海拉尔盆地乌南次凹非常规油气勘探潜力分析

2013年12月第32卷第6期大庆石油地质与开发PETROLEUMGEOLOGYANDOILFIELDDEVELOPMENTINDAQINGDEL22013VO1_32NO6DOI103969JISSN10003754201306033海拉尔盆地乌南次凹非常规油气勘探潜力分析吴尘中国地质大学海洋学院，北京100083摘要海拉尔盆地为中新生代的多旋回、断一坳叠合型陆相断陷盆地。通过分析该盆地乌南次凹的构造、沉积、油气成藏特征，认为断陷盆地的油气生成于成熟的烃源岩区自源封闭的成藏系统中。剩余资源主要赋存于生烃凹陷水进体系域和高位体系域的致密砂岩、粉砂岩互层内，是非常规油气赋存的有利区带，应作为下一步非常规油气藏勘探的重点。关键词海拉尔盆地；乌南次凹；沉积层序；非常规致密储层；威利斯顿盆地；巴肯组中图分类号TEL21文献标识码A文章编号1000。3754201306016104ANALYSISONTHEUNCONVENTIONALPETROLEUMEXPLORATIONPOTENTIALOFWUNANSUBSAGINHAILARBASINWUCHENSCHOOLOFMARINE，CHINAUNIVERSITYOFGEOSCIENCES，BEIFING100083，CHINAABSTRACTHAILARBASINISMESOZOIC。CENOZOICPOLYCYCLICANDFAULTDEPRESSIONCOMPOSITECONTINENTALRIFTEDBASINTHROUGHTHEANALYSESOFTHESTRUCTURES，SEDIMENTATIONS，HYDROCARBONACCUMULATINGCHARACTERISTICSANDSEDIMENTARYENVIRONMENTSFORWUNANSUBSAGINTHEBASIN，THEHYDROCARBONINTHEFAULTBASINISMAINLYGENERATEDAROUNDTHEMATURESOURCEROCKAREAANDSELFENCLOSEDACCUMULATINGSYSTEMWITHSHORTDISTANCEMIGRATIONTHERESTRESOURCESAREENRICHEDINTHETIGHTSANDSTONESIHSTONEINTERBEDSOFWATERTRANSGRESSIONANDHIGHSTANDSYSTEMTRACTSOFTHEHYDROCARBONGENERATINGSAG，THESEAREASARETHETHEFAVORABLEPLAYSOFTHEUNCONVENTIONALOILANDGAS，SOTHEFURTHEREXPLORATIONOFTHEUNCONVENTIONALOILANDGASRESERVOIRSSHOULDBECUSEDONTHESEREGIONSKEYWORDSHAILARBASIN；WUNANSUBSAG；DEPOSITIONALSEDIMENTARYSEQUENCE；UNCONVENTIONALTIGHTRESERVOIRWILLISTONBASIN；FORMATIONBAKKEN海拉尔盆地可划分为16个凹陷，总资源量为6510T。虽然十多年的勘探、评价获得了成果H，但已发现的油气藏储量规模与其资源量远远不相匹配，寻找、落实剩余的资源或潜在的油气成为下一步勘探的主攻方向。因此，以乌南次凹为例，探讨了断陷盆地非常规致密储层油气成藏的可能性。1研究区地质概况乌尔逊凹陷南部位于海拉尔盆地最大的中部坳收稿日期20130722改回日期20130929作者简介吴尘，男，1988年生，在读硕士，从事石油地质综合研究。EMAILWUCHEN4613SINACORN162大庆石油地质与开发陷带，面积约1300KM，沉积厚度超过6000M，具有典型的箕状断陷结构。凹陷内沿长轴方向发育了一系列的正断层，依据其构造特征划分为乌西断阶带、乌南次凹和乌东斜坡带。