地質(zhì)認(rèn)識(shí)創(chuàng)新為油氣勘探發(fā)現(xiàn)提供了理論指導(dǎo)和科學(xué)部署參考。2022年,加大風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域勘探和甩開(kāi)勘探力度,在渤海海域隱蔽型潛山、環(huán)渤中凹陷巖性、瓊東南盆地深水深層巖性、順德凹陷新區(qū)、潿西南頁(yè)巖油、陸上深煤層及海外勘探等十個(gè)勘探領(lǐng)域獲得重大突破,為中國(guó)海油高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)儲(chǔ)量基礎(chǔ)。

1.1 提出“內(nèi)幕斷層封擋—多源強(qiáng)勢(shì)充注—超壓泥巖封蓋”隱蔽型潛山成藏模式,渤海海域發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)最大的變質(zhì)巖潛山油田

2022年,中國(guó)海油在渤海海域發(fā)現(xiàn)了渤中26-6太古界變質(zhì)巖潛山油田,探明原油地質(zhì)儲(chǔ)量超1.5億t,是目前國(guó)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的變質(zhì)巖潛山油田中最大的一個(gè)。該油田位于渤海海域中部渤南低凸起西段,夾持在渤中凹陷和黃河口凹陷之間。渤南低凸起的勘探始于20世紀(jì)70年代末,經(jīng)歷了近40年探索,僅在凸起最高部位發(fā)現(xiàn)了渤中26-2小型油氣田,且開(kāi)發(fā)見(jiàn)水。傳統(tǒng)認(rèn)為渤南低凸起西段潛山儲(chǔ)層不發(fā)育,且油氣保存條件差,不具備形成大型油氣田的條件。在渤中19-6大型凝析氣田發(fā)現(xiàn)的推動(dòng)下,2018年開(kāi)始對(duì)渤南低凸起西段潛山展開(kāi)了系統(tǒng)研究,結(jié)果表明該區(qū)太古界變質(zhì)巖潛山具備優(yōu)越的儲(chǔ)層、側(cè)封、蓋層和充注等成藏條件。①儲(chǔ)層條件:渤海海域印支期由于南北向擠壓形成近北西西和近東西潛山內(nèi)幕斷層,燕山期北東向壓扭作用疊加活化先存斷裂、裂縫,基巖潛山儲(chǔ)層條件明顯改善; 渤南低凸起潛山帶經(jīng)歷印支-燕山期“風(fēng)化剝蝕+大氣水淋濾溶蝕”改造作用,形成強(qiáng)風(fēng)化帶孔隙、裂縫-孔隙型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。②側(cè)封條件:燕山運(yùn)動(dòng)期,在多次擠壓逆沖和左旋走滑壓扭作用下,斷層兩盤形成強(qiáng)糜棱泥化作用,形成低滲透致密層,可以有效封隔潛山兩側(cè)流體。③封蓋條件:古近系東營(yíng)組普遍發(fā)育厚層泥巖,壓力系數(shù)1.2～1.4,超壓有利于油氣封蓋。④油源條件:渤南低凸起西段被渤中和黃河口兩大富烴凹陷包圍,油源充足。綜合研究認(rèn)為該區(qū)具有“內(nèi)幕斷層封擋—多源強(qiáng)勢(shì)充注—超壓泥巖封蓋”的隱蔽型潛山成藏模式(圖1),打破了“高油低水型”成藏的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。新認(rèn)識(shí)指導(dǎo)了渤中26-6太古界變質(zhì)巖潛山大型油田的發(fā)現(xiàn)與評(píng)價(jià),揭開(kāi)了渤海海域隱蔽型潛山勘探新篇章。

1.2 建立強(qiáng)活動(dòng)被動(dòng)陸緣盆地“轉(zhuǎn)換斜坡控圈—活動(dòng)斷裂控運(yùn)—多期次強(qiáng)充注—弱活動(dòng)斷裂控聚”油氣富集模式,瓊東南盆地深水深層獲大型氣田

