塔里木盆地柯東1井工業(yè)油氣藏發(fā)現(xiàn)與油氣勘探

塔里木盆地柯東1井工業(yè)油氣藏發(fā)現(xiàn)與油氣勘探

2010年4月4日，發(fā)現(xiàn)了khoa1冷凝析氣藏。這是中國(guó)石油天然氣有限公司的一項(xiàng)重大風(fēng)險(xiǎn)勘探變革。這是塔里木盆地油氣勘探史上的一個(gè)新里程碑，表明塔西南地區(qū)的油氣勘探進(jìn)入了新的歷史階段?？聳|1凝析氣藏行政上隸屬于新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)皮山縣,構(gòu)造上屬于塔西南前陸盆地前陸逆沖帶的柯東斷裂構(gòu)造帶(圖1)。該帶走向呈北西—南東轉(zhuǎn)為東西展布,西南為西昆侖山造山帶,東北緊鄰葉城凹陷,勘探面積為3600km2?？聳|斷裂構(gòu)造帶可以進(jìn)一步劃分為柯東、普東、普西3個(gè)段?？聳|1凝析氣藏位于東部的柯東構(gòu)造段,是一個(gè)受基底卷入斷層控制的隱伏背斜構(gòu)造。1聯(lián)合勘探中新統(tǒng)目的層塔西南昆侖山前的油氣勘探始于20世紀(jì)50年代,分為以下幾個(gè)階段:(1)1958—1977年鉆探地面構(gòu)造,發(fā)現(xiàn)塔里木盆地第一個(gè)凝析油氣田。該階段以地面地質(zhì)調(diào)查為主要手段,其次為少量電法及模擬地震,先后鉆探了英吉沙、固滿(mǎn)、甫沙等構(gòu)造,鉆淺層探井20余口。于1977年5月發(fā)現(xiàn)柯克亞淺層中新統(tǒng)凝析氣田。(2)1978—1981年針對(duì)中新統(tǒng)目的層鉆探的一批構(gòu)造都相繼失利。(3)1982—1997年該區(qū)的勘探斷斷續(xù)續(xù)。以二維地震勘探為主要手段,通過(guò)二維地震普查,在盆地南部發(fā)現(xiàn)一批背斜,構(gòu)造面積大、目的層埋藏深,并沿南部山區(qū)零星部署了少量沿溝二維地震測(cè)線;仍以中新統(tǒng)為目的層鉆了少量探井,未獲得發(fā)現(xiàn)。(4)1998—2001年以白堊系為目的層,獲得新發(fā)現(xiàn)。通過(guò)地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為白堊系克孜勒疏群砂巖區(qū)域分布,為塔西南地區(qū)的主要目的層。先后鉆探了柯深101井、蘇1井、陽(yáng)1井、甫沙2井等探井,柯深101井、甫沙2井鉆探證實(shí)白堊系克孜勒疏群砂巖的存在,柯深101井在白堊系見(jiàn)低產(chǎn)氣流。雖然山前沖斷帶也先后鉆探了蘇1井、陽(yáng)1井、甫沙2等探井,由于地震、鉆井技術(shù)不過(guò)關(guān),構(gòu)造落實(shí)程度差,始終沒(méi)有獲得突破。(5)2001年以來(lái),強(qiáng)化地震攻關(guān),鎖定鉆探目標(biāo),實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略突破。從2001年開(kāi)始進(jìn)行地震攻關(guān),先后進(jìn)行了山地直測(cè)線、寬線、寬線+高覆蓋、寬線+雙大組合地震攻關(guān),2009年7月落實(shí)了柯東1鉆探目標(biāo),部署了柯東1風(fēng)險(xiǎn)探井,2010年4月在白堊系獲得重大突破。2柯東斷裂構(gòu)造帶盆地的大構(gòu)造埋藏深,淺層西河甫組儲(chǔ)層砂體橫向變化大、物性變化大,缺乏溝通油源的大斷裂,因而將勘探重點(diǎn)向山前帶轉(zhuǎn)移,鎖定主要攻關(guān)方向?yàn)榭聳|斷裂構(gòu)造帶。制約油氣勘探突破的關(guān)鍵問(wèn)題,是地震資料品質(zhì)差導(dǎo)致構(gòu)造難以發(fā)現(xiàn)和落實(shí)。