 Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2012, 2, 24-30 http://dx.doi.org/10.12677/ag.2012.21003 Published Online March 2012 (http://www.hanspub.org/journal/ag) Exploration Breakthrough Inspirations of Chunhui Oilfield in the Northern Junggar Basin* Chuanhu Liu1, Xuezhong Wang2#, W eijun Xi2 1Shengli Oilfield Company, Sinopec, Dongying 2Xinchun Oil Production Plant, Shengli Oil Company, Sinopec, Dongying Email: #wxzxlywlt@sina.com Received: Dec. 13th, 2011; revised: Dec. 27th, 2011; accepted: Jan. 14th, 2012 Abstract: Shengli Oil Company found Chunhui Oilfield in the Northern Junggar Basin in 2011. By exploration practice on thick accumulation and thin giving since 2002, especially based on 3-D seismic + prestack migration, drilled 8 wild- cat, achieved exploration breakthrough at shallow layer of halaalate mountain block. Its development main body is shallow super heavy oil, where commercial oil flow has been obtained by steam soaking, already drilled horizontal well to popularization and application HDNS technology. Practice shows that Chunhui Oilfield has broad prospect for ex- ploration and development. Keywords: Shallow; Super Heavy Oil; Exploration; Shengli-Xinjiang Exploration Area; The Northern Junggar Basin 准北春晖油田油气勘探快速突破的三点启示* 刘传虎 1，王学忠 2#，席伟军 2 1中国石化股份有限公司胜利油田分公司，东营 2中国石化股份有限公司胜利油田分公司，新春采油厂，东营 Email: #wxzxlywlt@sina.com 收稿日期：2011年12月13日；修回日期：2011 年12 月27日；录用日期：2012年1月14 日 摘 要：2011年，中石化胜利油田分公司在准噶尔盆地北缘哈山地区勘探发现了春晖油田。哈山 1地区位于乌 夏断裂带上盘哈山前缘，该区石炭系、二叠系、侏罗系和白垩系都见到了较好的油气显示或工业油流，说明其 具备良好的油气成藏条件和勘探前景。经过2002 年以来的勘探实践，特别是 2010 年以来在三维地震 + 叠前偏 移处理、钻探预探井 8口基础上，取得了哈山浅层区块的勘探突破。通过研究，玛湖凹陷以及哈山逆冲带下的 二叠系烃源岩都能作为哈浅 1地区的油源，而哈浅 1井侏罗系原油主要来源于二叠系风城组烃源岩；二叠系烃 源岩早期生成的油气先通过断裂运移出来在附近的二叠系、三叠系储层中聚集成藏，后期由于构造作用导致油 气沿断裂和不整合面向上运移，在构造高部位的侏罗系和白垩系的有利圈闭中聚集成藏，浅层油藏遭受次生破 坏和生物降解。哈山区块开发主体属于浅层超稠油，经过蒸汽吞吐获得了工业油流，已开始钻探水平井，推广 应用 HDNS 技术。研究表明，春晖油田有资源、有手段，前途光明。 关键词：浅层；超稠油；勘探；胜利新疆探区；准噶尔盆地北缘 1. 