中拐凸起石炭系火山岩油藏滚动勘探关键技术

汪莉彬, 马爱钰，黄 程，罗 鑫

(中国石油新疆油田分公司，新疆 克拉玛依 834000)

1 研究背景

近年来，准噶尔盆地在火山岩油气藏勘探中取得重大突破[1-3]，相继发现一批火山岩油气田，火山岩油气藏普遍具有岩性复杂多变、成藏条件复杂、成藏规模大等特点。准噶尔盆地西部隆起中拐凸起西与红车断裂带、东与达巴松凸起、北与克百断裂带和玛湖凹陷、南与沙湾凹陷和盆1井西凹陷为邻(图1)，两面邻凹，为一大型继承性鼻状隆起构造，构造位置优越，成藏条件有利，是油气聚集的有利指向区，也是目前勘探、评价的热点区域[4-5]，研究显示，该区石炭系存在高产工业油藏，油藏规模大，也是未来油气勘探的有利领域；但从目前已完钻井来看，该区石炭系火山岩油藏控藏因素复杂，油气水分布规律不清楚，断裂刻画多解性强，单井产量存在巨大差异；火山岩岩性复杂，为多期火山喷发叠加而成，火山岩岩性识别多解性强，很难用地震相特征刻画火山岩圈闭；火山爆发相、溢流相及火山沉积相均有成藏，利用一般的地震反演技术预测储层有利区有一定困难。这些核心的问题严重影响了该区石炭系油藏的勘探工作，经过近几年的探索，结合中拐凸起石炭系油藏的复杂地质特征，优选出几种适于该区石炭系火山岩油藏的滚动勘探关键技术。

图1 中拐凸起位置

在总结前人研究方法的基础上，结合中拐凸起石炭系火山岩油气藏勘探成果，首先从该区石炭系油藏的控藏因素着手，对已知油藏进行解剖，理清控藏因素；其次，从成藏背景入手，利用古地貌恢复技术准确刻画中拐凸起石炭系的古构造，搞清油气分布规律；再次以构造精细解释为根本，利用切片解释和相干技术相结合精细解释断裂断点及平面组合，寻找控油气断层；而后，通过分析多口井低产原因，在叠后属性基础上，结合叠前各向异性反演，有效预测了该区石炭系储层裂缝发育规律，明确裂缝控制油气局部丰度以及影响单井产量的原因；最后综合应用这几项关键技术，优选出古潜山与现构造高部位相匹配的裂缝发育带为有利区进行部署工作，取得了良好滚动勘探效果。

2 火山岩油藏滚动勘探技术

2.1 古地貌恢复技术复原古构造特征

古构造，特别是与油气生成、运移高峰期适时匹配形成的古构造，不仅为古油气的运移创造了便利通道，而且为古油气的聚集成藏提供了必要的条件和场所，控制了古油气藏的形成与分布，对现今油气藏形成与分布也有重要影响。

中拐凸起是在区域构造背景影响下，在石炭纪末期形成的古凸起，石炭系现今构造形态整体表现为轴部向东南倾的鼻状构造，西高东低，局部发育断鼻、断背斜。古构造对古今油气藏分布的控制作用已被生产实践所证实[6-7]。因此，利用古地貌恢复技术对中拐凸起在二叠系上乌尔禾组沉积晚期的古构造特征进行了精细刻画。通过研究发现，该区石炭系在海西期发育2个继承性古潜山构造(图2a)，被2条区域性大断裂夹持。从过中拐凸起南部JL10井古潜山的地震剖面来看(图2b)，2条区域性大断裂沟通了油源，控制地层分布，上乌尔禾组大套泥岩直接覆盖在石炭系地层之上，与石炭系形成良好的储盖组合。

实际勘探结果表明，研究区石炭系油藏的分布宏观上受到古潜山的控制，古构造控制了成藏有利区，且古潜山规模越大，保存的油气藏油柱高度越大。如JL10井位于该区范围最大的一个古潜山高部位(图2a)，该井在石炭系试油2层均获工业油流，油层底距石炭系顶的跨度为330 m，也是该区油柱高度最大的一口井。

