塔中隆起海相碳酸鹽岩特大型凝析氣田地質理論與勘探技術（簡體書）

《塔中隆起海相碳酸鹽岩特大型凝析氣田地質理論與勘探技術》從塔中海相碳酸鹽岩多成因多期次疊合複合岩溶儲集體特徵、主控因素與空間分佈，多充注點多期次大面積複式混源成藏機理與油氣分佈規律，縫洞系統雕刻量化、烴類檢測與綜合評價井位井型優選技術，超埋深、高溫高壓、高H2S、複雜碳酸鹽岩凝析氣藏鑽完井技術，超長水平井分段酸壓儲層改造技術等方面，系統地總結了塔中隆起奧陶系海相碳酸鹽岩油氣地質理論發展、關鍵技術創新及勘探開發成果。《塔中隆起海相碳酸鹽岩特大型凝析氣田地質理論與勘探技術》是塔中海相碳酸鹽岩勘探實踐與找油哲學的智慧結晶，可供石油勘探開發相關專業學者、技術人員及高等院校師生參考。·

《塔中隆起海相碳酸鹽巖特大型凝析氣田地質理論與勘探技術》由科學出版社出版。

序一
序二
前言
第一章　塔中隆起奧陶系特大型凝析氣田的發現
第一節　盆地腹部沙漠覆蓋區勘探的戰略突破
一、征戰大漠，鎖定塔中工號巨型背斜構造
二、首戰告捷，盆地腹部實現油氣戰略突破
第二節　塔中奧陶系碳酸鹽岩勘探的艱難探索
一、潛山鑽探失利，古隆起勘探舉步維艱
二、轉變勘探思路，發現塔中工號坡折帶
三、區域甩開評價，礁灘體勘探屢屢受挫
第三節　中國第一個奧陶系礁灘型凝析氣田的發現
一、重新評價、堅定了礁灘複合體油氣勘探信心
二、深化認識、明確了塔中工號坡折帶勘探方向
三、探明了塔中I號坡折帶3億噸級礁灘型凝析氣田
第四節　塔中鷹山組層間岩溶特大型凝析氣田的發現
一、深化研究，重新厘定與評價鷹山組頂岩溶不整合
二、立體勘探，塔中東部鷹山組油氣勘探獲重大發現
三、整體評價，大面積探明層問岩溶型特大凝析氣田
四、科技創新，明確了塔中奧陶系10億噸級油氣規模
參考文獻

第二章　塔中隆起區域地質背景
第一節　層序地層特徵與沉積格局
一、奧陶系地層組構
二、奧陶系層序格架
三、奧陶系區域沉積演化格局
第二節　奧陶系碳酸鹽岩不整合刻畫
一、海相碳酸鹽岩不整合研究思路與方法
二、塔中奧陶系海相碳酸鹽岩不整合特徵
第三節　斷裂體系與構造演化特徵
一、塔中隆起斷裂發育特徵
二、塔中隆起斷裂發育期次及其成因
三、塔中隆起構造演化
第四節　奧陶系沉積相特徵及沉積相帶展布
一、沉積岩相的綜合研究方法
二、碳酸鹽岩岩石學類型特徵
三、沉積相類型及典型相標誌
四、沉積相空間疊置遷移特徵
五、沉積相建模及其三維展布
參考文獻

第三章　儲層發育特徵與主控因素分析
第一節　碳酸鹽岩儲層相關研究進展
一、儲層參數定量化、綜合化發展
二、斷裂和裂縫的重要性日漸凸顯
三、古岩溶科研技術方法不斷創新
第二節　奧陶系碳酸鹽岩儲層特徵描述
一、儲層物性特徵
二、儲集空間描述
三、孔隙結構特徵描述
四、儲集類型劃分
第三節　礁灘型儲層主控因素分析
一、中高能沉積相帶環境
二、高頻米級海平面變化
三、多成因岩溶作用改造
四、多期次油氣成藏過程
第四節　風化殼層間岩溶型儲層主控因素分析
一、風化殼層問岩溶特徵及三維空間展布
二、高能粒屑灘是層問岩溶發育的物質基礎
三、斷層和裂縫是層間岩溶縱橫發展的關鍵
四、埋藏作用是改善深層儲集物性的重要因素
五、白雲岩化是改善深層儲集物性的主要因素
六、多成因層間疊合複合岩溶發育模式建立
第五節　儲層評價及預測
一、單井儲層劃分與評價
二、多井間儲層評價對比
三、礁灘複合體儲層綜合預測
四、層間岩溶型儲層綜合預測
參考文獻

