莺歌海盆地高温高压天然气地球化学特征及底辟翼部高效成藏模式

莺歌海盆地是新生代高温高压盆地,底辟与热流体活动强烈,深部的天然气在在底辟构造的浅层圈闭中聚集成藏。2010年前钻探8个底辟构造共11口井,没有发现商业气藏,故底辟构造带中、深层能否寻找到大中型优质天然气田一直是争论的焦点。为此,对该区天然气生烃动力学、储层分布及封盖条件进行了分析研究。结果认为:①该区存在浮力作用下游离相缓慢充注成藏、水溶相缓慢充注析出成藏和混相幕式聚集成藏3种天然气充注机理;②底辟核部高温高压带早期成藏经后期多次改造,形成以烃类为主的大型天然气藏的可能性小,底辟翼部则有早期成藏晚期保存完好的原生型天然气藏,非底辟区推测为水溶气析出成藏区;③存在底辟核部区及其周缘半封闭超压系统"混相改造型"成藏、底辟翼部"气相渗滤型"成藏、非底辟带封闭型超压系统"水溶相脱溶型"成藏等3种模式。结论认为,之前失利的主要原因是钻在了底辟构造的核心部位,并用地球化学特征进一步佐证了底辟构造翼部才是高温高压天然气成藏的良好场所。经过勘探实践,最终发现了东方13-1/13-2大气田。     

莺歌海盆地流体底辟构造及其成藏贡献

本文针对目前仍为研究热点的莺歌海盆地底辟构造问题。在大量文献调研的基础上，认为莺歌海盆地的底辟属于流体底辟构造，并从空间概念上分横向和纵向阐述了底辟构造的发育特征。针对莺歌海盆地的特殊地质现象，探讨了底辟的成因机制,以及底辟构造的成藏贡献。     

莺歌海盆地底辟构造的成因及石油地质意义

在总结莺歌海盆地底辟构造特征及其伴生的温度和压力异常资料的基础上,提出了流体底辟模式,并进一步讨论了流体底辟在石油地质中的意义.     

莺歌海盆地东方1-1气田地层水特征及其与油气保存的关系

气田中6口井的17个莺二段的地层水样品进行化学组分分析,采用目前油田水研究普遍应用的苏林分类法进行分类。分别从平面上和垂向上来分析研究地层水的特征与成因,并综合本区构造活动及伴随的CO2上侵和岩石学方面的特征进行分析,判断气田水文地质条件、封闭状况及油气保存条件。研究结果认为,本区莺二段地层水以代表大陆环境的沉积水NaHCO3水型为主,也见Na2SO4及MgCl2水型。该区整体水动力较弱,油气保存较好,有利于天然气成藏。     

东方1-1气田二期项目成功投产

2006年5月4日，中海油自营气田东方1-1气田二期项目已于近日成功投产。目前，东方1-1气田可日产天然气1．87亿立方英尺。其中，二期项目共有3口井在产，日产气3500万立方英尺。东方1-1气田位于南海西部北部湾海域的莺歌海盆地，距海南省东方市约110km，气田所在海域水深63～70m。东方1-1气田项目共分两期进行建设，一期已于2003年9月顺利投产。     

莺歌海盆地乐东气田天然气成藏条件及富集模式

乐东气田是莺歌海盆地乐东区中-浅层大型气田,其气藏类型为底辟穹隆背斜控制的构造-岩性气藏。为研究其底辟构造特殊的天然气富集模式,分析了该区天然气的成藏条件：乐东22 1/15 1气田所属构造位于中央坳陷带生烃凹陷内,烃源条件优越,底辟上拱为天然气聚集提供了富集场所,同时深部高压型复式地温-地压系统又为天然气向浅部正常温压系统运移提供了动力,天然气沿着与底辟活动有关的断裂-微裂隙垂向运移至浅部滨海砂岩和风暴砂岩储层中。在此基础上,根据该区底辟构造与天然气的空间配置关系,结合生烃动力学、碳同位素动力学等研究方法,探讨了该区底辟构造与天然气富集的关系。结果表明：①底辟构造决定了天然气的空间配置关系,天然气聚集在底辟成藏条件配置好的顶部及两侧的构造、岩性圈闭中;②底辟构造的发育演化过程与油气生成及运聚成藏等均具有成因联系和耦合关系。结论认为：该区的天然气藏为晚期富集,具有多源混合-幕式成藏的特点;其油气充注过程可分为3期,与底辟构造的期次幕式活动相匹配。     

