汪少勇,黃福喜,宋 濤,呂維寧,賈 鵬,劉 策,范晶晶

(中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

2008年以來(lái)，美國(guó)致密油的勘探突破為其邁向能源獨(dú)立提供了堅(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)。2010年以后，中國(guó)借鑒北美致密油勘探開(kāi)發(fā)思路，在鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、松遼等盆地發(fā)現(xiàn)了豐富的陸相致密油資源，初步估算地質(zhì)資源量可達(dá)15×109t，是非常規(guī)油氣中最現(xiàn)實(shí)的接替領(lǐng)域之一[1-3]。截至2018年底，中國(guó)陸相致密油已在隴東地區(qū)延長(zhǎng)組第7段(簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)7段”)、吉木薩爾凹陷蘆草溝組、松南乾安扶余油層等區(qū)塊建成產(chǎn)能約3×106t[4-9]。

近年來(lái)，隨著中國(guó)陸相致密油勘探成果不斷擴(kuò)大和研究認(rèn)識(shí)不斷深入，陸相致密油形成的地質(zhì)條件和富集規(guī)律已基本明確，寬緩的凹槽-斜坡區(qū)、優(yōu)質(zhì)高效的烴源巖、大面積分布的致密儲(chǔ)層、有效的源-儲(chǔ)配置等四大地質(zhì)要素控制致密油的形成規(guī)模[2]。然而，中國(guó)陸相致密油地質(zhì)條件較北美海相地層差，單井產(chǎn)量低，開(kāi)采成本高?？碧綄?shí)踐表明，“甜點(diǎn)”是致密油評(píng)價(jià)優(yōu)選的核心，是效益開(kāi)發(fā)的首要目標(biāo)[10]。致密油“甜點(diǎn)”包含地質(zhì)、工程和經(jīng)濟(jì)三方面屬性，三者兼?zhèn)涞摹疤瘘c(diǎn)”開(kāi)發(fā)效益最好[10-12]。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)陸相致密油“甜點(diǎn)”評(píng)價(jià)、識(shí)別進(jìn)行了大量定量、定性研究，從烴源巖、儲(chǔ)層、油層性質(zhì)到單井最終可采產(chǎn)量(EUR)等地質(zhì)、工程、經(jīng)濟(jì)方面提出了較為系統(tǒng)的“甜點(diǎn)”參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[13-18]。本文在系統(tǒng)解剖和綜合分析中國(guó)陸相重點(diǎn)致密油區(qū)成藏特征和勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)陸相致密油“甜點(diǎn)”富集高產(chǎn)控制因素進(jìn)行初步分析，旨在明確陸相致密油勘探開(kāi)發(fā)有利區(qū)評(píng)價(jià)和優(yōu)選指標(biāo)，為中國(guó)致密油勘探規(guī)劃和部署提供依據(jù)。

1 中國(guó)陸相致密油成藏特征

中國(guó)含油氣盆地多旋回疊加沉積，致密油主要聚集在中生代-新生代以來(lái)的陸相地層中，其分布特點(diǎn)與北美海相致密油相比具有較大的差異[11,19]。北美海相克拉通盆地形成于穩(wěn)定的構(gòu)造背景，致密油分布面積大，油層分布穩(wěn)定，儲(chǔ)層較為均質(zhì)。中國(guó)致密油在陸相湖盆多凸多凹、多沉積中心、多物源、多期構(gòu)造活動(dòng)的地質(zhì)背景基礎(chǔ)上，分布面積差異大，發(fā)育細(xì)粒碎屑巖、碳酸鹽巖和混積巖等多種巖性的致密儲(chǔ)層，沉積相帶窄、變化快，總體表現(xiàn)為烴源巖類型多、儲(chǔ)層復(fù)雜、源-儲(chǔ)組合類型多、分布規(guī)模差異大、斷裂發(fā)育、油層特征復(fù)雜、“甜點(diǎn)”區(qū)分布范圍較小等特征(圖1)。

