王志海(中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司勝利油田分公司物探研究院,山東 東營(yíng) 257022)
孤南23井區(qū)構(gòu)造上位于孤島油田南部,孤南斷層西段下降盤,北靠孤島凸起,南臨孤南洼陷。在孤南斷層的中段,孤南油田的孤南2塊及其周邊發(fā)現(xiàn)了多個(gè)富集高產(chǎn)的含油區(qū)塊。從構(gòu)造特征上看,孤南23塊與孤南2塊構(gòu)造形態(tài)相似,也是一個(gè)受孤南斷層和分支斷層夾持的斷塊。從圈閉規(guī)模上看,孤南23塊比孤南2塊圈閉面積更大,但是為什么這么一個(gè)好的圈閉之前一直未發(fā)現(xiàn)油氣聚集?該區(qū)塊真的沒(méi)有勘探潛力?本文從梳理前人勘探思路出發(fā),運(yùn)用近期較流行的油氣走向運(yùn)移理論,推測(cè)油氣在孤南23井區(qū)發(fā)生過(guò)運(yùn)移,通過(guò)對(duì)試油資料的重新解讀,提出其具備油氣成藏要素的觀點(diǎn),經(jīng)過(guò)滾動(dòng)實(shí)踐,證明了推測(cè)正確,為同類型多輪次勘探區(qū)域做出了有益的探索。
1975年,利用二維地震資料,在孤南斷層下降盤發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)大斷鼻構(gòu)造—孤南2斷鼻和孤南23斷鼻。從構(gòu)造位置來(lái)看,兩者均具有良好的成藏背景,既臨近孤南洼陷,又存在較好構(gòu)造圈閉。其中,孤南2井在沙一二段試油25m/4層,日產(chǎn)油203t,從而發(fā)現(xiàn)了孤南油田。
相比于孤南2塊的成功,孤南23塊的勘探歷經(jīng)可謂屢錯(cuò)屢敗。在該區(qū)勘探早期,以館陶組為主勘探層部署的渤14和渤64井在沙一二段未見到任何油氣顯示。1975年,在區(qū)塊低部位部署的渤78井在沙一段見到油斑顯示5.5m/2層,解釋為干層,沙三段鉆遇油斑粉砂巖23m/1層,酸化試油出水。1985年,在渤64和渤78之間部署的孤南23井,沙一段見到熒光顯示38m/6層,試油又出水。由于孤南23井僅鉆遇沙一段地層,未見到沙二段及沙三段地層,所以1987年在孤南23井和渤78之間部署實(shí)施了孤南31井和孤南10井。其中,孤南31井沙河街組見到熒光顯示58m/19層,試油沙一二段出水,孤南10井沙一段見油斑顯示14m/4層,未試油。同一個(gè)斷塊6口預(yù)探井均未獲得有效產(chǎn)能,導(dǎo)致整個(gè)區(qū)塊的勘探進(jìn)入停滯階段。
總之,孤南23塊經(jīng)歷了圈閉高點(diǎn)→低點(diǎn)→高點(diǎn)→中間點(diǎn)的多輪次的艱辛探索。前人得到的認(rèn)識(shí)為,從油氣顯示來(lái)看,該區(qū)塊確實(shí)發(fā)生過(guò)油氣運(yùn)移,但終未成藏。其原因可能有二:一是源-儲(chǔ)對(duì)接不好,區(qū)塊未處于油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道主路線;二是圈閉封堵性差,油氣從高部位逸散殆盡。
近期,對(duì)于一些源-儲(chǔ)對(duì)接不好但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油氣聚集的油藏,比較流行的解釋方案是油氣沿?cái)鄬影l(fā)生走向運(yùn)移理論。王亞琳應(yīng)用該理論解釋了濟(jì)陽(yáng)坳陷沾化凹陷虎灘低凸起陳22、虎4等油藏成藏原因[1]。陳22等油藏距離最近渤南烴源灶20km 以上,中間隔邵家洼陷和四扣洼陷2個(gè)負(fù)向構(gòu)造,且僅靠邵家斷層溝通,由此推測(cè)油氣沿邵家斷層的走向運(yùn)移。相比陳22油藏,孤南23塊與孤南洼陷中心之間的直線距離為15km,還算有一定優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)孤南23塊的地質(zhì)條件分析認(rèn)為,它具備油氣走向運(yùn)移的基本特點(diǎn)。