第四章　大面積複式成藏機理與油氣分佈規律
第一節　准層狀油氣藏特徵
一、油氣大面積分布，優質儲層控制油氣富集程度
二、油氣具有“東西分段、南北分帶”的分佈特徵
三、油氣藏無統一的邊底水，局部發育定容水
四、縫洞系統是碳酸鹽岩儲滲主體，油氣產出呈動態變化
五、塔中北斜坡海相碳酸鹽岩准層狀凝析氣藏特徵
第二節　油氣地球化學特徵及來源
一、原油地球化學特徵及來源
二、天然氣地球化學特徵及來源
第三節　油氣成藏過程與成藏模式
一、油氣充注時間與期次
二、油氣成藏模式
三、混源成藏機制
第四節　油氣成藏控制因素
一、繼承性古隆起是形成特大型凝析氣田的地質基礎
二、優質烴源是碳酸鹽岩大面積混源成藏的物質保障
三、斷裂、不整合面，縫洞系統是成藏最佳輸導格架
四、岩溶縫洞系統是准層狀凝析氣田油氣富集的關鍵
參考文獻

第五章　大沙漠區高精度三維地震採集處理技術
第一節　大沙漠區高精度三維地震採集關鍵技術
一、基於子波一致性的地震激發技術
二、精細三維觀測系統優化設計技術
三、複雜地表條件三維變觀設計技術
四、大漠區表層結構調查及靜校正技術
第二節　大漠區高精度三維地震處理技術
一、疊前高保真三維地震處理技術
二、偏前、偏後提高信噪比處理技術
三、井控、各向異性疊前時間偏移處理技術
四、疊前深度偏移三維地震處理技術
參考文獻

第六章　碳酸鹽岩縫洞體預測與烴類檢測技術
第一節　碳酸鹽岩縫洞體預測技術
一、碳酸鹽岩儲層預測技術發展現狀
二、碳酸鹽岩儲層定性預測技術
三、碳酸鹽岩縫洞體量化描述技術
第二節　碳酸鹽岩油氣藏烴類預測技術
一、地震資料烴類檢測技術理論基礎
二、烴類檢測技術創新及其應用效果
參考文獻

第七章　超深碳酸鹽岩鑽完井及儲層改造工藝技術
第一節　超深碳酸鹽岩鑽井工藝技術
一、縫洞型碳酸鹽岩水平井鑽井技術
二、縫洞型碳酸鹽岩的精細控壓技術
第二節　高溫儲層縫洞型碳酸鹽岩完井及儲層改造工藝技術
一、高溫碳酸鹽岩儲層完井技術
二、縫洞型碳酸鹽岩儲層深度改造技術及現場應用
參考文獻

第八章　塔中一體化勘探開發成果與油氣勘探潛力
第一節　勘探開發一體化的做法
一、上產增儲一體化
二、研究部署一體化
三、工程地質一體化
四、生產組織一體化
五、地面地下一體化
第二節　塔中海相碳酸鹽勘探開發一體化成效
一、我國第一個大型礁灘複合體凝析氣藏的探明與開發
二、塔中北斜坡層間岩溶型特大凝析氣田的探明與開發
第三節　油氣勘探潛力
一、塔中北斜坡良裡塔格組勘探潛力
二、塔中北斜坡鷹山組油氣勘探潛力
三、塔中深層蓬萊壩組重要戰略接替
第四節　勘探對策及方向
一、轉變發展方式，推進塔中勘探開發一體化
二、整體評價，規模探明鷹山組富油氣區帶
三、滾動勘探，加速良裡塔格組天然氣建產
四、風險鑽探，拓展白雲岩油氣勘探新領域
參考文獻·