莺歌海盆地泥底辟构造与天然气运移成藏模式

莺歌海盆地泥底辟构造为天然气运移提供了良好通道，3000－6000m深处的天然气通过泥底辟构造运移到浅部，并在有利构造部位成藏。     

莺歌海盆地东方13-1气田高温高压尾管固井技术

为解决莺歌海盆地东方13-1气田小井眼尾管固井时存在的气窜和CO2腐蚀问题,研发了高密度高效清洗液和新型抗高温高密度水泥浆,并采用旋转尾管固井工艺,形成了高温高压气井尾管固井技术。抗高温高密度水泥浆配方中引入了胶乳颗粒、非渗透剂、超细填充颗粒及膨胀剂,有效改善了水泥浆的非渗透性和抗CO2腐蚀性,并采用颗粒级配技术提高了其稳定性。室内试验表明,密度2.20 g/cm3的水泥浆可抗160℃高温,24 h抗压强度为15.1 MPa,防气窜系数为0.59。该固井技术在南海东方13-1气田6口开发井固井中进行了现场应用,水泥胶结测井结果表明,高压气层及重叠段固井质量优良率100%,生产期间气井井口无异常带压情况,应用效果良好。研究与应用表明,高温高压气井尾管固井技术能够满足莺歌海盆地东方13-1气田高温高压开发井尾管固井的需求。      

莺歌海盆地汇聚型超压流体流动及天然气晚期快速成藏

对莺歌海盆地地层压力结构、底辟分布与发育机理及超压流体流动效应的综合研究揭示并证明了一种新的超压流体流动样式,即晚期汇聚型超压流体流动。该模式与超压流体从浅埋藏(<1000～1500m)开始、在盆地范围内普遍排放的Cartwright模式明显不同,莺歌海盆地超压流体早期被封闭,晚期通过底辟集中排放,超压流体的汇聚导致天然气的晚期幕式快速成藏。对东方1-1气田的圈闭构造分析表明,该气田形成于第四纪,其最低平均充注速率达140m³/d。成藏流体的层间组分非均质性、流体流动的瞬态热效应及强烈的运移分异性反映了流体流动的不连续性、流体运移过程中温度、压力条件的快速变化及多期流体的相互作用,可成为幕式流体活动和油气幕式快速成藏的有效识别标志。     

莺歌海盆地中央底辟带油气成藏条件分析

莺歌海盆地位于海南岛以西、中南半岛以东的海域,总体呈NW-SE向。该盆地由中央底辟带和斜坡带两个构造单元组成。底辟带发育中新统(莺黄组、梅山组和三亚组)及渐新统(崖城组)两套烃源岩,生油门限深度在2800～3000m之间;主要圈闭由底辟流体上拱形成,底辟活动的幕式发育决定了油气幕式运移。不同的油气运移动力形成了不同类型的油气藏:中新统源岩在高温高压及欠压实作用下,形成高压囊,使上覆地层破裂,产生高角度断层和裂隙,烃类气沿此形成深部及浅部气藏;另外,本区深部的无机成因CO₂气在高压作用下,排驱断裂附近的烃类气,一方面对原有气藏进行破坏,另一方面在远离断裂的两翼形成含少量CO₂气体的新的烃类气藏。     

东方1-1气田低电阻率气层测井评价方法

莺歌海盆地东方1-1气田发现了众多低阻气层,其三孔隙度曲线“镜像”不明显,地层电阻率接近临近水层和泥岩的值,难以有效识别。为此,从储层岩性、孔隙结构以及地层水性质等方面对低阻气层的成因机理进行了研究,在明确了低阻气层成因的基础上,提出了利用四孔隙度差值法、四孔隙度比值法对低阻气层进行定性识别方法;依据导电效率模型对低阻气层含水饱和度进行了计算,结合孔隙度与气柱高度计算得到的束缚水饱和度,可以据此有效地对低阻气层的产液性质进行判断。实际应用结果表明,该方法在东方1-1气田低阻气层解释评价中取得了良好的效果,与测试结果相吻合。     

