明朗,400×104 t产能建设全面启动。创新成果丰富了海相油气地质理论,推动了关键技术的进步。

库车坳陷中部新近系—第四系砾岩层的沉积特征及分布规律

为了解决库车坳陷新近系—第四系砾岩层引起的速度变化和工程决策问题,利用砾岩层野外露头和钻井岩屑等资料,对砾岩层的沉积特征及分布规律进行了系统研究。分别对野外砾岩层和钻井岩屑的厚度、岩性、结构构造及砾石成分进行统计分析,在区域上对各层系的砾岩层进行划分和对比。认为库车坳陷新近系—第四系砾岩层可以划分为四期,具有冲积扇、扇三角洲及冲积平原三种沉积成因,它们的规模、水动力条件及沉积构造等具有较大差异。以冲积扇砾岩层规模大,发育四大物源体系,各物源体系的砾石成分分区明显,砾石粒径随相带分异。库车坳陷砾岩层整体具有纵向上多期次连续发育、相带差异明显,横向上相变快、集中分布的特点,新生代构造演化、构造样式及南北向断裂是控制砾岩层发育、沉积特点及分布规律的主要因素。

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶分类、期次及勘探思路

奥陶系海相碳酸盐岩已成为塔里木盆地最重要的勘探开发层系,岩溶作用则是形成优质碳酸盐岩储集层的关键因素之一。针对塔里木盆地碳酸盐岩岩溶分类方案不统一、岩溶术语界定不清楚、生产应用难度大的现状,作者分析了奥陶系不同地区、不同层位、不同时期岩溶储集层特征及岩溶发育程度的差异性,依据岩溶成因及主控因素提出了塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶分类,划分出风化岩溶、礁滩体岩溶和埋藏岩溶3大类,其中风化岩溶又分为潜山岩溶和层间岩溶2个亚类。研究指出礁滩体岩溶、层间岩溶、潜山岩溶是塔里木盆地的重要勘探岩溶类型,并以构造运动为主线将奥陶系岩溶划分为5期,开展了不同类型岩溶特征及分布规律研究,指出了3种重要类型岩溶的勘探思路。此次研究统一了塔里木盆地奥陶系岩溶分类及期次,对勘探开发生产和研究工作具有较强的指导性,具有重要的理论指导及实践应用意义。

哈拉哈塘—英买力地区奥陶系烃包裹体研究

哈拉哈塘—英买力地区奥陶系共有3期烃包裹体,第Ⅰ期烃包裹体代表一期高成熟稠油充注;第Ⅱ期烃包裹体代表一期中质成熟油气充注;第Ⅲ期烃包裹体代表一期高成熟轻质油气充注。第Ⅰ期由晚加里东运动期寒武系重质源油进入哈拉哈塘在哈601-2井、哈601-1井附近成藏;第Ⅱ期由晚海西运动期中上奥陶统原油进入整个哈拉哈塘—英买力地区;第Ⅲ期由燕山—喜马拉雅运动期调整的凝析-轻质油进入英买2地区及哈拉哈塘地区南部而成藏。3期油气充注和调整,形成了哈拉哈塘—英买力地区现今油气性质特征。

塔里木盆地和田河气田成藏条件及控制因素

和田河气田位于巴楚凸起南侧，晚加里东期以来始终处于构造高部位。主要烃源岩为寒武系、奥陶系及石炭系，天然气主要来源于寒武系古油藏的原油裂解气和干酪根裂解气，凝析油来源于石炭系烃源岩。主要储集层为石炭系生屑灰岩段、奥陶系古潜山碳酸盐岩、石炭系砂泥岩段和砂砾岩段碎屑岩，发育三套区域性盖层和多套区带性盖层，形成良好的储盖组合。成藏控制因素包括六个方面：①发育寒武系优质烃源岩，二叠纪火山活动使寒武系油源的古油藏裂解为干气，成为气田的主要气源。②构造运动使该区长期成为油气指向区并造成两侧的断裂发育，有利于形成断背斜圈闭；伴随断裂发育了裂缝系统，改善了储集物性。③断裂构成油气垂向运移的通道；奥陶系潜山不整合面成为油气横向长距离运移的通道。④三套区域性盖层和若干区带性盖层是和田河气田保存的关键因素之一。⑤溶蚀作用使缝洞系统发育，大大改善了碳酸盐岩的储集物性。⑥气田的构造形成期为早—中喜马拉雅期，晚期抬升运动只造成气田内山体出露，对主体构造没有造成影响，使气田得以保存完好。

塔里木盆地寒武系——奥陶系碳酸盐岩层序地层特征

层序顶部边界的研究在碳酸盐岩层序研究中非常重要,碳酸盐岩层序顶部边界可分为暴露—整合层序边界和弱暴露—整合层序边界。弱暴露—整合层序边界称为A型层序边界,其层序称为A型层序。暴露—整合层序边界称为B型层序边界,其层序称为B型层序或AB型层序。通过野外露头观察、岩心观察、钻/测井层序分析以及地震资料的综合解释,建立了塔里木盆地寒武系—奥陶系层序地层格架:寒武系划分8个层序,奥陶系划分9个层序。寒武系—中下奥陶统以及上奥陶统吐木休克组、良里塔格组为碳酸盐台地沉积,碳酸盐岩层序包括基准面上升半旋回和基准面下降半旋回的沉积,将这些层序划分为A型层序、B型层序和AB型层序。

