变思路，打破20年勘探沉寂

近日,江苏油田天然气预探井盐城5井试获日产10万立方米工业气流,打破了盐城凹陷天然气勘探20年的沉寂。该井共钻遇气层3层18米、油层4层12.2米,以及页岩油储层1层22.5米,在隐蔽气藏勘探、常规砂岩油藏勘探及页岩油勘探方面均取得发现,为江苏油田拓宽油气并举之路奠定了良好基础。

在“小、碎、贫、散”的地下构造里,寻找封闭完好的“碗”

江苏油田天然气勘探之路曲折艰辛。1999年,盐参1井在阜一段试获日产天然气13万立方米,发现了朱家墩气藏。随后,盐城3、盐城1-2等井落实了朱家墩气藏的含气规模,并为盐城地区持续稳定供气20年。

上世纪末以来,江苏油田在朱家墩气藏东部、新洋次凹等地区相继部署探井,但多因构造复杂、气源输导条件不利等失利。尽管天然气勘探之路布满荆棘,但研究人员从未放弃在苏北盆地找气的梦想。

今年初,面对低油价持续冲击和盐城气田供气紧张的形势,江苏油田直面挑战,由构造油气藏勘探向隐蔽油气藏勘探转变,由常规油藏勘探向油气并举、常非并进转变,重启苏北盆地天然气勘探攻关项目。

由于天然气容易散失,形成气藏的储盖条件更为苛刻。如果把气藏看成一个倒扣的盛气的碗,那么这个碗的四周封闭条件必须完美。在江苏油田“小、碎、贫、散”的地下构造里,想找到这样封闭完好的“碗”,并非易事。

更艰难的是,受多期构造运动影响,下扬子古生界烃源层分布极不稳定。在天然气勘探评价较为有利的苏北盆地东北部,仅有盐城凹陷局部三维地震资料,其余均为二维地震资料,资料品质差,解释难度高。

面对挑战,江苏油田研究人员从隐蔽油气藏角度重新认识老区,多层系兼顾开展研究。他们重新解剖朱家墩气藏,认为天然气藏的分布除受构造控制外,还受岩性控制,应进行多类型探索;系统分析阜二段泥页岩后,认为盐城凹陷阜二段天然裂缝发育,是页岩油勘探的有利区。

“我们以隐蔽气藏为目标开展天然气勘探攻关,同时开展页岩油研究,力争闯出一条苏北天然气勘探新路。”江苏油田勘探开发研究院苏北天然气勘探攻关项目组负责人张健伟说。

从古老岩芯中发现细微异常,提出新认识、打开新空间

盐城天然气勘探的难点是圈闭规模小、效益差、风险大。要想实现高质量勘探,必须要找到一个封闭完好的储气圈闭,而且要有一定的规模。

“我们从岩性控制的角度出发,开展沉积微相研究,分析含气砂岩分布规律,匹配保存条件有利的早期断层,落实规模较大的隐蔽圈闭,力争能有规模发现。”项目组地质负责人刘世丽说。

隐蔽圈闭首先要有充足的气源。苏北盆地气源来自下扬子古生界,受多期构造运动影响,古生界烃源层分布难以确定。

刘世丽和同事针对成藏关键要素,从基础研究入手,对盐阜地区近100口井进行老井复查,分层段统计显示情况,总结天然气分布规律。

“我们从已知井找规律,从落空井找问题,在不断地总结、反思中寻找解决问题的思路。”刘世丽说。

对于朱家墩气藏的物源方向,传统认识是来自西北,以构造为主,砂体和气源断层匹配度不高,难以形成规模性的隐蔽气藏。

没有匹配良好的物源,就没有储气丰厚的砂体,寻找规模隐蔽气藏就走进了死胡同。

面对难题,刘世丽没有放弃,她从岩芯、测井、分析化验等基础资料寻找突破口。在勘探工作者眼里,岩芯是油气藏历经岁月沧桑保存在砂岩中最原始的印记。

刘世丽蹲守在岩芯库,仔细观察盐城地区每口井不同层段的岩芯。由于年代久远,岩芯风化严重,要准确解读岩芯,必须仔细观察、去伪存真。

功夫不负有心人,她发现了异常:阜一段底部砂岩的岩性及粒度在朱家墩地区和北部地区存在差异。这一细微的差别,让她对底部砂岩的物源方向有了大胆想象,提出新的认识。

“我们分析认为,该地区阜一段底部砂岩物源来自东南部扇三角洲,发育多个南北向指状展布的水下分支河道砂体,砂体东西向呈减薄尖灭的变化特征,可以与北东向断层匹配形成规模较大的断层-岩性圈闭。”刘世丽说。

