油氣勘測論文：油氣地勢特色與勘探剖析范文

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作者：張勇剛呂福亮范國章王彬李麗李東邵大力楊姣單位：中國石油杭州地質(zhì)研究院

紅海盆地巖鹽分布特征

紅海盆地中新世中、晚期，南北通道關閉，海平面下降，導致蒸發(fā)巖快速沉積，全區(qū)內(nèi)普遍沉積巖鹽和石膏層。上新世以后，上覆地層不均衡導致鹽流動，巖鹽控制了沉積和構(gòu)造。巖鹽在該區(qū)不同構(gòu)造帶，鹽層的發(fā)育特征明顯不同，在盆地的淺水區(qū)為碎屑巖帶，以濱岸帶、滾動背斜帶和鹽刺穿構(gòu)造帶為特征，鹽層呈層狀展布，厚度約100～800m，是主要的勘探區(qū)帶;深水區(qū)以大規(guī)模鹽丘發(fā)育為特征，鹽層呈丘狀展布，地層厚度約1000～4500m，目前勘探程度低，但為本區(qū)潛在的勘探目標區(qū)(圖2)。

鹽不僅具有較強的致密性，而且具有極強的可塑性，當具有足夠的埋深和承受不均衡的巨大壓力時就會發(fā)生可塑性流動，巖鹽受上部地層改造明顯。在近物源區(qū)以擠壓外推鹽體為主，在遠物源區(qū)以充填沉積分割鹽體為主。巖鹽因構(gòu)造變形可形成多種類型的鹽構(gòu)造，在盆地濱岸帶，受多排滾動滑脫斷裂的影響，主要鹽構(gòu)造類型為鹽底辟和鹽焊接;在盆地鹽盆區(qū)，主要鹽構(gòu)造類型為鹽墻和鹽舌。

紅海盆地生儲蓋特征

紅海盆地已鉆井地層及油氣顯示分析，盆地主要發(fā)育兩套烴源巖，主力烴源巖為裂谷早期的鹽下Rudeis組深海泥巖(表1)，此外Be-layim和Dungunab組海相泥巖也是重要的生油巖(未證實);其次為鹽上的Zeit組下部三角洲泥巖，泥巖(10～150m，TOC0.5～0.9，Ⅱ2～Ⅲ型)厚度與質(zhì)量變化大，有機質(zhì)類型主要為Ⅲ型，生氣為主，在淺水區(qū)達到早成熟階段(Ro0.7%～1.0%)，靠近深水區(qū)的地層才達到成熟，已得到鉆井證實。紅海盆地的主要儲層為碳酸鹽巖和砂巖。

鹽下儲層發(fā)育碳酸鹽巖和砂巖，其碳酸鹽巖地層分布范圍有限，區(qū)域物源的發(fā)育，限制了生物礁的生長和分布范圍，從部分已鉆遇鹽下地層井上綜合分析認為，主要發(fā)育濱淺海相砂巖，儲層厚度大、層系多，但單層厚度變化大(圖4)，有效孔隙度約為13%～17%，平均孔隙度約為15%;鹽上儲層以高能環(huán)境的三角洲相沉積為主，橫向上巖性變化快，縱向上砂地比變化大，單砂層厚度一般為5～10m，砂地比為18%～38%，砂巖儲層埋藏淺，有效孔隙度約為15%～25%，平均孔隙度大于18%。

本區(qū)砂巖含鹽沉積是影響儲集性能的重要因素之一，鹽以膠結(jié)物形式沉淀在砂巖孔隙中，從而影響砂巖的儲集性能(表3)，易使砂巖儲層變得致密堅硬。紅海盆地鹽層廣泛分布，鹽丘主要沿斷層分布，從濱淺海區(qū)已鉆遇鹽層井上巖性統(tǒng)計分析，鹽層段通常為巖鹽夾粉砂巖、泥巖和白云巖等薄層的互層特征，通常單層巖鹽厚度從幾米到幾十米(圖5)，深水區(qū)目前暫無鉆井，但從地震解釋上看巖鹽無論規(guī)模和厚度都普遍較大(圖4)。

厚層巖鹽為鹽下地層提供了良好的蓋層條件，同時控制了本區(qū)的構(gòu)造演化和油氣的分布特征，鹽體的構(gòu)造運動為地下流體創(chuàng)造了可以運移的通道，同時也為油氣聚集成藏提供了一定的空間，在鹽構(gòu)造的周圍可以形成大型圈閉和各種類型的油氣藏。紅海盆地鹽下構(gòu)造繼承了基底裂谷構(gòu)造特征，主要圈閉類型為地塹、地壘和斷背斜，油氣藏類型為下生上儲;鹽上地層與鹽層相互改造作用明顯，主要發(fā)育滾動背斜、鹽構(gòu)造相關圈閉，鹽下油源很難通過厚層的鹽層運移到鹽上地層，鹽構(gòu)造之間的迷你盆地內(nèi)泥巖能夠達到成熟，在局部范圍內(nèi)形成自生自儲油氣藏(圖5)。