1.1 源-儲(chǔ)特征

中國(guó)陸相烴源巖的巖性包括泥巖、泥灰?guī)r、頁(yè)巖、沉凝灰?guī)r和混積巖，沉積環(huán)境有陸相淡水、半咸水和咸化湖盆等，烴源巖分布規(guī)模、性質(zhì)與盆地類型相關(guān)。中國(guó)中部大型拗陷型盆地?zé)N源巖分布面積大，累計(jì)厚度相對(duì)較小，如鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組第7段和四川盆地侏羅系大安寨段，泥、頁(yè)巖分布面積分別約為8.5×104km2和7.2×104km2，累計(jì)厚度均為20～80 m。長(zhǎng)7段以Ⅰ和Ⅱ1型干酪根為主，有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wTOC)一般為2%～20%，鏡質(zhì)體反射率(Ro)一般為0.7%～1.5%，平均生烴強(qiáng)度為4.95×106t/km2[4]；大安寨段以Ⅱ1和Ⅱ2型干酪根為主，wTOC一般為0.8%～3%，Ro一般為0.7%～1.2%，平均生烴強(qiáng)度為0.31×106t/km2[20-21]。中國(guó)東部斷陷盆地一般由多個(gè)凹陷組成，凹陷內(nèi)烴源巖面積較小，厚度較大。如渤海灣盆地遼河西部凹陷沙河街組第四段、束鹿凹陷沙河街組第三段、滄東凹陷孔店組第二段等，烴源巖為頁(yè)巖、泥灰?guī)r和混積巖，分布面積200～600 km2，累計(jì)厚度80～300 m，以Ⅱ1型干酪根為主，wTOC一般為2%～5%，Ro一般為0.5%～1.8%，平均生烴強(qiáng)度為4.8×106t/km2[22-23]。中國(guó)西部以前陸盆地為主，在前淵凹陷內(nèi)發(fā)育面積較大的厚層烴源巖，如吉木薩爾凹陷蘆草溝組烴源巖分布面積800 km2，累計(jì)厚度260 m[19]。巖性為白云質(zhì)泥巖，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型為主，wTOC一般為0.7%～8%，Ro一般為0.6%～1.7%，平均生烴強(qiáng)度為8.5×106t/km2。總體而言，中國(guó)湖相烴源巖面積、厚度、wTOC變化幅度大，wTOC中-高，且處于生烴高峰期，可為致密油聚集提供雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 中國(guó)陸相與北美海相致密油差異性特征對(duì)比圖Fig.1 Contrast of terrestrial tight oil in China and marine tight oil in North America

依據(jù)儲(chǔ)層巖性和沉積環(huán)境，可將中國(guó)陸相致密儲(chǔ)層劃分為3種類型：

a.湖相致密碳酸鹽巖：主要發(fā)育在湖盆淺水地帶，與蒸發(fā)巖和生物堆積的沉積環(huán)境關(guān)系密切，巖性為白云巖、白云石化巖類、介殼灰?guī)r、藻灰?guī)r和泥灰?guī)r等，主要發(fā)育在二疊系、侏羅系和古近系。準(zhǔn)噶爾、三塘湖等盆地發(fā)育二疊系湖相碳酸鹽巖，以咸化湖盆沉積的白云巖類為主，分布面積500～1 200 km2，厚度20～30 m，孔隙度(q)為4%～12%。侏羅系湖相碳酸鹽巖主要分布在四川盆地，以介殼灰?guī)r為主，分布面積2.5×104km2，厚度10～30 m，孔隙度0.8%～6.8%[21,24]。古近系是湖相碳酸鹽巖發(fā)育的全盛時(shí)期，渤海灣盆地束鹿凹陷、歧口凹陷和遼河西部凹陷等多個(gè)凹陷均發(fā)育碳酸鹽巖，如束鹿凹陷沙三段泥灰?guī)r，分布面積250 km2，儲(chǔ)層厚度50～300 m，孔隙度1%～6%。

b.湖相致密砂巖：巖性主要為三角洲前緣和前三角洲形成的水下三角洲砂巖，以及砂質(zhì)碎屑流和濁流形成的以砂質(zhì)為主的沉積體。水下三角洲致密砂巖在松遼盆地青山口組和泉頭組、鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組、四川盆地侏羅系涼高山組均有發(fā)現(xiàn)，分布面積(2～20)×103km2，厚度5～25 m，孔隙度5%～12%。深湖重力流砂巖以鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段為典型代表，目前已進(jìn)入規(guī)模開(kāi)發(fā)階段。

c.致密混積巖：是一種混合多種碎屑組分而形成的致密儲(chǔ)層類型，混合組分包括陸源碎屑、碳酸鹽、火山碎屑和有機(jī)質(zhì)等?；旆e巖一般發(fā)育在咸化湖盆背景下碎屑沉積向化學(xué)沉積的過(guò)渡環(huán)境，在遼河西部凹陷雷家地區(qū)沙四段杜家臺(tái)油層、吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組、柴達(dá)木盆地新近系油砂山組等地層中均有發(fā)現(xiàn)。以杜家臺(tái)油層為例，混積巖由白云石、石英、長(zhǎng)石、方沸石、有機(jī)質(zhì)等多種組分形成，分布面積300 km2，厚度45～250 m，孔隙度6%～12%[22,25]。

