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准噶尔盆地车排子凸起寻找大气田纪实
两千平方公里的“大海捞针”
高宇飞

    “千辛万苦梦圆车排子凸起”

    它曾令人倍感遗憾

    因其优越的地质条件,车排子凸起数十年来一直被专家们看好

    然而,其石炭系地震资料成像质量不高,使勘探研究工作难以入手

    曾尝试在此部署过少量探井,但打的井较浅,也未出现过高产井

    它的机运终于来临

    观察野外山体露头部分、结合岩性岩相,发现石炭系与火山爆发期次相关特征

    科研人员与协作单位联手,对车排子凸起以前的三维地震信息进行重新成像

    地震解释完成,对车排子凸起断裂体系的梳理和火山机构的认识具有重大意义

    它在等待一个时机

    科研人员在老井摸排时惊喜地发现,车排18井所在区块成藏条件较好

    专家和研究院领导提出:红车断裂带南边有没有可能还有一个大的气藏?

    分析发现,车排子凸起是一个勘探程度很低、比红车断裂带更广阔的区域

    它的出现令人欣喜

    通过各种佐证,大家认为车排子凸起石炭系很可能是一个天然气富集的区域

    在2500平方公里中“大海捞针”后,最终决定论证上钻风险探井车探1井

    2019年10月,车探1井获得油气高产,在石炭系太勒古拉组试油喜获工业油流

 

    “解决勘探关键点 车探1井获高产”

    难点 1

    车排子凸起的地质条件优越,可气藏究竟在哪里?

    解决方案

    朱明提出的“红车断裂带南边有没有可能还有一个大的气藏”打开了科研人员的思路

    难点 2

    对车排子凸起的地质环境一无所知,怎么办?

    解决方案

    地物所沙湾凹陷中心开始重点攻关——对石炭系的岩性岩相进行分析预测

    难点 3

    无法通过钻井认清地下地质状况的情况下,怎么办?

    解决方案

    大家跑到车排子凸起周边的山上,通过观察野外山体露头部分,结合岩性岩相,发现了石炭系与火山爆发期次相关的三个特征

    难点 4

    车排子凸起的地震资料品质不高,怎么办?

    解决方案

    科研人员与协作单位联手,对车排子凸起以前的三维地震信息进行重新成像,资料品质大幅度提高

    难点 5

    如何在2500平方公里的土地上准确部署一口风险探井?

    解决方案

    科研人员们通过各种综合手段,决定在车排子凸起源储对接区石炭系火山机构发育区,论证上钻风险探井车探1井

 

    “未来可期 车排子凸起”

    车排子凸起不负众望

    2019年4月,车探1井正式进入钻井施工阶段

    2019年10月,车探1井获得油气高产

    车探1井的意义深远

    车探1井是新疆油田公司在车排子凸起南部石炭系的第一口出油气井

    车探1井明确了石炭系内幕火山岩岩体发育,岩性以火山角砾岩为主

    车探1井表明了车排子凸起石炭系已经规模成藏

    车探1井打开了整个车排子南部勘探新局面,开拓了准噶尔盆地天然气勘探新领域

    车探1井提振了勘探人员的士气,坚定了他们在车排子凸起找规模油气藏的信心

    车排子凸起蓄势待发

    车探1井的成功仅是开始,要想探明整个车排子凸起,还需要进一步加大勘探力度

    2020年3月,地物所资料处理中心将新采集的地震资料初步处理完毕

    运用新资料,地物所又论证了车排33、车排34等3口预探井和1口评价井

    下一步,他们打算在整个车排子凸起南段及西段低勘探程度区域,再部署两口风险探井

    车排子凸起任重道远

    如果这些井都获得突破,就能证实沙湾凹陷和四棵树凹陷都是车排子凸起石炭系的气源所在地

    这将标志着车排子凸起2500平方公里的天然气勘探获得整体突破,第二个克拉美丽气田有望诞生

 

    如果用一个比较恰当的成语来形容车探1井,可能就是“生逢其时”。

    2020年年初以来,国际油价持续低迷,多年来主要制约新疆油田公司发展的“油多气少”的矛盾再次凸显。

    “提质增效”,再次成为包括中石油集团公司在内的整个石油行业的关键词。

    2020年年初新冠肺炎疫情期间,新疆油田公司领导层预见性的提出了“油气并举”的勘探思路,勘探开发研究院在全院提出了加大天然气勘探开发力度,将勘探重心转向效益更好的天然气勘探领域,推动公司优化改善产品结构,实现从“油多气少”到“油气并举”的转变。

