地质认识创新为油气勘探发现提供了理论指导和科学部署参考。2022年,加大风险领域勘探和甩开勘探力度,在渤海海域隐蔽型潜山、环渤中凹陷岩性、琼东南盆地深水深层岩性、顺德凹陷新区、涠西南页岩油、陆上深煤层及海外勘探等十个勘探领域获得重大突破,为中国海油高质量发展奠定了坚实储量基础。
1.1 提出“内幕断层封挡—多源强势充注—超压泥岩封盖”隐蔽型潜山成藏模式,渤海海域发现国内最大的变质岩潜山油田
2022年,中国海油在渤海海域发现了渤中26-6太古界变质岩潜山油田,探明原油地质储量超1.5亿t,是目前国内已发现的变质岩潜山油田中最大的一个。该油田位于渤海海域中部渤南低凸起西段,夹持在渤中凹陷和黄河口凹陷之间。渤南低凸起的勘探始于20世纪70年代末,经历了近40年探索,仅在凸起最高部位发现了渤中26-2小型油气田,且开发见水。传统认为渤南低凸起西段潜山储层不发育,且油气保存条件差,不具备形成大型油气田的条件。在渤中19-6大型凝析气田发现的推动下,2018年开始对渤南低凸起西段潜山展开了系统研究,结果表明该区太古界变质岩潜山具备优越的储层、侧封、盖层和充注等成藏条件。①储层条件:渤海海域印支期由于南北向挤压形成近北西西和近东西潜山内幕断层,燕山期北东向压扭作用叠加活化先存断裂、裂缝,基岩潜山储层条件明显改善; 渤南低凸起潜山带经历印支-燕山期“风化剥蚀+大气水淋滤溶蚀”改造作用,形成强风化带孔隙、裂缝-孔隙型优质储层。②侧封条件:燕山运动期,在多次挤压逆冲和左旋走滑压扭作用下,断层两盘形成强糜棱泥化作用,形成低渗透致密层,可以有效封隔潜山两侧流体。③封盖条件:古近系东营组普遍发育厚层泥岩,压力系数1.2～1.4,超压有利于油气封盖。④油源条件:渤南低凸起西段被渤中和黄河口两大富烃凹陷包围,油源充足。综合研究认为该区具有“内幕断层封挡—多源强势充注—超压泥岩封盖”的隐蔽型潜山成藏模式(图1),打破了“高油低水型”成藏的传统认识。新认识指导了渤中26-6太古界变质岩潜山大型油田的发现与评价,揭开了渤海海域隐蔽型潜山勘探新篇章。
1.2 建立强活动被动陆缘盆地“转换斜坡控圈—活动断裂控运—多期次强充注—弱活动断裂控聚”油气富集模式,琼东南盆地深水深层获大型气田
琼东南盆地为南海西部强活动陆缘盆地,深水区在中央峡谷领域实现千亿方大气田发现后,一直未有规模性油气突破。特别是宝岛凹陷,一直以来面临气藏规模小、CO2含量高、储层物性较差、天然气富集规律认识不清等问题。近年依托新采集的三维地震资料与已钻井资料,对宝岛凹陷进行了新一轮区域油气地质研究。结果表明,宝岛凹陷北部发育一系列转换断阶带,断阶带自西向东由“Y”型断阶转变为平行断阶,断阶规模变大、变宽缓。断层在平面上为北东-北东东向右行斜列特征,剖面上呈平行状[4-7]。主干断裂的差异活动形成转换斜坡,控制大型辫状河三角洲多期、多个朵叶体迁移变化,形成了大型构造-岩性圈闭; 主干断裂差异活动形成的构造脊紧邻生烃主洼,控制天然气充注和运移优势方向; 转换斜坡带晚期构造相对稳定,断裂活动减弱,有利于天然气大规模聚集保存。基于上述研究认识,建立了强活动被动陆缘盆地“转换斜坡控圈—活动断裂控运—多期次强充注—弱活动断裂控聚”的油气富集模式。在该模式指导下,在宝岛21-1构造部署多口探井,在深层恩平组钻遇了厚气层(图2)。截至2022年底,新增天然气探明地质储量超500亿m3,获得中国首个深水深层大型天然气田[8]。
1.3 建立洼陷带浅层“双脊联控—断脊强运—分级充注”油气成藏模式,渤中凹陷浅层大面积岩性油藏勘探获得大发现