2.2 利用切片解释和相干技术相结合，精细解释断裂及其平面组合

石炭系顶界受到风化剥蚀作用，地震响应特征复杂，规律性差，断裂刻画困难。通过对该区块已知油藏的解剖认为，其石炭系油藏为古潜山背景下受一系列断裂切割形成的具有不同油水界面的断块油藏，因此，断裂的精细解释极为关键。为了准确解释断裂的断点及平面组合，在构造解释过程中采用切片解释和相干体解释技术相结合，综合识别断点，做到断点闭合，断裂平面组合更合理。

解释主断层时充分利用水平切片和面块切片。在水平切片或面块切片上，主要断层两侧的地层产状、倾角以及岩性会有较大的变化，其地震反射特征也会有明显的差别，因此，可以根据同相轴的振幅、频率、连续性以及延伸方向等变化较好地识别出大断层，水平切片和面块切片大大有助于构造解释[8-12]。

解释小断裂时主要采取相干技术[13-16]，即对地震数据体进行“求异去同”或“求同存异”的求取和分析，其突出了非一致性的诸如断层或者是岩性边界的反应，而弱化了横向一致性的地层反应。当地质构造中存在异常，反射波在相邻地震道之间传播时，频率、振幅、相位等就会产生不同程度的变化。相干分析技术在地震资料品质基本保证的情况下，能准确、客观地刻画地质构造异常单元所产生的频率、振幅、相位等反射波变化，在较短时间内有效完成三维地震资料的解释工作。

图2 中拐凸起二叠系古构造解释成果

从沿层切片(图3a)和地震相干属性(图3b)分析来看，断裂特征与石炭系构造解释吻合程度较好(图3c)。该区断裂受到挤压应力作用，断裂性质均为逆断裂，地震剖面上断裂特征清晰，断距明显(图3d，剖面位置见图3c)。

2.3 利用叠前各向异性反演技术预测储层裂缝发育特征

基于叠后资料的地震预测法能够反映一部分断层和裂缝的信息，但是多解性较强，仅限于刻画大尺度的断裂，对细微的裂缝预测较为困难[17-18]。叠前资料包含了丰富的角道集信息，信息量大，可以半定量地预测裂缝密度及方向，预测精度相对于叠后资料有较大程度提高[19-20]。因此，针对火山岩目标，在叠后属性基础上，利用新采集的全方位叠前道集数据开展叠前各向异性反演。从区域平面裂缝预测属性图(图4a)来看，石炭系的裂缝发育区主要集中在中东部和南部，与断裂的走向和组合的匹配性较好，在古潜山高部位裂缝相对较为发育(图4b)。

3 滚动勘探关键技术应用效果分析

古构造与现今构造匹配区域是有利滚动勘探目标区带。如探井G148井虽然在现今构造上位于JL115井的高部位(图3c)，但却位于古构造的低部位，试油获干层；而在古潜山高部位新部署的JL115评价井(图4b)，在石炭系试油获日产13.04 t/d的工业油流；另外部署的探井及评价井JL10、JL11、JL103等在石炭系试油均获工业油流(表1)，进一步说明古潜山主体是有利的油气富集区，且古潜山规模越大，保存的油气藏油柱高度越大。

图3 中拐凸起南部地震地质解释成果

从断裂解释及其组合特征看，新解释成果更具合理性。如JL5井在石炭系钻遇花岗岩，完钻后试油2层均为水层，研究人员普遍认为该断块含油性不好，为水层，造成勘探工作暂停。通过对比断裂前后解释结果认为，JL5井南还存在一条东西向断裂，其断点清晰可靠，断距较大(图5)，将研究区切割为多个断块，并对油气成藏具有控制作用。后期在JL5井(图3c)所处的南断块新部署的JL116评价井在石炭系试油获日产30.61 t/d的高产工业油流(表1)，证明JL5井南断裂的存在及其控藏作用。

