岩性油气藏勘探理论和方法体系研究——以准噶尔盆地为例

摘要

随着国民经济的快速发展，能源需求在不断扩大。在构造油气藏己基本落实的情况下，岩性油气藏成为大油气田的勘探方向，岩性圈闭已经成为石油勘探的重要目标。由于岩性油气藏形成和赋存的隐蔽性和复杂性，其理论和方法体系研究即是石油地质学领域的重要研究内容，成为降低油气勘探风险的有效方法。准噶尔盆地的油气勘探处在由构造油气藏勘探向岩性油气藏勘探转变的转折时期，以往的勘探目标以古凸起上的断块和低幅度背斜为主，随着勘探程度的提高，勘探目标转向斜坡区和深凹陷的岩性圈闭成为必然趋势。按照层序地层学分析，准噶尔盆地夏盐地区和中拐地区侏罗系不整合面上、下和斜坡区辫状河三角洲前缘是岩性油气藏发育的有利场所，具有较大的勘探潜力。本文以夏盐地区和中拐地区的侏罗系岩性油气藏为研究对象，研究准噶尔盆地岩性油气藏勘探理论、方法体系及其应用实效。 利用地质、地震、测井相结合的综合研究方法，分析了夏盐地区和中拐地区3000km2三维地震资料和80多口探井资料，建立了岩性油气藏勘探理论和方法体系，全面阐述了基于区带评价的研究方法和基于岩性圈闭识别和评价的研究方法。研究内容包括岩性油气藏勘探理论研究、地质基础研究和区带评价、物探基础和技术方法研究、岩性圈闭识别和评价、岩性油气藏特征和成藏条件研究。在岩性油气藏勘探的地质基础、方法体系、技术创新和勘探实效上取得了很好的效果。 从层序地层学入手，按等时地层格架划分小层并进行砂层对比，结合沉积体系和古地貌研究，指出了岩性油气藏形成的新层系和有利区，深入分析了岩性油气藏研究的资料条件和影响因素，按基于目标评价的研究方法落实和评价了石南4井东岩性圈闭和拐19井西断层-岩性圈闭，分析了石南31井区岩性油气藏地质特征，解剖了石南4区、石南21区构造-岩性油气藏之间的关系，并建立了准噶尔盆地岩性油气藏勘探理论和方法体系。主要取得了以下研究成果： 岩性油气藏勘探理论主要包括：①层序地层学划分确定有利层系；②坡折带研究预测岩性油气藏的类型；③沉积体系和沉积相研究确定有利区，勘探实践表明：大型河湖过渡带是岩性油气藏富集的有利区带；④含油气系统研究确定工作思路，针对准噶尔盆地侏罗系“古源型”油气系统和富砂坳陷型湖盆提出了岩性油气藏勘探研究的思路是“岩性油气藏-岩性圈闭-砂体-储层-含油气性”；⑤岩性油气藏的控制因素有：最大和初次湖泛面控制了岩性油气藏分布的层系；不整合面控制了地层油气藏的分布；油源断层控制了岩性油气藏的分布区域，成圈断层控制了岩性油气藏的规模，成藏断层控制了岩性油气藏的富集。 在层序地层学指导下用基于区带评价的研究方法和基于圈闭评价的研究方法解决岩性油气藏勘探中区带级和目标级任务。资料条件研究和成藏条件研究是岩性圈闭评价过程中研究圈闭可靠性和有效性的关键环节。岩性油气藏形成的控制因素比较复杂，关键因素即不整合面、最大洪泛面和断层面(主要作为油气系统的疏导体系)。岩性圈闭识别归结落实“四条线”和“四个面”基本要素的相互配置。四条线是地层岩性超覆尖灭线、剥蚀线、储层等厚线和储层顶板构造等高线，四个面是储层的顶板面、底板面、断层面和不整合面。岩性圈闭识别的关键环节包括测井、地震资料条件研究、岩性圈闭的地质概念预测、岩性圈闭快速识别、岩性圈闭识别与评价、岩性圈闭形成机理。影响岩性圈闭可靠性的重要因素是地震资料的纵、横向分辨率和储层预测的可靠程度。从地震数据野外采集、资料处理、解释、反演、工业制图不同阶段都会影响岩性圈闭识别。强调提高分辨率从野外采集开始，预测岩性从资料处理开始，加强地质分析和不同阶段技术质量控制。 在侏罗系与白垩系层序界面划分上取得了突破性的认识，重新划分了夏盐地区侏罗系与白垩系之间的层序界面，并按等时地层格架小层划分和对比的思路，在地震层位精细标定的基础上，测井和地震层序相结合，正确建立了层序模型，划分出头屯河组头0段(J2t0)。在这种地质认识的指导下，成功地识别和评价了石南4井东岩性圈闭，并发现了石南31井区构造-地层岩性复合油气藏。 在区带评价方面，提出了夏盐地区岩性圈闭发育的新层系和新领域。以往已经发现的油气藏主要集中在J2t2、J2x2、J2s2。在经过地层的小层对比和砂组对比分析之后，认为J2t0、J2t3、J2X4具有形成岩性圈闭的地质条件。指明了夏盐地区岩性油气藏的勘探方向。可划分出7个区带，基东鼻凸地层岩性圈闭区带、石南7井北岩性圈闭区带、基东鼻凸南侧地层圈闭区带、基东鼻凸北侧地层圈闭区带、三南凹陷北部岩性圈闭区带、石南13井-基002井岩性圈闭区带、石南次凹北部岩性圈闭区带。提出了中拐凸起的南斜坡是侏罗系岩性油气藏多层系(J1b34、J1b13、J2s21、J1s31)勘探的重要领域的认识。 在圈闭识别和评价方面，在夏盐地区和中拐地区发育有类型丰富的地层岩性圈闭：同向型岩性圈闭、逆向型岩性圈闭、侧向型岩性圈闭、地层圈闭、左断型断层地层圈闭、右断型断层地层圈闭。在大量工作的基础上新发现并重点落实了石南4井东岩性圈闭和拐19井西断层岩性圈闭。 在油藏特征研究方面，认为石南31井区为构造-岩性油藏，其控制因素为构造、岩性和地层三种因素。通过解剖石南4井区和石南21井区头屯河组二段构造-岩性油藏，认为二者是彼此独立的岩性油藏，具有不同的油水界面，二者之间被狭窄的冲沟充填物所分隔。 该项研究及其应用成果填补了准噶尔盆地岩性油气藏勘探中的一项空白。本文在研究过程中新发现和优选的勘探目标-石南4井东岩性圈闭已经钻探石南31井，并获得石油地质探明储量2119×104t，实现了准噶尔盆地在岩性油气藏勘探思想指导下的具有里程碑意义的重大发现。 本文提出的岩性油气藏勘探理论和方法体系体现了区带评价和圈闭评价的统一，具有较强的理论意义和对实践的指导意义。可用于指导准噶尔盆地和其他盆地寻找具有商业意义的岩性油气藏。

