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大漠深处“气龙”腾飞
——准噶尔盆地腹部前哨地区天然气勘探突破纪实
高宇飞 关祥荣 郭俞杉 彭海军 江祖强 贾开富 吴涛

    千回百转的前哨地区勘探之路——

    部署前哨1井:令人大失所望

    部署前哨3井、4井:终归好事多磨

    重返前哨2井:“气龙”蓄势腾飞

    同年10月,前哨2井区上交凝析气藏控制地质储量102.67亿方,含气面积29.2平方公里,实现了10余年来盆地高效气藏储量“零”的突破

    同年10月,前哨2井区上交凝析气藏控制地质储量102.67亿方,含气面积29.2平方公里,实现了10余年来盆地高效气藏储量“零”的突破

    2021年6月,前哨地区第一口水平井成为新疆油田公司第一口高产气流井;截止目前,前哨2井、前哨4井生产效果良好

    念念不忘,必有回响;

    十年磨剑,初露锋芒。

    2021年6月,前哨地区第一口水平井成为新疆油田公司第一口高产气流井;截止目前,前哨2井、前哨4井生产效果良好。

    2020年12月,中国石油2020年度油气勘探年会传来了一条让新疆油田勘探人心潮澎湃的喜讯:准噶尔盆地腹部油气勘探荣获油气勘探新成果三等奖。

    前哨2井区中浅层高效天然气重要发现是这个奖项中两个最重要的代表之一。2020年10月,新疆油田公司勘探开发研究院勘探所腹部项目组的大漠方舟科研团队(以下简称“团队”)提交了前哨2井区天然气控制储量,共计102亿立方米。

    中国石油为此颁发奖项,正是对新疆油田公司勘探开发研究院科研人员十几年如一日、持之以恒、百折不挠坚持开展天然气勘探的肯定和褒奖,极大地鼓舞和坚定了勘探将士寻找油气大发现的信心和决心。

    在油气勘探难度日益增大、油价持续低迷的形势之下,前哨地区规模高效天然气领域的突破,为新疆油田公司天然气勘探开发加快工程夯实了资源基础,更为新疆油田公司“油气并举”战略和提质增效目标的实现注入了一针“强心剂”。

    万众期待的一条“气龙”,即将在准噶尔盆地腹部腾空起飞!

    腹部低谷

    一望无际的准噶尔盆地腹部地区,虽然一片荒凉,但漫漫黄沙下面却一直让新疆油田勘探人念念不忘。

    这里,历来是勘探家寻找高效油气藏最现实的领域。

    根据传统的石油地质学理论,远离生油气中心的区域构造发育程度更高,生成规模油气藏的可能性很大。

    因此,上世纪90年代以来,针对准噶尔盆地腹部地区北部远源区,勘探开发研究院勘探研究所曾经下了很大功夫进行研究。

    2000年前后是腹部油气勘探的黄金期,勘探开发研究院在腹地多个低凸构造带获得了一系列辉煌的勘探战果——陆梁、石南等大型构造型油气藏就是其中的典型。

    然而,由于腹部探区油气藏类型多样,成藏控制因素复杂,虽然北部远源区勘探程度较高,但成藏模式、圈闭刻画等关键地质问题一直未能彻底解决,这也为新的勘探发现带来了很大难度。

    2004年以后的多年里,勘探开发研究院腹部项目组大漠方舟科研团队(以下简称“团队”)在腹部探区的勘探接连失利,针对远源构造型目标钻的几十口探井无一获得重大突破,腹部中浅层勘探也持续在低谷徘徊,仅在夏盐低凸带发现较小规模的油藏。