塔里木盆地和田河气田成藏条件及控制因素

和田河气田位于巴楚凸起南侧,晚加里东期以来始终处于构造高部位。主要烃源岩为寒武系、奥陶系及石炭系,天然气主要来源于寒武系古油藏的原油裂解气和干酪根裂解气,凝析油来源干石炭系烃源岩。主要储集层为石炭系生屑灰岩段、奥陶系古潜山碳酸盐岩、石炭系砂泥岩段和砂砾岩段碎屑岩,发育三套区域性盖层和多套区带性盖层,形成良好的储盖组合。成藏控制因素包括六个方面:①发育寒武系优质烃源岩,二叠纪火山活动使寒武系油源的古油藏裂解为干气,成为气田的主要气源。②构造运动使该区长期成为油气指向区并造成两侧的断裂发育,有利于形成断背斜圈闭;伴随断裂发育了裂缝系统,改善了储集物性。③断裂构成油气垂向运移的通道;奥陶系潜山不整合面成为油气横向长距离运移的通道。④三套区域性盖层和若干区带性盖层是和田河气田保存的关键因素之一。⑤溶蚀作用使缝洞系统发育,大大改善了碳酸盐岩的储集物性。⑥气田的构造形成期为早—中喜马拉雅期,晚期抬升运动只造成气田内山体出露,对主体构造没有造成影响,使气田得以保存完好。

塔北隆起中西部油气富集因素与勘探领域

塔北隆起中西部的油气勘探前景良好,但石油地质很复杂。区域地质资料分析表明,南天山洋盆中段形成于晚奥陶世-早志留世,塔北古斜坡是油气富集的良好条件。哈6井鹰山组烃源岩样品的实验数据显示,厚达130m的岩层有机碳含量高于0.5%,证实盆地中西部下奥陶统发育工业性烃源岩,有望使勘探深度和勘探领域得到拓宽。研究认为,塔北隆起中西部具备发育复合古岩溶体系的条件,沿不整合面和尖灭线附近是寻找大规模古岩溶油气藏群的有利地区;英买力凸起南部寒武系褶皱具备优越的油气成藏和保存条件,是潜在的油气勘探新领域。此外,英买力凸起潜山区的油气成藏控制因素较多,位于古潜山的局部构造控制油气的聚集,仍有一定的勘探潜力。

库车前陆盆地天然气成藏过程及聚集特征

天然气的组分和碳同位素主要受母质类型和成熟度双重因素的控制,这是我们研究天然气的基础。但是越来越多的证据显示成藏过程对天然气组分和碳同位素也具有明显的控制作用。尽管库车前陆盆地不同构造单元的天然气来源一致,即主要来源于侏罗系烃源岩、其次为三叠系烃源岩,但是库车前陆盆地冲断构造带、斜坡区和前缘隆起区在天然气组分、干湿程度和碳同位素组成上具有明显的差异。库车前陆盆地经历了早期油气的聚集、破坏和晚期天然气聚集、调整的过程,研究认为成藏过程对库车前陆盆地不同构造单元的天然气组分和碳同位素特征具有明显的控制作用。

塔里木盆地塔东2油藏形成历史——原油稳定性与裂解作用实例研究

塔里木盆地塔东2井寒武系储集层中的原油密度大、黏度高、非烃和沥青质含量高,发现了一些高浓度的特殊化合物(包括4-甲基甾烷、甲藻甾烷及其芳构化产物等),它们与寒武系岩石抽提物中的生物标志化合物的分布非常一致,却又明显不同于中、上奥陶统烃源岩及轮南油区的稠油,指示该原油起源于寒武系.该油藏经历了次生蚀变过程,大量生液态烃在中、晚奥陶世,生油过程在约10Ma内快速完成,此后地层继续埋深,经历了200～210℃古地温,灰岩孔、洞、缝甚至泥岩中大量存在的干沥青、原油中高含量的稠合芳烃以及重碳同位素组成是高温过程对油藏影响的重要证据.泥盆纪以后塔东2油藏抬升至地下1730m深度,其储集层温度降至约70℃(盐水包裹体均一化温度主要为60～90℃).新形成的断裂和构造裂缝沟通了寒武系早期裂缝系统中聚集的油气,导致油气向上扩散,遭受生物降解和蒸发分馏作用,而使原油进一步稠化,原油中高浓度25-降藿烷的存在以及原油的高含蜡是两种作用存在的主要证据.400Ma前形成的油藏在经历超过200℃的高温之后还能保存至今,表明原油具有高度的稳定性.

库车前陆冲断带深层大气区形成条件与地质特征

针对库车深层构造,开展"宽线+大组合"山地地震采集、高陡构造叠前深度偏移处理、深层构造建模等一系列地震勘探技术攻关,初步落实了盐下深层构造,发现并落实了一批大型构造圈闭。研究发现,库车前陆冲断带深层具有形成构造大气区的有利条件:大型叠瓦冲断构造为大油气区的形成奠定了良好的圈闭基础;优越的烃源条件与晚期强充注为大气区的形成提供了充足的烃源;深层发育大规模有效砂岩储集层,为大气区的形成提供了良好的储集空间;巨厚膏盐岩为深层大气区的形成提供了优越的盖层条件。盐下深层构造大气区油气地质特征主要表现为:油气分布受构造圈闭控制,以构造气藏为主;冲断带深层储集层物性总体较差,裂缝对油气富集高产有重要控制作用;油气分布具源-盖共控、叠置连片、整体含气的特点;储量规模较大,单井产能较高。