吉木萨尔凹陷致密油有利区预测及潜力分析

2016-12-20鲍海娟周亚丽杨翼波郭旭光

特种油气藏 2016年5期

关键词：芦草小面资源量

鲍海娟，刘旭，周亚丽，杨翼波，郭旭光

(中国石油新疆油田分公司，新疆克拉玛依 834000)

吉木萨尔凹陷致密油有利区预测及潜力分析

鲍海娟，刘旭，周亚丽，杨翼波，郭旭光

(中国石油新疆油田分公司，新疆克拉玛依 834000)

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组发育一套云质岩储集层，是致密油勘探的重点区域和层位。该区域致密油以源储一体及源储互层为特征，形成了良好的源储配置关系。根据钻井、测井、地震及样品实测数据，结合前人研究成果，在详细剖析吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油石油地质特征的基础上，考虑致密油储层的孔隙度、储层厚度以及烃源岩有机碳含量、成熟度等因素，确定了致密油资源评价参数分类标准，将芦草沟组上、下“甜点体”各划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类有利区。使用小面元容积法对吉木萨尔凹陷致密油有利区进行资源预测，芦草沟组上、下“甜点体”石油地质资源量分别为4.72×108、7.49×108t。研究表明，吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油具有较大的勘探潜力。

致密油；有利区；小面元容积法；芦草沟组；吉木萨尔凹陷；准噶尔盆地

0 引言

致密油是指储集在覆压基质渗透率小于或等于0.1×10-3μm2(空气渗透率小于1×10-3μm2)的致密砂岩、致密碳酸盐岩储集层中的原油。北美Bakken组致密砂岩油、Eagle Ford组致密灰岩油的规模开发[1-2]，掀起了致密油勘探的热潮[3-4]。

吉木萨尔凹陷为准噶尔盆地东部隆起的二级构造带，位于东部隆起的西南部，构造面积为1 278 km2。二叠系芦草沟组烃源岩、“甜点体”交互沉积，生、储层紧密接触，源储一体，为自生自储型油藏，具有典型的致密油特征，是准噶尔盆地一个全新的勘探领域。通过钻井、测井、地震等分析研究[5-9]，对致密油“甜点”区储层和烃源岩进行综合评价，划分“甜点”有利区，有效地指导下一步勘探部署。

致密油资源评价方法不同于常规油气资源评价方法，目前国内对非常规资源评价方法的研究尚处于起步阶段，多采用资源丰度类比法、小面元容积法计算非常规油气资源量。针对吉木萨尔凹陷资源丰度类比法在国内没有可类比的“样板”，故而着重研究小面元容积法对吉木萨尔凹陷致密油的资源预测。小面元容积法为容积法的衍生，是资源量评估最常用的方法，其不依赖油井的生产动态趋势，是勘探开发前期和初期资源量评估的最好方法之一。

1 致密油地质特征

1.1 烃源岩特征

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组总体上为湖相沉积，主要由三大类岩性构成(泥岩、碳酸盐岩和粉细砂岩)，粒度细，单层薄[5-6]。芦草沟组可分为2段：一段以粉砂质泥岩、泥岩、灰质泥岩、云质泥岩为主，另见含灰泥岩，含灰粉砂质泥岩、炭质泥岩等；二段以粉砂质泥岩、泥岩、云质泥岩为主，另见灰质泥岩、炭质泥岩等。二段与一段相比，碳酸盐岩厚度和层数明显增加，粉细砂岩的厚度和层数明显变少。半深湖相的细粒沉积为该地区的主力烃源岩。芦草沟组烃源岩有机碳(TOC)含量高，为0.03%～19.77%，平均为2.98%；成熟度较高，镜质体反射率(Ro)为0.66%～1.63%，平均为1.09%；干酪根类型为Ⅰ型和Ⅱ型。芦草沟组烃源岩可评价为好—最好的烃源岩，为芦草沟组致密油的形成提供有利条件。