东方1-1气田开发地震技术的应用

位于莺歌海盆地中央的东方1-1气田受海上作业条件限制,部署的井位数量相对较少,井控范围大,对地震资料的依赖度高。为达到高效开发气田的目的,针对其储层复杂、非均质性强的特点,利用有色反演技术结合倾角切片等资料进行了多体构造分析及砂体精细描述,并利用时频三原色信息来指导隔、夹层的准确雕刻,最终实现了对该气田储层空间几何形态的精细描述;同时,利用叠后资料地震属性及地质综合资料,进行了相控储层预测,结合叠前弹性反演、吸收等信息对储层的物性变化及含气性进行了预测。研究成果对该气田开发井位部署、地质储量的确定等方面起到了重要作用,并由此建立起了一套适应莺歌海盆地储层评价、气田开发的地球物理技术系列。     

东方1-1气田经济高效开发实践及认识

莺歌海盆地东方1-1气田具有面积大、各气组含气面积叠合性差、储量丰度低、储层非均质性强和非烃组分含量高等特点。为达到经济高效开发气田的目的,针对该气田特点及开发过程中的主要矛盾,在对储层非均质性详细研究的基础上,以高分辨率三维地震技术落实构造、刻画砂体,寻找出海上浅层低渗透气藏的“甜点”--相对高的孔渗体（带）,利用大位移长水平井段钻井技术来提高单井的控制产能,通过两期开发及后续调整井的分步实施,实现了对该气田的经济高效开发,其产量满足了下游产业的用气需求。此外,针对长水平段井产能测试困难的问题,提出了适应水平井的稳定产能测试新方法,成功解决了生产管理过程中的难题,达到了少井高产、高效开发海上气田的目标,为类似气田的开发提供了经验。     

东方1-1气田完井技术及其研究展望

莺歌海盆地东方1-1气田产层--莺歌海组具有中低渗透率砂岩气层的特征,易受到水敏、水锁及微粒运移损害。通过开展钻完井液体系研制、生产管柱结构优化以及完井工艺措施研究等科研攻关和实践,形成了以进攻性隐形酸完井液储层保护技术、水平井防砂控水技术、动态监测技术、水平井筛管和尾管固井联作技术及安全控制与完井管柱优化等为核心的高产水平气井安全、高效开发的完井技术体系。开发井的产能都达到了开发方案中的配产要求,有效地保证了东方1-1气田顺利投产和向下游稳定供气。同时,针对下一阶段开发目标黄流组,也提出了高温高压完井、低孔低渗储层保护、提高单井产量等关键技术的攻关研究方向。     

尾管固井和水平井筛管联作技术在东方1-1气田的应用

莺琼盆地东方1-1气田B7hSa井是中海石油（中国）有限公司湛江分公司所钻的一口目的层埋藏较浅的浅层水平井,该井的作业过程比较复杂：Φ311.15 mm第二次开钻,第一个井段钻到目的层顶部后,由于地层的物性较差,打水泥塞回填整个井眼后,重新侧钻了第二个Φ311.15 mm井眼,造成井眼轨迹变化大,摩阻扭矩大;后续的Φ244.5 mm套管没有下到井底,留下677 m的 “口袋”,而在2 930～3 015 m井段存在一个必封的水层。后续经过广泛的技术咨询,结合项目的实际情况,决定采用水平井筛管顶部加尾管,对尾管段注水泥封固水层的工艺技术,最后高效完成了该井作业。为此,介绍了这套筛管顶部注水泥工艺技术的基本原理﹑管柱结构﹑主要的配套工具﹑配套工具的优化选择,详尽分析了整个工艺过程以及每项作业的重点、难点和相关措施,总结了该套工艺技术的方案设计和现场实践等方面的经验,以期为今后类似井的作业提供借鉴与参考。     