1.2 成藏組合

根據(jù)致密油源儲(chǔ)疊置關(guān)系以及短距離運(yùn)移聚集的特征，可將其成藏組合分為源內(nèi)、源上和源下3種類型。不同組合類型的致密油地質(zhì)特征有較大差異(圖2)。

圖2 中國(guó)陸相致密油典型源儲(chǔ)組合圖Fig.2 Source-reservoir assemblage of the terrestrial tight oil in China

源內(nèi)致密油是指聚集在烴源巖內(nèi)部致密儲(chǔ)層中的石油，是最典型的致密油成藏組合類型。源內(nèi)組合主要形成于湖盆最大湖泛期的半深湖-深湖相，重力流砂體、三角洲外前緣砂體以及灰坪、云坪等致密儲(chǔ)層與烴源巖互層式緊密接觸，具有油源充足、運(yùn)移距離極短、充注強(qiáng)度大、含油飽和度高的特征。根據(jù)源內(nèi)儲(chǔ)層厚度及與烴源巖的配置關(guān)系，源內(nèi)組合又可進(jìn)一步分為儲(chǔ)層嵌入型、源夾儲(chǔ)型和指狀交互型。儲(chǔ)層嵌入型表現(xiàn)為大套烴源巖夾持小段儲(chǔ)層，烴源巖厚度遠(yuǎn)大于儲(chǔ)層，主要分布在深湖相區(qū)。夾持的儲(chǔ)層厚度一般小于10 m，儲(chǔ)層油氣顯示一般在油斑及其以上，顯示飽含油特征，如遼河西部凹陷雷家地區(qū)杜Ⅱ油層、松遼盆地青山口組第一段、滄東凹陷孔店組第二段等。源夾儲(chǔ)型為上下兩套厚層烴源巖夾持厚層致密儲(chǔ)層，烴源巖累計(jì)厚度與儲(chǔ)層厚度比值在0.8～2，儲(chǔ)層單層厚度一般不超過(guò)40 m，顯示“三明治”結(jié)構(gòu)，如吉木薩爾凹陷蘆草溝組、遼河西部凹陷雷家地區(qū)沙河街組第四段、三塘湖盆地蘆草溝組，儲(chǔ)層油氣顯示一般在油跡及其以上。指狀交互型表現(xiàn)為致密儲(chǔ)層與烴源巖頻繁互層，二者累計(jì)厚度相當(dāng)，單層厚度5～20 m，利于烴類排出和聚集，如鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段、松遼盆地青山口組、柴達(dá)木盆地扎哈泉地區(qū)新近系上干柴溝組等。此外，源儲(chǔ)一體致密油也屬于源內(nèi)組合，如束鹿凹陷沙河街組第三段互層的泥灰?guī)r與頁(yè)巖、吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖與混積巖等[14]。

源上和源下致密油指緊鄰烴源巖在優(yōu)質(zhì)烴源巖之上和之下致密儲(chǔ)層中聚集的石油，儲(chǔ)層厚度從5 m到90 m不等，對(duì)應(yīng)的致密儲(chǔ)層之上和之下為非烴源巖層所封隔。源上組合以鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)63段、四川盆地沙溪廟組第一段為代表，其儲(chǔ)層形成于陸相湖盆湖退期的三角洲、淺湖-半深湖與重力流等沉積環(huán)境，沉積物源供給充足，具有進(jìn)積為主的沉積特點(diǎn)，在斜坡-湖盆區(qū)廣泛分布，與下伏優(yōu)質(zhì)烴源巖構(gòu)成下生上儲(chǔ)的成藏組合。源下組合以松遼盆地泉頭組扶余油層、三塘湖盆地條湖組為代表，這類致密儲(chǔ)層一般多形成于陸相湖盆湖侵期的河流-淺水辮狀河三角洲、濱淺湖-半深湖和扇三角洲等沉積環(huán)境，具有以退積為主的沉積層序特征，主要分布在廣大的斜坡地區(qū)，與上覆最大湖泛期沉積的優(yōu)質(zhì)烴源巖構(gòu)成上生下儲(chǔ)的成藏組合。