第一章　塔中隆起奧陶系特大型凝析氣田的發現
塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起中段，面積約2.2萬km2，為前石炭紀巨型古隆起（圖1.1）。塔中地區的勘探工作始于1983年，1989年塔中（D）1井的鉆探標志著塔中勘探的全面啟動，目前二維測網密度已達1km×1km～2km×2km，三維地震逾5000km2。塔中隆起碳酸鹽巖勘探經歷了一波三折的過程：1989年首戰在D1井取得戰略突破，隨后中部斷壘帶高部位潛山區的評價相繼失利；1996～1997年在塔中Ⅰ號斷裂帶奧陶系內幕灰巖取得突破，但其后的勘探再度受挫，跌落低谷；在不同領域、不同類型的碳酸鹽巖探索相繼失利的絕境下，2003年以來在新采集三維地震資料的基礎上，不斷突破碳酸鹽巖勘探難關，重新認識與評價塔中的勘探潛力、重新優選主攻方向、重新優化勘探技術與措施，探明了中國第一個奧陶系礁灘復合體大型油氣田，發現了塔中北斜坡鷹山組層間巖溶大型凝析氣田（周新源等，2006，2009a）。
第一節　盆地腹部沙漠覆蓋區勘探的戰略突破
一、征戰大漠，鎖定塔中Ⅰ號巨型背斜構造
塔里木盆地面積56萬km2，四周以天山、昆侖山、阿爾金山等高山為限，中部為塔克拉瑪干大沙漠，東西綿延1000km，南北寬400km，面積33萬km2，是我國最大的沙漠，也是世界第一大流動性沙漠。茫茫大漠氣候惡劣，酷暑嚴冬、風大少雨，沙漠腹地亙古橫荒、無人企及，號稱“死亡之海”。
1983年5月，新疆石油管理局南疆指揮部組織由366臺車輛和設備所組成的兩個美國GSI公司地震隊和一個中國地震隊，揭開了石油人征戰“死亡之海”的宏大序幕。沙漠地震隊歷盡千難萬險，在兩年內共完成19條縱貫盆地南北的區域地震大剖面，剖面全長5782.2km。根據這些區域地震和物探資料，明確了塔里木盆地“三隆四拗”的構造格局，發現“塔中古隆起”（圖1.2）。通過進一步地震普查工作，發現了塔中Ⅰ號巨型潛山背斜，其在Tg5′構造圖上，以-4500m等高線為閉合圈，閉合幅度2180m，閉合面積8220km2，表現為一個巨型復式背斜帶的特點（圖1.3）。1986年第一輪資源評價，在41個圈閉中塔中Ⅰ號構造名列首位，資源量達29.8億噸。探索“拗中隆”、鉆探“潛山大背斜”、發現“大場面”的勘探思路開始形成，塔中Ⅰ號構造成為臺盆區戰略突破的首選目標。
二、首戰告捷，盆地腹部實現油氣戰略突破
1989年4月塔里木石油會戰指揮部成立，在“建立兩個根據地，打出兩個拳頭，開辟一個生產試驗區”思想指導下，指揮部即刻決定上鉆D1井。1989年5月5日，塔中1井開鉆。9月23日，鉆至石炭系底部井深3572m時，開始見氣測顯示；3586.5m進入下奧陶統風化殼白云巖，溶洞裂縫發育，連續取芯3次，共取出含油巖芯15.42m，原油外滲。10月18日對奧陶系3565.98～3649.77m井段裸眼中測，22.33mm油嘴日產凝析油356m3、天然氣55.7萬m3，從而發現了塔中1號潛山奧陶系高產凝析氣藏。
D1井取得了沙漠腹地油氣勘探的首次勝利，表明塔里木盆地不僅山前前陸區有油氣，而且在臺盆區內部也有油氣富集，奠定了臺盆區尋找大油氣田的戰略思想，“成為塔里木勘探史上第五個里程碑”（邱中建、龔再升，1999）。
第二節　塔中奧陶系碳酸鹽巖勘探的艱難探索
一、潛山鉆探失利，古隆起勘探舉步維艱
為了擴大D1井奧陶系潛山勘探成果，隨后在D1井東部與南部兩個潛山高部位上鉆的D3井、D5井的油氣顯示與儲層都遠不及D1井，兩口井相繼失利，塔中的勘探前景變得撲朔迷離。由于塔中大背斜碳酸鹽巖的非均質性與含油氣的復雜性，不能用簡單的潛山油藏模式來指導塔里木盆地的勘探，塔中開始了勘探方向和勘探層系的轉移，碳酸鹽巖的勘探進入艱辛的探索階段。