渤中凹陷西南部勘探最早始于20世纪90年代,历经近30年勘探,在渤中19和渤中13构造带之上,先后发现了渤中19-4和渤中13-1南2个浅层中型油田。由于西侧洼陷带断裂不发育,传统认为该区浅层缺乏油气垂向运移断层,是油气“勘探禁区”。近年来,通过对浅层成藏要素解剖和油气运移路径分析,建立了渤中凹陷浅层“双脊联控—断脊强运—分级充注”的油气成藏模式(图3)。该模式认为渤中西南次洼深浅层发育复式构造脊[9],其中深层潜山构造脊控制油气汇聚方向和规模,馆陶组构造脊作为油气向浅层运移的“中转站”,直接控制明下段油气富集部位; 切穿构造脊核部的断裂决定油气运移能力,距离构造脊核部越近,油气垂向上运移能力越强; 经切脊断裂分配后油气表现为分级充注和接力运移特点,与切脊断层接触的河道砂体优先充注油气,其次是切叠型河道砂体[10-12]。在该成藏模式指导下,成功发现了渤中19-2大中型河流相岩性油田,对渤海海域浅层河流相岩性勘探具有重要借鉴意义。
1.4 提出“凹中隆起带控聚—多储盖组合控汇—活动断裂带控运”成藏模式,顺德凹陷获得战略发现
长期以来顺德凹陷研究薄弱、认识程度低,近期利用二维地震资料锁定新凹陷烃源岩地震响应特征与分布规律,明确其勘探潜力。在此基础上,依托顺德北凹新采集三维地震资料,借鉴开平凹陷、珠三坳陷的勘探经验,建立了顺德北凹构造-层序地层格架(图4),并认识到该区斜向伸展叠加走滑的构造特征控制了油气成藏[13-14]。研究认为,在斜向伸展作用下断阶断槽控砂—局限湖盆控源—高热加速生烃[7,15-16],形成两源两灶、凹陷-斜坡带油气富集的特征。进而提出该区具有大型走滑主控的“凹中隆/鼻状构造控聚—多套储盖组合控汇—持续活动断裂控运”的成藏模式,锁定凹中隆起带古近系恩平-文昌组为有利勘探方向。在顺德北凹整体油气地质条件评价基础上,优选出凹中隆起带文昌36-2构造,部署钻探了该凹陷首口领域风险探井WC36-2-A井,该井在古近系恩平组揭示厚层油层,测试日产油106 m3,预测该构造原油地质储量规模超千万吨,实现了海南深水区新凹陷原油勘探重大突破。同时,WC36-2-A井在文昌组二段钻遇超100 m厚油页岩,证实顺德凹陷良好的烃源条件,展现了该凹陷广阔的勘探前景。
1.5 建立“低隆起—强改造”碎屑滩坝成因机理,渤海中深层古近系岩性油气藏勘探获突破
渤海海域辽西北洼资源量规模大,长期以来一直是勘探热点区。随着勘探程度的不断深入,认为研究区中深层弱水系带来的碎屑物有限,沉积物以三角洲前缘远端砂泥互层为主,泥质含量高、物性差,勘探潜力较低。近期,基于多口钻井和地震资料分析,认为辽西北洼斜坡带及洼陷带沙河街组二段具备发育大面积碎屑滩坝相优质岩性条件,进而将勘探方向转向中深层古近系沙二段碎屑滩坝岩性油气藏[9-10]。研究表明,在走滑挤压作用下研究区形成低幅隆起区,水深相对较浅,强波浪淘洗改造作用有利于形成砂质纯、物性好的三角洲前缘优质碎屑滩坝储层,其单砂体厚度相对较小,一般为3～5 m,侧向易于尖灭形成独立岩性圈闭,进而提出了“低隆起—强改造”的碎屑滩坝成因模式(图5)。在该认识指导下部署钻探 JZ14-6-A井,测试获日产油超700 m3,探明地质储量超千万吨(油当量),渤海中深层古近系岩性油气藏勘探获重大突破,对渤海海域斜坡带岩性油气藏勘探具有重要指导意义。
1.6 建立“近源强注—断脊联控”成藏模式,惠西南古近系获千万吨优质油田发现
珠江口盆地惠西南地区惠州26洼为已证实的富生烃洼陷,随着中浅层勘探程度不断提高,深层古近系已成为重要的勘探方向。近年来,持续开展古近系沉积旋回、精细沉积体系分析、断层活动差异性与不同断块油气富集规律研究。结果表明,惠州26洼下文昌组烃源岩品质优、生排烃强度大,恩平组作为油气垂向运移的初始站,具有“近源充注”的成藏优势。洼陷边缘发育多个断裂转换带,受断层差异活动和东沙隆起抬升影响,形成由洼陷中心向洼缘长期继承性抬升的构造脊,断层-构造脊联合控制了油气分布与富集规律。其中早期消亡型断层有利油气封堵,由该类断层控制的断块是有利的油气富集块。基于上述认识,建立了“近源强注—断脊联控”成藏模式,优选出惠州27-5构造实施部署钻探,获千万吨级优质原油储量,实现了惠西南成熟探区恩平组新层系的勘探突破。
1.7 改进岩性油气藏精细描述技术,白云凹陷北坡中浅层珠江组岩性圈闭勘探获突破