1.3 油藏性質(zhì)

陸相致密油以輕質(zhì)油為主，由處于生烴高峰期的烴源巖生成，密度、黏度小，氣油比高，較小的密度、黏度和較高的氣油比有利于石油在致密儲(chǔ)層中滲流[26]。中國(guó)陸相沉積盆地構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)，地層壓力系數(shù)變化較大，致密油層總體以超壓為主，如四川盆地侏羅系、松遼盆地白堊系、渤海灣盆地沙河街組，壓力系數(shù)1.2～1.8；也有正常型甚至低壓型致密油，如準(zhǔn)噶爾盆地、三塘湖盆地二疊系，壓力系數(shù)1～1.3，鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段壓力系數(shù)0.75～0.85。

2 致密油“甜點(diǎn)”富集及高產(chǎn)控制因素

致密油富集的直觀表現(xiàn)是致密儲(chǔ)層具有較高的含油飽和度。儲(chǔ)層含油飽和度受烴源巖生烴、儲(chǔ)層物性及孔隙結(jié)構(gòu)、烴類運(yùn)移及充注動(dòng)力、保存條件等多種地質(zhì)因素控制。因此，生烴強(qiáng)度大的優(yōu)質(zhì)烴源巖、整體致密背景下物性及孔隙結(jié)構(gòu)相對(duì)好的儲(chǔ)層、烴類運(yùn)移暢通的通道、充注動(dòng)力強(qiáng)等因素是致密油地質(zhì)“甜點(diǎn)”富集的關(guān)鍵要素。這些要素可分為烴源巖質(zhì)量、儲(chǔ)層品質(zhì)、保存條件、油層性質(zhì)四大類。其中，烴源巖質(zhì)量參數(shù)包括干酪根類型、wTOC、Ro、氫指數(shù)(IH)、吸附烴(S1)、熱解烴(S2)等，儲(chǔ)層品質(zhì)參數(shù)包括孔隙度、滲透率、孔隙及喉道大小、孔喉系統(tǒng)連通性、含油飽和度、脆性礦物含量、泊松比、彈性模量等，保存條件參數(shù)包括蓋層厚度、離斷裂遠(yuǎn)近、斷層活動(dòng)性等，油層性質(zhì)參數(shù)包括石油密度、黏度、壓力系數(shù)、氣油比等[12,27]。致密油高產(chǎn)除了需具備地質(zhì)“甜點(diǎn)”要素外，還與儲(chǔ)層改造工藝、鉆井技術(shù)等工程因素密切相關(guān)。

2.1 “甜點(diǎn)”富集受優(yōu)質(zhì)烴源巖、儲(chǔ)層品質(zhì)和裂縫控制

生油潛力大且處于生油高峰期的優(yōu)質(zhì)烴源巖不僅為致密油聚集提供充足的油源，而且在生烴過(guò)程中產(chǎn)生異常高壓，為致密油充注提供運(yùn)移動(dòng)力。因此，優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布范圍控制了“甜點(diǎn)”的平面展布，高TOC、富有機(jī)質(zhì)烴源巖段控制“甜點(diǎn)”的縱向分布。

優(yōu)質(zhì)烴源巖分布范圍內(nèi)，物性相對(duì)較好的致密儲(chǔ)層是“甜點(diǎn)”的核心，致密儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”優(yōu)選是一個(gè)差中選優(yōu)的過(guò)程，即在物性整體較差的背景下，尋找孔隙度和滲透率相對(duì)較高、孔隙結(jié)構(gòu)相對(duì)較好、分布較穩(wěn)定的儲(chǔ)層段。致密儲(chǔ)層品質(zhì)主要受沉積特征、成巖改造、物性和裂縫發(fā)育程度四大因素控制。沉積相不僅控制源-儲(chǔ)組合類型，還影響儲(chǔ)層物性宏觀分布及優(yōu)劣[10,21]。成巖改造是致密儲(chǔ)層能否形成地質(zhì)“甜點(diǎn)”的關(guān)鍵，壓實(shí)和膠結(jié)等破壞性成巖作用使儲(chǔ)層進(jìn)一步致密，溶蝕與白云化作用等建設(shè)性成巖作用能極大改善儲(chǔ)層物性[10]。例如，鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7源內(nèi)砂巖型致密油“甜點(diǎn)”優(yōu)勢(shì)巖相為前三角洲重力流沉積及水下分流河道砂，巖性以中-粉細(xì)砂巖為主，長(zhǎng)石溶蝕形成粒間(內(nèi))溶孔，以及綠泥石膜與伊利石膠結(jié)形成粒間孔有效提高了儲(chǔ)集空間[4]。