孤南洼陷的沉降中心位于孤南斷層?xùn)|段下降盤孤南134井區(qū)附近。孤南23塊距離孤南134井區(qū)生油中心直線距離15km,相比河灘油田與中心的距離13Km,不算太遠(yuǎn)。但是,河灘油田的孤南24塊位于孤南134-孤南30-孤南43-孤南182-孤南19-孤南24主構(gòu)造脊的末端,同時(shí)具備反向斷層河灘斷層的有利封堵條件。而孤南23塊則相對(duì)比較不利,它雖然也在孤南31-孤南10-孤南23構(gòu)造脊的末端,但該構(gòu)造脊延展長(zhǎng)度較短,僅3.8km,未能深入到洼陷沉積中心邊緣。
從地層對(duì)比來(lái)看,孤南23井區(qū)存在地層剝蝕現(xiàn)象。在高部位,沙三段及沙二段地層被剝蝕殆盡,只剩下沙一段地層。從低部位儲(chǔ)層發(fā)育情況來(lái)看,沙三段巖性主要為深灰色-綠色泥巖夾細(xì)砂巖、白云質(zhì)砂巖、灰質(zhì)砂巖和含礫砂巖,砂泥比僅為6.6%。沙二段巖性組合主要為灰白色礫巖與灰色泥巖互層,與下伏沙三段地層呈不整合接觸,砂泥比為28.2%。沙一段上部為深灰色泥巖夾薄層灰質(zhì)砂巖,其下部為深灰色油頁(yè)巖夾灰質(zhì)砂巖,生物灰?guī)r等??傊?,該區(qū)較低的沙砂泥比較低,沙河街地層中骨架砂體輸導(dǎo)油氣的能力較弱。
孤南洼陷是沾化凹陷東部一個(gè)重要的烴源灶,在其周圍已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了孤南、河灘、孤東、孤島等油田。前人研究表明,在孤南洼陷,不僅沙三段可以生油,沙一段也可生成低熟油,而且分布范圍較廣,油氣向東、南、西北方向都有運(yùn)移,分別到達(dá)孤東油田、河灘油田和孤南油田[2]。沙一段源巖層中的油氣排出后,沿沙一段和沙二段之間不整合面從洼陷沉積中心四周向上傾方向運(yùn)移。其中向東、南、西北方向都有其優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道,唯獨(dú)向西運(yùn)移略顯存在先天不足之劣勢(shì)—河灘油田和孤南油田之間存在一個(gè)負(fù)向構(gòu)造,導(dǎo)致油氣在向西運(yùn)移過(guò)程中容易被優(yōu)勢(shì)構(gòu)造脊(如孤南134-孤南182-孤南24主構(gòu)造脊)分流。
但是,異常高壓可以彌補(bǔ)構(gòu)造位置偏差帶來(lái)的不利影響。油氣成藏動(dòng)力學(xué)研究認(rèn)為,異常高壓是成藏動(dòng)力系統(tǒng)中油氣排出和運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?。油氣在烴源巖孔隙流體異常壓力的驅(qū)動(dòng)下,沿輸導(dǎo)體系發(fā)生二次運(yùn)移。據(jù)程付啟等研究,孤南洼陷古近系發(fā)育常壓、高壓2個(gè)壓力系統(tǒng),其中埋深在3000m 以上的沙二段及以上地層為常壓系統(tǒng),壓力系數(shù)小于1.2,埋深在3000m 以下的沙三上及以下地層,為高壓系統(tǒng),地層壓力系數(shù)在1.2~1.4之間[3]。孤南洼陷烴源灶位于孤南23井區(qū)的東北部,其異常壓力的施壓方向與區(qū)域壓應(yīng)力方向基本一致,為油氣沿孤南斷層、河灘斷層、孤南23南部斷層發(fā)生走向運(yùn)移提供了充足的動(dòng)力。
