2. 中国石油油气和新能源分公司;
3. 中国石油勘探开发研究院;
4. 中国石油集团东方地球物理公司研究院地质研究中心
2. PetroChina Oil, Gas & New Energies Company;
3. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development;
4. Geological Research Center, GRI, BGP Inc., CNPC
渤海湾盆地历经60余年勘探开发,整体达到高勘探程度区标准,重大勘探突破集中在隐蔽型潜山油藏、岩性油藏和页岩油气等非常规油藏勘探领域。虽然富油凹陷新区带勘探屡有突破,但是新凹陷发现难度越来越大。
渤海湾盆地西缘的保定凹陷靠近太行山山前,以往主要针对潜山和古近系深层进行勘探,近60年时间里在各构造带钻井22口,未获较大油气发现。本文通过地质结构整体剖析,将烃源岩研究由古近系深层转移到广湖盆沉积的沙一下亚段。通过地球化学测试和热压模拟实验,提出咸化湖富有机质藻源岩早期生烃、多期生烃机理。优选清苑断鼻构造带为突破口,构建“双向供烃、断砂输导、浅层富集”成藏模式,按照整体部署、分步实施的原则部署决策,发现东营组大规模油藏。本文对保定凹陷勘探重要发现进行梳理总结,旨在为进一步落实清苑构造带规模储量、持续探索新区带提供可靠依据,同时为盆缘新凹陷高效勘探提供借鉴与参考。
1 地质背景和勘探历程 1.1 地质背景冀中坳陷位于渤海湾盆地西部,西邻太行山隆起,东邻沧县隆起[1-2]。冀中坳陷已发现6个富油凹陷,集中分布在坳陷东部带,由南至北分别为束鹿凹陷、晋县凹陷、深县凹陷、饶阳凹陷、霸县凹陷和廊固凹陷。保定凹陷位于冀中坳陷西部带,北接徐水凹陷,东与饶阳凹陷蠡县斜坡相连,南抵石家庄凹陷和无极—藁城低凸起[3-5](图 1)。保定凹陷面积约为4000km2,在冀中坳陷西部凹陷带中规模最大。
保定凹陷总体为受太行山东断裂控制形成的箕状断陷,基底最大埋深达7600m[6-8]。自西向东可分为:西部陡坡带、中部洼槽带和东部斜坡带。保定凹陷形状狭长,其南北构造特征差异明显。西部陡坡带南陡北缓,中部洼槽带被清苑背斜分隔为保南和保北两个洼槽,东部斜坡带整体南抬北倾。
钻井揭示保定凹陷基底地层大部分以中元古界为主[9],古近系、新近系发育齐全(图 2)。古近系自下而上依次发育孔店组三至一段(Ek3—Ek1)、沙河街组四至一段(Es4—Es1)、东营组三至一段(Ed3—Ed1)。孔店组—沙四段(Ek—Es4)为洪(冲)积—湖泊环境,主要发育洪(冲)积扇相、冲积平原相、扇三角洲相和湖泊相沉积,岩性主要为杂色砂砾岩及紫红色泥岩,厚度大于4000m。沙三段—沙二段(Es3—Es2)为滨浅湖—河流相沉积,岩性为红色、暗紫色泥岩与浅灰色长石粉砂岩不等厚互层,保北洼槽发育灰色泥岩夹薄煤层、褐色油页岩。沙一段—东营组(Es1—Ed)为湖泊—河流环境,发育泥岩、页岩夹砂岩。
以往石油地质综合研究认为,保定凹陷靠近太行山前物源区,粗碎屑沉积物快速堆积,难以形成半深湖—深湖相区或湖盆区范围较小,没有形成优质烃源岩规模发育的有利沉积环境[10-13]。钻井发现的暗色泥岩主要集中在孔店组、沙四段和沙一下亚段。孔店组和沙四段由于埋深大、成熟度高,一直被寄予厚望。但是暗色泥岩有机碳含量一般小于0.5%,始终未发现优质烃源岩[14-19]。沙一下亚段烃源岩地球化学指标较好,但是由于埋深太浅,一直被认为达不到排烃门限、未成熟,从而被忽略[20-24]。