11层序格架和沉积体系由于多期构造运动，在海拉尔盆地形成了多次沉积间断，其中对油气藏的形成、保存有重要意义的是铜钵庙组和南屯组的界面T1、南一段和南二段的界面T孙南屯组和大磨拐河组的界面T伊敏组和青元岗组的界面TIL。综合三维地震、钻井、测井等资料，将乌南次凹断陷期划分为3个三级层序，即铜钵庙沉积时期的SQ1、南一段沉积时期的SQ2和南二段沉积时期的SQ3。在凹陷深部，每个层序的体系域完整，在缓坡带的展布受坡折带的控制作用明显，而在凹陷两边的高部位则有不同程度的剥蚀现象。体系域的展布也控制了生、储、盖层的分布。断陷期，在三级层序内水进体系域和高位体系域沉积的深湖、半深湖相暗色泥岩是乌南次凹的主要烃源岩，水进体系域和高位体系域的扇三角洲前缘及辫状河三角洲前缘砂体、水下扇是主要储层。这些砂体和烃源岩有效匹配是乌南次凹油气富集的重要因素，目前发现的油田基本都在中部坡折带的构造高部位赋存。海拉尔盆地各个凹陷狭长的构造特点导致盆地短轴方向的相带窄、相变快。在低水位体系域发育时期湖平面较低，物源供给充分，主要沉积体系为冲积扇、滨浅湖；在陡断带的凹陷深处发育有半深湖一深湖沉积。在水进体系域发育时期，由于凹陷持续拉张活动，水体扩大、加深并进人湖盆的最大湖泛面，在凹陷发育冲积扇、扇三角洲的沉积体系。东部的斜坡带主要发育扇三角洲沉积，中部的乌南次凹则主要是深湖一半深湖的沉积，西部陡断带发育湖底扇。12储层特征和展布综合乌南地区的78口钻井取心资料、65口井的测井资料及三维地震资料，对区内南屯组含油气层的物性特征和沉积微相类型、空间分布特征进行分析认为，南一段油层的孔隙度多为LO一17，占样品总数的61，孔隙度大于17的样品占LO，孔隙度小于LO的样品占29；渗透率的分布整体偏向低值区域为O510510一M，渗透率为0110一一05X10M的样品占21，渗透率小于01X10M的样品占8，渗透率大于1010M的样品占23。但是，在水进体系域和高位体系域的下坡折带及水下扇的样品数据表明孔隙度大于10的样品只占20，而渗透率低于1X10一M的样品占42，表明该区南屯组一段储层为低孑L、低渗储层，属于较典型的致密储层油气藏。南一段已动用储层的单层厚度一般为26M，横向为多期单砂体叠置连片，复合砂体累计厚度为2060M，砂体自北东向南西方向分3个主砂带且呈带状展布，砂地比为2060，平面分布一般为58KM。未动用的南一段下部的薄互层含油段厚度为1332IN，平均为212IN。单层厚度为13IN，以粉砂岩和细砂岩夹泥岩的互层为主。目前，试采井日产为012T。2巴肯组与乌南次凹非常规致密储层成藏条件对比21非常规油气的分类常规储层的常规油气资源是过去石油勘探的主要目标，目前最有发展潜力的是非常规储层的常规油气资源和常规储层的非常规油气资源。在海拉尔盆地近年的探井中遇到最多的就是低渗透层的常规油气显示，也就是非常规致密储层中的常规油气层。通常，油气资源按AP1分类相对密度高于09218的油定义为非常规油，低于09218的油则定义为常规油。若按储层性质定义，则分为可常规开发的油气藏储层和不能以常规方式开发的非常规油气储层。目前，公认且简单的分类是结合这2个方面的定义来描述油气类型。简言之，就是指常规储层中的常规油气和非常规油气例如重油和油砂、非常规储层的常规油气和非常规油气。22巴肯组的成藏特征从晚泥盆世到早石炭世，密西西比的威利斯顿盆地巴肯组主要发育在美国的蒙大拿州和北达科他州、加拿大的萨斯喀彻温省南部，从1956年发现巴肯组油气的商业价值到2012年，这些区域已经成为北美油气产量增长最多的产区。据2013年1月的统计数据，日产约为1110T，是目前威利斯顿盆地最突出的产油层之一，也是近年来该区主要的勘探目的层。巴肯组的沉积过程包括2个亚层序一是从下部到中部的海侵过程；二是从上部到中部地层的高位到海退的过程。水体环境是由低能的沉积环境逐第32卷第6期吴尘海拉尔盆地乌南次凹非常规油气勘探潜力分析163渐到高能的海进沉积环境，最后是海退的过程。2个亚层序包括底部低能的层状黑色页岩和粉砂岩、水进过程的粉砂岩和细砂岩丘状交互层、水退体系域时期的粉砂岩和暗色泥岩的组合。综合层序和生物化石特征，将巴肯组细分为下、中、上3个段。