莺歌海盆地东方13-2重力流储层超压气田气藏性质及勘探启示

东方13-2气田是近期在莺歌海盆地发现的超压大气田,已探明天然气地质储量近700×10⁸m³。产层黄流组一段是邻近莺西斜坡的盆内坡折带所控制的重力流海底扇沉积,发育向东方1-1底辟构造翼部上超尖灭的构造-岩性圈闭,水道砂分布广、厚度大、物性优,岩心平均孔隙度17.30%,平均渗透率42.3 mD,为高温超压弹性边水大气藏,天然气组分优良。东方13-2“整装、优质、高产”大气藏的形成具有以下优越条件：①东方13-2气藏处于西物源重力流源-汇轴向区,为“甜点”储层集中发育部位;②海底扇水道多期切割,水道砂横向均质,形成阁楼式超大储集空间;③底辟侧翼较低部位盖层破坏程度低,有利于天然气动平衡保存;④大型砂体低幅超覆,有利于大面积捕获油气,实现高效疏导。基于以上诸因素高效匹配导致该区大型天然气田形成,也为中国海域高温超压盆地油气勘探提供一个典型范例。     

莺歌海盆地东方区块地层超压对成岩作用的影响

莺歌海盆地东方区块莺歌海组下部和黄流组发育地层超压体系,超压顶界面深度从盆地中心向边缘逐渐变深。在综合前人研究基础上,笔者应用热解分析、生物标志化合物研究及岩石显微镜和扫描电镜等技术,并与邻区的常压环境下的相关特征进行对比,深入分析了地层超压对成岩作用的影响。结果表明：①超压对反映有机质热演化特征的指标（镜质体反射率、热解峰温、生产指数等）未产生可识别的影响,但对黏土矿物转化和烃类结构演化这类产物浓度变化速率高、体积膨胀效应强的反应有明显的抑制作用;②超压可降低砂岩的机械压实速率,使孔隙度得以有效保存;③超压可以通过抑制黏土矿物的转化来减少胶结物生成的物质来源,同时通过增大碳酸盐在流体介质中的溶解度抑制碳酸盐胶结物的生成;④研究区储层普遍高含CO₂,在超压环境下CO₂在流体中溶解度增大,会大量生成H⁺,促进溶蚀作用的产生;⑤超压环境促进了烃源岩生烃作用生成的酸性流体的排出,增强了相邻砂岩储层的溶蚀作用,有利于次生孔隙生成,从而发育了异常高孔带。     

莺歌海盆地东方区黄流组低渗储层特征及影响因素分析

以恒速压汞实验为基础,对莺歌海盆地东方区黄流组储层微观孔隙结构特征以及影响因素进行分析。数据表明,东方区黄流组低渗储层平均孔隙半径约为100~140 μm,平均喉道半径约为1~5 μm,主流喉道半径小于5 μm。孔隙半径对渗透率影响较小,喉道半径以及主流喉道半径随着渗透率的降低而减小,分布范围变窄;孔喉比随着渗透率的降低而增大,分布范围变宽。研究区储层较低的渗透率主要是由于储层喉道半径较小造成,而较强压实作用以及自生黏土矿物堵塞喉道是研究区储层孔隙结构差,喉道半径较小的主要原因。     

崖城13-1气田天然气富集条件及成藏模式

位于琼东南盆地西部的崖城13-1气田是中海石油（中国）有限公司的一个对外合作海上大气田,自1996年投产以来,一直肩负着向香港特别行政区和海南省供气的任务。为提高该气田的天然气采收率、满足下游用户不断增长的用气需求量,基于前人的研究成果,结合大量实钻资料,对该气田的天然气富集条件以及成藏模式进行了深入研究。结论认为,崖城13-1气田为基底隆起背景上发育起来的披覆背斜,因顶部遭受削蚀作用而形成的构造-岩性地层复合气藏,气层厚度大、分布稳定、产能高,属高丰度大型气田。该气田同时具有：①有多套烃源岩;②圈闭形成早;③储层厚度大、物性好、产能高;④超压盖层等优越的天然气富集条件。但该气田圈闭范围内,不同断块气、水界面深度不一致,并且构造高部位--南部S3-2含气充满度低,致使该气田的成藏规律复杂化,通过断块间的压力干扰研究,结果证明断层对天然气具有明显的封堵作用。研究成果为该气田后期管理提供了决策依据。