引言 2001 年以来，中石化胜利油田在新疆探区发现了 浅层稀油的春光油田、深层稀油的永进油田、浅层超 稠油的春风油田、浅层特稠油的春晖油田，探明石油 地质储量7490 万吨，控制石油地质储量 11,261 万吨， 预测石油地质储量 5071 万吨，已经建成年生产能力 *基金项目：国家科技重大专项《准噶尔盆地碎屑岩层系大中型油 气田形成规律与勘探方向》(2011ZX05002-002)。#通讯作者。 Copyright © 2012 Hanspub 24  准北春晖油田油气勘探快速突破的三点启示 95 万吨。形成以高精度三维地震采集和解释为代表的 勘探技术，以HDNS 为特色的浅层超稠油的开发 技 术。春晖油田已实施 8口探井，7口井见良好油气显 示，5口井热采获工业油流，其中哈浅 1地区八道湾 组上报控制 + 预测石油地质储量 5330 万吨。但试采 井稳产难度很大，距离该油田整体探明和规模开发还 有差距，在投资和时间双约束条件下，如何把春晖油 田迅速培养成为中石化“西部快上产”的战略接替阵 地，亟需认真总结春晖油田发现过程中的成功做法， 为扩大勘探成果提供指导借鉴。 2. 勘探成果综述 2011年初，胜利油田整体部署了哈山西地区勘探 工作。哈浅 1井位于乌夏断裂带哈山南缘斜坡带，2011 年5月27日完钻，完钻井深1250 m，测井解释白垩 系油层 12.9 m/2层，侏罗系八道湾组油层 15.5 m/2层。 八道湾组(435.2~452.7 m)蒸汽吞吐获 10.5 t/d工业油 流(表1)，从而发现了春晖油田。 哈浅 1井突破后，技术人员充分利用哈山西三维 地震资料，研究了该区构造、沉积特征和成藏条件， 预测了有利区带，分两个轮次部署实施了哈浅 2等7 口探井，成功 6口。 3. 启示之一：坚持实践是根本 哈山地区属准西北缘褶皱–冲断带的一部分，形 成于二叠系–侏罗系，石炭系–二叠系以逆冲构造为 主，侏罗系以上为超剥沉积。20 世纪 80 年代，中石 油在南侧前缘冲断带发现的凤城、夏子街、乌尔禾油 田发育侏罗系次生稠油油藏，埋深 120~600 m[1,2]。按 照稳步推进的勘探思路[3]，中石化 2002 年钻探英 1井、 2005 年钻探新 1井、2006 年钻探胜红 1井，2008 年 钻探北浅 1等4口井，其中北浅 4井在 719.3 m见黑 色沥青质，含量为 15%，呈缝状分布。侏罗系底块砂 及其下不整合面为油气有利疏导层，其上倾尖灭带为 油气有利聚集部位。风化粘土层在上覆沉积物压实作 用下岩性较致密，是一套良好的封盖层。 2009 年，中石化对新疆探区做出区块调整，将 4 个盆地 23 个区块探矿权划归胜利油田，打响了西部 增储上产进攻战。从“战略展开、战略突破、战略准 备”三个层次，按照“整体评价，排队优选；分清层 次，序次推进；突出重点，找准关键；强化预探，力 争突破”部署原则。从探井分布可以看出勘探思路的 不断优化，艰苦卓绝的探索在2011 年终成正果(图1、 图2)。 Table 1. Drilling achievements statistic of Hashan area in Junggar B a sin 表1. 准噶尔盆地哈山地区钻探成果统计 地层 井号 井段，m 有效厚度，m 孔隙度，%渗透率，10–3 μm2含油饱和度，%岩性 解释结论 白垩系 哈浅 1 283.1~301.3 - 31.5 420 86.7 中砾岩 含油水层 侏罗系 哈浅 1 435.2~452.7 10.0 18 58 45.6 棕褐色油浸细砂岩 油层 侏罗系 哈浅 2 333.5~355.9 16.8 19.3 158 43.0 黑褐色富含油细砂岩 油层 侏罗系 哈浅 4 544.9~566.4 18.0 20.1 71.4 41.5 灰褐色油浸细砂岩 油层 侏罗系 哈浅 5 575.3~597.8 16.1 23.7 114 50.8 灰褐色油浸细砂岩 油层 侏罗系 哈浅 8 572.9~591.4 4.8 19.1 49 47.1 灰褐色油浸细砂岩 油水同层 石炭系 哈浅 4 685.0~685.7 一类层 30.1 437 51.0 凝灰岩 油层 5100000 5120000 5140000 15360000 15400000 1544000015480000 15520000 15560000 X坐标，m Y坐标，m 2002-2007年探井 2008年探井 2011年探井 Figure 1. Exploration thinking constantly optimize from exploration wells distribution of Hashan area 图1. 