热史模拟结果表明[7]，吉木萨尔凹陷芦草沟组在侏罗纪末期开始进入生油阶段，在白垩纪至现今进入生油、排油高峰期，同时埋深对烃源岩热演化程度有明显控制作用，越靠近凹陷中心，油气生成量和充注强度越高，含油性也就越好。

1.2 储层特征

吉木萨尔凹陷芦草沟组整体呈西厚东薄、南厚北薄的特点[8-9]，一般厚度为200～350 m，最大厚度位于西部断裂的下盘，达500 m以上，目前发现的致密油主要位于凹陷中东部的上倾斜坡部位。根据上、下“甜点”的钻井分析，芦草沟组储层主要为砂质白云岩、白云质砂岩，有效储层单层厚度为1～2 m，上“甜点”厚度为5～50 m，分布于凹陷的中部，面积约为593 km2，下“甜点”厚度为5～45 m，分布范围广，全凹陷均有分布，面积约为1 086 km2，储层孔隙类型主要为次生孔隙，孔隙度为1.85%～9.64%，平均渗透率为0.012×10-3μm2，属于特低孔、特低渗的致密储集层。该区在纵向上形成了白云质砂岩(下“甜点”)—泥岩、白云质泥岩—白云质砂岩、砂质白云岩(上“甜点”)—泥岩、白云质泥岩组合。

1.3 源储紧密接触

吉木萨尔凹陷芦草沟组处于斜坡构造背景，烃源岩和云质岩致密储集层厚度均较大，横向连续性好，展布稳定，无明显圈闭界限、源储一体分布，面积大。致密储集层也发育在湖盆中心区域，与生油岩在空间、时间上都构成了最佳的生储盖配置(图1)，由此决定了致密油最富集区带为凹陷中心区域和斜坡区。

图1 吉木萨尔凹陷吉174井二叠系芦草沟组综合分析

2 致密油有利区划分

2.1 储层分类标准确定

致密油勘探的核心是寻找最有利、最优质的储层，因而储层评价是致密油研究的重中之重。吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层品质横向差异大，发育物性接近常规储层的高孔储层，也有物性较差的劣质储层。有必要开展储层分类研究，建立储层分类标准，分类评价储层品质，优选出相对优质储层优先勘探与开发，以更快地获取致密油资源，提高勘探效益，这也是致密油储层评价的关键点之一。

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油“七性”关系研究表明：①岩性控制物性(云质粉细砂岩、砂屑云岩、岩屑长石粉细砂岩物性好)；②物性控制含油性(物性越好含油级别越高)(图2)；③岩性控制脆性(储层脆性好于围岩)；④岩性控制敏感性(碳酸盐岩含量越高，黏土含量就越低、敏感性越弱)；⑤岩性控制源岩特性(储层本身具有生油能力，源储一体)；⑥储层的破裂压力低于泥岩的破裂压力。

总体上，储层物性好时致密油的含油性、可改造性也好，也就是在同一地区，“甜点”物性越好，产量就会越高，且该区储层孔隙度与渗透率具有好的正相关性(图2)，因此，可将储层物性中的孔隙度作为储层分类的敏感参数。

图2 吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组岩心描述含油级别与覆压孔渗关系

2.2 “甜点体”储层厚度经济下限确定

依据国内外勘探开发经验，致密油勘探开发成

本较常规油气高，要实现经济勘探开发，需在考虑经济效益的基础上优选勘探有利区。按照目前的成本测算，吉木萨尔地区1 200 m水平井极限经济产油量为1.5×104t，在此经济前提条件控制下，计算各类“甜点”储层的经济厚度下限值，进而指导开展“甜点体”的储层区划分。

根据目前的压裂监测资料，获取压裂缝宽值，计算单井压裂沟通平面泄油面积，确定单位面积内采油量下限。再依据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类“甜点”储层孔隙度的下限分别取值12%、8%和5%，确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类“甜点”储层单位面积采油所需储层厚度下限值分别为4、6、12 m。