1.2 油气勘探历程保定凹陷钻探始于1964年,是冀中坳陷最早进行钻探的凹陷之一,以往勘探主要经历了3个阶段。
区域普查阶段(1964—1975年):主要是通过重力、磁法、电法勘探进行区域普查。钻探3口探井,证实保定凹陷为一以新生界为主的沉积凹陷。Q1井孔店组发现沥青脉,G1井沙一下亚段见油斑显示,但未发现有利烃源岩。
潜山勘探阶段(1976—1993年):1975年任丘潜山发现后,依托二维地震资料,针对东部斜坡带潜山目标集中钻井9口,揭示中南部古近系岩性“又红又粗”,未见油气显示;北部在孔店组、沙四段和沙一下亚段发现暗色泥岩,G7井沙一段见油斑和荧光显示,G8井沙一段见油斑石灰岩,G41井东营组见油斑细砂岩。
资料准备阶段(1994—2019年):该时期加大了物探工作量投入,增加了二维地震采集和重新处理工作量。2015年之后注重一次三维地震采集,2015年部署同口西三维地震、2019年部署高阳西三维地震,为保定凹陷系统研究奠定资料基础。期间钻井在沙一下亚段发现多个工业油流点,但油藏规模小。
1.3 勘探主要制约因素在细致剖析钻井成果和以往地质认识的基础上,梳理出制约保定凹陷勘探进程的3个主要因素。一是早期遵循定洼选带的勘探思路,致力于在新生界厚度超过7000m的洼槽区寻找烃源岩,钻遇大量山前粗碎屑近源堆积,并未发现规模型优质烃源岩。二是瞄准洼槽区深潜山和东部斜坡带潜山寻找规模目标,仅GS1井在雾迷山组见少量气,潜山勘探相继折戟。三是二维地震资料测网密度低、分辨率低,整体品质较差,难以准确落实构造形态,致使对沙一段和东营组兼探层的勘探均告失利。
2 主要地质研究进展针对以上3个制约因素,以新采集一次三维地震资料和重新处理的二维地震资料为基础,将保定凹陷与东部的饶阳凹陷进行整体研究,重新认识生油层系、生烃能力和成藏模式,地质认识发生3个转变,并由此确定了勘探突破口。
2.1 生油层系由二维、三维地震资料可见,保定凹陷具独特的“双层结构”,与冀中坳陷继承型的凹陷地质结构风格迥异(图 3)。孔店组—沙四段向高阳低凸起西翼超覆沉积,地层东抬西倾,太行山东断裂根部地层厚度可达4000m,东部斜坡带迅速减薄至400m。沙三段、沙二段依然持续东抬西倾的状态,地层厚度差异变小。沙一段、东营组倾向出现反转,地层西薄东厚,为西抬东倾的单斜结构,厚度最大处在饶阳凹陷东部洼槽带。
通过对饶阳—保定凹陷进行整体构造演化研究,剖析形成“双层结构”的主要原因,从而改变了对主力生油层系的认识。古近纪早期(孔店组—沙四段沉积期)为断陷初期,西太平洋板块由早期北西向转为近正西向俯冲于亚洲大陆板块之下,以及始新世以来印度板块与欧亚板块的碰撞作用,导致中国东部右旋剪张的应力场,饶阳—保定凹陷进入强烈的伸展裂陷期,构造活动西强东弱。西部太行山东断裂伸展扩张,控制下降盘形成深洼槽,在快速沉降、过补偿沉积状态下接受了大量粗粒杂色沉积物。
孔二段、孔三段沉积时期,保定凹陷快速沉降,沉降速率大于补偿速率。来自西部太行山隆起的杂色粗砾物源沿太行山东断裂向洼槽区快速堆积,虽沉积厚度达1700m,但是烃源岩形成环境较差。孔一段、沙四段沉积时期,保定凹陷进入了稳定沉降阶段,湖盆继续扩张,沉降速率稍大于补偿速率,水体变深,湖盆继续扩大,洼槽北深南浅。沉积中心与沉降中心偏离,湖盆主体位于远离西部太行山隆起物源区的东部斜坡带。钻井揭示南部洼槽区地层岩性以杂色砾岩和紫红色泥岩为主,保北洼槽的BS2井在孔一段钻遇与砂岩互层的103.5m灰色、深灰色泥岩。位于东部斜坡带的G8井钻遇65m深灰色泥岩,2920~2926m见石灰岩晶洞被褐黄色原油充填。该阶段饶阳凹陷的马西、河间等东部断裂活动相对较弱,基本没有沉积孔店组和沙四段。