在孤南23井區(qū),雖然沙二段、沙三段地層中含砂量較小。但是統(tǒng)計(jì)規(guī)律表明,在孤島油田周邊,沙二、沙三段儲(chǔ)層不太發(fā)育的地區(qū)往往沙一段儲(chǔ)層發(fā)育較好,這其實(shí)也符合物質(zhì)補(bǔ)償原理—鮮少見單口井在整個(gè)沙河街地層一點(diǎn)儲(chǔ)層都不發(fā)育之案例。沙一段在地層較為平緩、淺水環(huán)境下,往往發(fā)育儲(chǔ)集性能較好生物灰?guī)r油藏。數(shù)據(jù)表明,孤南23井區(qū)沙一段平均孔隙度27.2%,平均滲透率平均值為80.7mD,屬于高孔中滲儲(chǔ)層。孤南斷層及孤南23南部斷層構(gòu)成的圈閉,加上沙一段較好的儲(chǔ)集空間,為油氣走線運(yùn)移打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。
總之,油氣從孤南洼陷中心出發(fā),在持續(xù)的超強(qiáng)排烴壓力下,可沿沙一段和沙二段之間不整合面運(yùn)移至孤南23南部斷層的東段,然后沿孤南23南部斷層發(fā)生走向運(yùn)移,在斷層的上升盤沙一段有利圈閉中聚集成藏。
從前文論述可知,在孤南23塊,有4口探井在古近系均見到了油氣顯示,推測(cè)其構(gòu)造高部位應(yīng)該有油氣聚集。但是,孤南23井為什么僅見到熒光顯示且試油出水?如果僅從圈閉斷層有效性上思考,可以理解為斷層活動(dòng)性強(qiáng),油氣不封堵,沿?cái)鄬涌v向逸散。為推翻此觀點(diǎn),筆者對(duì)該井的試油資料認(rèn)真研究,發(fā)現(xiàn)孤南23井沙一段存在試油不徹底、油藏認(rèn)識(shí)不充分的現(xiàn)象。該井見熒光顯示38m/6層井段為2074~2166m,而試油段僅在2108~2116m。換言之,試油的井段為電阻率較高的底部位層段。從巖性上看,該試油段巖性為生物灰?guī)r,頂部未試油段為砂巖。如果不考慮巖性因素,選擇電性最好的層段完全正確。但是,如果考慮巖性因素和該井的巖性組合,以現(xiàn)在的分析判斷,當(dāng)時(shí)的試油井段存在兩個(gè)考慮不周之處:(1)試油井段選擇失誤。該區(qū)域沙一段生物灰?guī)r的電阻本就是高阻特征,該試油井段電阻高不代表其比上部砂巖含油性好;(2)試油不徹底。整套層底部試油未見油,應(yīng)該補(bǔ)試頂部。
總之,該井試油井段偏低,又未能及補(bǔ)射頂部。在含油高度小于儲(chǔ)層高度的情況下,底部出水不能證明頂部不含油。建議該井頂部補(bǔ)孔試油,或者重新布井探索其頂部含油氣性。
根據(jù)前文建議,在孤南23井區(qū)部署了滾動(dòng)井南22斜7井鉆。該井遇沙一段油層28.8m/3層,投產(chǎn)獲得11.5t 高產(chǎn)工業(yè)油流,不含水。2018年,在構(gòu)造精細(xì)描述的基礎(chǔ)上,孤南23塊沙一段上報(bào)控制儲(chǔ)量0.72km2,控制儲(chǔ)量159.59×104t,實(shí)現(xiàn)了效益開發(fā)。
在構(gòu)造背景較好且經(jīng)歷過(guò)多輪次勘探的區(qū)域,首先有必要對(duì)其勘探歷程梳理,找到前人認(rèn)識(shí)上不足,用新的油氣成藏理論看舊問(wèn)題。其次,要特別重視對(duì)老井試油試采資料的分析。充分吸收一切老井所蘊(yùn)含的地質(zhì)信息,去偽存真、求真務(wù)實(shí)地判斷,方能在前人的研究基礎(chǔ)上更上層樓,實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)勘探的開花結(jié)果。