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揭秘碳酸盐岩油气藏

日期:2012-04-11    来源:中国石油报  作者:马永

国际燃气网

2012
04/11
08:19
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关键词: 碳酸盐

  阿法德是沙特阿美公司一位地球物理师。3月11日,走进办公室的阿法德打开了刚邮寄来的美国地球物理协会杂志《THE LEADING EDGE》,里面中国同行发表的三篇文章引起了他的关注。让他没想到的是,中国同行在碳酸盐岩领域研究已走在了全球前列。

  阿法德看到的是由东方物探研究院王学军、冯许魁、杨平等专家撰写的《高精度三维地震采集技术在中国碳酸盐岩油气藏勘探中的应用》等三篇文章。这些文章系统剖析了关于碳酸盐岩油气勘探中地震采集、处理、解释的关键系列技术和应用效果及发展趋势。

  东方物探在1996年就开展了碳酸盐岩技术研究,通过技术攻关,目前形成了采集、处理、解释配套的关键技术,具有国际一流水平,储层预测钻遇率接近100%.国际核心专业杂志发表东方物探系列论文,标志着东方物探碳酸盐岩研究达到世界先进水平。

  碳酸盐岩给地质家带来了无限期望。然而,其独特的发育演化历史,使中国碳酸盐岩油气藏勘探成为世界级难题。

  技术难题给正在川东北地区进行碳酸盐岩勘探的东方物探2220队留下了深刻的印象。工区内河谷纵横,区内海拔1000多米以上的高山有50多座,其他大大小小的山峰更是四处环绕,不计其数。

  冯许魁介绍说,地表条件复杂是碳酸盐岩勘探的最大难点。我国碳酸盐岩勘探区涵盖了沙漠、山地、黄土塬等三种最典型的复杂地表类型,严重制约了地震资料的信噪比和成像质量。

  与其他国家相比,我国碳酸盐岩普遍埋藏深,四川盆地、塔里木盆地部分有利勘探区,埋藏深度达到7500米。更困难的是,我国特定的地质条件,碳酸盐岩地层发育时代久远,储层非均质性强,包含了各种复杂的碳酸盐岩油气藏类型。

  这些难题造成常规地震勘探的精度难以满足碳酸盐岩储层预测及油气藏描述。尽管我国碳酸盐岩油气勘探有近百年的历史,但是油气勘探进展相对迟缓。

  为提高地震资料品质,达到有效预测碳酸盐岩储层及油气聚集规律、不断深化地质认识的目的,围绕复杂地表及深层非均质碳酸盐岩的勘探难题,东方物探科研人员一直没有停止过技术攻关。

  地震勘探技术取得长足进步。从“有发现、没突破”的徘徊阶段,到“大发现、大突破”的高峰期,中国石油来自碳酸盐岩的储产量比例快速增加。

  冯许魁告诉记者,早在塔里木盆地油气勘探会战前,应用二维地震方法就发现了轮南、塔中等特大型潜山构造。上世纪80年代末,轮南1、塔中1等井在碳酸岩潜山获得高产油气流,揭开了塔里木盆地碳酸盐岩大会战的序幕。

  90年代初,在地表条件较好的轮南地区开展了三维地震及潜山油气藏整体解剖勘探。受当时地震技术条件限制,资料信噪比和成像精度极低,无法精细描述潜山顶面形态和储层空间变化规律,导致勘探难以取得实质性进展。塔里木盆地碳酸盐岩油气勘探处于“见油不见田”的停滞阶段。

  1996年年底,东方物探组织成立了塔里木盆地轮南碳酸盐岩研究项目组,并将冯许魁开发的国内第一例相干数据体分析技术成功应用于轮南潜山的碳酸岩盐储层预测中,取得了较好效果,先后在轮古1井、轮古2井获得了高产稳产油气流。在此基础上,应用高分辨率三维采集及三步法偏移等一批新技术,使储层预测成功率提高到50%至60%,推动轮南碳酸岩盐岩勘探实现新的突破。

  进入新世纪以来,东方物探针对塔里木碳酸盐岩勘探面临的难题,持续开展了多轮次提高分辨率三维地震勘探技术攻关。2007年开展基于叠前偏移成像的宽方位高密度三维地震技术研究和试验以来,东方物探地震资料品质和碳酸盐岩缝洞体成像精度大幅度提升,有效提高了应用地震资料识别碳酸盐岩非均质缝洞储层及其油气聚集规律的能力,勘探开发取得全面突破。