下部是富含有机质的油页岩、页岩、泥灰岩，厚度为37M；中部是一套富含有机质的页岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩的互层，厚度为515M；上部是从灰色到黑色的泥岩和泥灰岩，生物化石发育，厚度为1020111。巴肯组是一个典型的封闭式含油气系统。巴肯组的主力产层是中部具有高度生物扰动的粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩交互层，单层厚度为051ITI，一般有35层，孔隙度为420，一般为9左右，渗透率为015010TXM，局部地区发育有裂缝，但总体上属于低孔、特低渗的致密储层表1。直井生产时，一般射开厚度为23M，近年来水平井和水平井多段压裂技术的应用使巴肯组致密油气藏得以有效开发。2004年，水平井少于80口井，但到2009年6月已经达到1200组水平井，目前的水平井已突破2000口。表1南屯组和巴肯组储层物性的对比TABLE1CONTRASTRESULTSOFTHEPHYSICALPROPERTIESFORTHERESERVOIRSINFORMATIONNANTUNANDBAKKEN最小值最大值平均值样品数。23乌南次凹非常规储层油气成藏条件乌南次凹主力烃源岩为南一段和南二段2套生油岩，即断陷期的水进体系域和高位体系域沉积的深湖、半深湖相的暗色泥岩表2。油气的初次运移和二次运移以短距离运移为主。表2南屯组与巴肯组的成藏条件对比TABLE2CONTRASTSOFTHEACCUMULATINGCONDITIONSFORTHERESERVOIRSINFORMATIONNANTUNANDBAKKEN最小值最大值平均值样品数排烃模拟研究表明，乌南次凹的油气运移距离为近距离150M左右，近年来的勘探成果也证实了成熟烃源岩的分布区有效地控制了油气藏的展布。乌南地区成藏系统可划分为3个，主要的是南一、二段自生自储的封闭性成藏系统。南屯组沉积时期的扇三角洲前缘主要为细砂岩和粉砂岩，孑L隙度为612，钻遇的油层均较薄且横向连续性差，油层显示厚度为053M，与黑色的湖相泥岩呈薄互层，属于低孔、低渗的致密储层，其上覆盖的暗色泥岩既是好的烃源岩也是局部盖层。这一含油带在乌南次凹的缓坡带和陡坡带广泛发育，在缓坡带中靠近洼槽区的坡折带及下坡折带上倾方向是值得重视的有利含油区带。3认识1乌南次凹具备非常规油气资源基础。在盆地的断陷阶段，乌尔逊凹陷南屯组水进体系域、高位体系域的沉积物是盆地主要的生、储、盖层，目前发现的油气田均在其中。与巴肯组油气藏相比，乌南次凹的成熟烃源岩分布与致密储层发育相带叠置，其层序发育，沉积、储层特征及成藏系统等相似。在乌南地区的中部坡折带下部、下坡折带、陡断带的湖底扇发育区，南屯组纵向含油层段厚度大，但横向连续性和连通性差，属于低孔、低渗、164大庆石油地质与开发20L3在致密储层，采用常规开发方式难以奏效，但按非常规致密储层油气藏的勘探标准开发则是非常有潜力的油气富集带。如果采用水平井及多段压裂工艺，预计能够产生经济效益。2勘探方向。陆相断陷盆地的沉积特点导致储层相变快、平面分布范围有限。与大型坳陷的富油气盆地相比。断陷盆地的油气藏多是以近距离运移为主的自生、自储式封闭性成藏系统。在构造高部位和相带有利部位易形成丰度较高的断块和构造岩性油气藏。但是，对于凹陷的大部分区域来说，与烃源岩叠置的致密粉砂一细砂岩薄互层是油气富集的主体部位。例如，乌南次凹的下坡折带扇三角洲前缘和陡坡带的湖底扇发育区是非常规致密油气藏发育有利区带。因此，海拉尔盆地非常规油气勘探是值得重视的勘探目标。参考文献1冯志强，张晓东，任延广，等海拉尔盆地油气成藏特征及分布规律J大庆石油地质与开发，2004，235L6192吴河勇，李子顺，冯子辉，等海拉尔盆地乌尔逊一贝尔凹陷构造特征与油气成藏过程分析J石油学报，2006，27增刊163陈均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