柴达木盆地油气勘探历程与启示
2021-05-31魏学斌沙威沈晓双司丹张国卿任世霞杨梅
魏学斌,沙威,沈晓双,司丹,张国卿,任世霞,杨梅
(中国石油青海油田分公司a.勘探开发研究院;b.钻采工艺研究院,甘肃敦煌 736200)
柴达木盆地位于青藏高原北部,油气资源丰富。盆地油气勘探始于1954 年。随着盆地油气勘探的不断深入,勘探领域由隆起区拓展至坳陷区,勘探深度由中浅层过渡到中深层和超深层,储集层岩性从碎屑岩逐渐扩展到碳酸盐岩和基岩,勘探对象以构造为主转变为以地层和岩性为主,在石油地质理论、勘探领域、勘探认识等方面取得了许多新进展。本文在全面回顾勘探历程和系统总结勘探成果的基础上,重新划分柴达木盆地勘探阶段;提炼出取得油气重大发现相关的勘探启示,以期对以后的油气勘探有所裨益。
1 地质概况
柴达木盆地位于青藏高原北麓,夹持于祁连山、昆仑山及阿尔金山三大山系之间(图1),是典型的高原内陆干旱盆地。盆地西高东低、西宽东窄,沉积岩面积约12×104km2,是中国西部唯一以新生界为主的大型含油气盆地;与中国其他含油气盆地相比,具有复杂的地理环境和独特的油气地质条件[1]。
图1 柴达木盆地油气田分布Fig.1.Distribution of oil and gas fields in Qaidam basin
自中—新生代以来,柴达木盆地经历了中生代早侏罗世伸展断陷、中侏罗世—早白垩世断拗复合、新生代古新世—中新世挤压拗陷和上新世晚期—第四纪走滑挤压4 个演化期次,控制了盆地圈闭形成、烃源岩及储集层分布[2]。受沉积中心与生烃中心迁移影响,形成了三大含油气系统,分别为柴西古近系—新近系含油气系统、柴北缘侏罗系含油气系统及柴东第四系生物气含气系统。现今已发现基岩、中—下侏罗统、古近系、新近系和第四系五大含油气组合[3-4]。
第四次油气资源评价表明,柴达木盆地油气资源量64.8×108t,目前已发现油气田32个,累计探明油气储量10.7×108t,探明率仅为16.5%,总体勘探程度仍然较低,勘探潜力大。
2 勘探历程
纵观柴达木盆地的勘探历程,伴随着地质认识逐步深化和工程技术不断进步,经历了艰苦曲折的历程,有着明显的阶段性和复杂性。
在1990版《中国石油地质志》中,柴达木盆地勘探历程划分为石油初探阶段(1954—1959 年)、石油勘探和开发的恢复阶段(1960—1966年)、坚持勘探阶段(1967—1976年)和开创石油勘探新局面(1977—1988年)4个阶段。本文通过勘探历程回顾和数据分析,以最能客观反映盆地勘探进程的石油储量和产量数据为依据,重新将勘探历程划分为4个阶段(表1):浅层发现阶段(1954—1974 年),冷湖油田发现;深层突破阶段(1975—1990年),尕斯库勒油田及涩北一号气田和二号气田发现;坚持探索阶段(1991—2005年),柴达木盆地成为中国四大气区之一;快速发展阶段(2006年至今),实现5个亿吨级油田(昆北、英东、东坪—尖北、扎哈泉和英西)的发现,探明油气地质储量4.6×108t,新建油气产能394×104t,推动了油气产量从419×104t上升到734×104t,成为中国石油天然气集团有限公司上游业务实现保持增长的油田之一(图2—图4)。
表1 柴达木盆地各勘探阶段工作量及探明储量统计Table 1.Workload and proven reserves in various exploration stages in Qaidam basin
图2 柴达木盆地历年探明油气储量直方图Fig.2.Histogram of proven oil and gas geologic reserves in Qaidam basin
图3 柴达木盆地历年探井工作量直方图Fig.3.Histogram of exploration wells in Qaidam basin