    这是提质增效最有效的途径。而车探1井,就像为此提前送来的一个大礼一样。

    因为早在2019年10月22日,勘探开发研究院地球物理研究所(以下简称“地物所”)在车排子凸起部署了这口重点风险探井,该井在石炭系太勒古拉组井段压裂后用6毫米油嘴自喷试产,获高产工业油流,当日日产油19.01方、日产气6450方。一个月后该井石炭系太勒古拉组上部再获高产油气流,用10毫米油嘴日产气23.2万方,凝析油34.2方。

    作为新疆油田公司在车排子凸起石炭系太勒古拉组的首口突破井,车探1井自然意义非凡。

    “这是继克拉美丽气田之后,新疆油田公司在天然气勘探领域的又一重大突破,标志着面积高达2500平方公里的车排子南部石炭系勘探新局面从此被打开,勘探潜力巨大。”地物所副所长胡婷婷说。

    璞玉待琢

    车排子凸起位于准噶尔盆地西缘,其东面以红车断裂带为界与沙湾凹陷相接,南面为四棵树凹陷,西面及西北面为扎伊尔山,构造上属于准噶尔盆地西部隆起的次一级构造单元,勘探有利面积非常广阔。

    作为夹在四棵树凹陷和沙湾凹陷两大生烃凹陷油气运移的有利区,车排子凸起因其优越的地质条件,数十年来一直被新疆油田的勘探专家们看好,认为这是一个富含油气的地方,具有较大的勘探潜力。

    上世纪五六十年代,老一辈石油人就在这里进行了初步勘探。由于当时的勘探技术与设备比较落后,并没有取得有效成果。

    上世纪80年代,新疆油田在车排子凸起进行了重力和磁力地球物理勘探,通过异常信号发现车排子凸起石炭系有与顶部不一样的地方。

    这引起了研究人员的注意,但由于石炭系埋深太深,也缺乏更确切的地震资料,这一地区的勘探开发工作一直处于停滞状态。

    新疆油田的科研专家并没有放弃,上世纪90年代以来,他们相继在车排子凸起进行过二维和三维地震采集以及资料处理、解释等工作。

    只不过,受限于该地区储层巨大的埋深、复杂的岩性岩相,以及当年野外地震采集技术和资料处理技术的落后等因素,相当长一段时间里,车排子凸起的石炭系地震资料成像质量一直不高,导致研究人员无法看清该区域石炭系的地质构造,勘探研究难以下手。

    期间,勘探开发研究院也曾经尝试在车排子凸起部署过少量探井,但打的井都比较浅,均针对石炭系顶部布井,从未针对石炭系内幕打井,也一直没有出现过一口高产井。很多人甚至怀疑,车排子凸起是不是没有储层或者没有成藏。

    因此,车排子凸起一直是勘探开发研究院相关研究人员心中的遗憾。

    时机来临

    虽然在车排子凸起的勘探一直没有起色,但是,在其周边区域地层发育较好的红车断裂带、中拐凸起的浅层,如侏罗系、八道湾组、白垩系等区域,新疆油田公司的勘探工作一直在不断推进,也出现了很多天然气出气点。

    不过,由于这些出气点规模均比较小,无法展开更大规模的勘探。

    “但这些线索都提示我们,天然气肯定是从深层冒出来的,然后通过断裂调整运移到浅层的。”时任新疆油田公司副总经理的支东明说。

    但是,气藏究竟在哪里,一直是他们苦苦思索的问题。

    转机发生在2018年2月27日。

    这天,新疆油田公司在红车断裂带二叠系佳木河组高效勘探获得重大发现,其部署的车排18井获得高产工业油流,日产油200方,拓展了中浅层高效勘探新领域。

    随后,勘探开发研究院一级工程师董雪梅带领项目组研究人员开展老井摸排,地物所的科研人员惊喜地发现,车排18井所在的区块是源储对接型的条带,成藏条件比较好,含油度很高。