2.3 致密油有利区的确定

致密油作为非常规资源的一类，分布规律比较复杂，地质评价不能根据单一地质条件进行，必须进行多种地质条件的综合评价，才能客观地对致密油品质的优劣做出判断[10]。优质烃源岩和较好的储集层集中发育段是2个最重要的致密油地质评价因素，寻找两者均发育的区域是致密油评价的主要目标[11-12]。

参考致密油评价要素及标准(表1)，此次研究主要考虑致密油储层的孔隙度、储层厚度以及烃源岩有机碳含量、成熟度等因素，划分致密油有利区。储层孔隙度、厚度、有机碳含量均达到Ⅰ类条件的为致密油Ⅰ类有利区；只达到Ⅱ类条件的为Ⅱ类有利区；达到Ⅲ类条件的为Ⅲ类有利区；均没达到Ⅲ类条件则为非有利区。烃源岩厚度的取值是以有机碳含量下限值为标准确定其区域厚度范围值。

以储层孔隙度的下限分别取值为12%、8%、5%，储层最低经济产量的厚度下限分别为12、6、4 m，烃源岩有机碳含量下限分别为3.5%、2.0%、1.0%，确定了芦草沟组上“甜点体”Ⅰ类有利区面积为127 km2，Ⅱ类有利区面积为199 km2，Ⅲ类有利区面积为43 km2(图3a)；芦草沟组下“甜点体”Ⅰ类有利区面积为92 km2，Ⅱ类有利区面积为424 km2，Ⅲ类有利区面积为199 km2(图3b)。另外，该研究确定致密油成藏埋深下限为2 300 m，因此，致密油评价结果中去除埋深小于2 300 m(海拔为-1 700 m)的部分。

表1 吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油有利区参数分类标准

图3 吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油有利区分布

3 致密油资源潜力

3.1 致密油资源潜力

小面元容积法的计算采用以下公式：

Cell_Q=100×AHφ(1-Sw)ρo/Bo

(1)

式中：Cell_Q为小面元致密油地质资源量，104t；A为小面元面积，km2；H为小面元储层厚度，m；φ为小面元有效孔隙度；Sw为小面元含水饱和度；ρo为地面原油密度，t/m3；Bo为原始原油体积系数。

由式(1)预测出吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组上“甜点体”Ⅰ类有利区资源量为21 350×104t，Ⅱ类有利区资源量为23 155×104t，Ⅲ类有利区资源量为2 712×104t，上“甜点体”合计地质资源量为47 217×104t。下“甜点体”Ⅰ类有利区地质资源量为14 533×104t，Ⅱ类有利区资源量为49 166×104t，Ⅲ类有利区资源量为11 210×104t，下“甜点体”合计地质资源量为74 909×104t。上、下“甜点体”有利区累计资源量达12.21×108t。小面元容积法上、下“甜点”资源丰度预测结果见图4a、b。

3.2 资源潜力合理性分析

与研究区第3、4次资源评价结果相对比，此次评价的资源量出现大幅增长，并且此次评价结果还不包括常规的石油资源，仅仅是对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组非常规致密油估算的资源结果，对吉木萨尔凹陷二叠系的第3次资源评价结果为5 511×104t，第4次资源评价仅对吉木萨尔凹陷二叠系非常规致密油资源估算为122 100×104t。

资源潜力评估的大幅增长表明，通过近10 a来勘探程度的不断提高，对资源潜力的研究更加客观，资源丰度增加，资源类型多样化。

4 结论

(1) 根据致密油储层的孔隙度、厚度以及烃源岩有机碳含量、成熟度等因素，划分致密油有利区。确定芦草沟组上“甜点体”Ⅰ类有利区面积为127 km2，Ⅱ类有利区面积为199 km2，Ⅲ类有利区面积为43 km2；芦草沟组下“甜点体”Ⅰ类有利区面积为92 km2，Ⅱ类有利区面积为424 km2，Ⅲ类有利区面积为199 km2。

(2) 通过小面元容积法计算获得芦草沟组上“甜点体”致密油资源量为47 217×104t，芦草沟组下“甜点体”致密油地质资源量为74 909×104，上、下“甜点体”有利区累计资源量达12.21×108t。表明吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油具有较大的勘探潜力。