2.1柯東斷裂構(gòu)造帶地震勘探的最大難點(diǎn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是巨厚黃土覆蓋區(qū),地震資料成像難。塔西南昆侖山前地表為大面積疏松的風(fēng)成沙、黃土,在河床兩岸出露第四系礫石層和新近系的砂、礫巖層,地形上呈北低南高走勢(shì)。塔西南黃土覆蓋區(qū),由于地表起伏和表層松散,地震激發(fā)產(chǎn)生大量的側(cè)面和散射干擾;同時(shí),由于黃土塬對(duì)地震高頻信號(hào)有較強(qiáng)的吸收和衰減,造成地震記錄雜亂,信噪比低。二是構(gòu)造變形強(qiáng)烈,地震波場(chǎng)復(fù)雜?？聳|斷裂構(gòu)造帶總體上與西昆侖山平行,呈弧形展布,西段與西昆侖山斜交,并被后者改造,向西構(gòu)造帶消失。由于西昆侖山向北強(qiáng)烈沖斷及帕米爾突刺向北楔入聯(lián)合作用,構(gòu)造帶東段主要受向北擠壓應(yīng)力作用,西段除了受北東向側(cè)向擠壓外,還受到右行走滑作用的影響,構(gòu)造變形強(qiáng)烈,地層破碎,縱向上由多個(gè)沖斷片上下疊置,地震波場(chǎng)復(fù)雜,地震資料難以成像。2.2地震技術(shù)的精度為了提高地震資料品質(zhì),針對(duì)柯東斷裂構(gòu)造帶地震勘探難點(diǎn),持續(xù)開(kāi)展地震攻關(guān)。最終,寬線+雙大組合地震勘探技術(shù)破解了該區(qū)地震勘探的難題。2.2.1超深微氣藏勘探研究柯東斷裂構(gòu)造帶早期僅作了少量沿溝地震彎線,直到2000年才開(kāi)始進(jìn)行直測(cè)線勘探,先后進(jìn)行了單深井、組合井激發(fā)和超深微測(cè)井表層調(diào)查等方面的攻關(guān),地震資料品質(zhì)改善不大。2.2.2覆蓋次數(shù)無(wú)明顯差異2004年開(kāi)始進(jìn)行寬線攻關(guān),主要是提高覆蓋次數(shù),采用4線4炮,覆蓋次數(shù)達(dá)到829次,效果不理想。2007年采用4線9炮,覆蓋次數(shù)達(dá)到7200次,仍未得到好資料。2.2.3地表水岸部位的原生干擾寬線采集、組合激發(fā)、組合接收,寬線達(dá)到提高覆蓋次數(shù)的目的,組合激發(fā)黃土覆蓋區(qū)激發(fā)能量下傳,大組合接收最大限度地壓制由起伏地表引起的次生干擾。2007年下半年,庫(kù)車(chē)寬線+大組合地震勘探技術(shù)取得好效果,2008年把這一技術(shù)用到該區(qū),并根據(jù)柯東斷裂構(gòu)造帶地面的山地和黃土塬的特點(diǎn),創(chuàng)新性地使用寬線+雙大組合地震勘探技術(shù),即2線3炮,大組合激發(fā)(一般井深40m,6炮組合激發(fā)),大組合接收,覆蓋次數(shù)達(dá)到720次,取得好資料(圖2),破解了山地、黃土塬地震勘探的難題。2.3逆沖推覆構(gòu)造格架在取得好資料的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)了構(gòu)造地質(zhì)建模和區(qū)帶地震資料解釋,深化了昆侖山前柯東斷裂構(gòu)造帶石油地質(zhì)特征和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),認(rèn)為柯東斷裂構(gòu)造帶發(fā)育逆沖推覆構(gòu)造,構(gòu)造特征與克拉—大北斷裂構(gòu)造帶相似,同時(shí),存在白堊系克孜勒蘇群砂巖與白堊系—古近系膏泥巖構(gòu)成的儲(chǔ)蓋組合,石油地質(zhì)條件優(yōu)越,并發(fā)現(xiàn)了一批構(gòu)造顯示。通過(guò)2008年、2009年加密地震測(cè)線落實(shí)了柯東1背斜,為柯東1井的突破做好了準(zhǔn)備。