    该区块基本呈现南北走向,较为狭长,南北长九十多公里,东西长10至20公里,所以也被研究院一级工程师杨迪生形象地称为“金丝带”。

    车排18井在二叠系佳木河组喜获高产工业油流,给了地物所科研人员们巨大的信心。因为这口井正是胡婷婷在地物所油藏评价中心工作的时候论证成功的,也是她第一次参与预探工作就获得的一个成果。

    激动之余,胡婷婷也有一些遗憾,因为车排18井虽然是高产井,但是其勘探领域展开得比较有限。

    结合种种迹象,油田公司几位首席专家和当时兼任地物所所长的勘探开发研究院副院长朱明提出:“红车断裂带南边有没有可能还有一个大的气藏?”

    朱明的话一下子打开了胡婷婷等人的思路。

    原来,胡婷婷从事油藏评价工作,注意力只集中在井多和出油气的地方,只在条带里打转转,而朱明的提问让她开始跳出原有的视野和思维看问题。

    “当时我们就想,既然红车断裂带是一个源储对接型的‘金丝带’,那么,其南部的车排子凸起是不是也是一个源储对接型的优质勘探区域呢?因为从地质上分析,车排子凸起直接对接这两个生油气的凹陷,成藏条件更好,烃源岩埋深更大,具备大规模生天然气的条件。”胡婷婷说。

    通过地震剖面图和地质条件分析,胡婷婷发现,也的确如朱明所言,车排子凸起是一个勘探程度很低、比红车断裂带更广阔的区域,面积多达2500平方公里,“感觉一下子豁然开朗了。”

    2018年6月,在朱明的带领下,胡婷婷、庞志超、潘拓等地物所的科研人员开始对车排子凸起进行研究,计划部署一口源储对接型的天然气风险探井,目标就是石炭系。

    重要发现

    然而,如此广袤的车排子凸起,到底在哪里部署风险探井呢?

    要想解决这个问题,不但需要较高品质的地震资料,还需要搞清楚地下的地质环境,因为油气储层的形成需要满足特定的地质条件。对于车排子凸起石炭系来说,就是要找到火山机构。

    面对几乎一无所知的地质环境,地物所沙湾凹陷中心副主任余海涛和同事们开始了重点攻关——对石炭系的岩性岩相进行分析预测。

    余海涛说,整个石炭系的岩性岩相很复杂,以火山岩为主,但是既有火山岩的,也有沉积岩的,还有火山岩与沉积岩互层的,是一个混沌的混合体。

    他必须搞清楚几个问题:车排子凸起石炭系储层是如何分布的,哪里是油气储层、哪里是盖层,究竟是什么样的层系组合。

    由于石炭系火山岩与其历史上的火山爆发活动相关。因此,余海涛的石炭系分层思想也是基于火山活动的期次。

    在无法通过钻井认清地下地质状况的情况下,他们跑到车排子凸起周边的山上,通过观察野外山体露头部分,结合岩性岩相,发现了石炭系与火山爆发期次相关的三个特征——

    一是下层夹杂少许沉积岩的大段火山岩;二是中间层火山岩、沉积岩几乎各自占半;三是顶层以沉积岩为主、基本没火山岩。

    根据这三个特征,余海涛等科研人员将车排子凸起石炭系分为三套组合——

    第一套是埋藏最深的火山岩大套分布的组合,这也是油气成藏最好的一套储盖组合;第二套是中间的火山岩、沉积岩各占半的组合,火山岩作为储层,上面的沉积岩为盖层;第三套是石炭系顶部以沉积岩为主的组合,以盖层为主,但也不排除其中含有油气的异常情况。

    这仅仅只是野外观察的情况,地下情况是否如此他们也不能确定。

    他们需要把野外观察到的分层引入并推导到地下地质环境并加以证实。

    而这,需要根据更清晰的地震资料和专家们的分析来印证。

    转变观念

    然而,车排子凸起的地震资料品质不高一直是一个致命问题。

    地物所资料处理中心主任张龙说,从上世纪90年代到2010年以前,地震野外采集技术比较落后。上世纪90年代,野外地震采集主要运用二维地震。到了2000年以后,虽然也实施过几块三维地震采集,但是地震采集的面元比较大、覆盖次数比较低,再加上资料处理成像技术和设备落后,因此,车排子凸起的地震资料品质一直不高。