从探井分布看哈山地区勘探思路的不断优化 Copyright © 2012 Hanspub 25  准北春晖油田油气勘探快速突破的三点启示 哈浅1 北浅4 哈浅2 北浅3 北浅2 北浅1 胜红1 新1 哈浅1 北浅4 哈浅2 北浅3 北浅2 北浅1 胜红1 新1 Figure 2. Exploration wells distribution of Hashan area . 启示之二：地震先行是关键 2010 年实施哈山西三维地震采集，采用 87 束测 线， 5. 启示之三：重视基础研究 列宁说过，没有革命的理论，就不会有革命的实 践。 5.1. 烃源岩分析 乌夏地区紧邻玛湖凹陷，在玛湖凹陷发育有下二 叠统 1 2 Tmax 达到 430℃，达到成熟阶段，表明山前逆冲带底 图2. 哈山地区探井分布图 4 满次覆盖面积 323 km2，25 × 50 面元，1 ms 采样、 8 s 记录，20,333 炮、3 Tb 的数据量。在处理技术上， 利用 Tomodel 软件层析反演技术解决了资料的近地表 校正问题[4]；利用区域异常噪音衰减技术有效衰减强 能量噪音；采用地表一致性反褶积处理技术，解决了 由于激发接收条件不同造成的频率差异，提高地震子 波的一致性。采用叠前偏移，CRP 技术代替 CMP 叠 加技术，哈山新老地震资料对比，构造形态发生了很 大变化，成像精度明显提高；信噪比明显提高，地质 现象得到更好地反映(图3)。 从目前钻遇油层特征判断，哈山工区侏罗系油藏 (古生新储)为断裂控制的构造油气藏；白垩系油藏(古 生新储)为沥青封堵的地层油气藏；石炭系(新生古储) 和二叠系油藏(自生自储)为受断裂控制的构造–地层 复合油气藏。 佳木河组、风城组和中二叠统下乌尔禾组三套较 好的烃源岩，乌夏地区乌尔禾油田、风城油田的原油 主要来自于东南方玛湖凹陷二叠系风城组和下乌尔 禾组烃源岩。哈浅 6井钻探证实，哈山逆冲带底部二 叠系凤城组泥岩S + S大于 4(表2)，为较好烃源岩， 部的二叠系烃源岩具备生烃能力。 1.0 2.0 3.0 4.0 2.0 3.0 4.0 1.0 时深,s 时深,s 二维577线偏移成果 新采集373线偏移试处理结果（处理） Figure 3. Compared with new and old seismic data of Hashan area 图3. 哈山地区新老地震资料对比 井号 井深，m岩性 g/g S, mg/g S, mg/gTmax, ˚C Table 2. Pyrolysisa ly sis o n Permian source rok of Haqian 6 anc well 表2. 哈浅 6井二叠系烃源岩热解分析 So, m1 2 哈浅 6井1590 灰色泥岩 0.0043 0.0494 3.43423 35 哈 深灰色泥岩 深灰色砂质泥岩 深灰色灰质泥岩 浅6井1920 0.0122 0.092 2.9174429 哈浅 6井2350 灰色泥岩 0.0012 0.0701 2.3511437 哈浅 6井2380 深灰色泥岩 0.0002 0.1697 2.2219441 哈浅 6井2400 0.0002 0.2031 3.8241445 哈浅 6井2438 0.0003 0.1623 4.3423436 Copyright © 2012 Hanspub 26  准北春晖油田油气勘探快速突破的三点启示 5.2. 油源对比分析 哈浅 1井八道湾组原油为断裂带上盘风 城油田的 离子图上鼓包现象明显(图4)， 正构 [5] 叠系 哈山地区侏罗系油藏源于古源型次生油气，烃源 禾组，风城组于印支期– 三叠 生物降解稠油。TIC 总 烷烃部分缺失，可见表征生物降解作用的 25 降藿 烷，说明原油遭受生物降解 。伽马蜡烷含量较高，伽 马蜡烷指数为 0.67，Ts/Tm 为0.39，三环萜烷含量相对 较高，C20-C21-C23 三环二萜烷呈“上升型”，含量 依 次升高，其中 C20/C21 三环萜烷为 0.72，C21/C23三 环萜烷为 0.70，22S/(22S + 22R)C31 升藿烷为 0.53，莫 烷/藿烷为 0.4，升藿烷指数为 0.16，C29(藿烷 + 莫 烷)/C30(藿烷 + 莫烷)为0.74，三萜烷/五环萜烷为 0.82，β-胡萝卜烷含量中等，孕甾烷含量中等，这些特 征和乌夏地区原油特征相似，故来源于风城组烃源岩。 哈浅 1井饱和烃碳同位素δ13C 值为–30.6‰，芳 烃为–29.2‰，非烃为–28.9 ‰，非 烃为 –2 8.6‰ ，和二 风城组烃源岩接近(图5)。