根據D1井石炭系油氣顯示的線索研究，塔中勘探及時做出了向西轉移、向石炭系砂巖轉移的決策，1992年D4井在石炭系東河砂巖段獲含油巖芯191.12m，4月在3597～3607m井段以11.11mm油嘴求產，日產油285m3、日產氣5.3萬m3，從而發現了沙漠腹地第一個工業性油田。D4井的突破掀起了東河砂巖油氣勘探的高潮，先后發現了D10、D6、D16、D40等7個油氣田（藏），建立了100萬噸的產能基地，為塔中油氣勘探開發奠定了堅實的基礎。
在“背斜控油、潛山控油”的勘探思想指導下，在以東河砂巖勘探為主攻目的層的同時，沒有放棄對潛山高部位局部構造的兼探。1992～1993年塔中壘帶潛山區西部鉆探碳酸鹽巖相繼落空后，隨后斷續上鉆東部的D8井、D38井、D7井等也宣告失利。評價塔中1號白云巖潛山的D101井、D102井失利后，一直到1996年塔中中央斷壘帶鉆遇潛山20余口井，除發現塔中1號凝析氣藏外，均告失利。由于塔中碳酸鹽巖潛山儲層變化大、非均質性強，油氣藏類型復雜、油氣分布規律復雜，致使潛山區高部位的勘探陷入停滯。
二、轉變勘探思路，發現塔中Ⅰ號坡折帶
我們在主攻東河砂巖低幅度構造的同時，對塔中碳酸鹽巖的勘探工作不斷總結經驗教訓，及時跟蹤研究新出現的勘探動向與苗頭，從“潛山高部位”向“斜坡區”轉移的勘探思路形成，展開了對塔中南、北斜坡區的探索。
1995年在塔中上奧陶統灰泥丘相發現優質生油巖，厚約80～150m，有機碳含量為0.5%～5.54%，目前正處于生油高峰期，廣泛分布于塔中北斜坡。上奧陶統烴源巖的發現表明塔中的勘探要逼近烴源巖、逼近下古生界，以上古生界東河砂巖為主的勘探重點又開始向下古生界轉移，形成逼近烴源巖的勘探思路。
隨著塔中地區勘探與研究的深入，發現塔中與滿加爾凹陷的邊界為一大型的坡折帶，雖然地震資料品質較差，構造形態難以準確刻畫，但認識到塔中Ⅰ號坡折帶是大型臺緣斷裂破碎帶，延伸達300余公里，斷距達2000m，可能是塔中重要的油源斷裂，并伴有多種類型的圈閉發育，是有利的勘探區域。從而形成斷裂控油、逼近斷裂帶的勘探思路。1996～1998年在逼近油源、逼近近源儲蓋組合、逼近斷裂帶的勘探思想指導下，開展了對塔中Ⅰ號坡折帶奧陶系碳酸鹽巖的探索。
1994年8月以石炭系背斜構造為主要鉆探目的的D16井，在兼探目的層上奧陶統灰巖中完井測試獲工業油流，通過對奧陶系構造解釋和成藏條件的分析，1996～1997年以塔中Ⅰ號坡折帶奧陶系碳酸鹽巖為重點鉆探區帶，在發育局部構造的D24井、D26井、D44井、D45井4個圈閉上進行了探索，均取得了成功。
D45井位于塔中Ⅰ號坡折帶西段，圈閉類型為背斜型，面積58.9km2，幅度100m。該井在上奧陶統灰巖段共見5層38m油氣顯示，氣測組分齊全，全烴（TG）最高達13.54%。其中取芯4筒獲油斑、熒光級巖芯19.37m。6073～6105m見低溫熱液成因的螢石充填塔中Ⅰ號坡折帶中的裂縫，又被溶蝕成孔洞。構造微裂縫，螢石網狀解理縫發育。在6020～6150m井段完井酸化，9mm油嘴獲日產油300m3、氣111548m3 的高產工業油氣流。
D44井位于塔中Ⅰ號坡折帶中段，圈閉類型為斷塊型，面積13.8km2，幅度95m。該井在上奧陶統灰巖段見8層147m油氣顯示，氣測組分齊全，TG最高達23.89%。其中取芯5筒，獲油斑及熒光級巖芯26.84m。儲層類型為裂縫溶（洞）孔型，4838～4910.5m裂縫，溶蝕孔洞發育，面縫率0.2%～0.3%，面洞率0.68%～2.27%。該井在4857～4888m井段，9mm油嘴獲日產氣48710m3、油3.48m3。
D24井構造位置位于塔中Ⅰ號坡折帶東段，圈閉類型為斷背斜型，面積11.5km2，幅度170m。該井在上奧陶統灰巖段4452～4483.48m取芯見熒光灰巖。巖芯出筒具油味。
氣測顯示活躍，組分齊全，TG最高76%。儲層高角度裂縫發育，巖芯破碎嚴重，取芯收獲率低，井眼定向垮塌。在4461.1～4483.48m井段中途測試，酸化，7.94mm油嘴日產油15.1m3、氣28892m3、水32.5m3。