研究区石炭系火山岩储层中裂缝预测结果与单井试油成果吻合率高。从已完钻井试油成果看(表1)，石炭系火山岩储层裂缝发育的区带单井产量高；反之，试油获低产。如在JL15井(图3c)所处断块中，探井JL15井石炭系裂缝不发育，在石炭系中试油仅获日产油1.97 t/d，日产气5 860 m3/d(表1)；后期通过叠前各向异性反演技术提高石炭系火山岩储层裂缝反演预测精度，在JL15井构造低部位的裂缝发育区(图4a)部署的JL123评价井，石炭系火山岩储层试油获日产气20 150 m3/d的工业气流(表1)。

综上所述，中拐凸起石炭系油气藏受古构造、断裂、裂缝三大因素控制，古构造是油气局部富集的主控因素，断裂对油藏起切割遮挡的作用，裂缝控制油气局部丰度并影响单井产量。综合运用古地貌恢复、切片与相干分析、叠前各向异性反演等技术，开展研究区石炭系火山岩油气藏滚动勘探是可行的。通过对该技术成果的推广应用，先后在研究区石炭系古潜山与现今构造高部位相匹配的裂缝发育带部署探井、评价井8口均获工业油气流，勘探成功率为100%，实现了中拐凸起南部石炭系油气藏的连片，取得了较好的滚动勘探成果。上述几项关键技术对中拐凸起带乃至盆地内石炭系古潜山型火山岩油气藏的滚动勘探具有指导意义。

图4 中拐凸起石炭系裂缝平面属性预测与古构造恢复成果对比

井号试油井段/m日产油/(t·d-1)日产气/(m3·d-1)日产水/(m3·d-1)储层岩性裂缝发育程度结论备注G148JL11JL10JL103JL5JL153083～33050.28安山岩不发育干层3056～307217.611478026.29英安岩发育油水同层3138～315617.283130安山岩发育油层3312～331915.31274024.78火山角砾岩发育油水同层3118～313027.434340安山岩发育油层2930～29400.023.08花岗岩不发育水层3347～336314.24花岗岩不发育水层2910～29401.975860安山岩不发育气层这几口井属于关键技术应用中部署的井JL115JL116JL121JL122JL123JL124JL125JL1272996～305013.041340安山岩发育油层2938～296430.6117970安山岩发育油层3103～302626.816110安山岩发育油层2801～28286.08玄武岩发育油层3010～30182.3020150安山岩发育气层2750～279435.1113820英安岩发育油层2816～28273.5127590玄武岩发育气层2812～28369.861328 安山岩发育油层这几口井属于技术成果推广应用部署的井,故图上未出现所有井名

4 结 论

(1) 中拐凸起石炭系油气藏受古构造、断裂、裂缝三大因素控制，古构造是油气局部富集的主控因素，断裂对油藏起切割遮挡的作用，裂缝控制油气局部丰度并影响单井产量。

(2) 通过古地貌恢复研究认为，古构造往往具有继承性，中拐凸起石炭系的古构造控制了成藏有利区，且古潜山规模越大，保存的油藏高度越大。

图5过JL116—JL5井三维地震地质解释剖面

(3) 采用切片解释和相干体解释技术相结合，可更有效地解决研究区因石炭系顶界受风化剥蚀作用而造成的地震响应特征复杂、规律性差、断裂刻画多解性强等技术难题。

(4) 中拐凸起平面裂缝发育区主要集中在研究区中东部和南部，与断裂的走向和组合的匹配性较好，利用叠前各向异性反演可有效预测该区石炭系裂缝发育特征。

(5) 运用古地貌恢复、切片与相干分析、叠前各向异性反演等技术集成，在中拐凸起开展古潜山油气藏滚动勘探是可行的，应用效果较好，该方法可推广应用于类似成藏背景的油气藏勘探评价中。