柴达木盆地半个世纪的勘探历程表明,盆地的勘探工作有着明显的阶段性和复杂性“。十五”计划以来,遵循“加强前期、注重技术、突出重点、积极有效”的勘探方针,积极转变观念,解放思想,依靠新技术,油气勘探成果较为明显,尤其在柴西岩性油藏勘探方面已初见成效。随着地质认识的逐步深化和基础工作的深入,对柴达木盆地油气聚集条件、勘探潜力和下步勘探方向有了进一步的认识,提出了油田的发展目标。确定了“十一五”总的勘探思路:坚持甩开预探和风险勘探、坚持勘探开发一体化、坚持地震先行的3个原则,突出精细勘探碎屑岩和战略突破复杂区两个重点,实施精细研究和优化部署两项措施。油气勘探按照精细勘探、战略突破、积极准备3个层次进行,并提出了下步的勘探方向,其中,石油勘探:柴西南区、阿尔金山前带;柴北缘马海—南八仙构造带、柴北缘山前带、德令哈断陷;天然气勘探:三湖生物气区、柴西北区油型气、柴北缘煤型气。

在综合分析区域构造背景、边界条件、基底性质、构造运动、不整合面、地层分布、沉积特征和构造演化史的基础上,认为柴达木盆地中、新生代的构造演化经历了两个伸展—挤压构造旋回,可划分为4个演化阶段,即早、中侏罗世伸展断陷—坳陷阶段、晚侏罗世—白垩纪挤压坳陷—挤压隆升阶段、古新世(路乐河期)—中新世早期(上油砂山期)整体挤压坳陷与柴西局部拉分弱断陷阶段和中新世晚期(狮子沟期)—第四纪挤压反转阶段。盆地的构造演化控制了烃源岩的分布与演化、圈闭的形成、油气运移与成藏以及油气的保存,进而控制了油气的分布,在此基础上指出了柴达木盆地的勘探方向。

综合研究表明,柴达木盆地西部南区第三系岩性油藏具良好的成藏条件,表现在:现今构造格局和古构造发育区控制着岩性油藏的分布;三大沉积体系(阿拉尔河流—三角洲—滨湖沉积体系、阿尔金冲积扇—扇三角洲—半深湖沉积体系、昆仑山—冲积扇—河流—滨浅湖沉积体系)及有利砂体(水退体系域的河流、三角洲和扇三角洲砂体)展布控制着岩性油藏的富集;富油凹陷及油气运聚方向控制着岩性油藏的形成。经过近年来的勘探实践,提出了一套适合该区地质特征的岩性油藏勘探方法,具体步骤包括:沉积背景分析、层序划分对比、层序界面追踪、沉积相综合分析、等时储层预测、目标评价与成藏规律分析。勘探结果表明,阿尔金山前的扇三角洲沉积体系、红柳泉—跃进地区湖泊沉积体系和跃进地区的河流—三角洲沉积体系形成的砂体,具有形成岩性油气藏的有利条件,是该区下一步岩性油气藏勘探的有利区域。

柴达木盆地北缘地区经过多年勘探,发现了以侏罗系为烃源岩的冷湖、南八仙及马北等油气田,通过对该地区石油地质条件综合分析,认为柴北缘侏罗系油气成藏主控因素具有以下特点:烃源岩的分布、成烃演化及生烃中心的位置控制着油气相态的分布格局;古近纪晚期和新近纪中期是柴北缘地区油气运聚的关键时刻,燕山期发育的古隆起和早第三纪发育的构造带是控制油气运聚的重要构造因素;中、新生界之间发育规模较大的区域性不整合面,第三系发育区域性分布的渗透性砂岩,为油气侧向运移提供了有利条件;晚喜马拉雅期盆内主控断裂及其派生断层的强烈活动,为油气垂向运移提供了有利条件。

通过高分辨、高精度古地磁测年剖面和地震生长层序分析,柴达木盆地西部阿尔金斜坡地区新生代以来至少发生了10次构造运动、3期构造幕,反映了阿尔金地区经历了3次加速隆升的过程。该区整体具准前陆特征,下第三系以逆冲作用为主,沉积、沉降中心相对稳定,是柴西主要烃源岩发育区;上第三系以走滑挠曲为主,沉积、沉降中心沿阿尔金断裂带由西南向东北明显迁移。垂直阿尔金造山带向盆内区可划分为山前高断鼻带、中部低断鼻带、盆内下第三系冲断前锋和反冲带。柴西阿尔金斜坡地区现今构造圈闭是多期冲断、走滑、掀斜隆升叠加作用的结果,发育构造圈闭、地层不整合圈闭、岩性圈闭,具有一定的油气勘探潜力。

通过对含气地震异常、老井测井解释研究认识过程的分析,阐明了柴东三湖生物气的勘探现状和目前面临的难题,针对在“地层倾角小、反射速度低、砂泥薄互层、饱含地层水”等特殊地质条件下的“小幅度构造难发现、薄层砂体难识别”等地质问题,提出了“二维地震的重新处理、重新解释或重新采集、进行变速成图、开展三维地震勘探”等解决方案,以期对柴东地区下一步的生物气勘探部署及相似地区的勘探研究有一定的指导作用。