白云凹陷上陆坡区珠江组下段主要发育重力流复合水道沉积,具备较好的岩性圈闭发育条件。精细沉积层序分析表明,相对海平面变化、物源供给、古地貌背景和晚期下切水道控制了多类型的岩性圈闭发育。但是,不同类型条带砂体的地震属性差异较大,难以精细落实岩性目标,系统开展深水区大面积储层预测和流体检测,面临钻井少、井间控制难度大、空间上速度模型无法精细反映地层特征等问题。针对上述难题,创新开展大角度地震提取横波速度相关信息,提高了速度模型与地层特征吻合度,进一步提升了储层预测和烃类检测的可靠性; 并基于储层反演结果开展了神经网络属性定量解释技术,提高了多相带下的储层和流体定量解释能力。基于反演属性预测结果,在流花28-2区设计部署了2口探井(属性值都在含气门槛内)(图6),钻探均获得气层发现,证实了该方法的可靠性,也使得白云凹陷北坡中浅层珠江组岩性圈闭勘探获突破。
1.8 建立海上页岩油“源储一体—相控富集”成藏模式和“地质—工程双甜点”评价技术,全球海上首口页岩油探井压裂测试成功
涠西南凹陷勘探程度较高,亟需拓展新领域。流沙港组暗色泥页岩及油页岩是主要的烃源层系,生烃品质好且横向稳定分布,具备页岩油发育条件。但海上页岩油勘探面临基础资料少、甜点预测难度大、压裂作业空间小等问题[17]。近期通过系统研究,建立了“源储一体—相控富集”的页岩油富集模式,初步估算涠西南凹陷页岩油资源量约8.2亿t。统筹考虑页岩油资源潜力、“四性”特征、油田设施等因素,优选涠西南页岩油探索有利靶区,创新建立了页岩油“四性”综合评价和“地质—工程双甜点”预测技术,明确互层型和夹层型为勘探首选页岩油类型。部署钻探了全球海上首口页岩油探井——WY-1井,压裂排量最高7 m3/min,打破了海上受限空间下单层压裂规模记录,日产原油19.5 m3、天然气1 589 m3,标志着中国海上页岩油勘探取得重大突破,增强了中国海油向海域非常规领域进军的信心。
1.9 建立“立体勘探”理念,陆上深煤层新领域勘探获得战略突破
中国1 800～2 500 m埋深的煤层气勘探仍处于起步阶段,仅在局部地区取得了突破。中联公司深煤层资源丰富,潜在资源量超过8000亿 m3。与浅煤层相比,深层煤层气开采具有较好的稳产能力。“十三五”期间,中国海油对临兴、神府区块深煤层开展资源潜力评价,整体成效不理想。2022年,中国海油提出陆上非常规“立体勘探”理念,立足地质-工程一体化、勘探-开发一体化的全链条整体勘探。以小规模低效致密气老井试验先行,利用煤层气保压取心分析含气特征,逐步拓展提储范围; 通过优化规模压裂工艺技术,实现了压裂由“主缝”到“复杂缝网”的立体转变。开展低效致密气老井压裂排采试验,最高日产超万方。深层煤层气水平井首次试验获得成功,测试最高日产量6万 m3,连续稳产3个月以上,成效显著。深煤层领域勘探的重大突破标志着中国海油陆上非常规勘探从浅部煤层向深部煤层迈进,夯实了陆上万亿大气区储量基础。
1.10 提出平静型被动大陆边缘盆地油气成藏新认识,海外勘探持续获得重大进展
南美海域北缘的G盆地为被动大陆边缘盆地,面积约23万km2。该盆地油气勘探历史超过60年,但直至20世纪80年代,国际石油公司主要针对陆架区勘探,效果不佳。中国海油参股进入该盆地的S区块后,针对该盆地构造活动弱、以岩性圈闭为主的特点,创新提出了平静型被动大陆边缘盆地油气成藏新认识,并建立了纯岩性圈闭精细识别与刻画技术,取得了很好的勘探成效。2020年,在浅层获得大量发现的情况下,进一步指出区块中深层具备较大勘探潜力,一举打开了该区块深层勘探领域,S区块勘探持续取得突破,钻探获重大发现。该油田在浅层获得重大油气发现,探明地质储量近2亿t油当量,同时在中深层发现超过20 m的厚油气层,进一步提升了未来勘探中深层的信心。S区块的勘探成功得益于被动大陆边缘盆地成藏认识创新和岩性圈闭勘探地球物理技术突破,这对今后相似类型盆地的油气勘探有非常重要的借鉴和指导意义。
