已“开垦”数十年的老油气田,能否开辟出新的常规油气“高产田”?
本世纪初开始,华北油田将找油重点由“找山头、找高地”全面转向“撂荒”多年的洼槽区,一举扭转了老探区规模储量多年徘徊不前的局面。
以此为基础,华北油田创新形成陆相断陷“洼槽聚油”理论,并再次指导勘探实践,推动了常规油气新增三级储量2009年至2014年连续6年上亿吨。
一个老油田,依靠地质新理论重翻家底,找到了增储稳产的“聚宝盆”,演绎出重焕青春的传奇。
常规寻宝:
洼槽区成为“撂荒”地
3月9日,宁89X井试采自喷一年转抽后,保持日产量17吨的高产态势。这是华北油田冀中河间洼槽区周缘5年来获得的第4口高产探井。事实上,这一老探区已经过多次勘探,传统找油方式逐渐失效并导致勘探多年停滞。转变思路后,华北油田新一轮勘探迎来柳暗花明。
根据常规油气运移规律,找油气一般找高点。华北油田曾经历过潜山油藏、构造油藏两大勘探阶段,其中找潜山就是找“山头”。上世纪70年代,华北油田地质工作者创新提出“新生古储”潜山成藏认识,推动了华北油田第一次储量增长高峰的到来。
随后,由于潜山大构造发现殆尽,勘探陷入停顿。上世纪80年代,地质人员根据研究,发现油气聚集受大断裂带控制。为此,老一代地质家提出“复式油气聚集带”理论,形成了华北油田第二次储量增长高峰。
这两种地质理论的共性,是瞄准位于“中央隆起带”和“背斜构造带”的正向构造带找油。而河间构造带周缘属于反向洼槽区,一直难有大突破。随后,因大圈闭大构造发现越来越少,地质人员也曾发扬“滚石上山”精神,多次勘探远离物源的洼槽区。由于勘探成效差、十探九空,洼槽区成为勘探“禁区”和“撂荒”之地。
由于没有新突破,进入“九五”后,华北油田步入“小数点”勘探阶段,目标圈闭最小仅为0.3平方公里,探明储量最少仅为6万吨。由于年新增探明储量逐年下降,储量接替不足,华北油田原油年产量急剧下滑。
老探区真的没有希望了吗?
转机在2001年出现。
1978年就投入勘探的二连巴音都兰凹陷,以往多次高点布井屡遭失利。2001年,地质工作者在洼槽周缘打出高产油井。经过多轮次勘探的地区,真的还有宝藏吗?
逆向思维:
洼槽区刨出“金豆子”
油气去哪里了?这一直是找油人苦苦思索的问题。
根据国家油气资源评价结果,冀中、二连——华北油田两大主力探区石油和天然气探明储量仅占远景资源量的34%和6.7%,而累计生产量仅为探明储量的19%和22%。这就是说,还有大量的剩余资源有待挖掘。
巴音都兰凹陷主洼槽周缘何以找油成功,引发地质人员的思考。已探明的大部分储量分布在断陷的正向构造带,而占断陷面积70%左右的反向洼槽区探明储量占比不足10%。
在传统地质认识上,油气一般聚集在正向高点,找油藏就像到高处“摘果子”。洼槽区是生油区,是树根,是不长甜果的。但是,果子的营养从“树根”运移过来,难道就没有遗漏吗?华北油田地质工作者开始有针对性地进行反向研究。
在实验室里,地质人员运用石英包裹体、磷灰石裂变径迹分析等,模拟洼槽区与正向构造带圈闭的形成及烃类充注过程,并有了石破天惊的发现。
按照常规认识,一般认为,尽管洼槽区油气优先充注,但由于构造运动、地质断裂影响,油气由深层向浅层即“地质高点”运移。然而,实验发现,洼槽区油藏圈闭不仅形成早、保存稳定,而且受成藏条件影响,反向洼槽区与正向构造带的资源量互为消长,呈现出“互补性”特征。简单来说,就是“根肥果瘦、果壮根虚”。
根据这一发现,地质人员提出断陷“洼槽聚油”新理论,确立了长期被忽视的洼槽区这一勘探新方向。随后,他们又针对洼槽区的勘探,创新建立“定洼探洼”的勘探流程与方法。
运用这一方法,华北油田2004年至2014年在洼槽区布探井300余口,成功率由过去的10%提高到50%以上。同时,在凹陷“锅底”部位刨出10多个高产高效的“金豆子”潜山油气藏并形成亿吨级规模储量。此外,还找出3个亿吨级砂岩油藏及一批3000万吨至5000万吨储量区,洼槽区储量形成新的增长高峰。
然而,地质人员并不满足于“金豆子”的收获。
技术给力:
洼槽区增储上规模
璞石在手,还需识玉之术。
洼槽区剩余油气资源丰富,但多为岩性油藏,成藏条件复杂,运聚机理各异,油藏砂层薄、变化快,识别难度大。
如何让油气宝藏见天日?华北油田地质工作者与工程技术服务单位携手合作,在地震资料、成藏模式、井筒工程及压裂技术等方面,不断创新探索,并取得突破性进展。
地层看得清了。创新城矿区三维地震勘探技术,推广叠前深度偏移、深度域属性应用等处理解释技术,实施饶阳、廊固、霸县等大面积三维地震资料连片处理。这些举措,提高了地震资料的分辨率,为一大批岩性油藏的发现提供了技术保障。
圈闭抓得准了。针对洼槽区地质的诸多差异性,建立“断层负地貌—河道砂、古储古堵潜山”等七种地层岩性油气藏成藏新模式。其中,在冀中饶阳凹陷中部开展精细研究,构建“河道砂构造—岩性油藏”新模式,一举发现了5000万吨规模储量。
油藏探得到了。油田与工程技术服务单位携手攻关,形成以定向井、欠平衡为主的快速钻井技术,以定量荧光判别、精确成像测井、高温一体化测试为主的油气藏快速录、测、试技术,蠡县斜坡、牛东潜山等以往探不到的油藏脱颖而出。
品级升得高了。洼槽区储层埋藏深、物性差,常规压裂技术增产效果不理想。为改变“摸得到却吃不到”的尴尬状况,华北油田创新压裂增产技术。压裂后,单井日产量从几吨提高到20吨以上,有效提升了储量品位,解放了洼槽区油气资源。
“洼槽聚油”理论、成藏模式和勘探技术方法的重大科技创新,获得国家科技进步二等奖,推动了油气勘探取得重大成果并5次获得中国石油油气勘探重大发现一等奖,有力支撑了华北老油田的持续发展。