渤海湾盆地富油气凹陷油气资源丰富,岩性地层油气藏和隐蔽型潜山油气藏是今后发现规模储量的重要勘探方向。以成藏理论新认识为指导,以先进适用勘探技术为支撑,形成了富油气凹陷"二次勘探"新思路。提出了以"整体认识、整体评价和整体部署"为核心的富油气凹陷二次勘探方法,主要包括构建全凹陷整体三维地震数据平台、重建凹陷构造、沉积和储层等地质模型、油气资源分布量化表征重描、多领域油气成藏模式创建、多领域目标整体预探以及上产增储一体化实施等。该方法的提出,对深化渤海湾盆地富油气凹陷勘探,实现油气勘探持续规模增储,具有现实的指导意义。

廊固凹陷是历经50余年油气勘探的老区,曾组织过多次大规模的攻关研究,仅发现了一批规模相对较小的油气藏,没有取得预想的地质效果,但资源转化率仍较低,勘探潜力较大。通过实施开展二次三维地震采集和全凹陷的连片处理,开展了新一轮的"四个整体研究",即整体构造分析、整体沉积砂体研究、整体油气成藏动态模拟和整体区带综合评价;指出了"六个区带、四个领域"为勘探的有利方向。优选大柳泉鼻状构造带,对复杂断块、浅层天然气和深层砾岩等多领域整体勘探,取得重要进展,实现了规模整装储量发现。其勘探经验与做法对其他老探区深化勘探具有一定的借鉴作用和指导意义。

大柳泉构造带是基于廊固凹陷二次三维地震连片一体化平台基础上,重新划分的一个鼻状构造带,其具有多个局部构造和多个勘探领域,具备整体含油气的有利条件。近两年,在琥珀营北地区通过"五个精细和四个重新认识"的具体做法,即精细构造解释、精细储层预测、精细综合评价、精细目标论证和精细井位标定,重新认识构造成因、砂体微相、成藏模式和勘探潜力,钻探5口井均获成功。在固安地区创新勘探思路的"四个转变",即从中深层向浅层勘探转变、从局部向整体研究转变、从油藏向气藏研究转变和AVO由定性向定量预测转变,发现了浅层高产天然气藏。大柳泉构造带按照整体勘探思路,集中钻探13口井,有11口井获工业油气流,钻探成功率达85%,勘探获得多项新发现,形成了5000×104t以上的整装规模储量,取得显著勘探成效。大柳泉鼻状构造带精细勘探的成功做法对其他老探区的勘探具有一定的指导和借鉴作用。

烃源岩测井评价利用纵向连续高分辨率测井信息估算地层的泥岩有机碳含量,弥补了因地球化学数据不足在区域范围识别烃源岩空间展布的困难,为资源量估算及油气勘探决策提供依据。研究采用了主要利用ΔlogR方法并结合地质统计分析及不同地质条件下校正的测井信息评价烃源岩方法,对廊固凹陷191口井进行评价,并结合区域地层及沉积资料,精细刻画不同层系优质、中等、差烃源岩在空间的展布。廊固凹陷烃源岩主要发育在沙三段、沙四段,总体上为巨厚的中等—差烃源岩,厚达700～3000m,而优质烃源岩在区域上具有分布面积小、但厚度薄的特点,厚度仅为30～70m。优质烃源岩主要发育在湖侵体系域,且烃源岩中心在变化,沙四段优质烃源岩主要分布于曹家务—永清一带,而沙三段优质烃源岩主要分布于旧州—固安一带。

廊固凹陷是冀中坳陷北部的一个富气凹陷,针对该区天然气勘探长期以来一直没有取得实质性的进展,以及目前所发现的天然气主要集中在中浅层的现状,将霸县凹陷天然气成藏的地质条件与廊固凹陷进行了比较,认为廊固凹陷同样具有成湖期早、深层沙四段—孔店组存在优质烃源层,且深层发育较好的储层,揭示该凹陷具备形成规模天然气藏的条件,其天然气勘探最具潜力的领域应是深部潜山气藏及深洼陷周围的深层天然气藏,并指明了浅层构造、深部潜山、深层砾岩体、深层致密砂岩4个勘探方向。阐述了深层致密油气今后的勘探、研究方向,并从宏观上评价了廊固凹陷天然气的勘探潜力。

琥珀营北地区位于廊固凹陷大柳泉构造带东北翼,处于两组走向相同倾向相反正断层系的结合部。由于该区断层发育,地层非常破碎,构造、层位多解性强,多年来,勘探陷于停滞。近年来,进行立足高品质的三维地震资料,针对制约该区勘探的关键地质问题—构造,进行精细分析与解释,建立构造应力作用模式,深入分析该区构造成因机制,认为该区受北北东走向的旧州断层与琥珀营断层所控制,在两种构造应力作用下形成,构造形态为近于东西走向的挤压背斜,被旧州以及琥珀营断层的多条分支断层切割的非常破碎。分析认为该区属于"反向应力传递带",背斜核部处于两组走向相同倾向相反应力结合部。在此认识基础上精细构造解释,合理组合断裂系统,落实圈闭形态,为勘探井位上钻提供依据。