致密儲(chǔ)層孔隙度和孔隙結(jié)構(gòu)影響儲(chǔ)集性能，裂縫的發(fā)育能極大改善儲(chǔ)層滲透性，是控制產(chǎn)能的重要因素[16-18,27]。與孔隙發(fā)育相比，裂縫在致密儲(chǔ)層優(yōu)選中的作用更突出。統(tǒng)計(jì)表明，致密儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙度與滲透率相關(guān)性不明顯，裂縫對(duì)總孔隙度的提高貢獻(xiàn)不大，但對(duì)滲透率的增加作用突出，同時(shí)也在溶蝕孔縫系統(tǒng)形成、提供運(yùn)移通道等方面起著重要作用。典型實(shí)例是鄂爾多斯盆地西233致密油井區(qū)的陽(yáng)平1—陽(yáng)平10這10口井。陽(yáng)平1—陽(yáng)平5和陽(yáng)平10這6口井初期產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，后期產(chǎn)量突然降低。陽(yáng)平6—陽(yáng)平9這4口井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)保持2年以上，目前繼續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。分析表明，陽(yáng)平2-陽(yáng)平5這4口井孔隙度(q)相對(duì)較好，為8%～13%，30%的樣品孔隙度在11%以上，而裂縫發(fā)育程度較低；滲透率(K)相對(duì)較差，均低于0.4×10-3μm2。陽(yáng)平6、7、9這3口井儲(chǔ)層孔隙度相對(duì)較差，為6%～12%；但裂縫相對(duì)發(fā)育，滲透率相對(duì)較好，50%樣品的滲透率大于0.25×10-3μm2(圖3)。

圖3 鄂爾多斯盆地西233井區(qū)儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)對(duì)比圖Fig.3 Tight reservoir properties and correlation of different wells in Well Xi233 Group in the Ordos Basin

2.2 高產(chǎn)受儲(chǔ)層厚度、黏度、壓力系數(shù)等因素影響

油井單井產(chǎn)量的高低受儲(chǔ)層中儲(chǔ)集烴量大小影響，根據(jù)容積法計(jì)算公式，烴類賦存量的大小直接受儲(chǔ)層面積、厚度、孔隙度和含油飽和度控制。同時(shí)，在致密油充注聚集過(guò)程中，近源致密儲(chǔ)層段含油飽和度高，遠(yuǎn)離烴源巖的致密儲(chǔ)層段含油飽和度降低，這種趨勢(shì)表明儲(chǔ)層厚度影響致密油運(yùn)聚效率，進(jìn)而影響含油飽和度，致密儲(chǔ)層厚度越大，儲(chǔ)層整體含油的難度越大。與其他因素相比，儲(chǔ)層厚度對(duì)單井產(chǎn)量影響更大。直井試油結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示，中國(guó)典型陸相致密油區(qū)孔隙度、含油飽和度與試油產(chǎn)量之間無(wú)明顯相關(guān)性，而儲(chǔ)層有效厚度與試油產(chǎn)量存在一定的正相關(guān)性(圖4)。以遼河雷家地區(qū)沙四段、四川盆地侏羅系大安寨段和吉木薩爾凹陷蘆草溝組為代表的源內(nèi)致密碳酸鹽巖儲(chǔ)層，其厚度與試油產(chǎn)量具有較好的正相關(guān)性。而鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段和松遼盆地北部青一段源內(nèi)致密砂巖儲(chǔ)層厚度與試油產(chǎn)量相關(guān)性小，具體表現(xiàn)為儲(chǔ)層厚度對(duì)產(chǎn)量影響小，儲(chǔ)層厚度在5～10 m時(shí)，試油產(chǎn)量差別很大，從1 t/d到30 t/d均有。隨著厚度增加，試油產(chǎn)量并沒(méi)有明顯的增大。四川盆地沙溪廟組第一段源上致密砂巖儲(chǔ)層、松遼盆地南部扶余油層源下致密砂巖儲(chǔ)層、三塘湖盆地條湖組源下致密碳酸鹽巖儲(chǔ)層，其厚度與試油產(chǎn)量呈正相關(guān)趨勢(shì)，但相關(guān)性不明顯。初步分析認(rèn)為，源內(nèi)成藏組合含油飽和度高，受沉積背景影響，砂巖組合儲(chǔ)層孔隙度和均質(zhì)性均好于碳酸鹽巖組合，因此砂巖組合試油產(chǎn)量受儲(chǔ)層厚度、孔隙度、泄油面積多種因素控制，碳酸鹽巖組合受儲(chǔ)層厚度單一因素控制較為明顯。源上和源下成藏組合含油飽和度較低，試油產(chǎn)量普遍比源內(nèi)成藏組合低；但隨著儲(chǔ)層厚度增加，也可以得到較高的試油產(chǎn)量。

