春风油田石炭系勘探成效分析

董臣强

（中石化胜利油田分公司，山东 东营 257000）

引 言

准噶尔盆地西缘车排子凸起春风油田主要开发层系为沙湾组，2013年年产油量为65×104t。另外，30口探井钻遇石炭系储层，其中10口井获工业油流。当前制约该区石炭系勘探的因素比较多，如地震资料主频低、信噪比低、资料品质差；火成岩储层地震反射杂乱，构造体系认识不清，解释难度大；油层与水层电测曲线特征无明显差异，测井评价难度大；火成岩裂缝有利发育区预测难度大；勘探程度低，钻井资料缺乏，探井密度仅为0.1口/km2等，因此，有必要在该区开展勘探成效分析。

1 油藏概况

春风油田东面以红-车断裂带与昌吉凹陷相连，南面是四棵树凹陷，西面及西北面为扎伊尔山，北面为克-夏断阶带。以2010年排60井见油花、2011年排61井获工业油流为契机，石炭系逐渐成为重要的勘探层系，控制加预测储量为5×107t。2014年，开井5口，日产油为25t/d，含水率为41%，累计产油为15169t。

春风油田火山凝灰岩、玄武岩和火山角砾岩均见油[2]，油气沿裂缝面及溶蚀孔洞富集，以孔隙-裂缝型储层为主（图1）。排666井石炭系取心进尺199m，心长195m，钻遇油斑65m。

图1 春风油田石炭系储集空间类型

2 勘探技术研究

2.1 磁力预测储层技术

春风油田玄武岩、安山岩、火山角砾岩、凝灰岩、砂泥岩磁化率依次为4738×10-5、3301×10-5、1497×10-5、104×10-5、41×10-5SI，磁力异常反映火成岩体平面展布特征[9]。排66—排61井区为中—强磁异常，勘探证实储层发育。通过研究石炭系火山岩储层发育控制因素及岩相展布，落实了有利储层分布。

2.2 地震多属性预测技术

采取地震资料小波高分辨率处理将主频由40Hz提高到50Hz。应用小波分频多尺度裂缝检测技术描述出排60井西、排61东南部和排66井区3个裂缝发育区。排661井储层地震剖面表现为斜层状强振幅反射特征。参照排661井部署的排663井钻揭石炭系115 m，见油斑显示6 m（2层），日产油为9 t/d，不含水。2014年8月钻探的排673井钻遇油斑安山岩2.0m（1239～1241m），日产油为18 t/d，不含水。

2.3 井间裂缝预测技术

（1）开展叠前中小尺度裂缝预测研究。利用叠前地震资料具有的方位信息，裂缝面对不同方向地震波反射产生的反射差异，被不同方位的检波器记录，选取对此敏感地震属性，寻找异常值，优选频率梯度属性做为叠前检测小尺度裂缝的最优属性。

（2）开展叠后大尺度裂缝预测研究。利用方差体属性、相干属性、曲率属性和蚂蚁体属性等多种属性进行预测。为消除不同属性预测结果之间的误差，将不同属性预测结果进行融合，根据不同属性叠合交会值综合确定大尺度裂缝的预测结果。

2.4 水平井钻井优化技术

根据该区地质条件要求的密度范围优选合适的钻井液体系，使用欠平衡钻井，全过程保护油层。根据该区井段地质及结构特点，在一开井段优选采用膨润土浆，二开采用聚合物润滑钻井液体系，在三开和侧钻井段推荐采用无黏土疏水暂堵钻井液体系（或低固相疏水暂堵钻井液体系），钻井液密度低，可降低井底压力，减少钻井液侵入，同时具有良好的携岩、润滑和油层保护性能。

地质资料表明，该区主要发育凝灰岩、安山岩，其次为火山角砾岩、玄武岩，部分井钻遇沉积岩（泥岩、砂岩）。前期分析和施工经验表明，井壁稳定性较好，气体钻井在该区可行，但泥岩段有失稳风险。水平井三开直接进行雾化钻井，如果原油产量高，影响携岩，转为泡沫钻井。该措施的优点是安全，气体钻井在产层施工，井壁稳定性好；常规的动力钻具也不能使用，应准备适合气体钻井的动力钻具。

3 勘探新认识

3.1 首次发现石炭系具备生烃条件

前人认为春风油田石炭系油源来自昌吉凹陷或四棵树凹陷的二叠系，经过 20～60km长距离运移[3-6]。笔者研究发现，春风油田石炭系具有生烃条件。

3.1.1 烃源岩分析

石炭系时代为290～340 Ma，排60井储层锆石测年为334.7±6.1Ma，判断为石炭系。排66井2127～2747m井段孢粉鉴定结果为晚石炭世。

准噶尔盆地石炭纪三面环海，位于赤道区，到晚石炭世在准噶尔盆地西北缘尚有残余洋盆发育，这些洋盆直到二叠纪才最终关闭[7]。火山喷发产生的气体及火山灰在海水中释放营养物质，促进藻类、细菌大量生长，使石炭系凝灰质泥岩中富集有机质[8]。

车25井石炭系火山凝灰岩有机碳含量为1%～3%，评价为好生油岩。春风油田排66、67、68、70、668、667、669等8口井钻遇较厚的石炭系泥岩，其中排66井在2100m钻遇深灰色泥岩及黑色炭质泥岩，厚度为500m；北部排67井在石炭系顶部1016m钻遇深灰色凝灰质泥岩，厚度为700m；南部排70井在695m钻遇绿灰色硅化泥岩，厚度超过100m。说明石炭系烃源岩分布广泛，且厚度较大。

