CN114427458A - 一种海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，包括以下步骤：(1)在走滑断裂解析、地表露头分析、物理模拟、数值模拟和油气藏解剖实践的基础上，建立具有寒武多期供烃特性、构造破裂成储特性、原地垂向输导特性、晚期成藏为主特性、走滑断裂控富特性的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏形成与成藏模式；(2)基于相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏形成与成藏模式进行海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探。本发明创新海相碳酸盐岩成藏模式与针对性勘探方法，解决了在海相碳酸盐岩地层中沉积相控、岩溶风化壳与白云岩等类型碳酸盐岩油气藏均不发育的情况下寻找新勘探方法的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于碳酸盐岩油气勘探开发技术领域，具体涉及一种海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法。
背景技术
海相碳酸盐岩油气资源丰富，全球总资源量8777亿吨油当量，其中碳酸盐岩6320亿吨，占比72％，但探明率仅32.2％，未探明的碳酸盐岩油气资源主要分布在深层、超-特深层。传统海相碳酸盐岩油气成藏理论对沉积相控、岩溶风化壳与白云岩等类型碳酸盐岩油气藏的勘探开发较成熟。但是，受长期勘探实践与传统油气成藏理论制约，塔里木盆地大型古隆起、古斜坡之外构造低部位(如低隆、坳陷、凹陷、洼陷等)的深层-超深层海相碳酸盐岩，其基质物性差，岩性致密，岩溶缝洞型与礁滩缝洞型储层欠发育，造成其主要勘探目标类型不明确，储层和成藏条件不清楚，一直被视作勘探“禁区”，难以突破前期勘探思路与方法的禁锢。
传统海相碳酸盐岩油气成藏理论和勘探方法较成熟，但传统海相碳酸盐岩油气成藏理论和勘探方法对于构造低部位、岩溶缝洞型与礁滩缝洞型储层欠发育的深层-超深层海相碳酸盐岩地区不适用。如何在海相碳酸盐岩地层中沉积相控、岩溶风化壳与白云岩等类型碳酸盐岩油气藏均不发育的情况下寻找新勘探方法，是行业亟待解决的技术难题。
发明内容
为了解决上述技术难题，本发明突破传统对碳酸盐岩大油气田储集层形成与海相碳酸盐岩油气成藏理论的固有认识，创新深层海相碳酸盐岩成藏模式与针对性勘探方法，解决了在海相碳酸盐岩地层中沉积相控、岩溶风化壳与白云岩等类型碳酸盐岩油气藏均不发育的情况下寻找新勘探方法的技术难题。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，包括以下步骤：
(1)在走滑断裂解析、地表露头分析、物理模拟、数值模拟和油气藏解剖实践的基础上，建立具有“寒武多期供烃特性、构造破裂成储特性、原地垂向输导特性、晚期成藏为主特性、走滑断裂控富特性”的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏形成与成藏模式；
(2)基于步骤(1)得到的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏形成与成藏模式进行海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探。
优选地，所述寒武多期供烃特性，具体为：原地勘探目的层之下分布的下寒武统优质烃源岩，具有长期生烃、多期供烃、晚期埋深超过10000m仍处于规模生高成熟油气-天然气条件。
优选地，所述构造破裂成储特性，具体为：克拉通内中小尺度走滑断裂多期活动，在中下奥陶统-中下寒武统巨厚的碳酸盐岩地层中形成以“构造破裂”作用为主的洞穴、孔洞、裂缝集合体—断控缝洞型储集体。
优选地，所述原地垂向输导特性，具体为：高陡走滑断裂多期活动形成的缝网系统，沟通下部原地优质烃源岩、高效输导，在断控缝洞型圈闭中聚集形成油气柱高度大的断控缝洞型油气藏。
进一步优选地，所述断控缝洞型圈闭为受断裂带控制、构造破裂作用产生的沿断裂带展布的碳酸盐岩缝洞型储集体，在上覆泥质岩区域盖层和致密碳酸盐岩局部盖层封挡形成的特殊裂缝性圈闭；具体通过“张量体属性与断裂分段性确定圈闭边界、敏感属性确定圈闭空间体范围”来最终刻画出圈闭范围。
进一步优选地，所述断控缝洞型油气藏为在平缓构造背景下，油气垂向运移充注至断控缝洞型圈闭，形成沿断裂带分布、纵向穿层、油气柱高度大、空间分割性强、无统一油水界面的特殊裂缝性油气藏。
优选地，所述晚期成藏为主特性，具体为：油气藏的形成受走滑断裂多期活动的控制，经历了加里东晚期、海西晚期和喜山期等多期的油气成藏过程，其中，海西晚期和喜山期是油气藏形成的主要时期。
优选地，所述走滑断裂控富特性，具体为：海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏中油气运移、储集体与圈闭形成、油气富集均受走滑断裂带控制，海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏规模与走滑断裂带的活动强度呈正相关关系。