这一新认识,为寻找规模隐蔽气藏打开了新的空间。研究人员据此明确了隐蔽气藏成藏有利区带,并对单砂层进行解剖,明确单砂体的分布特征,建立了隐蔽圈闭成藏模式。

在低分辨率的地震资料中识别出“隐蔽”的薄砂体

明确了有利区带,还要精准刻画含气砂岩分布情况。而隐蔽气藏之所以“隐蔽”,就在于含气砂体变化快,波组特征不清楚,需要更精细地预测储层。

盐城凹陷含气砂岩埋藏超过3500米,且以薄互层为主,平均单层厚度在8~15米。而在这一深度区间,地震资料纵向可识别的砂体厚度为28米。如何才能精准识别此类储层？

“针对盐城凹陷储层预测难点,我们从基础资料入手,开展地震相识别、高分辨率反演、高精度天然气检测技术研究,形成有特色的深层、薄互层砂岩预测和含气性检测技术系列。”项目组物探负责人姜传芳说。

姜传芳特别注重物探新理论、新技术的研究,尤其是叠前薄互层储层预测技术。他说:“物探是找油先锋,工欲善其事,必先利其器。我们要弘扬工匠精神,博采众长,精雕细琢,把物探解释这门技术向纵深推进。”

针对资料分辨率低的问题,项目组物探人员优选拓频技术进行处理,使井震对应关系得到改善。他们从地震相入手,精细分析朱家墩已钻井的储层厚度与地震响应特征,同时研究不同类型、不同频率尺度的测井曲线特征,优选储层敏感曲线。

“我们根据‘剥洋葱’的思路,创新储层预测方法,采用曲线分频方式,提取不同尺度储层岩性变化的敏感曲线,重构储层特征的声波曲线,精准反映薄互储层的岩性变化。”姜传芳说。

由此,项目组形成了以“分步预测砂体,逐级聚焦目标”为思路的深层、薄互层含气砂岩天然气检测技术系列,落实了可靠的构造-岩性层圈闭。

常非并进、多层系立体勘探,打开油气藏大门

开展隐蔽气藏研究的同时,项目组还开展页岩油研究。

江苏油田页岩油勘探起步晚,理论研究和评价方法都是从零开始。

项目组观察描述150余米的泥页岩岩芯,从源岩品质、储层品质、工程条件等方面对纵向上6个层段对比评价,优选有利层段,强化裂缝预测,落实了多个“甜点”目标。

他们按照多靶点、立体勘探的思路,以朱家墩东块天然气圈闭及页岩油甜点为目标,提交探井盐城5井的勘探方案。

3月,江苏油田专项论证盐城5井方案,认为盐城5井圈闭目标具有与朱家墩相似的成藏条件,钻遇气层概率较高,一旦获得突破,可带动整个区带的天然气勘探。同时,立体勘探模式有效降低了勘探风险。

6月,盐城5井顺利开钻。工程技术人员优选“高效PDC钻头+大扭矩螺杆+MWD预弯曲防斜钻具”组合,全井平均机械钻速达8.51米/时,刷新了盐城气田全井机械钻速纪录。

钻探过程中,研究人员及钻、录井专家驻井紧盯钻探情况,准确捕获页岩油显示,精准识别下部层段气层,及时取芯,在目的层获得良好天然气显示。

金秋时节,盐城5井试获日产10万立方米工业气流。望着放喷池里的熊熊火焰,现场人员热烈鼓掌,欢呼声经久不息。

目前,江苏油田正加快扩大盐城天然气勘探成果。针对盐城凹陷阜宁组和泰州组的常规油、页岩油及天然气部署的盐城6井正在钻探,新的希望正在孕育。