    这种情况并不意外。毕竟,在这种极其复杂的地质构造中进行勘探,并没有“放之四海而皆准”的理论和经验可供参照。

    而陆梁油田、石南油田,也是在各种条件还不成熟的情况下历经了无数次失败才终于发现的。

    由于一直没能发现高产井,致使项目组在该地区井位部署屡屡遇挫。听取井位汇报时,领导决策愈发谨慎。

    有一次,项目组准备了一百五十余张幻灯片和相关资料,论证6个领域的6口井,但最终,一口也没通过。

    如此“残酷”的结果,对项目组成员的打击之大可想而知。

    多年“小打小闹”,没有大的成果,也让团队成员倍感压抑。

    瞄准前哨

    但是,向来坚韧的团队并没有让低落的情绪一直持续下去。

    “越是遇冷,我们越是渴望获得突破,不是为了做给别人看,而是为了证明自己。”现任项目长李啸说。

    此前,他们一直在低凸带找油,成功的案例也很多,经验也很丰富,因此,这一勘探思路他们向来很坚定。

    考虑到凹陷斜坡区发育低凸带,且为近源,更贴近生油气的中心,所以,大家将目光投向了广大的近源凹陷斜坡区,尤其是高部位的低凸带上。

    腹部地区盆1井西凹陷东北斜坡前哨低凸带,成为了井位部署的首选区域。

    项目组成员宋明星说,盆1井西凹陷是准噶尔盆地重要的富烃凹陷,当时在凹陷周缘已发现了多个油气田,特别是在东北环带,展现出纵向上多层系成藏的特点,油气显示活跃,具备良好的成藏条件。通过强化控藏因素研究和加强目标刻画、优选,就有可能获得突破。

    有了新目标后,团队立即展开行动,为落实控藏要素和有利目标忙碌起来。

    通过对地层格架的重新厘定和油气藏的精细解剖,科研人员进一步深化了地质认识。

    他们认为,盆1井西凹陷东北斜坡区紧邻富烃凹陷,侏罗系发育多套储盖组合,局部发育低凸构造,深浅断裂匹配关系良好,油气成藏的可能性极大。

    随后,地震解释人员利用该区连片重新处理地震资料,结合区域钻井数据,高质量地完成了盆1井西凹陷东北环带侏罗系各层组地震精细解释工作。

    同时,通过井震结合,科研人员快速完成了侏罗系各层组的顶底界构造图及厚度图编制,并结合物探技术手段,识别和刻画了一批较可靠目标,分轮次提交圈闭评审。

    在院、所主管领导的多次指导下,项目组经过多方研讨,进一步明确了盆1井西凹陷东北斜坡的勘探部署思路,最终将前哨低凸带作为首选的突破口。

    其原因在于:前哨地区东侧毗邻莫北油田油气富集带,南北分别连接莫索湾油气田三工河组油气富集带和石西油田三工河组、西山窑组油气富集带,且位于富烃凹陷内,处在下凹近源勘探的有利位置,其周边侏罗系勘探程度较高,地震资料、钻试信息较为齐全,因此,前哨斜坡区侏罗系中浅层高效勘探潜力巨大。

    再遇挫折

    盆1井西凹陷东北斜坡的勘探部署进一步明确后,为了打开凹陷区“三新领域”(新层系、新领域、新目标类型)的勘探局面,腹部联合研究中心立足风险勘探思路,计划部署风险探井前哨1井。

    2012年9月,经过两轮论证,决策层同意部署前哨1井,主探侏罗系头屯河组储层。该井于2012年11月开钻,在清水河组见到两段气测异常,气测解释为“含气水层”,但在目的层侏罗系头屯河组和西山窑组并未见到油气显示。

    明明已经十拿九稳的研究,却出现了这样的结果,团队成员显然无法接受,他们的心情沉入了谷底。

    然而,新疆油田公司日趋严峻的勘探形势,给不了他们太多悲伤的时间。

    面对不利局面,团队成员很快振作起来。他们根据区域地质资料和油气藏特征,结合邻井钻探情况提出了加深钻穿三工河组二段的建议,依据是——

    前哨1井靠近生烃凹陷并且处于油气运移的有利指向区,局部发育低凸构造,深浅断裂匹配关系良好,构造位置有利;前哨1井区三工河组发育岩性圈闭,并已于2009年通过评审,为较可靠圈闭;位于较低构造部位的莫16井见良好油气显示,获得荧光级岩心和壁心,并于三二段一砂组试获低产油流。