古近纪中期(沙三段—沙二段沉积期)为断陷中期,东部断裂开始剧烈活动,沉积中心转向东部饶阳凹陷的洼槽区。西部的太行山东断裂活动减弱,洼槽沉降速度变慢,水体变浅,补偿速率大于沉降速率,保定凹陷进入不稳定沉降阶段。沙二段沉积末期冀中坳陷整体抬升,位于渤海湾盆地边缘的保定凹陷地层剥蚀现象明显,特别是在清苑构造带,沙二段自南向北、自东向西剥蚀量增大。
古近纪晚期(沙一段—东营组沉积期)为断陷末期,太行山东断裂基本停止活动,对湖盆的控制作用减弱,成为统一的广湖盆沉积,沉积、沉降中心趋于一致,湖盆主体位于饶阳凹陷—霸县凹陷中部—保定凹陷北部(图 4)。
沙一下亚段湖岸线西侧基本呈近南北走向,在保定凹陷北部则呈北西走向,分析其原因有二。一是太行山东断裂差异活动,控制的南、北洼槽差异大。南部太行山东断裂断面呈铲式,西掉补偿断层数量虽多但规模不大,不能进一步控制形成洼槽。该时期洼槽区位于太行山东断裂根部,沉积受太行山隆起影响大,烃源岩沉积环境差。中北部太行山东断裂断面转变为坡坪式,对应的西掉补偿断层规模变大,发育老河头断层、耿家桥断层等规模较大的西掉补偿断层,下降盘控制形成较深的沉积洼槽区,其远离太行山隆起,烃源岩沉积环境更好。二是保定凹陷北部为冀中坳陷的一级构造转换带——徐水—安新转换带,南侧高阳低凸起向北倾没,北侧黑龙口—容城—牛驼镇凸起带隆起幅度高。两种因素叠加,在保定凹陷北部形成北西走向的保北—淀北洼槽区,其主体远离太行山隆起物源区,烃源岩沉积环境好。该洼槽区孔店组沉积期开始继承性发育,沙一段—东营组沉积时期是整个冀中坳陷的汇水区,在统一湖盆背景下形成局部相对独立的沉积中心。
2.2 生烃能力2015年,在同口西一次三维地震采集、处理的基础上钻探GB1X井,揭示沙一下亚段具备生油能力,为生油条件重新认识提供了新方向。通过对新钻井岩心和G58、BS2等老井重新取心进行地球化学测试,消除了以往用岩屑测试带来的误导,生油条件研究获得新发现。
经重新评价认为,沙一下亚段为高丰度强还原咸化湖富藻烃源岩。显微组分分析发现富藻类有机质腐泥组含量高,干酪根镜检发现富氢藻质体发育。GB1X井沙一下亚段2333.96m深灰色泥岩腐泥组含量达到80%,且见到孢粉体。荧光颜色证明腐泥组黄色黄铁矿多,有机质类型为Ⅱ1型。TOC平均值为4.11%,生烃潜量(S1+S2)平均值为27.46mg/g,氯仿沥青“A”含量平均为0.456,全烃平均为2479×10-6,成油物质基础丰厚。
通过对位于同一湖盆的X15井沙一下亚段烃源岩进行生、排烃热压模拟实验证实,该烃源岩在成岩早期阶段(Ro为0.4%~0.6%)即可排烃(图 5),从而提出了沙一下亚段咸化湖富有机质藻源岩早期生烃、多期生烃机理,即可溶有机质和富氢藻类在成岩早期阶段可形成大量早熟油、低熟油。分析其有利因素有3个。一是咸化水体和强还原环境有利于有机质保存和生烃转化;二是烃源岩有机质丰度高,TOC为2%~5%,藻腐泥组分含量高,生烃活化能(门槛值)低,易于低温演化阶段(地层温度95℃附近)大量生烃;三是区域高地温场背景提升了早熟油、低熟油形成规模。受高阳低凸起潜山基底影响,保定凹陷东部斜坡带—饶阳凹陷西部蠡县斜坡带处于高地温异常区,地温梯度在3.7~4.2℃/100m之间。
沙一下亚段咸化湖富有机质藻源岩早期生烃、多期生烃机制提升了保定凹陷中北部沙一下亚段烃源岩资源潜力。其生油门限由以往认为的2800m提升到2100m,变浅500~700m,从而使有效烃源岩面积扩大了1000~1500km2。沙一下亚段烃源岩最大生烃强度为150×104t/km2,新增早熟、低熟石油资源量2.07×108t,资源潜力大,为保定凹陷新区勘探带来信心。