D26井位于塔中Ⅰ號坡折帶東段，圈閉類型為斷背斜型，面積13.7km2，幅度175m。在上奧陶統灰巖段灰巖4274～4404m中，熒光灰巖84m，氣測顯示異常活躍，TG最高達74%，后效明顯，泥漿性能變化顯著，多次發生井涌。在4300～4360m井段完井酸化，5.56mm油嘴日產油39.6m3、氣123552m3、水15.6m3。
塔中Ⅰ號坡折帶西起D45井區，東至D26井區，東西長約200km，油氣顯示及產層主要集中發育在良里塔格組良二段內，層位穩定、儲層發育，東西油氣層高差達1800m（圖1.4）。D24井、D45井、D44井、D26井的成功鉆探，證實塔中Ⅰ號坡折帶是一個油氣富集帶，開辟了塔中碳酸鹽巖內幕油氣藏勘探的新戰場。
三、區域甩開評價，礁灘體勘探屢屢受挫
D44井、D45井獲得突破后，沿塔中Ⅰ號坡折帶接連部署D49井、D27井等4口井，鉆探不同區段、不同類型的構造圈閉，以期控制Ⅰ號坡折帶整體油氣規模，結果相繼失利。評價D45井油藏時先后上鉆兩口井，僅D451井獲得高產工業油氣流，同時發現碳酸鹽巖儲層復雜、油氣藏復雜。因此，1998年之后塔中Ⅰ號坡折帶的勘探也很快陷入停滯狀態。
盡管認識到塔中Ⅰ號坡折帶是有利的油氣聚集帶，但在“坡折帶控油”、“構造勘探”的思路指導下，不同區段、不同類型的局部構造圈閉都已鉆探完畢，卻無新發現、也“無”新圈閉可鉆；同時，碳酸鹽巖儲層復雜、低孔低滲，酸化前測試一般不出油氣或產量很低，酸化后油氣產量和壓力較高，初期產量高，但都不穩定、遞減快，幾天之后就低產或不出油，壓力恢復有明顯的衰竭反映；而且這些井酸前測試均不產水，酸化后求產出水，油水關系復雜；塔中碳酸鹽巖埋深大，地震資料品質差，構造形態難以精細刻畫，儲層更是難以預測，評價也相繼受挫。至此，人們對塔中Ⅰ號坡折帶的巨大期望又化為烏有，再次飽嘗D1井之后的苦澀。
1998～2002年，塔中勘探工作量銳減、勘探戰線不斷“退縮”。塔中再度轉向探索與評價東河砂巖低幅度圈閉及地層圈閉，僅發現D40小油田和與D47火成巖相關的復雜油藏，塔中勘探之路越走越窄，“已”無圈閉可供鉆探；同時對志留系展開了評價與探索，僅探明D11志留系303萬噸的稠油藏；奧陶系在潛山、斜坡區也有兼顧，鉆遇奧陶系的井僅有六口，分別探索潛山斜坡區不同領域的碳酸鹽巖，卻一無所獲。
十幾年的“大場面”求索，塔中碳酸鹽巖經歷高部位―斜坡區、奧陶系―寒武系、灰巖―白云巖、構造圈閉―巖性圈閉的艱辛探索，僅發現了D1、D45等7個油氣藏，控制加預測儲量不足6000萬噸油當量（1kgoe＝41868kJ/kg），沒有一口井能穩產、沒有一個油氣藏能探明、沒有一塊能投入開發。當時看來塔中勘探已是“進退維谷”、甚至是到了“山窮水盡”的地步。
第三節　中國第一個奧陶系礁灘型凝析氣田的發現
一、重新評價、堅定了礁灘復合體油氣勘探信心
塔中斷壘帶除D1井獲得突破外，其他潛山鉆探都告失敗；塔中Ⅰ號坡折帶初戰告捷，后續評價相繼失利；探索內幕白云巖與鹽下大背斜雖有發現，但無法展開。基于十幾年勘探的不斷受挫，不同領域、不同類型都已鉆探，卻只是發現個別的幾個出油井點，未能形成儲量，更沒有產量。面對塔中碳酸鹽巖勘探的艱難困境，塔里木油田公司及時開展了“三個重新”工作：即重新認識與評價塔中的勘探潛力、重新優選主攻方向、重新優化勘探技術與措施。通過重新評價塔中、重新認識塔中從而開展多方位研究工作，形成了四點重要認識。
（一）具有長期穩定發育的古隆起構造背景
塔中隆起早奧陶世末期為斷塊運動，晚奧陶世末期以褶皺運動為特點，形成了塔中寒武系-奧陶系巨型復式古隆起格局，志留紀末期為構造破壞期，石炭紀末期為構造調整期，其后進入平穩升降期，沒有大規模構造活動。基底北東向隱伏斷裂控制了蓋層構造的發育演化，導致塔中古隆起具有東西分塊的特征。塔中是長期發育的巨型古隆起，形成早、定型早，與油氣運聚相結合形成了塔中多層含油氣層疊置的格局。