    那为什么不重新进行三维地震资料采集呢?张龙说,因为成本十分高昂,若非十分必要,一般都尽量使用历史资料进行重新处理,既是挖潜,也是行业惯例。

    幸运的是,地物所对历史地震资料的处理从未放松。

    地物所总工程师范旭说,作为新疆油田公司地震资料处理以及物探方法研究、综合地震解释研究的主力军和物探先锋,地物所向来十分重视历史地震资料的处理,每一年都会对历史地震资料进行广谱性和有针对性的再处理,不断提高地震资料品质。

    近年来,地物所在地震资料处理方面的两个转变为车排子凸起的资料品质提升起到了关键作用:一是由以往的就资料处理论资料处理,转变为目标驱动、问题导向的资料处理;二是由以往就资料论资料,转变为紧盯地质需求的资料处理。

    在紧扣主题的同时,地物所也加强了资料处理与解释一体化。

    与此同时,近几年,根据新疆油田公司勘探事业部的要求,重要项目的地震资料处理推行多家并行处理的方式,与其他实力较强的兄弟单位进行联合攻关协作,推动了地震资料处理更加精细、准确。

    在处理车排子凸起的历史地震资料时,为了提高成像水平,资料处理中心与协作单位利用近些年更先进的技术手段,对以前的三维地震信息进行整合连片处理,经过无数次的调整,最终重新成像,资料品质大幅度提高。

    摸清内幕

    2018年12月中旬的一天,拿到重新成像资料的地物所地震解释专家党玉芳眼前一亮——这是她梦寐以求了很多年的一份有关车排子凸起的地震资料。

    “原来的地震资料根本看不清,无法做高品质的地震解释。跟以前比,这版的资料品质有了翻天覆地的变化。”党玉芳说。

    从该版地震资料剖面来看,车排子凸起石炭系内幕成像效果很明显,地震剖面有了同相轴。根据同相轴,画出地下的构造特征就容易得多。

    党玉芳根据新的地震资料,反复推敲、调整,并与其它资料互相印证,终于画出了石炭系的内幕构造特征,并进行了地震解释。这一次,地层圈闭、断面、高点、低点等重要特征都被刻画得非常清晰。

    看到新的地震解释资料和圈闭,胡婷婷等人特别高兴:“经过重新连片处理后的地震三维资料品质明显提升,可识别程度很高,车排子凸起石炭系内部结构、地层接触关系很清晰,这对车排子凸起断裂体系的梳理和火山机构的认识具有重大意义。”

    胡婷婷解释说,如果用原来的地震资料识别车排子凸起的石炭系,就像一块比较平整的斜坡,只能用断裂把它分成不同的断块打井,但是内部的火山机构哪里高哪里低并不知道,井位也就难以确定。但是,用新版地震资料,就可以看到像丘陵一样高高低低的结构,含油气的高点和不含油气的低点看得清清楚楚。

    根据新的资料,地物所科研人员把车排子凸起的整个构造、地层、断裂体系在原来基础上全部重新梳理了一遍。结合岩性岩相分析,基本印证了石炭系的三个分层依据,为后续的工作向前推进奠定了基础。

    柳暗花明

    但是,新的问题又来了——地下的断裂状况是什么样呢?

    这个问题成了一个悬而未决和困扰着科研人员们的难题。因为只有梳理出断裂,才能找到油气成藏较为准确的地点。

    过去,科研人员们认为,地下的断裂带应该像棋盘格子一样的断裂,各种南北向、东西向的断裂交织在一起。但是,由于这种断裂规律性不强,很难据此确定在哪里打井。

    朱明带着贾春明、李静、余海涛等人一起,对车排子凸起的最新地震资料、露头山体特征、构造应力以及其他资料等进行精细研究和梳理后认为,车排子凸起发育呈北西—南东向和南北向两组断裂,北西—南东向发育沙门子和车排子两条走滑断裂控制构造,南北向断裂控制石炭系—二叠系地层分布。两条走滑断裂是油气疏导的通道,具有油气疏导的作用。而且,这两条断裂刚好伸入到沙湾凹陷里面,而沙湾凹陷被认为是烃源岩集中,也就是油气富集的地方。