2.3 成藏模式从构造位置看,保定凹陷东部斜坡带北段东、北两个方向被沙一下亚段烃源岩包围,是油气向南、向西运移的指向区,具有“双向供烃、断砂输导、浅层富集”的油气成藏条件。
2.3.1 双向供烃通过对钻井成果分析发现,沙一下亚段在广湖盆沉积背景下,各区带间暗色泥岩厚度存在明显差异。保定凹陷勘探程度低、钻井密度小,根据钻井数据进行暗色泥岩厚度成图精度较差。分析井、震对应特征发现,沙一下亚段半深湖、深湖沉积背景下由暗色泥岩和油页岩组成的特殊岩性段富藻有机质发育,是优质烃源岩。地震剖面对应一组强振幅、高连续地震反射同相轴。根据该特征提取振幅和连续性属性,并对这两种属性进行基于神经网络的地震属性分析,降低单一地震属性的多解性,定量刻画了优质烃源岩的平面分布范围。以钻井资料得到的暗色泥岩厚度进行量化约束,得到饶阳—霸县—保定凹陷暗色泥岩厚度(图 6)。
由图 6可见,沙一下亚段在广湖盆沉积背景下发育多个相对独立的沉积洼槽。北部的保北—淀北洼槽呈北西走向,沙一下亚段暗色泥岩最大厚度为200m,厚度大于80m的面积为700km2。东部为近南北走向的赵皇庄洼槽,暗色泥岩最大厚度为160m,厚度大于80m的面积为740km2。地层埋深均在2100m以下,具备早期生烃、多期生烃条件。两个生油洼槽将清苑构造带包围,使其具备双向供烃条件。
2.3.2 断砂输导沙一上亚段和东营组位于沙一下亚段烃源岩之上,为三角洲—河流沉积相带,特别是东三段河道砂高孔高渗,是油气横向运移的有利通道,油气沿砂体自洼槽区向构造高部位运移。东营组北东方向最大倾角为5.7°,油气横向输导动力强。
保定凹陷东部斜坡带北段西掉断层发育,数量众多,油气自下向上运移能力强。沙一下亚段烃源岩的主排烃期是馆陶组沉积晚期—明化镇组沉积早期。该时期太行山东断裂的西掉补偿断层持续活动,具备油气输导能力,油气沿断层自下部的烃源岩向上部储层纵向运移。
断裂活动期垂向开启程度与油气运移能力直接相关[25]。断面上裂缝和破碎带的垂向开启程度受错断地层岩性和构造应力作用方向与断裂走向之间的夹角影响。沙一下亚段烃源岩之上的地层为三角洲—河流沉积的河道砂,有利于油气输导。其东、北两个方西的断层多具基底背景,多期发育,平面呈弧形,走向不断变化,断层的封闭和开启也频繁转换。在构造应力作用方向与断裂走向角度相交的位置,断裂伴生和派生的裂缝垂向开启,破碎带内的充填物松散程度高,有利于油气运移。
2.3.3 浅层富集东营组位于沙一下亚段生油岩之上,是油气优先聚集的层系。单井相分析认为,东营组整体为物源搬运较远、水动力较强、决口扇/天然堤较发育的曲流河沉积特征。构造演化分析认为,保北—淀北洼槽自沙四段沉积时期开始相互连通,是来自太行山隆起物源的汇水区,且继承性发育,现今其所在的白洋淀依然是太行山水系的汇水区。沙一上亚段—东营组沉积时期,湖盆逐渐萎缩,以河流相沉积为主。西部太行山隆起带依然是保定凹陷的主要物源区。受南抬北倾的地形控制,源自太行山隆起区的河流自西向东进入保定凹陷后向北转折,最终汇入保北—淀北洼槽。