图4 柴达木盆地历年地震工作量直方图Fig.4.Histogram of seismic survey in Qaidam basin
2.1 浅层发现阶段(1954—1974年)
1954 年3 月,全国石油勘探会议决定对柴达木盆地开展石油地质勘探。4 月,石油地质勘探大队分批进入柴达木盆地西部地区。1955—1960年,展开了以地质普查、详查、细测和重磁力工作为主的综合勘探。在油泉子构造部署的油1 井,获得工业油流,发现了柴达木盆地第一个油田。该时期完成盆地三级构造83%的细测和详查工作,发现三级构造20 个,完成详查和细测构造126 个,进行了地层层序的划分及地质时代的确定工作。先后在茫崖、油泉子、油墩子、大风山、冷湖四号、油砂山[5]等构造上进行了中深井钻探,找到油泉子、开特米里克、油砂山和尖顶山油田。1958 年,钻探花2 井发现花土沟油田;在冷湖五号构造钻探的地中4 井日喷原油800 t 左右[6],1959 年,冷湖建成了初具规模的石油工业基地。冷湖油田成为中国当时四大油田(玉门油田、克拉玛依油田、四川油田和冷湖油田)之一。
20 世纪60 年代初期,相继发现了涩北一号气田和咸水泉、七个泉、狮子沟、游园沟等油田。
该阶段勘探工作按照“区域勘探与重点钻探相结合”的方针,采用地球物理、构造钻井和地质研究等综合方法,累计完成二维地震15 192.000 km(主要是模拟地震),探井1 432口,探井进尺128.370×104m,平均井深仅896.44 m,以浅探井为主。发现了油气田或含油气构造17 个,探明石油储量4 496.00×104t,探明天然气储量2.44×108m3。
2.2 深层突破阶段(1975—1990年)
1976 年,在柴达木盆地东部进行天然气勘探,落实了三湖地区涩北一号、涩北二号[7]和驼峰山3 个含气构造。首次在中国第四系找到了天然气田,确定了柴达木盆地东部为一个“第四系含天然气区”的结论。
1978 年,在跃进一号钻探跃深1 井获得高产油流,发现了柴达木盆地最大的油田——尕斯库勒油田[8]。这也是首次在应用地震勘探方法发现的潜伏构造上获得的油气藏。随后在盆地开展了大规模数字地震,落实了大量构造圈闭,陆续发现了跃进二号油田[9]、砂西油田、南乌斯—绿草滩油田、红柳泉油田、台南气田[10]等。
1987 年,针对三湖地区含气异常区地震同相轴下拉现象,通过统层综合研究发现,台南构造高部位具有明显低速异常,认为台南构造高部位富含天然气。经过进一步研究,成功解释出台南构造圈闭,钻探的台南中1 井敞喷日产天然气100×104m3以上,至此发现了台南气田。证实了综合研究解释的可靠性和正确性,为三湖地区天然气勘探奠定了基础。
该阶段柴达木盆地的石油勘探开发人员组织结构优化、技术队伍装备更新换代配套提高,大批先进装备的投入,数字地震勘探等先进技术在盆地得到运用,显著提高了工作效率和勘探效果。油气勘探也进入一个新阶段,由地表构造转入深层圈闭勘探,新油田和气田被迅速探明;尤其是1984 年在狮子沟深层又获高产,为后来英西油田的勘探突破打下基础。本阶段累计完成二维地震38 634.460 km,三维地震81.800 km2,探井436 口,探井进尺103.901×104m,平均井深2 383.00 m。在柴西地区发现盆地最大的尕斯库勒油田,探明石油储量14 255.00×104t,开辟了潜伏构造和新近系、古近系深层找油的新领城;在柴东三湖地区落实了涩北一号、涩北二号气田,发现台南气田,探明天然气储量336.91×108m3。