    沿着走滑断裂,科研人员发现了一系列以火山角砾岩为主的火山机构。

    “石炭系最好的储层是火山角砾岩。走滑断裂的通道配合火山机构,就是最有利的成藏区。”贾春明说。

    通过各种资料的认识与研究,地物所的科研人员们认为,车排子凸起石炭系很可能是一个天然气富集的区。

    大海捞针

    在2500平方公里的土地上,要想准确地部署一口探井,犹如大海捞针。

    随后,科研人员们通过各种综合手段,决定在车排子凸起源储对接区石炭系火山机构发育区,论证上钻风险探井车探1井。

    2018年12月中下旬,那是一年中最寒冷的季节。

    地物所的科研专家们进入了方案设计最后的冲刺阶段,全所所有相关人员几乎都在没日没夜地加班,因为沙探2井的论证也在同步进行。

    每晚加班到三四点是家常便饭,他们在为这两口风险探井而战,也在为新疆油田多年来孜孜以求的天然气勘探“油气并举”战略而战。

    12月22日,乌鲁木齐下了一场著名的“提拉米苏雪”。

    尽管大雪纷飞、交通不便,但地物所参与方案设计的所有科研人员都早早来到了单位。因为第二天,就要去北京论证了。

    这是最后24小时——

    地物所的科研人员们还在对每一项数据、每一个分析报告、每一个证据进行核对、校正,以期达到最完美的状态;潘拓等人甚至一直忙到第二天凌晨四五点,回家没有休息多久就又匆匆赶到单位,和朱明等人赶往机场……

    很快,朱明等人从北京传来消息,车探1井的方案论证获得通过。

    2019年4月,车探1井正式进入钻井施工阶段。

    当年10月22日,车探1获得油气高产,在石炭系太勒古拉组试油喜获工业油流,压裂后6毫米油嘴自喷试产,日产油19.01方,日产气6450方。尤其是一个月后,该井石炭系太勒古拉组上部再获高产油气流,10毫米油嘴日产气23.2万方,凝析油34.2方。

    这个消息迅速从现场施工人员传递到地物所、勘探开发研究院、油田公司,各级领导和科研将士顿时沸腾起来。

    最高兴的莫过于参与这套方案论证工作的地物所。

    胡婷婷说,车探1井是新疆油田公司在车排子凸起南部石炭系的第一口出油气井,其获高产气流,有四个重大意义:一明确了石炭系内幕火山岩岩体发育,岩性以火山角砾岩为主;二是表明了车排子凸起石炭系已经规模成藏;三是打开了整个车排子南部勘探新局面,开拓了准噶尔盆地天然气勘探新领域;四是提振了勘探人员的士气,坚定了他们在车排子凸起找规模油气藏的信心。

    未来可期

    当然,这仅仅只是一个开始,要想探明整个车排子凸起,还需要进一步加大勘探力度。

    由于原有的地震资料已经满足不了当前精细勘探的需求,2019年底,地物所根据车排子凸起勘探工作的需求,开始部署新的三维地震野外采集方案,顺利取得股份公司许可。

    在新一轮的三维地震采集方案中,地物所资料处理中心精心设计野外地震采集,采用最新的地震采集技术,研发和应用新的资料处理技术和方法,将物探方法的研究和区带问题紧密联合,采取合纵连横的方式与兄弟单位及相关高校合作,不断提高地震资料的品质。

    2020年1月份,车排子凸起新一轮野外三维地震信息采集工作正式开始,受春节期间疫情的影响,资料采集工作只完成了53%,另外47%暂时搁置,等到冬天再次采集。

    2020年3月,地物所资料处理中心拿到了最新的地震资料,用了大概一个月时间,将这些新采集的资料初步处理完毕。

    “针对石炭系内幕成像的新地震资料,比老资料处理后的成像效果有了大幅度的改善,一些原有的认识也得到了证实。”张龙说。

    运用这些新资料,地物所又论证了车排33、车排34等3口预探井和1口评价井。

    目前,新部署的车排33井和车探001井,均获工业油流。

    “如果这些井都获得突破的话,就能证实沙湾凹陷和四棵树凹陷都是车排子凸起石炭系的气源所在地,之前对车排子凸起的预测全部落实,这将标志着车排子凸起2500平方公里的天然气勘探获得整体突破,第二个克拉美丽气田有望诞生。”胡婷婷说。

 

时间:2021-07-27    来源:克拉玛依日报
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