通过50多年勘探研究表明,柴达木盆地主要存在第三系、侏罗系两套烃源岩,第三系烃源岩有机质丰度总体偏低,烃转化率较高,有机质热演化程度较低,主要分布在柴西地区。侏罗系烃源岩有机质丰度高,有机质类型为Ⅱ—Ⅲ2型,主要分布在柴北缘地区。盆地内具有碎屑岩和碳酸盐岩两类储层,碎屑岩储层是主要储油层,在纵向上分布于侏罗系、古新统、始新统、下干柴沟组下段、油砂山组,在区域上分布广泛,以河流三角洲、滩坝以及水下扇等不同沉积成因的砂岩类储层为主。盆地石油总资源量为21.5×108t,石油的探明率为15.3%,具有较大的资源发现潜力,综合分析提出了下步勘探的重点预探区带有3个,即柴西南构造岩性区、狮子沟—油砂山深层构造带、柴北缘的潜伏构造带。

柴达木盆地是中国第四大气区,按照碳氢同位素指标,该区天然气可划分为油型气、煤型气和生物气3种类型,整个盆地形成了柴西油型气、柴北缘煤型气和柴东生物气3套含气系统。通过对盆地天然气基本特征的研究,分析了资源潜力及勘探程度,提出了“立足生物气,突破热解气”的下步勘探思路,指出下步应以柴东水溶气及浅层气、柴西北区热解气作为重点勘探目标。

通过野外地质调查、地震资料综合解释和勘探目标综合评价研究,认为柴达木盆地北缘块断带东段德令哈坳陷是中生代中、晚侏罗世—早白垩世发育起来的伸展坳陷,经历了第三纪的张扭坳陷和第四纪挤压坳陷阶段,坳陷内较稳定地分布了中侏罗统大煤沟组4—7段的烃源岩,还发育有石炭系潜在的烃源岩层系。储层在各层段均有分布,中生界以大煤沟组6段石英砂岩和白垩系的河流三角洲相砂岩为主。圈闭主要分布在凸起构造带,山前还发育推覆构造带,构造形成定型期与油气运聚期配合良好,可形成自生自储、下生上储的储盖组合。通过该坳陷资源潜力与油气远景评价,认为中侏罗统自生自储的成藏组合是现实的勘探领域,托南断阶、宗务隆山前逆冲带及埃姆尼克凸起带为主力生烃凹陷,具有一定勘探前景。

柴达木盆地复杂山地由于受复杂地表条件和地下构造的影响,地震资料信噪比较低,地震勘探难度较大,是多年来勘探的地震空白区或资料空白区,直接影响了该区勘探潜力评价及有利勘探目标的选择。随着盆地地震勘探的不断深入,在总结、分析以往资料和勘探经验的基础上,在该区进行了山地地震攻关,通过针对目标的观测系统设计、精细的表层结构调查、科学的采集参数试验、选岩选层的井深逐点设计及其他相应的采集技术措施,形成了一系列比较成熟的复杂山地勘探技术,在野外采集资料品质方面取得了突破性的进展,为复杂山地的油气勘探提供了强有力的技术手段。

柴达木盆地复杂的地表地质条件和地下地质条件,使其在地震资料处理中存在着严重的静校正和低信噪比问题。通过重点研究山地静校正、干扰波去噪技术,提出了利用静校正、偏移成像、去噪技术相结合的方法,以提高复杂构造地区地震剖面的品质,合理反映复杂地区的地下地质特征,该方法在冷湖七号、狮子沟等地区的应用,取得了初步效果。

应用综合物化探技术从地球物理场方面揭示了柴达木盆地具有双重基底结构,上部为褶皱基底,深部存在结晶基底,该基底的厚度变化控制着盆地的隆凹格局;褶皱基底岩性具有明显的分区性,不同分区的基底岩性差异较大,从而造成不同分区具有不同的变形特征,这种分区性受深部结构断裂控制。山前带是柴达木盆地油气勘探的重要领域,但由于复杂的地形地质条件,很多认识具有局限性。综合勘探在山前带的应用基本明确了山前带的构造特征,发现了一些山前凹陷和逆掩推覆区,拓宽了柴达木盆地的勘探领域。