该时期在三湖地区发现的气藏证实为典型的第四系生物气藏。三湖地区第四系发育大范围滨浅湖相沉积,沉积物粒径小,分层性弱,砂、泥岩频繁交互,造就了第四系充足的气源条件与良好的储盖组合。广泛沉积的有机质在产甲烷菌和低温热力的双重作用下,不断产生生物甲烷气;在流体势的控制下,天然气在圈闭内聚集、散失、再聚集,形成动态成藏过程。
2.3 坚持探索阶段(1991—2005年)
此阶段为油气田开发大规模建设阶段。随着勘探力度的加大,加强了山地地震攻关,在柴达木盆地北缘首次获得深层构造反射资料;并通过冷科1 井的钻探,在侏罗系首次发现近1 000 m的优质烃源岩,相继发现了马北一号、马北三号、马西含油气构造和伊克雅乌汝新近系生物气藏。
1996年,通过对全盆地老探井复查和试油试采评价工作,发现了南八仙中型油气田;通过深化地质研究、试采生产,台南、涩北一号和涩北二号三大气田天然气储量大幅度增长。其中台南和涩北二号气田的天然气储量均超过400×108m3,涩北一号气田天然气储量近1 000×108m3,柴达木盆地成为中国四大气区之一。
该阶段除老区评价取得一定进展以外,勘探上主攻方向不明,新区和新领域预探无规模发现。分析原因,该时期对盆地基本成藏条件研究和认识不到位,勘探领域和有利勘探区带不明确,勘探领域多变;勘探目标类型单一,以构造圈闭为主,成功率低;勘探目的层系深,只注重深层,忽略了中浅层;对勘探对象的复杂性认识不足,错把难点当重点,在山地地震攻关和深井钻探中投入了大量的人力、物力和财力,未见勘探成效;勘探技术不满足勘探需求,把不成熟的推覆体勘探作为重点目标,山前带构造复杂,地震地质条件差,圈闭不落实,油气成藏规律不清,相继钻探多井均失利,进一步造成勘探的被动局面;柴北缘虽然揭示了巨厚的侏罗系烃源岩,但烃源岩的分布和生烃机制认识不清,导致勘探思路(以油为主还是以气为主)和勘探方向不明确,勘探进展缓慢。
2.4 快速发展阶段(2006年至今)
重新认识盆地,转变思想观念,为解决柴达木盆地勘探难题,扭转油气勘探被动局面,青海油田组织广泛讨论和科学分析,明确了“构造稳定区是方向、优质源储组合是基础、优势运移通道是关键”等找油理念,确定了“石油勘探以柴西南区为重点,寻求新突破;天然气勘探以三湖地区为重点,谋求大场面”的战略方向。
2007 年以来,青海油田持续开展地质、物探、工程技术攻关,从源、储、藏3 个方面入手,创建了高原咸化湖盆油气地质理论和复杂山地高密度三维地震勘探技术。创立咸化湖盆盐控富氢贫氧有机质“多成因类型多峰式”生烃模式,改变了咸化湖盆有机质丰度和成熟度相对较低、油气资源潜力有限的片面认识,深化和发展了中国特色的陆相生油理论,明确了油气勘探方向,大幅提高了对柴达木盆地西部原油和东部天然气资源潜力的认识,油气资源量从46.51×108t 增加到70.29×108t,夯实了油气勘探持续发现的基础;创新咸化湖盆细粒岩和碳酸盐岩成储机制,构建了咸化湖盆碎屑岩长距离搬运的沉积水动力模型和咸化湖盆碳酸盐岩低渗基质孔和岩溶-断溶成储机制,改变了盆内“有源无储”的传统认识,坚定了咸化湖盆下凹找油的信心,拓展了坳陷区有效勘探面积达1.2×104km2;厘定咸化湖盆四大不同类型油气成藏模式和富集区带,指导发现了昆北、英东、东坪—尖北、扎哈泉和英西5个亿吨级整装大油气田。
3 勘探启示
3.1 盆缘古隆起区成藏理论技术指导昆北断阶带获重大发现