3白堊系克孜勒蘇群井段柯東1井是中油股份公司的一口風(fēng)險(xiǎn)預(yù)探井,位于柯東斷裂構(gòu)造帶東部柯東1背斜上,設(shè)計(jì)井深4900m,于2009年7月13日開(kāi)鉆,2010年3月4日鉆至井深4579m完鉆,井底層位為白堊系克孜勒蘇群(未穿)。對(duì)白堊系4286~4425m井段測(cè)試,3mm油嘴求產(chǎn),油壓51.16MPa,折日產(chǎn)油31.17m3、天然氣52113m3。該井的成功鉆探,有力地推動(dòng)了塔西南昆侖山前油氣勘探步伐,更加堅(jiān)定了塔里木油田在塔西南地區(qū)尋找油氣勘探大場(chǎng)面的信心。3.1優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)蓋組合柯東1井鉆遇地層層序完整,斷層造成部分地層重復(fù)。由上至下依次為新近系克孜洛依組,古近系巴什布拉克組、烏拉根組、卡拉塔爾組、齊姆根組、阿爾塔什組,白堊系依格孜牙組、烏依塔克組,古近系阿爾塔什組(地層重復(fù)),白堊系依格孜牙組(地層重復(fù))、烏依塔克組(地層重復(fù))、庫(kù)克拜組和克孜勒蘇群(圖3)。其中白堊系砂巖和古近系阿爾塔什組膏巖構(gòu)成該區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)蓋組合。古近系阿爾塔什組厚110m,整體為巨厚層白色、灰白色石膏巖、泥質(zhì)膏巖,頂部有一層淺灰色含泥灰?guī)r。柯東1井區(qū)阿爾塔什組膏巖層厚80~120m,為一套優(yōu)質(zhì)的區(qū)域性蓋層。上白堊統(tǒng)依格孜牙組厚5m,巖性以褐色含泥膏質(zhì)灰?guī)r為主。烏依塔克組厚45m,巖性以褐色、灰褐色含礫細(xì)砂巖、砂礫巖、細(xì)砂巖為主,底部有泥質(zhì)粉砂巖。庫(kù)克拜組厚60m,巖性上部以厚層褐色細(xì)砂巖、粉砂巖為主,下部為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖,底部夾含礫中砂巖。出油層位為上白堊統(tǒng)。下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群區(qū)域上厚約400~500m,本井未鉆穿。巖性為中—厚層狀灰褐色、褐色細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖與粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖互層,夾薄層紅褐色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖,已見(jiàn)良好油氣顯示,由于柯東1井位于構(gòu)造低部位,因而未測(cè)獲工業(yè)油氣流。3.2儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)柯東1凝析氣藏主要目的層為白堊系砂巖,包括下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群和上白堊統(tǒng)庫(kù)克拜組、烏依塔克組,均可以作為較好儲(chǔ)層。下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群沉積相類(lèi)型主要為辮狀河三角洲前緣亞相。巖石類(lèi)型為長(zhǎng)石巖屑中細(xì)砂巖,孔隙類(lèi)型以原生粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔為主?？聳|1井鉆開(kāi)克孜勒蘇群99m,測(cè)井解釋儲(chǔ)層厚度為29.5m,孔隙度在3.1%~12.2%之間,平均為8.17%;滲透率在0.05~0.19mD之間,平均為0.11mD。