    经过充分讨论后,上级部门批准了该井的加深意见。

    2013年4月,前哨1井加深至4180米完钻,井底地层为三工河组一段。

    2013年4月30日,前哨1井获得工业油气流,日产油2.14吨,日产气2.297万立方米,日产水1.44立方米,试油结论为“气水同层”。

    鉴于前哨1井天然气产量不高、油气藏含水、开发成本高,因此,凹陷区近源岩性勘探再次被搁置。

    重整旗鼓

    花了近三年时间奋斗的梦想瞬间被扑灭,大家仿佛一下子跌进了不见五指的黑夜。

    可这时,时任勘探研究所所长的唐勇好像在黑夜中看到了点点萤火。

    他鼓励大家:“不要气馁,我们多看看这口井带来的有利一面。”

    唐勇认为,虽然前哨1井试油见水,但它终究获得了工业气流。即便产量不高,但却证实了前期寻找的有利区、有利目标和往凹陷区走的勘探方向是正确的。接下来,只要搞清凹陷区的油气成藏主控因素、预测优质储层和有利砂体的分布规律,就会有所收获。

    唐勇的话,惊醒了沮丧中的众人。

    “我们部署的每一口井都花费了很大的精力,就像我们的孩子一样。当有人说自己孩子不行的时候,我们是很难受的。但唐所的话让我们重新燃起了希望,我们要为自己争口气。”宋明星说。

    路虽远行则将至,事虽难做则必成。经历了又一次的失落,项目组再次扬帆起航。

    勘探研究,地震先行。地震资料的解释研究是勘探部署的关键。地震研究工作不落实,勘探领域再好,井位靶点也无法具体落实,纵使再正确的勘探思路也只能是纸上谈兵。

    所以,在前哨1井获得有利线索后,地震研究人员从砂体精细标定、砂层组顶底界面构造解释、层间小断裂刻画、储层反演等方面,对坡下沟槽区开展了细致的研究工作。

    但是,研究过程并不顺利。

    由于地震资料均为早期针对腹部凸起正向构造单元部署的大面元三维地震资料,无论是覆盖次数还是分辨率都太低。

    虽然地震解释人员后期进行了多次连片重新处理,但是资料改善程度依旧有限,致使前哨地区低凸构造的准确落实、层间小断裂的可靠识别、薄层叠置储层砂体的有效预测、控藏因素的精细解剖等一系列难题一直得不到解决,因此只能暂时搁置。

    为了厘清坡下沟槽区的油气成藏主控因素,扩大前哨1井区的勘探成果,团队提出了在前哨1井区部署一块高分辨率三维地震的建议。

    大家相信,有了新的高密度三维地震资料,这些久未解决的地质难题一定会迎刃而解。

    由于部署论证工作基础扎实、依据充分,前哨1井区高密度三维地震很快通过了新疆油田公司决策层的审核。

    2015年,腹部联合研究中心依托中石油股份公司重大专项,在前哨1井区部署实施了腹部探区第一块高密度三维,满覆盖面积达220平方公里,推动该领域的勘探部署研究工作驶入了快车道。

    另辟蹊径

    在此期间,项目组不断加强与中国石油勘探开发研究院、杭州地质研究院和东方地球物理公司乌鲁木齐分院等战略合作伙伴间的协作。

    各方针对近源区的勘探目标,从沉积、储层、构造、输导体系、成藏条件、圈闭目标等多个方面进行了系统研究。不同专业人员之间无缝交流、资源共享、责任共担、成果共享,大家对前哨1井区的地质认识不断深化。