东三段储层发育且分布稳定,与东二段泥岩盖层形成良好的储盖组合。东营组西抬东倾,东一段被剥蚀。东二段被部分剥蚀,剥蚀量西大东小,赋存地层以泥岩为主,是良好的区域盖层。东三段砂体发育,来自西南及西部的太行山物源使东三段砂地比和厚度整体具有西南高、东北低的趋势。东三段储层岩性以细砂岩为主,厚度一般为80~100m,砂地比为30%~40%。岩石类型主要为细粒岩屑长石砂岩,孔隙类型以原生孔和构造缝为主,颗粒呈次棱—次圆状,颗粒间以点接触为主,压实作用较弱,孔渗性好,孔隙度为21.6%~31.4%,中值为26.8%;渗透率为42.60~9690.80mD,中值为763.50mD,为高孔高渗储层。
在以上分析基础上构建了“双向供烃、断砂输导、浅层富集”油气成藏模式(图 7)。北侧位于保北—淀北洼槽的GB1X井沙一下亚段已具备生成早熟油、低熟油的条件,油气沿顺向断层向东营组逐级调节,并沿河道砂储层发育的东营组横向运移,最终在构造高部位聚集成藏(图 7a)。东侧地层自赵皇庄生油洼槽向西部构造高部位抬升,油气横向运移条件好;西掉反向断层将油气向上部地层调节,在更浅的东营组、馆陶组聚集成藏(图 7b)。
清苑鼻状构造带是保定凹陷东部斜坡带北段的正向构造单元,是油气运移的有利指向区。该区沙一下亚段早熟、低熟石油资源量超过2×108t,资源基础雄厚。清苑构造带断裂发育,形成大型断鼻构造群,具备形成规模油藏的圈闭条件。
清苑构造带以太行山东断裂的西掉补偿断层为主,数量众多,平面呈北北东—北东东走向,断层交切关系复杂。清苑构造带具备保定凹陷特殊的“双层结构”,沙一段之上地层倾向与断层倾向相反,为反向断层;沙一段以下的地层倾向与断层倾向相同,为顺向断层。以上因素给以常规地震体属性预测断层带来困扰。本次研究以清苑构造样式为模型建立学习标签,通过深度学习进行人工智能(AI)断层识别。将识别结果与地震数据进行融合显示,调整表征断层的地震属性数据门槛值,将背景透明化处理,得到带断层特征的地震数据(图 8)。由图 8可见,顺向断层和反向断层位置均比较清楚,断层的交切关系也更加明确。
西掉断层与西抬东倾的沙一段以上地层配置,易形成大型鼻状构造。清苑构造带位于东部斜坡带构造最高部位,沙一段以上地层向南、北两个方向倾伏,东西方向被西掉断层切割,形成断鼻群。正向构造规模大,是勘探突破的首选区带。
耿家桥断鼻是清苑构造带规模最大的断鼻圈闭。耿家桥断层平面延伸距离为23km,它位于系列西掉补偿断层中的最东部,上升盘地形开阔、地层完整。断层在中部由北北东走向转为北东走向,平面呈弧形,与沙一段以上西抬东倾的地层配置,在上升盘形成耿家桥断鼻。利用一次三维地震资料对断层进行人工智能识别、解释,落实耿家桥断鼻构造形态,其高点埋深为1440m,闭合高度为120m,圈闭面积为36km2,在清苑构造带中规模最大(图 9)。耿家桥断鼻具备北部保北—淀北洼槽和东部赵皇庄两洼槽沙一下亚段双向供油条件,且位于清苑构造最东部,距离赵皇庄洼槽最近,是保定凹陷勘探突破的首选圈闭。
在清苑构造带勘探开发过程中,采取了“首攻突破关、稳步推进”的勘探思路。2021年9月,在耿家桥断鼻低部位首钻G77X井,对东营组1978.8~1982.6m和1892~1898m两个井段试油,螺杆泵排液,分别获日产13.86m3、41.13m3高产油流,保定凹陷新区勘探实现战略性突破。G77X井钻探成果鼓舞了勘探者的信心,继而于2022年8月在耿家桥断鼻高部位钻探BQ1X井,获日产105.93m3高产油流,清苑构造带大规模断鼻油藏初见端倪。随后甩开钻探耿家桥西断鼻低部位,BQ2X井测井解释油层15.9m,发现了含油新区块,保定凹陷富油区带勘探向西稳步推进。
3.2 发现东营组高产层系为落实耿家桥断鼻油藏规模,在高、中、低部位集中钻探3口井均获成功,证实东营组油藏规模大。除高部位钻探的BQ1X井获高产外,南部低部位钻探的G79X井获日产71.04m3高产油流, 中部低部位钻探BQ101X井,测井解释油层15.4m/3层,整体控制含油面积大于30km2,2022年上交石油地质储量近亿吨(图 10)。