結(jié)合該區(qū)鄰井物性資料,按塔里木盆地山前區(qū)白堊系碎屑巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),總體屬于低孔、低—中滲Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層。上白堊統(tǒng)庫(kù)克拜組儲(chǔ)層巖性以褐色細(xì)砂巖、粉砂巖為主,沉積相類(lèi)型為辮狀河三角洲前緣或扇三角洲前緣的水下分流河道。巖石類(lèi)型以中細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖為主,儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型主要為原生粒間孔,偶見(jiàn)微裂縫。儲(chǔ)層孔隙度在7.4%~16%之間,平均為9.95%;滲透率在0.04~0.39mD之間,平均為0.17mD。儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)為低孔低滲的Ⅲ類(lèi)中等儲(chǔ)層。上白堊統(tǒng)烏依塔克組儲(chǔ)層巖性以砂礫巖、含礫砂巖為主。物性稍差于庫(kù)克拜組和克孜勒蘇群,但成像測(cè)井顯示裂縫較為發(fā)育,在4285~4339m達(dá)到平均每米2~3條裂縫,為低孔低滲儲(chǔ)層高產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。因此該組儲(chǔ)層總體為裂縫—孔隙型儲(chǔ)層。3.3逆沖斷層—圈閉類(lèi)型為背斜圈閉柯東斷裂構(gòu)造帶發(fā)育受高角度基底卷入式斷裂控制的楔狀疊瓦扇,其根部向南延伸收斂在基底卷入的高角度逆沖斷層上,疊瓦扇前緣收斂在中生代和新生代地層接觸界面上,發(fā)生滑脫形成薄皮逆沖構(gòu)造?？聳|1構(gòu)造由深部的斷層轉(zhuǎn)折褶皺和淺部的構(gòu)造三角帶組成,為典型的擠壓構(gòu)造。構(gòu)造的南翼受南傾逆沖斷層控制,斷距較大,使地表背斜破壞嚴(yán)重,其下發(fā)育柯東1隱伏背斜,表現(xiàn)為斷層轉(zhuǎn)折褶皺。在白堊系頂面構(gòu)造圖上為一近東西走向的短軸背斜,長(zhǎng)軸長(zhǎng)約9.4km,短軸長(zhǎng)約2.9km。背斜高點(diǎn)海拔為-1750m,以-2046m為溢出點(diǎn),圈閉面積為20km2,幅度為296m(圖4)。3.4凝析油及地層水柯東1凝析氣藏地層溫度為85~88℃,地溫梯度為1.91~1.98℃/100m,屬正常的溫度系統(tǒng);地層壓力為73~75MPa,壓力系數(shù)在1.76~1.78之間,屬高壓氣藏。原油密度為0.82g/cm3(20℃),黏度為9.2mP.s,凝固點(diǎn)為26℃,含蠟量為17.8%,膠質(zhì)+瀝青質(zhì)為3.77%,生產(chǎn)氣油比為1000~2132.5。通過(guò)PVT相圖分析流體為含凝析油的凝析氣藏,凝析油含量為129.096g/m3,最大反凝析液量為6.58%。地層水為NaHCO3型,氯根為3.7×104mg/L,總礦化度為7.1×104mg/L,代表大陸環(huán)境條件下形成的水型,是含油良好的標(biāo)志。依據(jù)試油及測(cè)井綜合分析,氣水界面暫定在井深4415m,海拔-2045.4m。氣藏類(lèi)型初步判斷為底水塊狀背斜型凝析氣藏。4侖前油氣勘探的意義柯東1井的突破,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的油氣勘探區(qū)帶,對(duì)于加快昆侖山前油氣勘探步伐,保障塔西南勘探開(kāi)發(fā)公司石化廠、化肥廠的生產(chǎn),促進(jìn)喀什、和田、克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃萆贁?shù)民族地區(qū)人民生活的改善、環(huán)境保護(hù)及社會(huì)穩(wěn)定都有重要的意義。