【中国石化报】探寻3000万年前的“湖”中风光

  在长江中游的江汉盆地,形成于3000万年前的潜江凹陷盐湖盆地湖相碳酸盐岩,正给勘探工作者带来惊喜。

  3000万年对人类文明而言是一段极其漫长的时间,而在长达5亿年的油气生成历史中却很“年轻”。也正因“年轻”,沉积时间较短,湖相碳酸盐岩具有非均质性强、储层性能差异大等特点。

  “江汉盆地为典型的内陆盐湖盆地,和淡水湖相比,盐度高、化学沉积多、成分更复杂、沉积变化更快。”江汉油田勘探管理部副经理黄华说,“盐湖碳酸盐岩勘探开发难度非常大。”

  半个多世纪以来,江汉油田组织多次攻关,开展多轮勘探与研究,终于实现潜江盐湖盆地碳酸盐岩油藏勘探重大突破,打开了老区勘探新领域。

  初探勘探空白区

  碳酸盐岩油气在世界油气资源中具有重要地位,全球碳酸盐岩储层中的油气储量约占总储量的40%,我国的沉积类型是以陆相为主,而湖相碳酸盐岩则是分布最为广泛的一类陆相碳酸盐岩。

  “潜江凹陷潜江组是典型的内陆盐湖沉积,具有碳酸盐岩矿物形成的有利背景。”江汉油田勘探开发研究院油田专家吴世强介绍,“湖相碳酸盐岩的勘探开发没有太多亮点,以往并没有将其作为勘探重点。”

  20世纪70年代,湖相碳酸盐岩首次进入科研人员视野。起初,江汉油田将勘探重点聚焦在常规砂岩油藏,成立攻关项目组,通过分析测试,他们注意到碳酸盐岩的存在。但受限于理论认识和工艺技术水平,湖相碳酸盐岩并没有引起大家的重视。之后,江汉油田的攻关方向从盐间非砂岩储层转向盐间页岩油,经过多轮研究效果都不理想,寻找老区产能接替阵地愈加紧迫。

  在攻关碎屑岩区常规砂岩油藏和化学岩区盐间页岩油的同时,科研人员没有放弃湖相碳酸盐岩的基础研究。“当时我们普遍认为碳酸盐岩分布最广的是泥晶结构,致密性强,不适合勘探开发。”吴世强说,“这一时期‘泥晶结构不适合勘探’的湖相碳酸盐岩地质认识占据主流。”

  科研人员翻阅20世纪80年代录井老资料时发现,资料上记录在碳酸盐岩层有好的油气显示,但当时主要关注常规砂岩油藏,对非砂岩层的油层解释只是在备注里画了个问号。许多老井在湖相碳酸盐岩层都有丰富的油气显示,但因固有观念而被忽视。“以前测井解释模型是按常规砂岩油藏建立的,用这个模型解释碳酸盐岩孔隙度小,所以被解释成干层。”吴世强说。

  2022年,江汉油田开展湖相碳酸盐岩新一轮的勘探攻关,固有的观念终于得到彻底转变,碎屑岩与化学岩之间的沉积过渡区碳酸盐岩的勘探空白带迎来转机。

  从“隐秘的角落”到台前

  今年2月9日,首口湖相碳酸盐岩复查井黄20斜-4井已经连续平稳生产了120天。

  和石油工业的每一次大发展一样,湖相碳酸盐岩的突破也离不开地质认识的先行飞跃。

  2022年,科研人员按照“过渡相带过去测井解释为干层,认为储层不发育,但油气显示丰富,有必要对其重新认识”的思路,重新审视勘探路线,再一次对碳酸盐岩开展攻关。

  科研人员运用岩相组合体划分技术细分岩相,发现新的有利类型。他们对几百口井、几千块岩屑薄片进行鉴定,发现碳酸盐岩结构复杂,在泥晶结构之外大量存在颗粒结构,这些颗粒结构组成的颗粒碳酸盐岩属于盐湖碳酸盐岩新储层,储集空间发育、孔径大,物性与砂岩接近。