3.1.2 生烃能力分析

排66井石炭系2130m段泥岩有机碳含量为0.85%，Ro为0.93%，处于生烃高峰。排67井1119.6m井段岩性为灰黑色泥岩，属于残留洋滨浅海相，TOC原岩为0.72%，TOC干酪根为57.8%，Tmax为443℃，S1为0.05mg/g，S2为0.61mg/g，Ro为0.57%[9]。文献[9]指出，烃源岩的产烃率大小受控于其母质与埋藏热演化条件，有机质类型越好，产烃率相对越高，而受火山作用影响越剧烈，则产烃率越低。排68井1302m石炭系灰黑色泥岩有机碳含量为0.14%～0.76%，Tmax为514～523℃，表明达到成熟阶段。南部的排70井707m灰色硅化泥岩有机碳含量为0.2%～0.5%，Ro为0.69%，达到成熟阶段，其下面的灰黑色硅质泥岩有机碳含量和有机质成熟度更高。说明春风油田石炭系广泛发育厚度较大的烃源岩，且能生成油气。

3.1.3 油源贡献

排 66井石炭系炭质泥岩色质分析表明（图 2），C27、C28、C29甾烷呈“反 L”型分布，C27与 C29的比值小于1，C27与C28的比值大于1，说明石炭系烃源岩存在藻类及微生物的贡献。

图2 排66井石炭系炭质泥岩生物标志化合物特征

排608井石炭系原油中C27、C28、C29甾烷呈“反L”型分布，C21、C22、C23三环萜烷呈上升型，伽玛蜡烷含量中等都与排66井石炭系泥岩相似（图3），排70井石炭系原油C27、C28、C29甾烷呈“反L”型分布，碳同位素δ13C为-27.8‰，与排66石炭系接近，说明石炭系烃源岩对春风油田石炭系成藏有贡献。

图3 排608井石炭系灰黑色荧光凝灰岩生物标志化合物特征

3.2 首次发现石炭系存在自生自储型油藏

前人认为[10]，春风油田石炭系主要发育断块型油藏，油源断层是油气从凹陷区进入车排子凸起的重要运移通道。但春风油田石炭系断层均为拉张背景下形成的正断层，断层两盘均为次生孔隙裂缝发育的火山岩，该区断层对油气的封堵效果较差。此外，春风油田石炭系火山岩储集物性条件较差，但局部仍富集了大量油气，说明油藏形成的其他条件较为优越，其中车排子凸起自海西期形成以来长期继承性隆起，是油气的有利运移指向区。石炭系经历晚海西期—燕山期多期构造运动，地层遭受强烈挤压、推覆作用及长期风化剥蚀和淋滤改造作用，次生孔隙及裂缝较为发育，局部储集条件较好。春风油田石炭系本身具有生油条件，通过建立石炭系复杂成盆背景下火山-沉积建造充填演化过程，明确了2套有效烃源岩分布及油气资源潜力；纵向上火山岩巨厚且多种岩性都能发育优质储层，横向断裂发育的爆发相、溢流相火山岩分布区是油气富集高产的主要区域。

3.3 探索实用开发技术至关重要

排61等6口井火山凝灰岩储层常规试采均获工业油流，且保持了持续稳定的生产。其中，排66井生产井段岩性为灰色油斑火山凝灰岩，已连续生产 672d，累计产油 7273t,50℃脱气原油黏度为154mPa·s（表1）。排666和排681井火山角砾岩储层水力喷砂压裂后获工业油流。基于春风油田石炭系发育整体连片连续型大型地层油藏的新认识，借鉴大庆徐深气田火山岩储层成功钻探8口水平井的经验[11]，部署的第1口水平井——排664侧井成功钻遇水平段486m，获6t/d工业油流。王志平等[12-16]研究发现，产量随裂缝条数的增加而增加，同时存在1个最优裂缝条数，这些经验对于春风油田水平井储层改造有重要的借鉴作用。

表1 春风油田石炭系探井试采情况

4 下一步勘探部署

在排664侧井成功的基础上，下一步准备在该区部署侧钻井和水平井，目的是落实水平井产能和地质研究的准确性。井位部署优选在有效储层发育（裂缝或孔洞发育）、含油高度大的区域，避开了油水界面，垂直裂缝走向，周围试油、试采效果较好。2014年，在排66井区部署5口水平井，重点落实石炭系二、三类储层产能和经济开发技术，水平井轨迹垂直裂缝发育方向，结合实际钻井技术条件，水平段长度为500～700m。

5 结 论

（1）春风油田石炭系广泛发育厚度较大的泥岩，达到成熟阶段，能够生成油气。纵向上火山岩巨厚且多种岩性都能发育优质储层，玄武岩、安山岩、火山角砾岩和凝灰岩4种岩性均获工业油流，横向上断裂发育的爆发相、溢流相火山岩分布区是油气富集高产的主要区域。

（2）春风油田石炭系通过磁力异常预测、三维地震预测、水利喷砂压裂等实用技术，成功钻探30口井，10口井获得工业油流。该油田石炭系埋藏浅、厚度大、展布广泛、原油物性好、孔隙-裂缝性储层发育，勘探潜力较大。

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