黏度與致密油單井產(chǎn)量正相關(guān)，黏度越低，表明致密油在儲(chǔ)層中易流動(dòng)，相應(yīng)產(chǎn)量高。壓力系數(shù)也與致密油單井產(chǎn)量正相關(guān)，異常高壓使地層流體更易進(jìn)入井筒，得到較高的產(chǎn)量。低壓型致密油由于儲(chǔ)層能量不足，水平井壓裂后，原油初始產(chǎn)量一般較低，累計(jì)產(chǎn)油量一般也較低。例如，鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段致密油已投產(chǎn)水平井初期平均產(chǎn)油為9.6 t/d，典型井第一年遞減18.4%～35.5%，生產(chǎn)2年以上的井累計(jì)產(chǎn)油(0.16～1.15)×104t。

值得注意的是，單一要素與產(chǎn)量之間沒(méi)有絕對(duì)的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)性，油井產(chǎn)量的高低是多種因素綜合作用的結(jié)果。如鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段致密油壓力系數(shù)低，但油井產(chǎn)量高，重要原因是裂縫發(fā)育、油質(zhì)輕且具有一定的氣油比，其地面原油相對(duì)密度0.8～0.86，地面原油黏度0.7～1.3 mPa·s，氣油比(體積比)為95～125。吉木薩爾蘆草溝組致密儲(chǔ)層厚度大，含油飽和度達(dá)80%，但裂縫欠發(fā)育，原油密度、黏度大是產(chǎn)量低的主要原因。

2.3 水平井產(chǎn)量與壓裂改造工藝技術(shù)密切相關(guān)

水平井體積壓裂是當(dāng)前公認(rèn)的致密油開(kāi)發(fā)有效方式。一般而言，水平井水平段長(zhǎng)度越長(zhǎng)，單井初期產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量總體越大。當(dāng)前典型陸相致密油區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，水平井水平段長(zhǎng)度與單井初期產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量正相關(guān)；但并不是水平段越長(zhǎng)，產(chǎn)量越大(圖5)。水平段長(zhǎng)度達(dá)1.5 km時(shí)，單井初期產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量出現(xiàn)明顯的峰值；之后水平段長(zhǎng)度增加，單井初期產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量未見(jiàn)增加。分析認(rèn)為，一方面，陸相儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，儲(chǔ)層連續(xù)性較差，長(zhǎng)水平段既鉆遇優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層又鉆遇非儲(chǔ)層或差儲(chǔ)層，反而影響油層連通性；另一方面與當(dāng)前中國(guó)水平井完井和壓裂改造技術(shù)水平相關(guān)，過(guò)長(zhǎng)的水平段對(duì)鉆井、壓裂技術(shù)要求更高，當(dāng)前的技術(shù)水平并不能保證合理的儲(chǔ)層鉆遇率和有效的壓裂規(guī)模。

圖4 不同成藏組合致密儲(chǔ)層有效厚度與直井試油產(chǎn)量關(guān)系圖Fig.4 Relation between effective reservoir thickness and initial production of different source-reservoir assemblage