    通过对前哨1井区三维和南部地震资料进行重新梳理,结合现场岩心的描述情况,研究人员认为,前哨地区具备典型的砂质碎屑流沉积特征。

    2016年9月的一个晚上,勘探开发研究院三楼会议室里气氛热烈,团队成员正在为打破持续的低谷谋求新的时机。

    “十余年的遇冷绝非偶然,它应该带给我们更多思考。我们现在陷入了一个泥潭而不自知,是时候转变思路了。”唐勇率先打破僵局。

    他接着说,以前,准噶尔盆地从未见到过这种类似的沉积特征,这是一个新的线索。前哨地区的沉积相类型、储层结构、岩心特征、目标类型、成藏模式和鄂尔多斯盆地很相像。通过对比后发现,大家之前对相带、储层等方面的认识太过狭隘。

    “我认为,前哨地区大有可为!”随后,唐勇抛出了这句掷地有声、充满希望的话语。

    在座的团队成员听后,都有些兴奋。

    要知道,这是准噶尔盆地腹部地区首次提出从凸起区高部位向凹陷斜坡区转移的新思路。

    不过,也有不同的声音。

    时任腹部项目组项目长王峰提出了异议:“前哨地区位于凹陷区,形成圈闭的条件苛刻,从现有的地震资料来看,并没有明显构成油气输导的断裂。而且,前哨地区的圈闭和油气成藏的认识尚不成熟,只靠仅有的这些线索就改变勘探方向,是不是有点冒险?”

    王峰的担忧不无道理。毕竟,对于凹陷区近源勘探,大家并没有太多的经验。

    副项目长孙靖同样心存疑虑:“虽然前哨地区所在的盆1井西凹陷和鄂尔多斯盆地凹陷有诸多相似,但目前来看,我们掌握的储层资料还太少,前哨地区的储层规模可能不会太大。如果没有规模储层,那么成藏的概率就很小。”

    毕竟,在此之前,团队一直都在低凸处寻找油藏,如今舍近求远,若是“竹篮打水一场空”,就太得不偿失了。

    “我知道大家有顾虑,这些问题也确实存在。但是,我们已经在低凸带徘徊了十余年,虽有小发现,但一直未能有大突破。如今有了砂质碎屑流这一新线索,加上前哨地区靠近生油气中心,按图索骥,很有可能找到规模储层,这是一个难得的机会。”唐勇斩钉截铁地说。

    宋明星也同意唐勇的说法:“地震资料的品质大幅提升后,通过地震资料解释,可以在凹陷区识别出明显的三期断裂,形成油气输导的通道,对油气成藏非常有利。”

    是继续在斜坡区高部位徘徊,还是就此转向凹陷区另辟新路?

    经过深入讨论后,团队果断选择了后者。

    前哨惊雷

    通过与中国石油杭州地质研究院等协作单位交流,项目组成员不断深化地质认识,创新性地提出了前哨地区砂质碎屑流沉积地质模式。

    新的勘探思路一经提出,就受到了勘探开发研究院、所主管领导的高度肯定。

    研究中,科研人员从细微入手,精细解剖油藏,深入做好油气运移机理、成藏控藏要素分析、优质储层预测和岩性圈闭识别,最终优选出一批可供钻探、规模较大的目标群。

    2016年9月底,团队首选在前哨1井东南方向区域部署前哨2井。

    然而,由于种种原因,历时两年多5次论证,前哨2井部署方案2018年3月终于通过,并于2019年4月完钻,主探目的层侏罗系三工河组二段油气显示活跃,含油特征明显,综合判断获油气概率较大。

    2019年6月,前哨2井射开后,获得自喷、出口见天然气,后期试井最高日产天然气20万方,凝析油67方,试油结论“气层”。

    前哨2井的重大发现犹如平地一声惊雷,炸响了整个准噶尔盆地腹部探区,也打破了腹部中浅层高效勘探沉寂十余年的困局,开辟了凹陷区侏罗系天然气高效勘探的新领域,成为新疆油田公司天然气增储建产的最现实领域。