瓊東南盆地為南海西部強(qiáng)活動(dòng)陸緣盆地,深水區(qū)在中央峽谷領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)千億方大氣田發(fā)現(xiàn)后,一直未有規(guī)模性油氣突破。特別是寶島凹陷,一直以來(lái)面臨氣藏規(guī)模小、CO2含量高、儲(chǔ)層物性較差、天然氣富集規(guī)律認(rèn)識(shí)不清等問(wèn)題。近年依托新采集的三維地震資料與已鉆井資料,對(duì)寶島凹陷進(jìn)行了新一輪區(qū)域油氣地質(zhì)研究。結(jié)果表明,寶島凹陷北部發(fā)育一系列轉(zhuǎn)換斷階帶,斷階帶自西向東由“Y”型斷階轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫袛嚯A,斷階規(guī)模變大、變寬緩。斷層在平面上為北東-北東東向右行斜列特征,剖面上呈平行狀[4-7]。主干斷裂的差異活動(dòng)形成轉(zhuǎn)換斜坡,控制大型辮狀河三角洲多期、多個(gè)朵葉體遷移變化,形成了大型構(gòu)造-巖性圈閉; 主干斷裂差異活動(dòng)形成的構(gòu)造脊緊鄰生烴主洼,控制天然氣充注和運(yùn)移優(yōu)勢(shì)方向; 轉(zhuǎn)換斜坡帶晚期構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定,斷裂活動(dòng)減弱,有利于天然氣大規(guī)模聚集保存?；谏鲜鲅芯空J(rèn)識(shí),建立了強(qiáng)活動(dòng)被動(dòng)陸緣盆地“轉(zhuǎn)換斜坡控圈—活動(dòng)斷裂控運(yùn)—多期次強(qiáng)充注—弱活動(dòng)斷裂控聚”的油氣富集模式。在該模式指導(dǎo)下,在寶島21-1構(gòu)造部署多口探井,在深層恩平組鉆遇了厚氣層(圖2)。截至2022年底,新增天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量超500億m3,獲得中國(guó)首個(gè)深水深層大型天然氣田[8]。

1.3 建立洼陷帶淺層“雙脊聯(lián)控—斷脊強(qiáng)運(yùn)—分級(jí)充注”油氣成藏模式,渤中凹陷淺層大面積巖性油藏勘探獲得大發(fā)現(xiàn)

渤中凹陷西南部勘探最早始于20世紀(jì)90年代,歷經(jīng)近30年勘探,在渤中19和渤中13構(gòu)造帶之上,先后發(fā)現(xiàn)了渤中19-4和渤中13-1南2個(gè)淺層中型油田。由于西側(cè)洼陷帶斷裂不發(fā)育,傳統(tǒng)認(rèn)為該區(qū)淺層缺乏油氣垂向運(yùn)移斷層,是油氣“勘探禁區(qū)”。近年來(lái),通過(guò)對(duì)淺層成藏要素解剖和油氣運(yùn)移路徑分析,建立了渤中凹陷淺層“雙脊聯(lián)控—斷脊強(qiáng)運(yùn)—分級(jí)充注”的油氣成藏模式(圖3)。該模式認(rèn)為渤中西南次洼深淺層發(fā)育復(fù)式構(gòu)造脊[9],其中深層潛山構(gòu)造脊控制油氣匯聚方向和規(guī)模,館陶組構(gòu)造脊作為油氣向淺層運(yùn)移的“中轉(zhuǎn)站”,直接控制明下段油氣富集部位; 切穿構(gòu)造脊核部的斷裂決定油氣運(yùn)移能力,距離構(gòu)造脊核部越近,油氣垂向上運(yùn)移能力越強(qiáng); 經(jīng)切脊斷裂分配后油氣表現(xiàn)為分級(jí)充注和接力運(yùn)移特點(diǎn),與切脊斷層接觸的河道砂體優(yōu)先充注油氣,其次是切疊型河道砂體[10-12]。在該成藏模式指導(dǎo)下,成功發(fā)現(xiàn)了渤中19-2大中型河流相巖性油田,對(duì)渤海海域淺層河流相巖性勘探具有重要借鑒意義。

1.4 提出“凹中隆起帶控聚—多儲(chǔ)蓋組合控匯—活動(dòng)斷裂帶控運(yùn)”成藏模式,順德凹陷獲得戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)