目录

文摘

英文文摘

西北大学学位论文知识产权声明书及独创性声明

创新点摘要

第一章绪论

第一节选题的科学依据

第二节主要研究内容和研究思路

第三节完成的工作量和主要研究成果

第四节岩性油气藏研究和勘探技术现状

第二章岩性油气藏勘探研究的基本理论

第一节岩性油气藏的分类和成藏规律研究

第二节岩性油气藏研究的方法体系研究

第三节层序地层学与岩性油气藏的关系

一、侏罗系层序地层划分

二、利用层序地层格架预测岩性油气藏有利区

三、夏盐凸起坡折带的基本特征

四、夏盐凸起侏罗纪末古地貌研究

五、岩性地层油气藏二级有利区带划分与评价

第四节输导体系与岩性油气藏的勘探研究

第五节本章小结

第三章岩性油气藏勘探的技术方法

第一节地震层位精细标定技术

第二节全三维地震资料解释技术

第三节地震多属性综合解释技术

第四节沉积体系和沉积相分析技术

第五节储层综合预测技术

第六节本章小结

第四章岩性圈闭识别与评价研究

第一节岩性圈闭识别与评价方法

第二节岩性圈闭识别的地质基础研究

一、侏甸系与白垩系之间的层序界面划分

二、顶板—砂层—底板组合特征及其分布

三、砂层的井间对比

四、夏盐凸起有效盖层的评价

五、沉积体系和沉积微相研究

第三节岩性圈闭识别的资料条件研究

第四节缓坡带岩性圈闭识别实例

第五节陡坡带岩性圈闭识别实例

第六节本章小结

第五章岩性油气藏地质特征研究

第一节夏盐凸起成藏模式研究

第二节石南31井区岩性油气藏地质特征

第三节石南4与石南21井区油气藏的关系

第四节本章小结

第六章结论与展望

主要参考文献

致谢

个人简历

在学期间的研究成果