    好事多磨

    为扩大前哨2井区的勘探成果,科研人员趁热打铁,在认清前哨地区复杂性的同时,紧锣密鼓地加快研究,同时部署前哨3井、前哨4井。

    2020年1月,沙漠腹地再次传来好消息:前哨4井钻至目的层段见良好油气显示。

    大家无不欢欣鼓舞,纷纷期待春雷的“双响炮”。

    然而,喜悦尚未消退,前哨3井目的层砂层不发育,岩性为粉砂质泥岩,无油气显示。加深钻探后,仍无油气显示,最终地质报废。

    多年的勘探实践,团队早已身经百战,得知前哨3井失利的消息,大家心中仍很沉重。

    “前哨2井获得如此高产,前哨3井却给我们‘浇了一盆冷水’,肯定有失落,但我们深知,勘探是没有一帆风顺的,失败了没关系,重要的是一次次的失败给我们带来的思考。”李啸说。

    地震解释人员第一时间对已钻井进行标定复查,一致认为,地震资料保幅性较好,时深关系准确、极性吻合,相关系数较高。

    可为何前哨3井实钻结果与储层预测相矛盾?

    重新分析后,大家突然发现:前哨地区纯泥岩和互层状砂岩均会产生强波谷反射,单靠目的层反射特征还无法区分岩性,但是,根据上下波组组合特征可以确定,不同沉积微相砂体组合的地震响应差异明显。

    地震解释人员运用不同的技术方法,落实了前哨3-莫002井一带发育泥岩分隔带。在储层预测的基础上,他们运用综合地震相属性,剔除泥岩带,重新落实了有利砂体的发育区。

    地质研究人员认真查看前哨3井现场录测井资料,并与邻井进行仔细对比分析后认为:砂质碎屑流的沉积模式适用于前哨地区。

    但前哨3井储层不发育的原因究竟何在?

    项目组成员吴涛对研究区地质资料进行新一轮的排查,对沉积微相进行了精细划分,进一步深化地质认识,认为沿莫002井至莫北14井一带,三工河组二段一砂组砂体不发育,为分隔北部、东部两支物源的扇间泥岩带。

    山重水复疑无路,柳暗花明又一村。

    经过一层层地抽丝剥茧,一个个地质谜团终被解破。

    在前哨地区砂质碎屑流沉积模式的指导下,新的勘探突破指日可待。

    大胆外甩

    由于前哨3井未钻遇储层而失利,前哨4井因此承载了更多的期望。

    团队成员颇为感慨地说:“勘探无空井。前哨3井虽然失利,但它的勘探意义很大。因为前哨3井地处高部位,打出了泥岩带,充分表明了它是一个天然的遮挡带,前哨2井、前哨4井均在其下方位,佐证了其下倾方向有可能大规模成藏。所以,我们对前哨4井抱有很大希望。”

    在大家的殷殷期盼中,前哨4井于2020年3月15日射孔,开井仅见微量天然气,液面恢复数据表明地层产出能力微弱。后续地层测试,10毫米油嘴制度下日产天然气1.1万立方米,与预期产量相去甚远。

    研究人员经过分析后认为:储层岩性、电性、物性和含油性很好,目前的产量与储层特征不匹配,并不能代表真实产能。现场地层测试数据也证实存在地层堵塞,因此,建议进行增产改造。

    4月2日,前哨4井实施压裂改造,抽汲诱喷成功,求得最高日产天然气30.36万立方米、凝析油76.3立方米的高产工业油流,最高日产油气当量过300吨,远超前哨2井,成为2020年准噶尔盆地第一口高产井。

    这是一个让所有研究人员期待已久的结果!