長(zhǎng)期以來(lái)順德凹陷研究薄弱、認(rèn)識(shí)程度低,近期利用二維地震資料鎖定新凹陷烴源巖地震響應(yīng)特征與分布規(guī)律,明確其勘探潛力。在此基礎(chǔ)上,依托順德北凹新采集三維地震資料,借鑒開(kāi)平凹陷、珠三坳陷的勘探經(jīng)驗(yàn),建立了順德北凹構(gòu)造-層序地層格架(圖4),并認(rèn)識(shí)到該區(qū)斜向伸展疊加走滑的構(gòu)造特征控制了油氣成藏[13-14]。研究認(rèn)為,在斜向伸展作用下斷階斷槽控砂—局限湖盆控源—高熱加速生烴[7,15-16],形成兩源兩灶、凹陷-斜坡帶油氣富集的特征。進(jìn)而提出該區(qū)具有大型走滑主控的“凹中隆/鼻狀構(gòu)造控聚—多套儲(chǔ)蓋組合控匯—持續(xù)活動(dòng)斷裂控運(yùn)”的成藏模式,鎖定凹中隆起帶古近系恩平-文昌組為有利勘探方向。在順德北凹整體油氣地質(zhì)條件評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上,優(yōu)選出凹中隆起帶文昌36-2構(gòu)造,部署鉆探了該凹陷首口領(lǐng)域風(fēng)險(xiǎn)探井WC36-2-A井,該井在古近系恩平組揭示厚層油層,測(cè)試日產(chǎn)油106 m3,預(yù)測(cè)該構(gòu)造原油地質(zhì)儲(chǔ)量規(guī)模超千萬(wàn)噸,實(shí)現(xiàn)了海南深水區(qū)新凹陷原油勘探重大突破。同時(shí),WC36-2-A井在文昌組二段鉆遇超100 m厚油頁(yè)巖,證實(shí)順德凹陷良好的烴源條件,展現(xiàn)了該凹陷廣闊的勘探前景。

1.5 建立“低隆起—強(qiáng)改造”碎屑灘壩成因機(jī)理,渤海中深層古近系巖性油氣藏勘探獲突破

渤海海域遼西北洼資源量規(guī)模大,長(zhǎng)期以來(lái)一直是勘探熱點(diǎn)區(qū)。隨著勘探程度的不斷深入,認(rèn)為研究區(qū)中深層弱水系帶來(lái)的碎屑物有限,沉積物以三角洲前緣遠(yuǎn)端砂泥互層為主,泥質(zhì)含量高、物性差,勘探潛力較低。近期,基于多口鉆井和地震資料分析,認(rèn)為遼西北洼斜坡帶及洼陷帶沙河街組二段具備發(fā)育大面積碎屑灘壩相優(yōu)質(zhì)巖性條件,進(jìn)而將勘探方向轉(zhuǎn)向中深層古近系沙二段碎屑灘壩巖性油氣藏[9-10]。研究表明,在走滑擠壓作用下研究區(qū)形成低幅隆起區(qū),水深相對(duì)較淺,強(qiáng)波浪淘洗改造作用有利于形成砂質(zhì)純、物性好的三角洲前緣優(yōu)質(zhì)碎屑灘壩儲(chǔ)層,其單砂體厚度相對(duì)較小,一般為3～5 m,側(cè)向易于尖滅形成獨(dú)立巖性圈閉,進(jìn)而提出了“低隆起—強(qiáng)改造”的碎屑灘壩成因模式(圖5)。在該認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下部署鉆探 JZ14-6-A井,測(cè)試獲日產(chǎn)油超700 m3,探明地質(zhì)儲(chǔ)量超千萬(wàn)噸(油當(dāng)量),渤海中深層古近系巖性油氣藏勘探獲重大突破,對(duì)渤海海域斜坡帶巖性油氣藏勘探具有重要指導(dǎo)意義。

1.6 建立“近源強(qiáng)注—斷脊聯(lián)控”成藏模式,惠西南古近系獲千萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)油田發(fā)現(xiàn)