随着勘探程度的提高,岩性地层圈闭已成为中、新生代高成熟盆地的主要勘探对象。开展廊固凹陷层序地层与沉积演化研究,对凹陷内进一步的岩性地层圈闭勘探具有重要意义。以廊固凹陷三维连片地震资料为基础,以层序地层学理论为指导,将该凹陷古近系划分出12个三级层序,每个三级层序又可划分出低位、高位和湖侵3种体系域。由于受构造运动、物源和气候变化影响,凹陷内发育了多种充填样式,形成了扇三角洲、辫状河三角洲、冲积扇等多种沉积相带。研究指出,大柳泉鼻状构造带和河西务西部带是凹陷内岩性地层圈闭发育的有利区带;沙三段和沙四上亚段是凹陷内砂体发育的有利层位,其中SQ3低位体系域的辫状河三角洲砂体、SQ6低位体系域的近岸水下扇砂体及SQ7高位体系域的扇三角洲砂体发育,为岩性地层油藏提供有利的储集空间。

廊固凹陷陡坡带沿大兴断层下降盘发育大套的砾岩体沉积,自南向北分为固安砾岩群、旧州砾岩群、采育—凤河营砾岩群。大兴砾岩体钻井油气显示活跃,一直是重要的勘探领域,但多数砾岩体储层物性差,总体勘探效果不佳。从大兴断层活动的期次、构造活动样式及物源供给条件及砾岩体供油窗口的差异性分析出发,认为大兴断层活动期次的差异性不仅影响了砾岩体规模和物源供给,也影响了砾岩体的储层物的好坏性;大兴断层构造样式的差异性,对应着不同类型砾岩体沉积;母岩岩性及后期成岩压实作用的差异性,决定了优质砾岩储层的展布;砾岩体与周边烃源岩接触面积决定了空间供油窗口的差异,也同时控制了砾岩体油藏的规模。

廊固凹陷是一个晚期抬升剥蚀强烈的新生代残余型盆地,在中浅层(埋藏深度小于3000m)发现了众多不同类型的天然气藏。依据烃源岩生气条件,将天然气划分为4种成因类型,以此为线索,结合不同构造部位的地质条件,提出了中浅层气藏成因上主要为沙三段烃源岩受甲烷生成菌降解而形成的生物气藏和沙三段、沙四段低熟气藏。分析这两类气藏成藏演化,认为生物气藏主要受气源岩分布控制,紧邻气源岩圈闭最为富集;低熟气藏受烃源岩控制,分布在其周缘,沿断层和砂岩组成的输导层运移,主要富集于反向断块。

廊固凹陷深潜山具有独特的地质构造背景,其空间展布可构成3个明显的构造带,即大兴断裂潜山构造带、河西务断裂潜山构造带和凤河营—侯尚村构造带。各深潜山带油气成藏静态要素空间配置存在明显差异,大兴断裂潜山构造带顶面储层可能为中元古界蓟县系雾迷山组白云岩,烃源岩及上覆盖层为优质的沙三段—沙四段泥岩,断面与不整合面为其重要的运载体系;河西务断裂潜山构造带和凤河营—侯尚村构造带顶面为石炭系—二叠系砂岩或奥陶系石灰岩储层,并发育内幕碳酸盐岩储层,前者烃源层以孔店组为主,同时可能兼有石炭系—二叠系和沙四段烃源层的部分贡献,油气输导以不整合面和断面为主;后者烃源层以优质的沙三段、沙四段烃源岩为主,桐柏镇断面是其主要的油气垂向和侧向输导通道,潜山内部不整合面对潜山内幕油气成藏十分重要。根据成藏模拟结果,各潜山构造带勘探前景存在明显差异,大兴潜山构造带为首选勘探目标。

廊固凹陷凤河营潜山已有40多年的勘探历史,发育有潜山顶和潜山内幕两种油气藏类型,潜山顶勘探程度较高,但潜山内幕勘探程度却很低。通过对潜山构造发育特征、油源条件、储盖组合、油气输导体系、圈闭类型等的研究结果表明:凤河营潜山具有形成早、定型晚于生排烃高峰期的特点,但潜山内幕圈闭却具有形成、定型均早于生排烃高峰期的特点。潜山内幕发育多套含油层系,内幕油藏多次充注、持续运聚,分析认为,凤河营潜山内幕具有更好的勘探潜力。其中京101潜山具有潜山顶和内幕(府君山组、雾迷山组)两种类型圈闭3套目的层段,是突破凤河营潜山及潜山内幕勘探的首选目标。

河西务构造带位于廊固凹陷东部,勘探程度较高,但是具有一定的资源潜力和勘探前景。通过三维地震大连片解释,开展了整体构造分析、整体沉积砂体研究、整体油气成藏模拟和整体区带综合评价,精细研究,发现了一系列的目标。研究表明,该区发育3套主力生烃层系,是沉积于较深湖环境中的沙三段、沙四段暗色泥岩及石炭系—二叠系泥岩,有较丰富的油气资源;发育有扇三角洲、三角洲与河流三大沉积体系,为油气藏的形成提供了从潜山到新近系的8套良好的储盖组合;河西务构造带发育有构造、地层、岩性、复合及潜山5类油气藏类型,油气成藏模拟结果表明,河西务构造带油气成藏主要受控于烃源断层的沟通作用、古近系的砂体展布、裂缝性储层的发育程度;综合研究表明下步勘探方向为河西务西部带和潜山勘探领域。