紅海盆地勘探特點

1紅海盆地具有高溫高壓特征

紅海盆地為典型的高溫高壓盆地，這已從多口鉆井中得到證實，從最新的鉆井資料上顯示，盆地最高井底溫度(BHT)達160℃，鹽下最大泥漿密度系數(shù)達2.1g/mL(圖6)，對鉆井工程和鉆井泥漿性能優(yōu)化帶來了極大的挑戰(zhàn)。異常高壓和第三系的膏巖鹽分布密切相關，一般來說，當膏巖鹽的厚度大于400～500m時，其下面就可能存在高壓。紅海異常壓力存在的主要原因為鹽層及鹽變形的控制，由于上覆地層的不均衡性，導致了鹽層的流動，同時受鹽層的良好的封堵性作用，形成了本區(qū)異常高壓區(qū)，如圖地震層速度剖面上可見異常高速度帶(圖7)。膏鹽層下常形成超壓帶和各種鹽構(gòu)造，若是在鹽層之下發(fā)育有砂巖等儲層，則在同等深度，該儲層的孔隙壓力或者流體壓力將會比其它的未被鹽體覆蓋的儲層的孔隙壓力或者流體壓力大，這種異常高壓難以得到釋放，使得砂巖等儲集層未能夠進一步壓實，進而使該儲集層的儲集性能得以保持，為油氣的運移和聚集提供了通道和空間。

2斷裂和鹽層發(fā)育對勘探工程的影響

在盆地的淺水區(qū)，發(fā)育多排的滾動滑脫斷裂，在鉆探過程中，如果鉆遇斷裂發(fā)育區(qū)，特別是鉆遇通天大斷裂，由于泥漿的浸泡和沖刷，導致周圍砂巖疏松，泥漿會沿著斷裂發(fā)生漏失，因此在設計井位目標時，應盡量避開大斷裂的影響;而在鉆遇巖鹽地層時，由于巖鹽的特殊物理性質(zhì)，會導致井筒縮徑，因此在鉆探巖鹽過程中，適時控制鉆探速度，及時進行地層劃眼工作，避免鉆桿卡鉆或下套管遇卡等地質(zhì)災害的發(fā)生(圖8)。

3紅海盆地鹽下構(gòu)造識別難度大

隨著對含鹽油氣盆地的勘探深入，對鹽構(gòu)造的研究也由初期對鹽上構(gòu)造的研究轉(zhuǎn)向?qū)}下深層構(gòu)造的研究，重點是對鹽下“假構(gòu)造”的識別。巖鹽在區(qū)域構(gòu)造應力和上覆地層重力的作用下發(fā)生塑性流動，在流動過程中容易與圍巖混雜，給地震解釋造成很大難度。鹽上構(gòu)造圈閉類型多樣、結(jié)構(gòu)復雜，但地震容易識別;鹽下油氣勘探中，鹽層與圍巖(砂泥互層)速度的差異性，在地震剖面上鹽下地層會產(chǎn)生上拉效應，使其下伏地層在常規(guī)地震剖面上出現(xiàn)畸變，使得構(gòu)造建模及圈閉落實非常困難，即鹽下存在假構(gòu)造。鹽層和鹽下地震成像技術已成為制約鹽下油氣勘探的關鍵，從研究區(qū)復雜的地質(zhì)條件及二維地震資料局限性分析，針對紅海盆地深水或超深水區(qū)二維地震資料可以滿足油氣地質(zhì)條件分析及區(qū)帶優(yōu)選的需要，但難于解決鹽丘復雜構(gòu)造準確成像及井位目標優(yōu)選等研究工作。

含鹽盆地油氣勘探認識

1)含鹽盆地鹽系地層發(fā)育，這些鹽系地層不僅可作為良好的區(qū)域蓋層，對油氣保存十分有利，而且可形成多種鹽構(gòu)造，因此，鹽盆油氣勘探應以尋找各種鹽構(gòu)造油氣藏為主。

2)含鹽盆地鹽下儲層主要為碳酸鹽巖和砂巖，通常鹽下比鹽上圈閉規(guī)模大，而且鹽層下方易形成異常高壓，這種異常高壓對儲集層的儲集性能是有利的，鹽盆勘探應以鹽下儲層類型和圈閉識別為主要勘探目標。