珠江口盆地惠西南地區(qū)惠州26洼為已證實(shí)的富生烴洼陷,隨著中淺層勘探程度不斷提高,深層古近系已成為重要的勘探方向。近年來(lái),持續(xù)開(kāi)展古近系沉積旋回、精細(xì)沉積體系分析、斷層活動(dòng)差異性與不同斷塊油氣富集規(guī)律研究。結(jié)果表明,惠州26洼下文昌組烴源巖品質(zhì)優(yōu)、生排烴強(qiáng)度大,恩平組作為油氣垂向運(yùn)移的初始站,具有“近源充注”的成藏優(yōu)勢(shì)。洼陷邊緣發(fā)育多個(gè)斷裂轉(zhuǎn)換帶,受斷層差異活動(dòng)和東沙隆起抬升影響,形成由洼陷中心向洼緣長(zhǎng)期繼承性抬升的構(gòu)造脊,斷層-構(gòu)造脊聯(lián)合控制了油氣分布與富集規(guī)律。其中早期消亡型斷層有利油氣封堵,由該類斷層控制的斷塊是有利的油氣富集塊?；谏鲜稣J(rèn)識(shí),建立了“近源強(qiáng)注—斷脊聯(lián)控”成藏模式,優(yōu)選出惠州27-5構(gòu)造實(shí)施部署鉆探,獲千萬(wàn)噸級(jí)優(yōu)質(zhì)原油儲(chǔ)量,實(shí)現(xiàn)了惠西南成熟探區(qū)恩平組新層系的勘探突破。

1.7 改進(jìn)巖性油氣藏精細(xì)描述技術(shù),白云凹陷北坡中淺層珠江組巖性圈閉勘探獲突破

白云凹陷上陸坡區(qū)珠江組下段主要發(fā)育重力流復(fù)合水道沉積,具備較好的巖性圈閉發(fā)育條件。精細(xì)沉積層序分析表明,相對(duì)海平面變化、物源供給、古地貌背景和晚期下切水道控制了多類型的巖性圈閉發(fā)育。但是,不同類型條帶砂體的地震屬性差異較大,難以精細(xì)落實(shí)巖性目標(biāo),系統(tǒng)開(kāi)展深水區(qū)大面積儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體檢測(cè),面臨鉆井少、井間控制難度大、空間上速度模型無(wú)法精細(xì)反映地層特征等問(wèn)題。針對(duì)上述難題,創(chuàng)新開(kāi)展大角度地震提取橫波速度相關(guān)信息,提高了速度模型與地層特征吻合度,進(jìn)一步提升了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和烴類檢測(cè)的可靠性; 并基于儲(chǔ)層反演結(jié)果開(kāi)展了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬性定量解釋技術(shù),提高了多相帶下的儲(chǔ)層和流體定量解釋能力?；诜囱輰傩灶A(yù)測(cè)結(jié)果,在流花28-2區(qū)設(shè)計(jì)部署了2口探井(屬性值都在含氣門檻內(nèi))(圖6),鉆探均獲得氣層發(fā)現(xiàn),證實(shí)了該方法的可靠性,也使得白云凹陷北坡中淺層珠江組巖性圈閉勘探獲突破。

1.8 建立海上頁(yè)巖油“源儲(chǔ)一體—相控富集”成藏模式和“地質(zhì)—工程雙甜點(diǎn)”評(píng)價(jià)技術(shù),全球海上首口頁(yè)巖油探井壓裂測(cè)試成功

潿西南凹陷勘探程度較高,亟需拓展新領(lǐng)域。流沙港組暗色泥頁(yè)巖及油頁(yè)巖是主要的烴源層系,生烴品質(zhì)好且橫向穩(wěn)定分布,具備頁(yè)巖油發(fā)育條件。但海上頁(yè)巖油勘探面臨基礎(chǔ)資料少、甜點(diǎn)預(yù)測(cè)難度大、壓裂作業(yè)空間小等問(wèn)題[17]。近期通過(guò)系統(tǒng)研究,建立了“源儲(chǔ)一體—相控富集”的頁(yè)巖油富集模式,初步估算潿西南凹陷頁(yè)巖油資源量約8.2億t。統(tǒng)籌考慮頁(yè)巖油資源潛力、“四性”特征、油田設(shè)施等因素,優(yōu)選潿西南頁(yè)巖油探索有利靶區(qū),創(chuàng)新建立了頁(yè)巖油“四性”綜合評(píng)價(jià)和“地質(zhì)—工程雙甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)技術(shù),明確互層型和夾層型為勘探首選頁(yè)巖油類型。部署鉆探了全球海上首口頁(yè)巖油探井——WY-1井,壓裂排量最高7 m3/min,打破了海上受限空間下單層壓裂規(guī)模記錄,日產(chǎn)原油19.5 m3、天然氣1 589 m3,標(biāo)志著中國(guó)海上頁(yè)巖油勘探取得重大突破,增強(qiáng)了中國(guó)海油向海域非常規(guī)領(lǐng)域進(jìn)軍的信心。