壓裂液總量和壓裂總加砂量是衡量壓裂規(guī)模的2個(gè)重要指標(biāo)，二者直接影響單井初期產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，壓裂液總量影響初期產(chǎn)量，總加砂量對(duì)累計(jì)產(chǎn)量影響較大(圖5)。當(dāng)壓裂液總量>7 900 m3時(shí)，不同致密油區(qū)壓裂液總量與單井初期產(chǎn)量呈較好的正相關(guān)性。其中，影響最大的是長(zhǎng)慶西233區(qū)致密油，隨壓裂液總量增加，單井初期產(chǎn)量快速增長(zhǎng)；影響較小的是吉木薩爾致密油和長(zhǎng)慶莊183區(qū)致密油；壓裂液總量對(duì)大慶三肇致密油影響居中。當(dāng)加砂量>450 m3時(shí)，不同致密油區(qū)總加砂量與單井累計(jì)產(chǎn)量正相關(guān)性明顯。長(zhǎng)慶西233區(qū)、莊183區(qū)致密油累計(jì)產(chǎn)量受總加砂量影響最大，馬朗和吉木薩爾致密油單井累計(jì)產(chǎn)量受總加砂量影響較小。總體而言，致密砂巖儲(chǔ)層中，2類壓裂規(guī)模指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量影響加大，對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層影響較小。分析認(rèn)為是碳酸鹽巖洞、孔、縫發(fā)育，非均質(zhì)性強(qiáng)于砂巖，受壓裂改造的效果比砂巖差。

圖5 典型致密油區(qū)壓裂改造措施與致密油產(chǎn)量Fig.5 Comparison of reservoir stimulation and initial/cumulative production of different terrestrial tight oil in China

3 中國(guó)陸相致密油勘探建議

針對(duì)陸相致密油“甜點(diǎn)”區(qū)分布規(guī)模小、非均質(zhì)性強(qiáng)，富集受優(yōu)質(zhì)烴源巖、儲(chǔ)層物性和裂縫控制，高產(chǎn)控制因素多等特點(diǎn)，需要加強(qiáng)中國(guó)陸相致密油勘探潛力分析，立足重點(diǎn)區(qū)帶，主攻“甜點(diǎn)區(qū)”精細(xì)地質(zhì)評(píng)價(jià)，提高“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)精度，發(fā)展適用的配套技術(shù)，降低單井投資，通過(guò)市場(chǎng)化運(yùn)行、工廠化作業(yè)等管理體制創(chuàng)新提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；б骈_(kāi)發(fā)。

3.1 精細(xì)地質(zhì)評(píng)價(jià)提高“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)精度

致密油“甜點(diǎn)”評(píng)價(jià)優(yōu)選是其成功勘探開(kāi)發(fā)的前提。不同致密油區(qū)“甜點(diǎn)”參數(shù)及取值大小在許多文獻(xiàn)中都有詳細(xì)闡述[1-4,11]?！疤瘘c(diǎn)”精細(xì)地質(zhì)評(píng)價(jià)首先要根據(jù)鉆井、分析測(cè)試、測(cè)井及地震解釋、類比資料得到系統(tǒng)的地質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)，然后重點(diǎn)開(kāi)展四方面工作：(1)研究?jī)?yōu)質(zhì)烴源巖的平面分布及縱向富集層段；(2)研究?jī)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性、儲(chǔ)集物性、孔隙結(jié)構(gòu)確定“甜點(diǎn)”的規(guī)模及產(chǎn)出能力；(3)研究?jī)?chǔ)層縱向含油飽和度變化；(4)研究構(gòu)造背景及天然裂縫發(fā)育情況，追蹤裂縫發(fā)育層段等。最后，將成藏要素進(jìn)行縱向、平面成圖，根據(jù)地質(zhì)平面圖疊合法、層次分析法、專家評(píng)分法等進(jìn)行“甜點(diǎn)”綜合評(píng)價(jià)與優(yōu)選[28-32]?？v向上，選擇與烴源巖高TOC段緊鄰或互層的物性相對(duì)好、裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層為“甜點(diǎn)”目標(biāo)層段；平面上，選擇烴源巖生烴強(qiáng)度大、物性及孔隙結(jié)構(gòu)相對(duì)好的儲(chǔ)層集中發(fā)育、氣油比含量高、斷裂不發(fā)育的地區(qū)為“甜點(diǎn)”區(qū)，精準(zhǔn)選取“甜點(diǎn)”區(qū)和“甜點(diǎn)”段進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

3.2 優(yōu)化鉆完井技術(shù)降低勘探成本

國(guó)內(nèi)外致密油產(chǎn)區(qū)盈虧平衡油價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，國(guó)際油價(jià)在70美元/bbl以下時(shí)，大部分致密油產(chǎn)區(qū)都處于虧損狀態(tài)[33]。中國(guó)陸相致密油當(dāng)前盈虧平衡油價(jià)普遍較高。在低油價(jià)背景下，降低勘探成本，是開(kāi)發(fā)致密油的關(guān)鍵[26]。