哈浅 1井八道湾组原油 与凤城组烃源岩标志化合物的分布特征相似(图6)，判 断哈山地区侏罗系原油源于玛湖凹陷二叠系风城组 烃源岩。 5.3. 油气成藏期次分析 岩为二叠系风城组和下乌尔 纪进入生烃高峰期，下乌尔禾组侏罗纪末进入生 烃成熟期，存在烃源岩的多期排烃性。前人包裹体分 析的侏罗系均一化温度多超过80℃，但哈山地区侏罗 系最大埋深所经历的地层温度也不超过60 ℃(图7)， 判断哈山地区侏罗系为燕山晚期成藏，断裂沟通深层 油源(图8)。 100 TIC 哈浅1 –35 –33 –31 –29 –27 –25 沥青A(‰) 饱(‰) 芳(‰) 非(‰) 沥(‰) 碳同位素 (‰) 哈浅1(J1b) 风南2(P1f泥岩) 风南2(P1f泥岩) 风南1(P1f泥岩) 克76(P2w泥岩) Figure 5. C ar b on isotop e c omparison between source rock and Haqian 1 well crude oil 图5. 哈浅 1井和烃源岩的碳同位素对比 50 0 井八道湾组原油 出峰时间，min 相对丰度/% Figure 4. Biomarker of crude oil in Badaowan formation of Haqian 1 well 图4. 哈浅 1井八道湾组原油生物标志化合物特征 0 0.2 0.4 0.6 0.8 萜烷 萜烷 萜烷 C30 _ 藿烷 C30 _ 伽玛蜡烷 1 C20 _ 三环 C21 _ 三环 C23 _ 三环 Ts(18a) Tm(17a) C29 _ 藿烷 风303（P1f原油） 风南2（P1f泥岩） 风南3（P1f泥岩） 哈浅1（J1b原油） 图6. 比 Figure 6. Biomarker comp arison between phoenix and Haqian 1 well crude oil 哈浅 1原油和凤城组的生物标志化合物对 8 6 4 2 0 八道湾组均一化温度分布 6080100 120140 均一化温度（˚ C ） 样 品 个 数 e 7. clusion of Jurassic in Wuxia area 图7. 乌夏地区侏罗系储层包裹体均一化温度分布图 FigurHomogenization temperature distribution map in P 1 jP 1 fP 2 xP 2 wP 3 wT JKR-Q 煤气型 烃源岩 佳木河组气源岩生气过程 风城组源岩生油气过程 下乌尔禾组源岩生油气过程 储层 盖层 浅层稠油成藏期 Figure 8. Shallow heavy oil accumulation event schemac diagram of Hashan area 图8. 哈山地区浅层稠油成藏事件示意图 ti Copyright © 2012 Hanspub 27  准北春晖油田油气勘探快速突破的三点启示 Copyright © 2012 Hanspub 28 哈浅 1井八道湾组岩性为棕褐色油浸细砂岩(图 9)，核磁孔隙度17%~25%，测井孔隙度 11%~26%， 为中孔储集层。1) 岩性组合特征，下部为块状灰色砂 砾岩，上部以灰色、棕灰色泥岩夹煤层，呈不对称二 元结构；2) 电性特征，自然电位和电阻率曲线呈钟形、 箱型，反映牵引流的沉积作用。岩性物性控制油气分 布，在沉积相分析基础上，落实了有利含油区域(图 5.5. 油气 东向北西逐渐抬高。受南西– 北东向逆断层影响，发育南西–北东走向的正、逆断 网络。埋藏浅，构造部位高，保存条件差，轻 油藏。80℃时原油粘度14,139 mPa· s (表3)，属低含硫特稠油油藏。地层水主要为 NaH 育背斜、断背斜构 造； 5.4. 沉积特征研究 层，断层、骨架砂体和不整合面构成了油气运移的良 好通道 组分散失，形成稠油 CO3型，矿化度 3077 mg/L。 哈山地区重点勘探领域为浅层超剥带和山前冲断 带。通过哈浅 1等8口井钻探，八道湾组控制石油地 质储量 5000万吨。整体构造为走滑冲断构造模式，分 上构造层和下构造层，平面上形成 3个区带：自北向 南为前缘冲断带、逆冲叠加带和后缘走滑带。逆冲断 裂下盘发育下二叠统地层为主，发 10)。 成藏模式 前缘冲断带发育二叠统为主，发育断鼻、断背斜 构造；推覆体以石炭系为主，发育背斜、断背斜构造。 哈山地区地层由南 Figure 9. Deposition phase mapping of Haqian 1 well 图9. 