1.9 建立“立體勘探”理念,陸上深煤層新領(lǐng)域勘探獲得戰(zhàn)略突破

中國(guó)1 800～2 500 m埋深的煤層氣勘探仍處于起步階段,僅在局部地區(qū)取得了突破。中聯(lián)公司深煤層資源豐富,潛在資源量超過(guò)8000億 m3。與淺煤層相比,深層煤層氣開(kāi)采具有較好的穩(wěn)產(chǎn)能力。“十三五”期間,中國(guó)海油對(duì)臨興、神府區(qū)塊深煤層開(kāi)展資源潛力評(píng)價(jià),整體成效不理想。2022年,中國(guó)海油提出陸上非常規(guī)“立體勘探”理念,立足地質(zhì)-工程一體化、勘探-開(kāi)發(fā)一體化的全鏈條整體勘探。以小規(guī)模低效致密氣老井試驗(yàn)先行,利用煤層氣保壓取心分析含氣特征,逐步拓展提儲(chǔ)范圍; 通過(guò)優(yōu)化規(guī)模壓裂工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了壓裂由“主縫”到“復(fù)雜縫網(wǎng)”的立體轉(zhuǎn)變。開(kāi)展低效致密氣老井壓裂排采試驗(yàn),最高日產(chǎn)超萬(wàn)方。深層煤層氣水平井首次試驗(yàn)獲得成功,測(cè)試最高日產(chǎn)量6萬(wàn) m3,連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)3個(gè)月以上,成效顯著。深煤層領(lǐng)域勘探的重大突破標(biāo)志著中國(guó)海油陸上非常規(guī)勘探從淺部煤層向深部煤層邁進(jìn),夯實(shí)了陸上萬(wàn)億大氣區(qū)儲(chǔ)量基礎(chǔ)。

1.10 提出平靜型被動(dòng)大陸邊緣盆地油氣成藏新認(rèn)識(shí),海外勘探持續(xù)獲得重大進(jìn)展

南美海域北緣的G盆地為被動(dòng)大陸邊緣盆地,面積約23萬(wàn)km2。該盆地油氣勘探歷史超過(guò)60年,但直至20世紀(jì)80年代,國(guó)際石油公司主要針對(duì)陸架區(qū)勘探,效果不佳。中國(guó)海油參股進(jìn)入該盆地的S區(qū)塊后,針對(duì)該盆地構(gòu)造活動(dòng)弱、以巖性圈閉為主的特點(diǎn),創(chuàng)新提出了平靜型被動(dòng)大陸邊緣盆地油氣成藏新認(rèn)識(shí),并建立了純巖性圈閉精細(xì)識(shí)別與刻畫技術(shù),取得了很好的勘探成效。2020年,在淺層獲得大量發(fā)現(xiàn)的情況下,進(jìn)一步指出區(qū)塊中深層具備較大勘探潛力,一舉打開(kāi)了該區(qū)塊深層勘探領(lǐng)域,S區(qū)塊勘探持續(xù)取得突破,鉆探獲重大發(fā)現(xiàn)。該油田在淺層獲得重大油氣發(fā)現(xiàn),探明地質(zhì)儲(chǔ)量近2億t油當(dāng)量,同時(shí)在中深層發(fā)現(xiàn)超過(guò)20 m的厚油氣層,進(jìn)一步提升了未來(lái)勘探中深層的信心。S區(qū)塊的勘探成功得益于被動(dòng)大陸邊緣盆地成藏認(rèn)識(shí)創(chuàng)新和巖性圈閉勘探地球物理技術(shù)突破,這對(duì)今后相似類型盆地的油氣勘探有非常重要的借鑒和指導(dǎo)意義。