优选地，同一走滑断裂带内部断控缝洞型油气藏，具有如下特征：由一系列受高陡走滑断裂控制的碳酸盐岩“断控缝洞型油气藏”构成的裂缝性油气藏群，油气藏沿走滑断裂带分布，具有埋藏深度大、纵向穿层、油气柱高度大、空间分割性强和无统一油水界面。
本发明还提供了上述海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法在深层和/或超-特深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏开发中的应用。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过研究区的勘探实践与系统研究，与现有的碳酸盐岩储集体成因类型、油气成藏模式、勘探思路与方法相比，本发明在以下二个方面取得重要创新，开辟了深层海相碳酸盐岩新的勘探领域，形成了相应的勘探方法，在现场工业化应用取得显著效果。
1)明确提出“新的储集体类型—断控缝洞型储集体”的创新认识，突破了断裂不能形成规模储集体的传统认识，有效指导了研究区的区带与目标评价，对深层海相碳酸盐岩的勘探评价具有重要的借鉴意义。
2)建立“寒武多期供烃、深埋断溶成储、原地垂向输导、喜山成藏为主、走滑断裂控富”的深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏成藏模式，形成了相应的勘探方法，指导了研究区的勘探部署并为后期所证实。
本发明可用于古隆起、古斜坡之外构造低部位(如低隆、坳陷、凹陷、洼陷等)的深层海相碳酸盐岩勘探研究与部署中。当传统认识难于寻找规模储集体，且油气成藏模式与勘探思路、方法不明确时，可以基于本发明，深化规模储集体形成与油气成藏模式的认识，转变勘探思路，改进勘探方法，并运用于类似区带的勘探评价与部署中，推广应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2示出了深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏成藏模式图；
图3示出了同一走滑断裂带内部油气藏的油气剖面示意图；
图4示出了同一走滑断裂带内部不同分段油气藏特征差异示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
图1为本发明海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S100，在走滑断裂解析、地表露头分析、物理模拟、数值模拟和油气藏解剖实践的基础上，建立具有“寒武多期供烃特性、构造破裂成储特性、原地垂向输导特性、晚期成藏为主特性、走滑断裂控富特性”的深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏形成与成藏模式。
本发明通过进行地表露头、物理模拟、数值模拟、实例解剖、研究区走滑断裂与油气成藏地质条件综合分析,建立了具有“寒武多期供烃特性、构造破裂成储特性、原地垂向输导特性、晚期成藏为主特性、走滑断裂控富特性”的深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏形成与成藏模式。
其中，寒武多期供烃特性具体为：原地勘探目的层之下分布的下寒武统优质烃源岩，在“低地温、快速深埋”条件下，具有长期生烃、多期供烃、晚期埋深超过10000m仍处于规模生高成熟油气-天然气条件，为海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏规模聚集提供了丰厚的物质基础。
构造破裂成储特性具体为：走滑断裂多期活动在中下奥陶统-中下寒武统巨厚碳酸盐岩地层中形成的以“构造破裂”作用为主的裂缝-洞穴型储集体，该储集体基质物性差、沉积相和岩溶控制的储层不发育，储层类型以裂缝-洞穴型为主，受走滑断裂带控制。
原地垂向输导特性具体为：高陡走滑断裂多期活动形成的缝网系统，沟通下部原地优质烃源岩、高效输导，在断控缝洞型圈闭中聚集形成油气柱高度大的断控缝洞型油气藏；
其中，所述断控缝洞型圈闭为受断裂带控制、构造破裂作用产生的沿断裂带展布的碳酸盐岩缝洞型储集体，在上覆泥质岩区域盖层和致密碳酸盐岩局部盖层封挡形成的特殊裂缝性圈闭；具体通过“张量体属性与断裂分段性确定圈闭边界、敏感属性确定圈闭空间体范围”来最终刻画出圈闭范围；
所述断控缝洞型油气藏为在平缓构造背景下，油气垂向运移充注至断控缝洞型圈闭，形成沿断裂带分布、纵向穿层、油气柱高度大、空间分割性强、无统一油水界面的特殊裂缝性油气藏。
晚期成藏为主特性具体为：油气藏的形成受走滑断裂多期活动的控制，经历了加里东晚期、海西晚期和喜山期等多期的油气成藏过程，其中，海西晚期和喜山期是油气藏形成的主要时期。