青海油田尕斯库勒下干柴沟组上段油藏的储层以藻灰岩为主,非均质性强,物性变化大,其储集空间类型主要有原生孔隙、次生孔隙和裂缝。常规测井难以进行有效储层划分和流体性质识别。微电阻率成像测井(FMI)技术具有分辨率高、携带大量地质信息的优势,能较好地识别、区分和评价藻灰岩、粉砂岩、石灰岩储层。藻灰岩储层FMI图像呈絮状或云朵状,外部边界不平直,内部构造不均匀,层理无规律,局部有溶蚀现象;泥质粉砂岩与钙质粉砂岩的FMI图像为亮黄色、棕黄色条带;而石灰岩、泥灰岩为白色、亮黄色及黑白相间的条带。张开缝或高导缝在FMI图像上显示为暗色的正弦曲线,高阻缝的FMI图像显示为亮黄色—白色的正弦曲线。裂缝越发育,储层渗透性越好。溶蚀孔主要表现为沿裂缝的局部溶蚀扩大,在裂缝特征不明显时,多为分散的星点状或串珠状暗色斑点,这种特征越明显,储层孔隙性就越好。

昆2井是一口位于柴北缘西段的昆特依凹陷潜伏Ⅰ号圈闭上的风险探井,设计井深为5950m。针对柴北缘深探井存在的主要技术难题,制定了昆2井的技术对策。通过对钻井设备的优选、井身结构的优化、钻头及钻具组合的优选、钻井参数及钻井液性能的优化、油气层保护技术的研究与应用,形成了一套适合于柴北缘的优快钻井技术,使昆2井的完钻井深达到5950m。与邻区的深探井平均水平相比,在井深增加888m、大尺寸井眼段更长的前提下,昆2井的钻井、完井周期分别缩短了98.75d、124.2d,钻机月速度增加了317m/台,平均机械钻速增加了0.82m/h。根据“理想充填新理论”,确定了保护油气层的最优复配暂堵方案,利用该方案所配制的钻井液其渗透率恢复值达到了87.5%以上,流变性能良好,滤失量低,对改善泥饼质量、增强井壁稳定性有明显的效果。

青海柴西地区储层为典型的低孔、低渗泥灰岩储层,储层中碳酸盐岩、碎屑岩、泥岩各占有基本相同的比例,对于这类既不同于纯碳酸盐岩也不同于纯砂岩的储层,在改造工艺上有很大难度。通过实施胶凝酸酸压技术、水力加砂+返排技术、醇酸酸化技术和油基压裂技术,在该地区各类探井上共进行措施改造43井次,其中酸化12井次、酸压20井次、加砂压裂11井次,从施工成功率来看,酸压、酸化施工的成功率远大于加砂压裂,现场施工参数和设计符合率在85%以上;施工效果显示,80%的井经过储层改造后产液量有所提高,液体的返排率平均为65%。

青海油田勘探生产中的数据传输及生产指挥一直主要依靠微波电台负责通讯,由于微波电台不能满足勘探节奏的需求,阻碍了勘探信息的传递、交流,加之由于勘探野外作业流动性强,不能建立固定通讯系统,影响了生产指挥的及时、准确性。通过建立VSATKu波段星状通讯网络,并将其与基地程控电话网络相连,一方面实现了野外生产单位与基地通讯的畅通;另一方面,应用勘探生产信息系统实现随钻录井剖面图、测井曲线、录井秒数据回放、录井仪实时数据及试油、物探资料等专业数据的处理及Web发布功能,与现场生产传输系统发布的地质、钻井、试油日报共同作为勘探动态管理信息平台,为基地各级领导、研究人员、管理人员提供了一个集成的、具有丰富资料的井场随钻动态信息平台。

青海油田在勘探项目管理的探索与实践中,按照“紧密围绕勘探目标、注重前期准备、注重勘探效益”的工作思路,纠正了项目目标不明确、管理不精细的问题,在项目部署和实施上加大了物探工作量和探井井位论证的力度,及时引进和推广应用了适用的勘探技术、方法,保证了勘探效果,发现了尕斯东南斜坡、七个泉、红柳泉等一批岩性地层圈闭。

柴达木盆地磁性生物地层柱上标定介形类浪花介科正星介属(Cyprideis)出现,其爆发的时代为中中新世晚期,大约距今12Ma。这是该盆地上油砂山组/下油砂山组分界对比的重要依据,也是地震T2′反射界面在全盆地追索对比和验证的重要标志。正星介属爆发点在塔里木盆地和准噶尔盆地也清晰可辨,对该两盆地新近系内部对比划分以及与柴达木盆地对比发挥了重要作用。油气勘探过程中大量钻井少取心,多取岩屑,并绘制分析自岩屑的正星介丰度曲线,基本上可以划定上油砂山组和下油砂山组之间的分界。

2002年柴达木盆地YHD-1井地层设计与完井地层对比错误的原因,是沿用了1959年盐新深1井和1995年盐14井错误的分层资料。Agip公司完井总结报告认为,已钻达目的层为古近纪始新世—古新世路乐河组沉积,但本文认为尚未钻穿新近纪中新世下油砂山组沉积。两者对井底地层时代判断至少相差26Ma,占新生代65Ma的2/5。在分析了Agip公司对比错误原因的基础上,阐述了沉积构造复杂、多物源的柴达木盆地新生代地层对比,应采用综合对比方法,尤其是地震地层学与生物地层学结合渗透的方法。