哈浅 1井沉积相图  准北春晖油田油气勘探快速突破的三点启示 乌尔禾油田风城油田 中石化矿 权 前缘冲断带 准原地系统 外来冲断系统 超剥带 NE SW 0 2 4 6 时深，s K 1 t K 1 t J 1 b J 1 b T 1 b T 1 b P 2 w P 2 w P 2 w P 2 x P 2 x P 1 f P 1 f P 1 f 井 井 哈 哈 达 尔 布 特 断 断 断 南 裂 裂 裂 P 1 j P 1 j c c 1 c 1 02000 矿权线 Figure 10. The sedimentary features of Hashan area 图10. 哈山地区油藏沉积特征 Table 3. Crude oil properties statistical table of Hashan area 表3. 哈山地区原油物性统计表 井号 原油密度 (g/cm3) 原油粘度 (80℃) 凝固点 (℃) 初馏点 (℃) 含蜡 (%) 含硫 (%) 哈浅 1井 0.9808 11,350 34 234 4.230.5 哈浅 2 0.9915 10,606 38 222 0.47 哈浅 4 0.9776 6879 28 218 17.880.48 哈浅 5 0.9876 16,676 32 164 0.43 哈浅 4井钻遇到石炭系油层。准噶尔盆地北缘在 晚古生代时期地处古亚洲洋构造域，构造背景极其复 杂。发育沟弧盆、残留洋(海)盆及陆间裂谷等多种构 造环境，可能发育较大规模的浅海相 源岩。区内风30 井、重 27 井、百重 8井等在 到良好的油气显示，认为油气主要来自于逆冲断裂 下盘，断层上下盘油气活跃，油气通过主要逆冲断裂 向上运移，在冲断带构造圈闭及石炭系圈闭中成藏。 研究表明，侏罗系和白垩系底部稠油油藏主要成 藏模式为远源混向阶梯状输导晚期成藏模式(图11)。 浅层油藏由于埋藏浅，构造部位高，保存条件差，轻 组分易散 ，温度适宜微生物活动，易遭受生物降解 和水洗作用形成稠油油藏。哈山石炭系成藏模式和浅 层侏罗系 藏相似，存在远源阶梯状输导和近源垂向 输导的成藏模式。逆冲带下的二叠系风城组油藏，由 于风城组具备生烃条件，有可能自生自储。 6. 开采对策 油稠是哈山地区开发上面临的最大挑战 量升级亟需提高单井产能。2011年6月，哈浅 1井八 道湾组试油(435.2~452.7 m)，孔隙度23.7 %，渗透率 120 × 10–3 μm2，射开 438.0~445.0 m，孔密16 孔/m。 用绕丝筛管砾石充填防砂 + 注采一体化管柱，注氮 气10,998 m3，注 蒸 汽1125 t，日 产 油10.5 t/d，峰 值 产 量15.8 t/d，到 7月9日注灰上返，累产油 60 t。哈浅 2井注蒸汽试油(井段335.5~355.9 m)，峰值日产油14.2 t/d，目前日产油 6.7 t/d，累产油 142 t。在开采技术上 借鉴了春风油田的经验[6]，即 HDNS 技术(水平井 + 注油溶性降粘剂 + 注氮气 + 注蒸汽)。 石炭系地层及烃 石炭系 见 失 油 ，实现储 Figure 11. Pool-forming pattern schematic diagram of Hashan area 图11. 哈山地区油气成藏模式示意图 Copyright © 2012 Hanspub 29  准北春晖油田油气勘探快速突破的三点启示 2011 年10月，油藏评价井(哈浅 1-平1井)完钻 井深 854 m，7 m，水平位 移641.6 m，位垂比达到 1. 1，挤降粘剂20 t，注氮 气5 m汽t，投产后， 油.3 哈31年完 注 油 t，氮 气5 m13，日产油 2 t。 7. 藏，石炭系和二叠系油藏为受断裂控制的构造-地层复 合油气藏。研究表明，春晖油田有资源、有手段，前 途光明，油气工作要稳中求快。 3) 当前，哈山区块最现实的开发目标是八道湾组 浅层，最大挑战是油稠，最大优势埋藏浅，与永进油 田等 6000 m深层比较，仍然具有较大的建产优势， 应用 HDNS 技术获得了工业油流。相信，通过借鉴国 内外开发特稠油的成功经验，规模开发春晖油田指日 可待。 参考文献 (References) [1] 何登发, 陈新发, 张义杰. 准噶尔盆地油气富集规律[J]. 石 油学报, 2004, 25(3): 1-10. [2] 新疆油气区石油地质志(上册)编写组. 新疆油气区准噶尔盆 地[M]. 北京: 石油工业出版社, 1993: 8, 9, 385-386. 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