油氣勘測(cè)論文：油氣地勢(shì)特色與勘探剖析范文

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作者：張勇剛呂福亮范國(guó)章王彬李麗李東邵大力楊姣單位：中國(guó)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(guān)閉，海平面下降，導(dǎo)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(dǎo)致鹽流動(dòng)，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(dòng)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(biāo)區(qū)(圖2)。

鹽不僅具有較強(qiáng)的致密性，而且具有極強(qiáng)的可塑性，當(dāng)具有足夠的埋深和承受不均衡的巨大壓力時(shí)就會(huì)發(fā)生可塑性流動(dòng)，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(yuǎn)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(dòng)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(chǔ)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(shí));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(jī)質(zhì)類型主要為Ⅲ型，生氣為主，在淺水區(qū)達(dá)到早成熟階段(Ro0.7%～1.0%)，靠近深水區(qū)的地層才達(dá)到成熟，已得到鉆井證實(shí)。紅海盆地的主要儲(chǔ)層為碳酸鹽巖和砂巖。

鹽下儲(chǔ)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(zhǎng)和分布范圍，從部分已鉆遇鹽下地層井上綜合分析認(rèn)為，主要發(fā)育濱淺海相砂巖，儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)集性能(表3)，易使砂巖儲(chǔ)層變得致密堅(jiān)硬。紅海盆地鹽層廣泛分布，鹽丘主要沿?cái)鄬臃植迹瑥臑I淺海區(qū)已鉆遇鹽層井上巖性統(tǒng)計(jì)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(wú)鉆井，但從地震解釋上看巖鹽無(wú)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(shí)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(yùn)動(dòng)為地下流體創(chuàng)造了可以運(yùn)移的通道，同時(shí)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(chǔ);鹽上地層與鹽層相互改造作用明顯，主要發(fā)育滾動(dòng)背斜、鹽構(gòu)造相關(guān)圈閉，鹽下油源很難通過(guò)厚層的鹽層運(yùn)移到鹽上地層，鹽構(gòu)造之間的迷你盆地內(nèi)泥巖能夠達(dá)到成熟，在局部范圍內(nèi)形成自生自儲(chǔ)油氣藏(圖5)。

紅海盆地勘探特點(diǎn)

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(shí)，從最新的鉆井資料上顯示，盆地最高井底溫度(BHT)達(dá)160℃，鹽下最大泥漿密度系數(shù)達(dá)2.1g/mL(圖6)，對(duì)鉆井工程和鉆井泥漿性能優(yōu)化帶來(lái)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(guān)，一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)膏巖鹽的厚度大于400～500m時(shí)，其下面就可能存在高壓。紅海異常壓力存在的主要原因?yàn)辂}層及鹽變形的控制，由于上覆地層的不均衡性，導(dǎo)致了鹽層的流動(dòng)，同時(shí)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(chǔ)層，則在同等深度，該儲(chǔ)層的孔隙壓力或者流體壓力將會(huì)比其它的未被鹽體覆蓋的儲(chǔ)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(chǔ)集層未能夠進(jìn)一步壓實(shí)，進(jìn)而使該儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性能得以保持，為油氣的運(yùn)移和聚集提供了通道和空間。

2斷裂和鹽層發(fā)育對(duì)勘探工程的影響

在盆地的淺水區(qū)，發(fā)育多排的滾動(dòng)滑脫斷裂，在鉆探過(guò)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(dǎo)致周圍砂巖疏松，泥漿會(huì)沿著斷裂發(fā)生漏失，因此在設(shè)計(jì)井位目標(biāo)時(shí)，應(yīng)盡量避開大斷裂的影響;而在鉆遇巖鹽地層時(shí)，由于巖鹽的特殊物理性質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致井筒縮徑，因此在鉆探巖鹽過(guò)程中，適時(shí)控制鉆探速度，及時(shí)進(jìn)行地層劃眼工作，避免鉆桿卡鉆或下套管遇卡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生(圖8)。

3紅海盆地鹽下構(gòu)造識(shí)別難度大

隨著對(duì)含鹽油氣盆地的勘探深入，對(duì)鹽構(gòu)造的研究也由初期對(duì)鹽上構(gòu)造的研究轉(zhuǎn)向?qū)}下深層構(gòu)造的研究，重點(diǎn)是對(duì)鹽下“假構(gòu)造”的識(shí)別。巖鹽在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力和上覆地層重力的作用下發(fā)生塑性流動(dòng)，在流動(dòng)過(guò)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(fù)雜，但地震容易識(shí)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(huì)產(chǎn)生上拉效應(yīng)，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(shí)非常困難，即鹽下存在假構(gòu)造。鹽層和鹽下地震成像技術(shù)已成為制約鹽下油氣勘探的關(guān)鍵，從研究區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件及二維地震資料局限性分析，針對(duì)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(fù)雜構(gòu)造準(zhǔn)確成像及井位目標(biāo)優(yōu)選等研究工作。

含鹽盆地油氣勘探認(rèn)識(shí)

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(duì)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(yīng)以尋找各種鹽構(gòu)造油氣藏為主。

2)含鹽盆地鹽下儲(chǔ)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(duì)儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性能是有利的，鹽盆勘探應(yīng)以鹽下儲(chǔ)層類型和圈閉識(shí)別為主要勘探目標(biāo)。