在油气勘探发现的同时,迅速进行开发评价部署,在耿家桥断鼻一体化平台钻探7口评价井和开发井,证实耿家桥油藏储层分布稳定、油层分布集中且对比关系好(图 11),东二段区域盖层分布稳定,东三段Ⅱ油组储层发育,油气最为富集。东三段Ⅲ油组和沙一上亚段油组受局部盖层控制,东三段Ⅰ油组受储层发育情况控制,油藏分布零散。
经过一年多时间集中勘探,发现保定凹陷清苑构造带东营组油藏地层埋深小于1700m,油层厚度在9.8~40.6m之间,油柱垂直高度在98.5~124.9m之间,单井稳产20t/d以上,具有油层埋藏浅、油层厚度大、油柱高、投产效果好的特点,证明该区为高效富油区带。
3.3 早熟油、低熟油勘探场面大清苑鼻状构造带钻探的BQ1X井、G77X井、G77-1X开发井组原油饱和烃色谱正构烷烃奇偶优势消失,OEP(奇偶优势比)、CPI(碳优势指数)指数分别小于1.2和1.3;C29甾烷异构化程度较高,20S/(20S+20R)C29甾烷指数为0.2~0.3,平均为0.21,证明原油低成熟。原油含有较多的成岩早期干酪根脱氧脱杂原子成分,油稠、密度大,原油密度为0.92t/m3。
清苑鼻状构造带早熟油具有3个特征,与东部邻区饶阳凹陷蠡县斜坡差异明显。一是原油组分中胶质+沥青质含量高,是早熟油的重要标志。保定凹陷原油组分中胶质+沥青质组分含量一般大于50%,最高可达70%。蠡县斜坡原油胶质+沥青质为30%~58%,平均为40%,多为正常原油(图 12)。二是烃类组成中类异戊间二烯烃含量高,保定凹陷原油类异戊间二烯烃含量为0.35~2.94,平均值为0.97;蠡县斜坡原油则在0.1~0.39,平均值为0.21。三是早熟油包裹体为黄绿色荧光,主波长为538.19~545.85nm。蠡县斜坡干酪根降解油包裹体发蓝绿色荧光。
早熟油理念的提出,在单一生烃模式基础上发展为“可溶有机质、低活化能藻类+不溶有机质(干酪根)”接力生烃模式,增加了石油的来源和途径,扩大了油窗范围,提升了优质烃源岩的成油潜力,搬掉了长期以来压在研究者心中的“保定凹陷浅层缺乏油源”这座大山。
沙一下亚段早熟油认识为保定凹陷乃至冀中坳陷下一步勘探指明了方向。除饶阳凹陷、霸县凹陷主体区已发现油气、勘探程度较高外,尚存在与保定凹陷类似的低勘探程度区。经烃源岩厚度成图,向北部霸县洼槽扩展面积800km2,其埋藏深度大于4000m,成熟度更高,是下一步勘探的有利区。南马庄斜坡—文安斜坡南段也是沙一下亚段的湖盆主体区,其埋藏深度与保北—淀北洼槽相当,虽然单独的构造圈闭规模较小,但数量较多,总面积约为90km2,也是油气规模发现的潜在方向。
4 勘探启示 4.1 坚定信心、科学部署、科学决策是实现油气勘探发现的前提保定凹陷的勘探发现是中国石油突出新区新领域、甩开预探和突出地质认识、创新理念的成功实践,也是历代勘探工作者持之以恒、坚持不懈探索的结果。保定凹陷历经近60年勘探,勘探工作者根据对山前盆地的地质认识和钻井揭示的油气线索,始终认为保定凹陷存在油气富集的地质条件,找油信心坚定。
在中国石油天然气股份有限公司指导下的物探部署为保定凹陷勘探发现奠定了资料基础。保定凹陷先后两次部署一次三维地震采集,为凹陷结构的系统研究提供了扎实的资料基础,对理清清苑构造带复杂断裂结构起到了至关重要的作用,对圈闭精准落实和勘探快速发现与突破起到了重要推动作用。