    大家无不欢欣鼓舞,憋在心里许久的闷气终于得以酣畅淋漓地发泄出来。

    前哨4井的高产,进一步证实了砂质碎屑流沉积模式,下斜坡发育规模优质砂体,揭示了近源凹陷斜坡区岩性天然气藏连片分布的良好态势。

    立足两口新钻井,团队对前哨地区进行了重新认识,认为受前哨3-莫002井一线泥岩分隔带的影响,前哨地区发育北部、东部两支物源。根据各类岩性组合的相带振幅、频率类属性,剔除扇间泥岩带的影响,能够重新落实有利砂体的展布范围。海西期大型断裂控制了该区侏罗系油气藏的平面分布,沿大型断裂形成了三大油气富集带。

    在新一轮的井位论证大会上,前哨地区的研究进展受到了主管领导的高度肯定,同意外甩部署3口预探井。

    另一边,勘探开发一体化的相关研究进展顺利,2口评价井的部署方案也获得通过。

    所有的一切,更加坚定了团队成员下凹勘探的决心与信心。

    2020年5月,勘探开发研究院天然气研究中心成立伊始,就迅速组建了前哨2井区勘探开发一体化增气团队。

    通过开展新一轮整体研究与井位部署,团队深化了成藏主控因素,全年共部署预探井、评价井12口,为进一步扩大前哨沟槽区勘探成果、拓展其他沟槽区勘探潜力奠定了基础。

    自此,前哨地区近源勘探再上新台阶。

    气龙腾飞

    2020年,在新冠肺炎疫情和国际油价持续低迷的双重冲击下,

    新疆油田公司将天然气勘探开发加快工程列入公司发展的五大工程之一。

    这是挑战,更是动力。因此,尽快上交天然气储量并投入开发,是勘探开发研究院的当务之急和重中之重。

    在前哨地区勘探形势逐渐明朗的情况下,勘探研究所“大漠方舟”团队与开发研究所“天然气增气创效”团队深入开展勘探开发一体化联合攻关,互相协作、紧密配合,超前开展前哨2井区块三工河组气藏精细描述,深入分析气藏地质特征,积极做好储量计算工作。

    经过一个多月的连续会战,2020年10月,前哨2井区储量评审材料顺利通过审查,上交凝析气藏控制地质储量102.67亿方,含气面积29.2平方公里,实现了10余年来盆地高效气藏储量“零”的突破,为新疆油田公司天然气勘探开发加快工程夯实了资源基础。

    随后,产能方案科研人员提前介入前哨2井区开发方案编制,最终优选水平井衰竭式开发,部署水平井6口,评价井1口,老井利用3口,建产能2.31亿方,预计可累计产气29.5亿方。

    2020年11月,前哨2井区气藏开发方案顺利通过新疆油田公司审查,为加快新疆油田天然气产能建设提供了坚实的保障。

    为落实前哨2井区气藏规模,团队部署的前哨401井、前哨201井也相继获得突破,展现出凹陷区高效气藏的勘探潜力,有力推动了盆1井西凹陷周缘天然气勘探的新进程。

    前哨地区的重大突破,正让一条新的“气龙”在准噶尔盆地这片荒凉的沙漠蓄势腾飞。

    唐勇说:“下一步要把三工河组中浅层高效领域向凹陷区环带拓展,对八道湾组、石炭系等多层系开展立体式勘探部署。”

    2021年6月,前哨地区第一口水平井前哨402_H日产气60.16万立方米,日产油136.2立方米,成为新疆油田公司2021年第一口高产气流井,有力推动了准噶尔盆地天然气高效勘探的新进程。

    目前,前哨2井、前哨4井生产效果良好,其中前哨2井平均日产气5.5万立方米,前哨4井平均日产气6.6万立方米。

    相信,更多的希望就在不远的前方。

    岁不寒无以知松柏,事不艰无以知勘探。

    前哨地区十余年的遇冷,没有冷却科研人员火热的勘探之心。他们化压力为动力,带着“不破楼兰终不还”的决心,坚持苦练内功、深化认识,在危机中谋新机、在困局中开新局。

    如今,他们的坚守换来了回报,前哨2、前哨4、前哨402_H井等重大突破再一次证实腹部地区是准噶尔盆地寻找高效油气藏最重要的领域,为新疆油田实现“油气并举”、全面建成两千万吨现代化大油气田奠定了坚实的资源基础。

 

时间:2021-08-10    来源:克拉玛依日报
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