冀中坳陷的勘探程度高,目前绝大多数中浅层构造目标已基本落实,而且已经进入滚动开发的中、后期阶段,油气储量和产量呈现不可逆转的递减,迫使中浅层构造勘探工作逐步走入低谷,制约了油田公司的健康发展。相对而言,深潜山及其内幕的勘探程度相对较低,且具有很大的勘探潜力,是目前主要的勘探领域。但该领域现有的大多数地震资料都存在信噪比低、成像差、归位不准确等问题。因此,以凤河营潜山带为目标靶区,针对目标靶区的地震地质条件,开展覆盖次数、接收线距、道密度及观测系统均匀度等地震采集方法研究,取得了良好的效果,地震资料品质有了显著提高,而且总结了一套适合于冀中坳陷深潜山及内幕勘探的地震采集方法,为今后在类似区域进行地震采集提供了有利依据。

固安地区是华北油田的勘探老区,勘探难度越来越大。但近年通过引进多种新技术,探井成功率得到明显提高。AVO技术是气藏直接检测的重要技术手段,尤其对于浅层高孔隙砂岩检测效果更为明显。文章就AVO技术在固安浅层气勘探的成功应用进行了详细阐述,通过对地震属性和AVO正反演分析,证实固安地区浅层气藏具有明显的亮点和III类AVO特征。在此基础上,在应用振幅属性、AVO反演、AVO弹性波反演等多种技术手段的同时,对含气敏感的多种属性进行综合分析,预测了固安地区浅层气分布特征。实钻结果证实了上述方法的有效性,形成了一套针对固安浅层气层勘探配套技术和思路。

大兴砾岩体发育于廊固凹陷西部大兴断层下降盘,在兴9井区获得非常好的勘探开发效果后,砾岩体勘探一直未取得新的突破。近年来,通过应用WEFOX成像处理系统,使地震资料成像效果得到大幅度改善,借助层序地层分析技术、地震属性提取与分析技术以及地震相分析技术的应用,大兴砾岩体得到有效识别。在此基础上,通过多参数分析等技术手段,开展了储层预测及砾岩体沉积微相研究,指出优质砾岩体储层的分布规律,合计预测砾岩体有利面积161km2,预测天然气资源量710×108m3、石油资源量1000×104t,预示了大兴砾岩体的勘探潜力。根据已实施的钻井效果证实,这套方法是适用而且有效的。

廊固凹陷是油气勘探的老区,试油证实多口井获得工业油气流,实现了规模整装储量发现。这些成果的取得为发现气层、评价气层、解放气层即找气、试气方面都积累了丰富经验。实践使我们认识到:综合利用各种资料解释气层可以大大提高解释符合率,常规录井、气测录井、测井等各种方法有机结合,是发现气层、识别气层的最有效的办法。中子伽马(NG)时间推移测井仍然是识别气层的有效实用技术。APR-TCP联作和一点法求取气体无阻流量等参数是目前气井测试的适用技术。天然气体积压缩系数大,与油层相比受钻井液滤液的伤害更严重,使用优质轻钻井液、保护油气层是找气、试气的重要前提。同时有许多问题还有待深入研究和思考。

近年华北油田公司针对富油凹陷勘探程度高,预探目标发现和落实难度大与凹陷潜在资源仍较大的矛盾,深化地质前期研究过程一体化的组织管理。在具体研究中以油田内外科研课题为依托,注重多专业横向联合攻关,突出研究思路创新、尊重优先发现权,充分发挥校企专业技术特色,促进地质认识的升华。同时实施并行研究,发挥不同研究单位技术优势,以解决关键地质问题、落实圈闭为核心,充分暴露地质矛盾,有效避免了地质风险;进一步强化凹陷的整体研究,夯实地质研究基础;在井位组织把关上,突出勘探井位的三级审核,通过层层筛选,极大减少了复杂勘探区失利的风险。期间通过不断探索,形成了从目标研究到组织管理不同层面的一体化有效井位研究和组织管理模式,提高了整体勘探成效,为华北油田高成熟勘探区的规模储量发现起到至关重要的作用,同时也为实现华北油田分公司建设成地区性能源公司奠定了资源基础。

《中国石油勘探》(原《勘探家》)(双月刊),由中国石油勘探与生产分公司和石油工业出版社主办。刊登内容:油气勘探战略、石油地质理论进展、新的勘探技术(方法)及其应用效果、油气勘探管理、成功与失败的典型实例分析、跨国油气勘探、油气勘探某一问题的见解与争鸣等,欢迎油气勘探领域的管理决策领导、科研院校专家学者、工程技术人员踊跃投稿。