昆北断阶带位于柴达木盆地西南区,夹持于山前断裂和昆北断层之间,勘探面积约3 000 km2。20 世纪50—80 年代,依据少量山前二维地震资料,在昆北断层上盘钻探2 口探井,仅在切4 井花岗岩风化壳中见到油斑,未解释出油气层,且不发育烃源岩,认为潜力不大,勘探暂停。2001 年和2007 年,在昆北断层下盘部署探井2 口,揭示新近系岩性粗,古近系埋藏深、物性差;断层下盘破碎,地震成像差,圈闭不落实,勘探再次受阻。认为山前物源短、堆积快、相带窄、源储配置不利,并且不发育烃源岩,距生烃凹陷距离远,油气缺乏有效输导,难以形成规模气田,勘探潜力有限。2006 年,柴达木盆地勘探工作汇报确定“石油勘探立足柴西南,天然气勘探立足三湖”的战略部署,明确“构造稳定区是方向,优质源储组合是基础,优势运移通道是关键”的找油理念,认真总结前期勘探经验与教训,深化地质认识,依据断裂—不整合面复合输导体系源外油气成藏模式,优选昆北断阶带为突破点。分析认为昆北断阶带存在四大有利因素:①邻近切克里克生油凹陷,具备油源条件;②已钻井有显示,尤其是切4 井油砂与乌南原油同源,均来自切克里克—扎哈泉生烃凹陷,表明昆北断阶带具备油气运移和聚集条件[11];③山前具有良好储集层条件;④地层埋深适中,具有效益勘探的前景。
2007 年,实施了乌南三维地震二次采集,发现背斜构造,部署的切6 井在古近系渐新统下干柴沟组下段获得高产工业油流,首次实现了昆北断阶带下干柴沟组下段勘探突破。切601井古近系古新统—始新统路乐河组为边缘相的砂砾岩储集层,物性较差,油气显示弱,电性特征不明显。最终决定试油,压裂改造获得高产油流。通过加强目的层沉积相带的分析,结合储集层预测,明确切六区路乐河组为构造背景上的岩性油藏[12],这是青海油田第一个岩性油藏,也是柴达木盆地首次在路乐河组获得工业油流,发现了新的含油层系,使传统的构造找油观念发生了重大转变。亦指导了昆北油田的规模扩展,仅用3 年累计探明石油储量1.07×108t,形成了继尕斯库勒油田之后第二个亿吨级油田,青海油田油气勘探取得了突破性的进展。
昆北油田勘探突破表明,勘探首先要解放思想、转变观念、创新思路,理清制约盆地油气勘探的关键问题;其次要明白“源”是油气成藏要素的根本,找到了昆北断阶带发生过油气运移聚集的证据,明确了该区存在烃源岩条件;最后借鉴马北源外油藏勘探经验,分析认为昆北断阶带也具备相似的成藏条件[13](图5),经反复论证,获得昆北断阶带重大发现。
图5 昆北断阶带油气成藏模式(剖面位置见图1)Fig.5.Hydrocarbon accumulation model in Kunbei fault-terrace zone(profile location is shown in Fig.1)
3.2 整体研究,深化认识,再上英雄岭,发现英东高丰度油气田
英雄岭构造带一直被认为是一个油气富集带,但勘探难度极大,历经50 年始终未取得进展,有“三最”之称:一是地形最复杂,山高沟深,千沟万壑,风化残积层覆盖严重;二是勘探代价最沉重,高寒缺氧、气候多变、沟壑纵横,施工难度属柴达木盆地之最;三是勘探历程最曲折,从20世纪50年代开始,经历了地面构造勘探、狮子沟深层碳酸盐岩缝洞油气藏勘探和复杂山地地震攻关3 个阶段。其中,1956—1979 年,仅发现油砂山、狮子沟和花土沟3个浅油藏;1984年,狮20井发现深层裂缝性油藏后,未获得重大突破。随后开始了长期的复杂山地地震攻关。2001 年以前为常规二维地震攻关;2002—2004 年是小道距、大组合、大药量、较高覆盖次数地震攻关;2005—2008 年实施了宽线地震采集攻关,期间针对深层钻探4 口井均未获重大突破。主要有2 方面原因:地形复杂、地震资料差,无法确定构造特征;深层以半深湖相沉积为主,主要发育碳酸盐岩储集层,有效储集层的认识不足。
2010 年,通过英雄岭地区整体研究,在沉积、构造和成藏上取得新的认识。纵向上锁定目的层,由深层向浅层转变。认识到柴西地区新近系砂岩储集层分布明显受湖盆向东迁移的控制,湖退砂进,中浅层形成了“半盆砂”的格局,具有下生上储的有利源储组合,中浅层是最有利的勘探层系。平面上锁定勘探靶区,由局部复杂区向相对稳定区转变:油砂山东侧转折部位地形相对平坦,构造应力相对较弱,有可能形成局部油气富集。老井复查中浅层油气显示较好。通过地震老资料再认识,落实了多个局部圈闭,钻探砂37 井,试油获高产油流,英雄岭浅层获得重大突破。