  “泥晶碳酸盐岩就像乒乓球排列在一起,孔隙小,颗粒碳酸盐岩则像篮球,之间缝隙大,更利于油气的储集和开采。”黄华说。结合二次测井解释、储集特征等方面的研究,科研人员认为湖相碳酸盐岩储层是有效储层。

  地质认识的转变,给科研人员带来新的研究方向,他们开始到砂岩和化学岩之间过渡相带的碳酸盐岩区找油。

  在对老区综合评价分析后,科研人员优选成藏条件好、埋藏适中、油气显示好的潭口地区开展老井复查,最终选定黄20斜-4井作为探索盐湖碳酸盐岩特殊新类型储层的首口实施井。

  科研人员查找了很多国内外文献,但可借鉴的经验不多,目前,国内盐湖碳酸盐岩只有青海油田成功开发,但每个湖盆沉积条件不同,就算有经验也没法照搬。

  他们摸着石头过河,在岩性、构造及压裂改造地质模型优化的基础上,确定“大排量+大规模+多级酸液溶蚀+多级裂缝全支撑”的储层改造技术思路,利用大量老井资料,重新认识构造、反复更新测井解释模型,建立适合湖相碳酸盐岩油藏的模型。

  “结合我们的研究,出油没问题。”守在现场的吴世强看到测井曲线上的数值,越来越有信心。

  结果是喜人的。黄20斜-4井仅用15天完成大型压裂组织运行工作,施工规模刷新江汉油区直井压裂纪录,该井复试获得日产26.22立方米油流,实现了潜江盐湖盆地碳酸盐岩油藏勘探突破,初步落实潭口地区有利区面积17.5平方千米、控制储量3000万吨。

  开拓新领域打开新局面

  “勘探程度高是老油田共同点,江汉盆地勘探程度达到60%,仅仅只是潜江凹陷北部不到1000平方千米就布了3000多口井。”黄华说,“在老区用老思路找油只会越找规模越小,创新是唯一出路。潭口地区盐湖碳酸盐岩虽然规模不大,但它的突破为其他老油田提供了借鉴,这是最重要的意义。”

  黄20斜-4井勘探成功后,江汉油田按照“纵向拓层、横向扩区、面上增储”的思路,加大湖相碳酸盐岩部署力度,分三个层次开展勘探工作。如今,他们围绕湖相碳酸盐岩展开15口老井复查,部署3口探井,江汉老区勘探再次火热起来。

  潭71斜-7-7井、潭71斜-7-5C井、黄20-斜10井……一批复查老井传来高产喜讯。

  在此基础上,科研人员分析发现湖相碳酸盐岩非常发育,潜江组发育193个盐韵律层,每层都分布有碳酸盐岩。“如果每一层都能开发出来,潜力很大。”黄华说。

  此外,工艺技术创新也取得成果。结合地质岩性、力学脆性等关键特征,工程技术人员创新观念,采用化学溶蚀、物理力学相结合措施,通过“两段酸蚀工艺”扩孔增渗提高基质渗流能力,通过“高低黏多级交替”工艺提高裂缝复杂程度、增大泄油面积,配合多级裂缝高强度支撑扩大改造体积,探索形成潜江凹陷碳酸盐岩油藏复合酸蚀加砂工艺思路。

  目前,科研人员仍处在系统研究湖相碳酸盐岩的起步阶段,他们深知,想要实现更大的突破,前方还有许多难题。

  “是如何沉积的?有利相带在哪?为什么储层厚薄不同?这些还都要进一步研究。”黄华说,“因为沉积变化快,碳酸盐岩在每一层的分布区域都不同,找准地质‘甜点’是个难题。”

  为此,江汉油田针对不同层位、不同类型部署3口探井,在主要目的层段开展系统取芯工作,通过实验室分析化验资料,研究碳酸盐岩沉积、成藏机理,建立储层解释模型,开展储层改造方式优选,为下一步储量提交、选层选区及提高单井产量奠定基础。

  老树春深更著花,江汉盆地潜江凹陷盐湖碳酸盐岩勘探,迎来了春天。

信息来源: 
2023-02-27