走滑断裂控富特性具体为：海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏中油气运移、储集体与圈闭形成、油气富集均受走滑断裂带控制，海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏规模与走滑断裂带的活动强度呈正相关关系。
步骤S101,基于深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气成藏模式进行深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探。
在建立了海相碳酸盐岩断控缝洞型油气成藏模式之后,可以基于该模式进行海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探,从而开发出更多的油气。
本发明提供的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法可以用于勘探开发深层乃至超-特深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏，在本发明实施例中以勘探开发超深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏为例进行说明。
具体的,深层、超深层、特深层多处于盆地构造低部位(斜坡、低隆、坳陷、凹陷、洼陷等),由于长期持续沉降,烃源岩埋藏深度极大，已处于过成熟或死亡门限；海相碳酸盐岩地层中常见的生物礁、颗粒滩、白云岩、岩溶风化壳等4种储层与油气藏类型均不发育；受勘探目标类型不明、成藏条件不清等因素制约，一直被视作勘探“禁区”。
以塔里木盆地顺北地区为例。原地分布的深层下寒武统优质烃源岩，在“低地温、快速深埋”条件下，具有长期生烃、多期供烃、晚期埋深超过10000m仍处于规模生高成熟油气-天然气条件，可以提供充足的油气源。顺北地区中下奥陶统碳酸盐岩地层不整合与岩溶作用不发育,晚奥陶世以后进入快速深埋阶段，岩性致密，基质不具备储集性能。加里东中期以来，区内走滑断裂多期活动,形成了受走滑断裂多期活动以“构造破裂”作用为主的裂缝-洞穴型储集体，即断控缝洞型储集体，该类储集体具有“沿走滑断裂带呈条带状分布、垂向厚度大、内部非均质性强”的特点,是一种新类型的碳酸盐岩储集体,该类型储集体发育主要受走滑断裂带控制(如图2所示)。走滑断裂带多期活动形成的缝网系统是油气向上垂向运聚的优势路径,形成了沿走滑断裂带分布的油气聚集带,压差驱动是油气运移和聚集的关键动力条件,油气沿走滑断裂带垂向运移至中下奥陶统储集体而形成油气柱高度大、不受构造控制、内部无统一油水界面的超深层断控缝洞型油气藏(如图2所示)。超深层断控缝洞型油气藏的形成经历了烃源岩演化生烃、走滑断裂带晚奥陶世以来多期活动沟通烃源岩和储层、压差驱动下受断裂带和储集层共同控制的油气运移与聚集，以及油气藏保存与改造的动态成藏过程,油气藏经历了加里东晚、海西晚期、喜山期等多期成藏过程,但现今可动油气藏主体以海西晚期和喜山期成藏为主。走滑断裂带是超深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气成藏与富集的“根”与“魂”。走滑断裂带的活动强度越大,深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏的规模越大；同一走滑断裂带内部油气藏表现为“沿断裂带分布、横向分段、段内分隔、非均质性强”的特征。其中,拉分和平移段内部油藏连通性相对好，而挤压段内部油气藏分割性相对强(如图3和4所示)。
“寒武多期供烃、深埋断溶成储、原地垂向输导、晚期成藏为主、走滑断裂控富”的深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏成藏模式,描绘了深层海相碳酸盐岩油气藏形成、改造与保存过程,阐明了深层-超(特)深层海相碳酸盐岩油气成藏、赋存机理与富集规律,建立了深层-超(特)深层受走滑断裂控制的断控缝洞型油气藏勘探开发的技术体系，为深层-超(特)深层领域勘探提供理论支撑和科学依据。
上述发明已成功应用于顺北油气田发现与开发项目中，实现了海相碳酸盐岩地层中沉积相控、岩溶风化壳与白云岩等类型碳酸盐岩油气藏均不发育地区的油气藏勘探。
另外,海相碳酸盐岩断控缝洞型油气成藏模式的提出,证明了在古隆起之外构造低部位(斜坡、低隆、坳陷、凹陷、洼陷等)、不发育碳酸盐岩岩溶缝洞型圈闭及礁滩缝洞型圈闭地区的致密碳酸盐岩地层中，走滑断裂多期活动可以形成规模储集体、形成圈闭和聚集成藏。深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气成藏模式的建立,突破了传统海相碳酸盐岩油气成藏理论的认识,大大提升了盆地构造低部位超深层海相碳酸盐岩的勘探潜力,拓展了中国海相盆地深层碳酸盐岩的勘探开发思路,具有重要的理论意义与应用前景。