單井投資是影響勘探開(kāi)發(fā)成本的最重要因素，其中占比最大的為鉆井和壓裂試油投資，兩者占單井總投資的80%～95%，是降成本的主力空間。當(dāng)前的技術(shù)水平下，陸相致密油水平段長(zhǎng)度1.5 km可以得到較高的單井初期產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量。水平段長(zhǎng)度繼續(xù)增加，鉆井、壓裂投資將大幅上升。以鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7致密油為例，水平段長(zhǎng)度>1.5 km，壓裂改造段數(shù)超過(guò)12段，單井綜合投資將翻倍。因此，根據(jù)已有技術(shù)水平和儲(chǔ)層刻畫(huà)精細(xì)程度合理確定水平段長(zhǎng)度和改造段數(shù)是控制單井綜合投資的有效手段。此外，通過(guò)鉆井提質(zhì)提速攻關(guān)，縮短鉆井周期，可以大幅降低成本。吉林油田乾安致密油區(qū)，通過(guò)優(yōu)化、簡(jiǎn)化井身結(jié)構(gòu)，優(yōu)選鉆井液，優(yōu)化鉆井工藝，形成致密油配套完井技術(shù)，致密油井鉆井周期從60天降低到30天，且仍有降低空間，使鉆井成本降低了33%。當(dāng)前，北美地區(qū)采用新型的鉆井及完井技術(shù)，鉆井周期可降為16天，最快達(dá)8天，極大地降低了勘探開(kāi)發(fā)成本[26]。

3.3 通過(guò)管理體制創(chuàng)新提高生產(chǎn)效率

北美開(kāi)放、競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境對(duì)致密油成功開(kāi)發(fā)起到了關(guān)鍵作用[26]。根據(jù)中國(guó)致密油開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，建議通過(guò)創(chuàng)新管理體制機(jī)制，充分發(fā)揮市場(chǎng)作用，引進(jìn)致密油勘探、開(kāi)發(fā)、工程一體化、工廠化管理與作業(yè)模式，有效降低開(kāi)發(fā)成本，提高生產(chǎn)效率。吉林油田通過(guò)設(shè)立致密油項(xiàng)目部，采用平臺(tái)式多井工廠化生產(chǎn)，市場(chǎng)化運(yùn)作，77口水平井，20人的管理團(tuán)隊(duì)，建成致密油產(chǎn)能0.15×106t。通過(guò)創(chuàng)新形成降本增效和規(guī)模開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)措施，互相借鑒學(xué)習(xí)，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣，最終實(shí)現(xiàn)陸相致密油效益開(kāi)發(fā)。

4 結(jié) 論

a.陸相致密油地質(zhì)“甜點(diǎn)”富集受優(yōu)質(zhì)烴源巖、儲(chǔ)層物性和裂縫控制，與烴源巖高TOC段緊鄰或互層的物性相對(duì)好、裂縫發(fā)育儲(chǔ)層為“甜點(diǎn)”縱向目標(biāo)層段，烴源巖生烴強(qiáng)度大、物性及孔隙結(jié)構(gòu)相對(duì)好的儲(chǔ)層集中發(fā)育、氣油比含量高、斷裂不發(fā)育的地區(qū)為“甜點(diǎn)”區(qū)，精準(zhǔn)選取甜點(diǎn)區(qū)和甜點(diǎn)段進(jìn)行開(kāi)發(fā)是獲得高產(chǎn)的前提。

b.陸相致密油單井產(chǎn)量與儲(chǔ)層物性、厚度、裂縫，以及油層黏度、壓力系數(shù)等因素具有一定的正相關(guān)性，單井產(chǎn)量受多種因素綜合作用的控制。此外，水平井產(chǎn)量與鉆井、壓裂改造工藝技術(shù)密切相關(guān)，壓裂液總量 >7 900 m3時(shí)，與初期產(chǎn)量正相關(guān)，總加砂量>450 m3時(shí)，與單井累計(jì)產(chǎn)量正相關(guān)性明顯。

c.低油價(jià)下中國(guó)陸相致密油整體經(jīng)濟(jì)效益差，建議通過(guò)精細(xì)地質(zhì)評(píng)價(jià)提高“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)精度，優(yōu)化鉆完井技術(shù)降低勘探成本，通過(guò)管理體制創(chuàng)新提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)陸相致密油效益開(kāi)發(fā)。