2011 年,展开地震采集、处理、解释联合技术攻关,加快英东一号构造勘探评价的同时,对新发现的英东二号构造和英东三号构造,甩开钻探,均获成功。英东油田历时3 年的勘探,累计新增三级石油地质储量1.00×108t[14-15]。
英东油田勘探突破改变了对英雄岭浅层构造形成期晚、源圈匹配性差,难以形成大油田等认识。通过加强地质研究,开展技术攻关,创新形成了复杂地区山地三维地震采集处理解释一体化技术,构建了“深部持续生烃,断层接力输导,多期复式聚集”的源上晚期油气成藏模式(图6),实现了英雄岭晚期构造带的勘探突破,发现了英东大型油田。
图6 英东地区晚期构造源上油气成藏模式Fig.6.Hydrocarbon accumulation model of late above-source structures in Yingdong area (profile location is shown in Fig.1)
3.3 借鉴昆北勘探经验,阿尔金山前获得一系列突破
东坪地区油气勘探分为普查和发现2 个阶段。1958—2009 年为普查阶段,1958 年,根据地面构造,部署钻探红中1 井,见到好的显示,但未进行电测。1981年,钻探牛参1井未见油气显示,认为油源缺乏,地质评价不高。1986—1998 年开展二维地震勘探,测网密度约2 km×2 km,发现了东坪、红三旱一号和鄂博梁Ⅰ号构造。2010 年至今为发现阶段,2010 年,在重新认识中—下侏罗统分布及生烃潜力的基础上,借鉴昆仑山前源外油藏勘探的成功经验,分析认为东坪地区紧邻大型侏罗系生烃凹陷,气源条件优越[16-17];山前整体具有古隆起背景,发育构造、岩性、地层等多种类型圈闭,是油气长期运聚的指向区;早古近纪以来,长期活动的断裂及基岩与上覆路乐河组不整合面是油气长距离运移的优势通道。2011 年,开展二维地震老资料复查解释,落实了东坪一号构造,钻探的东坪1 井在基岩风化壳获得高产气流,实现了柴达木盆地天然气勘探的新突破。
以往认为柴达木盆地阿尔金山前带远离油气源,发育粗碎屑沉积,缺乏有效储盖组合,不具备油气成藏的基本条件。以东坪气田的发现为契机,重新对阿尔金山前带成藏条件开展深入研究,明确山前带具备断裂-不整合面复合输导体系的源外成藏条件[18](图7),并探索了适用于基岩压裂的勘探技术。
图7 东坪地区油气成藏模式(剖面位置见图1)Fig.7.Hydrocarbon accumulation model in Dongping area(profile location is shown in Fig.1)
东坪地区基岩气藏的突破揭示阿尔金山前带其他地区勘探前景广阔。2017—2018 年,在源外古隆起成藏理论的指导下,优选阿尔金山前的尖北和昆特依开展工作,其中尖探1 井实现了尖北基岩气藏重大突破;昆2 井加深钻探实现了昆特依构造带基岩—侏罗系气藏重大突破。
3.4 岩性油藏勘探发现扎哈泉亿吨级油田
扎哈泉油田位于柴西南扎哈泉生烃凹陷内,以滨浅湖沉积为主。该区勘探经历了4 个阶段:第一阶段(1979 年之前),1957 年开始探索乌南构造,1979 年钻探南参2 井发现乌南油田;第二阶段(1980—1997年),1982—1983 年完成二维地震详查,明确乌南构造为鼻状构造,钻探发现了乌4 断块油藏,1985 年发现了乌南构造北端的绿草滩断块和绿6 区块油藏;第三阶段(1998—2010年),1998年和2006年,完成乌南三维和乌南二次三维地震,精细构造解释发现一批中、小型油藏,2008 年对三维资料重新解释,结合沉积相及砂体分布研究成果部署乌107 井、乌108 井和绿13 井,并开展针对性选层试油和压裂改造,取得良好效果;第四阶段(2011 年至今),2011 年坚持下坡下凹找油,依托三维地震资料,以岩性油藏为目标,在扎哈泉斜坡部位钻探扎2 井,发现中新统岩性油藏,拉开了该区岩性油藏勘探序幕,按照凹陷斜坡区岩性油藏的勘探思路,依据砂体展布规律和储集层预测成果,钻探扎7井、扎9井、扎11井等,均获成功。