根据本发明上述实施例提供的方法,针对海相盆地古隆起、古斜坡之外构造低部位(如低隆、坳陷、凹陷、洼陷等)的深层海相碳酸盐岩,其基质物性差、岩性致密难于寻找规模储集体,且油气成藏模式与勘探思路、方法不明的问题。通过物理模拟、数值模拟、实例解剖、研究区断裂与油气成藏地质条件解析,建立具有寒武多期供烃特性、构造破裂成储特性、原地垂向输导特性、晚期成藏为主特性、走滑断裂控富特性的深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气成藏模式；基于深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气成藏模式进行深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探,形成了“立足原地烃源岩，沿通源走滑断裂带，寻找晚期原生规模油气藏”的勘探方法,实现了从“古隆起—古斜坡—低部位”的空间拓展，大大拓展了盆地构造低部位深层-超深层海相碳酸盐岩的勘探潜力,对深层海相碳酸盐岩油气勘探开发奠定了理论基础与实践经验，对油气增储上产具有重大意义,具有较大的推广应用价值。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在走滑断裂解析、地表露头分析、物理模拟、数值模拟和油气藏解剖实践的基础上，建立具有寒武多期供烃特性、构造破裂成储特性、原地垂向输导特性、晚期成藏为主特性、走滑断裂控富特性的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏形成与成藏模式；
(2)基于步骤(1)得到的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏形成与成藏模式进行海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探。
2.根据权利要求1所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，所述寒武多期供烃特性，具体为：原地勘探目的层之下分布的下寒武统优质烃源岩，具有长期生烃、多期供烃、晚期埋深超过10000m仍处于规模生高成熟油气-天然气条件。
3.根据权利要求1所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，所述构造破裂成储特性，具体为：克拉通内中小尺度走滑断裂多期活动，在中下奥陶统-中下寒武统巨厚的碳酸盐岩地层中形成以构造破裂作用为主的洞穴、孔洞、裂缝集合体，即断控缝洞型储集体。
4.根据权利要求1所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，所述原地垂向输导特性，具体为：高陡走滑断裂多期活动形成的缝网系统，沟通下部原地优质烃源岩、高效输导，在断控缝洞型圈闭中聚集形成油气柱高度大的断控缝洞型油气藏。
5.根据权利要求4所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，所述断控缝洞型圈闭为受断裂带控制、构造破裂作用产生的沿断裂带展布的碳酸盐岩缝洞型储集体，在上覆泥质岩区域盖层和致密碳酸盐岩局部盖层封挡形成的特殊裂缝性圈闭；具体通过张量体属性与断裂分段性确定圈闭边界、敏感属性确定圈闭空间体范围来最终刻画出圈闭范围。
6.根据权利要求4所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，所述断控缝洞型油气藏为在平缓构造背景下，油气垂向运移充注至断控缝洞型圈闭，形成沿断裂带分布、纵向穿层、油气柱高度大、空间分割性强、无统一油水界面的特殊裂缝性油气藏。
7.根据权利要求1所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，所述晚期成藏为主特性，具体为：油气藏的形成受走滑断裂多期活动的控制，经历了加里东晚期、海西晚期和喜山期等多期的油气成藏过程，其中，海西晚期和喜山期是油气藏形成的主要时期。
8.根据权利要求1所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，所述走滑断裂控富特性，具体为：海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏中油气运移、储集体与圈闭形成、油气富集均受走滑断裂带控制，海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏规模与走滑断裂带的活动强度呈正相关关系。
9.根据权利要求1所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法，其特征在于，同一走滑断裂带内部的断控缝洞型油气藏，具有如下特征：具有埋藏深度大、纵向穿层、油气柱高度大、空间分割性强和无统一油水界面。
10.根据权利要求1-7任一项所述的海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探方法在深层和/或超-特深层海相碳酸盐岩断控缝洞型油气藏开发中的应用。
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