4.1地質(zhì)及凝析油地質(zhì)儲(chǔ)量柯東1井的突破發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大油氣田,經(jīng)計(jì)算天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為280×108m3,凝析油地質(zhì)儲(chǔ)量為1400×104t。揭示了柯東斷裂構(gòu)造帶良好的勘探潛力,也有效地指導(dǎo)了前陸沖斷帶的油氣勘探。4.2上白堊統(tǒng)基根據(jù)露頭資料及柯東1井、柯深101井、甫沙2井等井鉆探,白堊系克孜勒蘇群為沖積扇—辮狀河三角洲砂體,厚度在250~400m,砂巖原生粒間孔發(fā)育,儲(chǔ)集條件好,在柯東斷裂構(gòu)造帶均有分布(圖5)。在拉張環(huán)境下古特提斯洋第二次進(jìn)入塔西南盆地,形成了上白堊統(tǒng)含灰泥巖與廣泛分布的古近系厚層膏巖(圖6)?？聳|1井的突破,證實(shí)了這套蓋層的有效性。白堊系—古近系這套區(qū)域儲(chǔ)蓋組合,在柯東斷裂構(gòu)造帶廣泛分布。4.3疊紀(jì)—進(jìn)一步證實(shí)柯東斷裂構(gòu)造帶油氣源充足葉城凹陷主要發(fā)育石炭系、二疊系和侏羅系等3套烴源巖。其中石炭系—二疊系在塔西南昆侖山前廣泛分布。石炭系海相烴源巖,有機(jī)碳含量為0.6%~1.5%,為中等烴源巖,現(xiàn)今處于過(guò)成熟生干氣階段。二疊系烴源巖以暗色泥巖為主,有機(jī)碳含量達(dá)1.5%以上,為中等偏好烴源巖,現(xiàn)今處于高成熟大量生凝析油氣階段,二疊系烴源巖在昆侖山前分布面積達(dá)到2.1×104km2,總體生烴強(qiáng)度高。侏羅系烴源巖呈零星狀分布,沉積相主要為河流—沼澤相,主要以Ⅲ型有機(jī)質(zhì)為主,目前剛剛進(jìn)入生油門(mén)限。根據(jù)生物標(biāo)志物和碳同位素的研究成果,認(rèn)為柯東1的油氣與柯克亞油田相同,主要來(lái)自于二疊系烴源巖?？聳|斷裂構(gòu)造帶位于二疊系生烴中心附近,油氣源非常充足。4.4圈閉發(fā)育特點(diǎn)柯東斷裂構(gòu)造帶東西長(zhǎng)180km,南北寬約13~20km,構(gòu)造成排成帶分布,圈閉發(fā)育,具有南北分帶、東西分段的特點(diǎn)。沖斷帶由南向北發(fā)育由淺到深相互疊置的3排構(gòu)造,東西向可分為柯東、普東、普西3個(gè)段。已發(fā)現(xiàn)圈閉及顯示14個(gè),總面積為936km2。目前僅鉆探柯東1構(gòu)造,勘探程度低,勘探前景好。5克洛伊木馬1的發(fā)現(xiàn)5.1勘探目的層的轉(zhuǎn)變地質(zhì)認(rèn)識(shí)的突破,實(shí)現(xiàn)了勘探目的層和勘探領(lǐng)域的兩個(gè)轉(zhuǎn)變。對(duì)白堊系—古近系儲(chǔ)蓋組合的認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)了勘探目的層的轉(zhuǎn)變。昆侖山前從柯30井的突破,以新近系中新統(tǒng)西河甫組為目的層到柯西1井的鉆探,歷經(jīng)30多年都無(wú)大的發(fā)現(xiàn)。對(duì)白堊系克孜勒蘇群—古近系區(qū)域儲(chǔ)蓋組合的認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)了勘探目的層的轉(zhuǎn)變?？聳|斷裂構(gòu)造帶的認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)了盆地前淵背斜的勘探向前陸沖斷帶勘探的轉(zhuǎn)變。這些認(rèn)識(shí)上的突破帶來(lái)了柯東1的突破。5.2儲(chǔ)蓋組合的失穩(wěn)柯東斷裂構(gòu)