2012年,针对深层在乌南构造部署的扎探1 井,在下干柴沟组上段和下段均获工业油流,突破了柴达木盆地碎屑岩储集层勘探下限,纵向上扩展了新的勘探领域。扎哈泉地区通过近年的立体勘探,落实了多个甜点区,发现了新近系上新统下油砂山组、新近系中新统上干柴沟组、古近系渐新统下干柴沟组上段和下段4 套含油层系,新增三级石油地质储量近2.00×108t。
扎哈泉地区发育滨浅湖的滩坝砂体与烃源岩间互或共生,俘获早期生成的油气,具有“近源或源内聚集,叠加连片分布”特点,形成大面积油气聚集[16,19](图8)。岩性油藏的突破指导柴西石油勘探从构造向斜坡—凹陷,从源上(源下)向源内,从湖盆边缘向中心的战略转变。在围绕英雄岭主力生烃凹陷,在英西、红柳泉—跃进、干柴沟—油泉子—开特等相似的地区,岩性油藏勘探潜力巨大。
图8 扎哈泉地区油气成藏模式(剖面位置见图1)Fig.8.Hydrocarbon accumulation model in Zhahaquan area(profile location is shown in Fig.1)
技术进步拓展了盆地油气勘探领域。通过持续开展水平井+体积压裂技术攻关,形成了水力喷砂、速钻桥塞、封隔器滑套、裸眼封隔器等水平井分段压裂技术,在扎哈泉岩性油藏勘探的突破中起到了关键作用。形成的地震甜点区[20]预测技术和以测井为重点的致密岩性资源评价技术,也拓展了油气勘探开发的空间。
在扎哈泉岩性油藏勘探的启示下,深化地质条件研究,明确了柴西北区具备与扎哈泉相似的岩性油藏成藏条件。2018 年,优选风西构造,实施水平井风平1井,获工业油流,并实现长期稳产,扭转了以往“低渗难采,不利勘探”的认识,实现了致密油藏的新扩展。
3.5 英西地区深层碳酸盐岩展现亿吨级储量规模
英西油田位于柴达木盆地英雄岭构造带西北端,勘探面积500 km2。20世纪80年代初至21世纪初,深层勘探历经“四上四下”。20 世纪80 年代初,在英西地区依据地面细测和重磁电资料部署的狮20 井获得高产油流。分析认为高产层段为下干柴沟组上段泥灰岩储集层,受断层改造形成的裂缝是高产的关键。随后制定了“占高点、沿断裂、打裂缝”的勘探思路。20 世纪80 年代中后期,围绕重磁电资料解释的狮北Ⅰ号和狮北Ⅱ号断层,钻探井4 口,仅狮24 井获得高产。20 世纪90 年代初,围绕高产井部署评价井4 口,全部失利。分析认为地下情况复杂,构造及断层展布不落实,勘探工作面临极大风险,亟需开展地震攻关。20 世纪90 年代末期,为了攻克构造和裂缝油藏展布这2 个难题,对英西地区深层开展攻关。新部署二维地震采用高覆盖、小道距、大组合、大药量、较高覆盖次数攻关成果,运用中深井组合激发、横向大组合接收、模型静校正技术,资料信噪比有了一定提高,首次证实深层为一大型背斜构造,但构造主体成像仍较差,圈闭难以落实。新井的成像资料显示高产层段发育大量裂缝,并且呈网状特征。但受地震资料品质及成像测井数量较少的影响,构造细节、断裂展布与裂缝分布等关键核心问题仍未得到解决。2005 年,采用宽线二维攻关方法再次部署二维地震,构造格局与局部轮廓得到进一步落实,但钻探的多口井试油效果不理想。其原因主要是储集层类型和控藏因素认识不清。此阶段认为英西地区深层储集空间以泥灰岩裂缝为主,把是否钻遇规模裂缝带作为成功的先决条件。对储油岩性、储集空间类型及物性特征的认识不清,油藏主控因素更是无从谈起。受复杂地面、地下条件影响,构造特征难以落实。2010 年,英东油田的发现,复杂山地三维地震勘探技术的重大突破,坚定了向英西地区深层勘探的决心。