创新地质认识、科学决策井位部署是保定凹陷勘探突破的保障。2019年部署高阳西三维地震采集后,依托地震新资料深化关键问题研究,首先在耿家桥圈闭腰部甩开预探G77X井,局部发现、以点带面,继而在高部位部署BQ1X井、中低部位部署G79X井,相继钻探成功并初步控制油藏规模,保定凹陷快速实现了勘探重要突破。
4.2 转变思路、创新技术、选准突破方向是实现勘探发现的关键对于久攻不克的老探区,思路转变是勘探突破的必经之路,生油认识的转变更是勘探发现的根本所在。保定凹陷重新认识地质结构、生烃机制和成藏模式,将勘探层系由潜山和古近系深层向沙一段—馆陶组中浅层战略转移,为勘探突破口选择指明了方向。
依托三维地震资料的技术创新是解决技术桎梏的根本办法。以地震属性综合分析技术预测烃源岩横向展布,纵向以钻井资料约束,定量刻画了烃源岩展布。基于岩心资料的热模拟试验为富藻烃源岩生烃机制研究提供了保障。人工智能断层识别技术提高了复杂构造落实精度,为井点落实提供了保障。以上技术的实施为勘探突破口选择确定了具体位置,也为面临类似瓶颈问题的探区提供了可借鉴的解决方案。
4.3 一场多井、勘探开发一体化部署是实现快速动用的有效手段清苑构造带地处京津冀,位于人口密集区,且临近雄安新区,用地、环保等要求严格,严重制约钻探效率。针对这种情况,采用“一场多井”的方式,在预探井获油气发现后,利用同井场部署评价井、开发井,加快了勘探开发节奏。根据地下地质条件优选地面井场,力争实现多井钻探的目的。
目前利用G77X探井井场已钻开发评价井6口,迅速查明了新区带烃源岩、储层和成藏条件,及时为下一步部署提供依据。位于耿家桥断鼻低部位的G79X井场不仅迅速查明了耿家桥断鼻油藏规模,而且利用该井场及时钻探BQ2X井,迅速发现了耿家桥西断鼻油藏。通过科学安排协调钻井、测试、取心和试油等生产工序,加速了油藏认识和资源有效动用的工作节奏,节省了地面投资建设,实现当年发现、当年评价、当年建产,可为工业发达、人口密集区快速勘探开发提供有效借鉴。
5 结论(1)保定凹陷清苑构造带烃源岩发育、储盖组合良好、构造规模大。沙一下亚段湖盆远离太行山隆起物源区,烃源岩沉积环境好,高丰度强还原咸化湖富藻烃源岩具备早期、多期规模生烃潜力;东三段河道砂储层与上覆东二段泥岩稳定发育段形成良好的储盖组合,且分布稳定;断裂发育,耿家桥、耿家桥西等断层横向延伸距离远、控制形成的断鼻构造规模大,具备油气富集的地质条件。
(2)清苑鼻状构造带北临保北—淀北洼槽,东临赵皇庄洼槽,具备沙一下亚段生油岩双向供烃条件;油气由断层与沙一上亚段和东营组河道砂储层联合运移,在高孔高渗的东三段富集,具备“双向供烃、断砂输导、浅层富集”的成藏条件。
(3)在构造规模最大的耿家桥断鼻低部位首钻G77X井,高部位钻探BQ1X井,均获高产油流,发现了保定含油气新凹陷。单井稳产20t/d以上,发现了东营组油气高产层系。钻井揭示油层厚度近50m、油柱高度超过百米,单个油藏石油地质储量近亿吨,证实早熟油、低熟油勘探场面大。当前已在构造规模最大的耿家桥断鼻发现富集高产构造油藏,在其西部的耿家桥西断鼻也具备类似的成藏条件,保定凹陷有望继续扩大勘探成果。
(4)保定凹陷东营组油气勘探发现表明:转变勘探思路,选准勘探突破口,历经近60年勘探的“冷区”也可获得油气规模性突破。目前渤海湾盆地剩余油气资源超百亿吨,细致梳理以往勘探历程,找准制约勘探的关键因素,及时理出地质新思路,渤海湾盆地老区依然有较大的勘探潜力。
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