  东方物探碳酸盐岩配套技术日趋成熟,形成了以全方位、高密度三维地震资料采集为基础,以高精度保幅叠前深度偏移为核心,以缝洞储层量化描述及油气检测为主要手段,以高效井位靶点优选及轨迹设计为最终目标的碳酸盐岩岩溶储层地震勘探配套技术,为增加高效井比例提供了重要支撑。

  中国石油发展史就是一部科技创新的历史。碳酸盐岩地震勘探技术的突破,推动碳酸盐岩油气勘探取得重大突破。

  在塔里木盆地,碳酸盐岩分布区域大于30万平方公里,油气资源约占盆地总量的40%,是盆地最重要的勘探层系。但碳酸盐岩油气藏“见油不见田、高产不稳产”是塔里木油田亟待解决的难题。近几年碳酸盐岩地震勘探技术的突破,使塔里木油田钻井成功率和高效、高产井比率大幅度提高,基本控制了塔北、塔中两个规模储量勘探区。2011年来自碳酸盐岩的油气产量已超过百万吨,目前正在规划建设碳酸盐岩大油气田。

  在鄂尔多斯盆地,应用新技术,长庆油田在下古生界碳酸盐岩勘探开发取得重大突破,勘探区域和储量规模不断扩大,勘探类型不断丰富,单井产量快速提高,形成了新的万亿立方米级天然气规模储量勘探区。

  在四川盆地,东方物探配合西南油气田开展环开江有利区带评价与优选,先后发现了一批高产气井,为西南油气田增储上产发挥了重要作用。

  东方物探碳酸盐岩地震勘探技术还走出国门,配合中国石油天然气勘探开发公司在中亚土库曼斯坦阿姆河右岸勘探区块、哈萨克斯坦滨里海勘探开发区块,中东地区的伊拉克、伊朗等勘探开发区块,取得了重大油气成果。

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  世界碳酸盐岩储层

  碳酸盐岩中储集有丰富的石油、天然气和地下水。

  碳酸盐岩是世界上重要的石油天然气产层,约占全球储量的一半,产量已达到总产量60%以上。在世界范围内,大约有1/3油气资源储存于碳酸盐岩储层中,特别是中东、北美、俄罗斯的许多大型或特大型油气田均与碳酸盐岩密切相关。

  碳酸盐岩和碳酸盐沉积物从前寒武纪到现在均有产出,分布极广,约占沉积岩总量的1/5至1/4.碳酸盐岩本身也是有用矿产,如石灰岩、白云岩,以及菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿等,广泛用于冶金、建筑、装饰、化工等工业。

  我国碳酸盐岩油气资源

  我国海相碳酸盐岩储集层层系分布范围广泛,从震旦系至三叠系均有分布,约占大陆沉积岩总面积的40%.据初步统计,我国有28个盆地发育分布海相碳酸盐岩地层,资源丰富,勘探潜力很大。我国碳酸盐岩油气资源量约为385亿吨油当量。

  我国碳酸盐岩缝洞型油藏一般经历了多期构造运动、多期岩溶叠加改造、多期成藏等过程,形成了与古风化壳有关的碳酸盐岩缝洞型油藏。

  近几年的实践表明,我国碳酸盐岩勘探正处于大油气田发现高峰期,是近期油气勘探开发和增储上产的重要领域之一。与常规的砂岩油气藏相比,碳酸盐岩油气藏勘探开发程度较低。对于以“潜山”起家的华北油田而言,碳酸盐岩油藏探明储量比例只有41.6%.因储层具有典型的双重介质特点,渗流规律特殊,加之非均质性严重、开发技术不完善,开采效果迥异。

  碳酸盐岩勘探技术发展

  近年来,中国石油开始全面开展碳酸盐岩物探技术研究,形成了成熟的碳酸盐岩配套技术,储层钻遇率大幅度提高,在塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地等地区发现了一批大型油气田,碳酸盐岩勘探成为油气储量产量增长的重要领域。

  新中国成立到20世纪70年代,碳酸盐岩勘探以地表地质调查和重磁物探为主,发现了如四川威远、华北任丘等油气藏。20世纪80年代至90年代,地震勘探技术在落实构造、发现碳酸盐岩油气藏的勘探中发挥了重要作用,发现了塔里木盆地轮古、英买力潜山及塔中等含油气构造。进入21世纪,随着高精度三维地震技术的发展,深化了对碳酸盐岩非均质储层油气藏的认识,全面推动碳酸盐岩油气藏勘探开发进程。在塔里木、四川等盆地实施高精度三维地震勘探超过1.5万平方公里,探井成功率提高了25%.

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