2013 年,在地面、地下条件更为复杂的英西地区实施三维地震,地震资料品质有了质的飞跃,经过多阶段、多轮次的处理解释一体化攻关,建立了深层盐岩之下叠瓦逆冲的构造样式,落实了构造细节和断裂展布;通过对各类资料的精细分析发现英西地区深层碳酸盐岩储集层除裂缝、溶蚀孔发育以外,还存在大面积分布的灰云岩晶间孔。随后针对2 类储集层开展部署,2014 年,针对基质孔隙为主的连续型油藏在构造主体部署狮41井,日产油29 t,累计产油5 171 t;为寻找断裂控制的缝洞型高产油藏部署狮42井,日产油203 t,累计产油2 941 t,2口井均大获成功。证实了灰云岩储集层的有效性,解开了老井高产、稳产的谜团,改变了单一裂缝控藏的传统认识,揭开了深层油气勘探的新篇章。自2015年后,陆续发现了6 个油气富集区;钻探了中国陆上少有的9口日产千吨以上油气井。明确了英西为国内外罕见的咸化湖相碳酸盐岩多重介质储集层类型的高压、高产构造岩性油气藏,油藏受控于高效盐岩盖层、极强非均质性的孔-洞-缝型储集层,具有整体含油,局部高产的特点。通过实施勘探开发一体化持续攻关,在英西—英中累计提交三级石油地质储量当量1.60×108t。
通过针对英西地区下干柴沟组上段油藏咸化湖相碳酸盐岩油藏的综合地质研究,创新了四大配套技术系列:①创建了咸化湖盆烃源岩“多成因类型多峰式”生烃模式,即低成熟可溶有机质生烃阶段;成熟—高成熟不溶有机质(干酪根)有效保存、高效转化阶段;②创建了咸化湖相碳酸盐岩准同生交代-岩溶-断溶的成储机制,改变了咸化湖盆“有源无储、裂缝控藏”的片面认识;③建立了复杂湖相碳酸盐岩多信息融合的测井评价技术,岩性识别准确率达95%,流体识别符合率较以往提高了26%,达80%;④创建了“低熟早排、源储一体、多层共聚、晚期调整”的复合油气成藏模式(图9),为咸化湖相碳酸盐岩广泛发育微米—纳米级孔喉系统[21]油气高效富集创造了条件。
图9 英西地区下干柴沟组上段油气成藏模式(剖面位置见图1)Fig.9.Hydrocarbon accumulation model of upper Ganchaigou formation in Yingxi area (profile location is shown in Fig.1)
英西油田下干柴沟组上段油藏勘探突破,开启了柴达木盆地咸化湖相混积型碳酸盐岩勘探新纪元,揭示柴达木盆地咸化湖相碳酸盐岩,紧邻优质烃源岩,具有近源成藏,源储一体的特征。此外,还发现咸化湖相碳酸盐岩[20]发育孔、洞、缝多重介质的有效储集层。英西地区勘探证实盆地大面积发育的咸化湖相碳酸盐岩是近期增储建产的现实领域,目前已落实有利勘探面积达1 500 km2。
4 结论
(1)柴达木盆地受晚期构造影响,具有明显的高原环境、强烈改造和咸化湖盆三大特征,致使油气赋存条件异常复杂和特殊。而这些特殊性造就了油气勘探面临诸多难题,油气勘探历程有着明显的阶段性和复杂性,大致可划分为4 个阶段:浅层发现阶段,勘探以地面构造、浅层勘探为主;深层突破阶段,二维地震技术得到广泛应用,勘探向区域、中深层方向拓展;坚持探索阶段,主要依靠深化地质研究和精细评价增储上产;快速发展阶段,逐步形成了青藏高原咸化湖盆油气勘探开发理论技术,勘探向多领域、多类型发展,储量大幅度增长。
(2)昆北、英东、东坪—尖北、扎哈泉和英西5个亿吨级油气田的勘探成功主要得益于理论创新、技术进步和思路转变。柴达木盆地地质情况极其复杂,勘探和认识程度仍然较低,勘探潜力巨大,只要持续开展科技攻关、积极创新地质认识、勇于转变思路、加大勘探投入,就一定能够取得新的勘探重大发现,再创辉煌。