火成巖就是地下高溫的熔融巖漿,侵入地層或噴出地表。火成巖是噴發形成的,一般有發育較好的孔隙。火成巖油氣藏是指以火成巖為儲集層形成的圈閉,且其中聚集了石油或天然氣。
火成巖油氣藏是一種特殊的隱蔽式油氣藏,并具有一定的儲量和產能規模。
火成巖油氣藏巖體分布形式繁多,儲集層的非均質性嚴重,含油性錯綜復雜,對火成巖油氣藏的基本特征、形成條件、分布規律、勘探開發方法等研究越來越受到人們的關注。
一、世界火成巖勘探開發歷程
火成巖油氣勘探工作始于1887年美國加里弗尼亞的圣華金盆地第一個火成巖油藏的鉆遇,隨后在日本、墨西哥、印尼等多個國家也無意識地鉆遇了多個小型火成巖油藏。目前在世界范圍內已發現300多個與火山巖有關的油氣藏顯示,實際探明儲量的火山巖油氣藏共169個。其中不乏一些大型火成巖油氣藏,如利比亞錫爾特盆地的拿法拉油田、阿烏德日拉油田。
火成巖油氣勘探研究可分為3個階段:20世紀50年代前,大多數火成巖油氣藏是在勘探淺層其他油藏時偶然發現的;50年代初到60年代末,對火成巖中的油氣聚集現象給予了一定的關注,在局部地區進行了針對性勘探;70年代到現在,火成巖油氣藏的勘探在世界范圍內廣泛開展,并進行了大規模的工業開采。
二、世界火成巖油氣資源現狀
1.火成巖油氣儲量
目前全球火成巖油氣藏探明油氣儲量約為18.38億噸。火成巖油氣儲量主要集中在俄羅斯、美國、古巴、印尼及東歐的一些國家,中國最近幾年對火山巖油氣藏重視,也陸續勘探出一定的儲量。
2.火成巖油氣產量
火成巖油氣的產量主要集中在日本、印尼和美國等國家。其中日本的火成巖油氣的產量最大,目前的產量為18987×106m3。
主要的油氣產出火成巖油氣田有:日本的吉井-東柏崎、印尼的賈蒂巴朗氣田和美國的立頓泉氣田。
三、火成巖勘探技術
近年來,火成巖油氣勘探技術迅速發展,目前應用的主要有地震勘探技術、測井技術、非地震綜合勘探技術、綜合物理方法等。
1.地震勘探技術
根據火山巖體的地震響應特征,通過地震數據體三維可視化瀏覽及大跨度的時間剖面掃描,可以縱橫向刻畫火山巖體的展布特征,在宏觀上識別火山巖分布范圍及規模。火山巖體在時間切片上表現為火山口由淺至深逐漸增大,相干切片上也能反映出不連續體從淺層到深層范圍逐漸擴大的趨勢;縱向時間剖面上, 能清晰反映出火山巖的展布特征。
在火成巖油氣藏的勘探中,目前應用的主要技術是由疊后流體檢測技術和疊前流體檢測技術組成。
2.測井技術
常規測井發在火成巖勘探中主要用途有:識別火成巖巖性和火成巖裂縫。
常規測井資料裂縫識別技術主要有:全波波形及其能量衰減識別法、斯通利波時差延遲及反射系數指示裂縫法、常規組合測井曲線識別法、自然伽瑪能譜判斷裂縫有效性、地層傾角測井資料識別裂縫等。
在火成巖勘探方面,成像測井主要用于對火成巖儲層裂縫的分析和非均質火成巖儲層的探測。
斯侖貝謝公司的MAXIS-500系統、貝克阿特拉斯公司的ECLIPS-5700和哈里伯頓公司的EXCELL-2000系統代表了當今成像測井技術的最高水平。
FMI成像測井技術不僅能夠用于識別裂縫、溶蝕孔洞, 劃分裂縫類型、確定裂縫發育層段,還能夠用于裂縫的定量分析,計算裂縫參數。
3.非地震綜合勘探技術
火山巖具有高磁化率、高電阻、基性巖密度較大、酸性巖密度較小的物性特征,是非地震技術最有利的勘探目標。
目前非地震勘探主要的技術有:重磁電宏觀區域、區帶預測技術,遙感探測技術,神經網絡技術,火成巖巖相的空間展布預測技術等。
在重磁勘探中,重磁異常的分離與反演是兩個重要技術環節。通過對重磁數據頻率域濾波、解析延拓和求導等處理,可宏觀預測火山巖體。
利用神經網絡技術進行火成巖巖性識別可以取得很好的應用效果。當具有較豐富的己知火山巖資料時,可以用BP神經網絡,具有較高的識別率。當對一個新的探區開展研究,火山巖資料較少時,采用SOM神經網絡,可以獲得較高的火山巖識別率。
4.綜合地球物理方法
火成巖具有地震波傳播速度快、密度大、磁化率高、電阻率大、地震波吸收能量大等特征,利于綜合應用各種地球物理勘探方法。
美國加利福尼亞梅德福地區綜合應用地震、地質、區域重力和大地電磁測量方法,探明了淺層廣泛分布的火山巖厚度和深層白堊系、侏羅系地層的走向及構造形態,成功地提供了可供鉆探的遠景目標。
四、火成巖油氣開發技術
1.鉆井技術
目前火成巖油氣藏的鉆井技術與常規油氣田的鉆井技術相差無幾,沒有自己特有的技術。國外在火成巖油氣藏鉆井方面主要應用的技術有水平井鉆井、大位移鉆井和欠平衡鉆井。
斜井是最有利于火成巖油氣開發的鉆井技術。對于裂縫較少或主要為垂直裂縫的地層,宜鉆斜井開采,并且應使井底傾向存在裂縫的地區。
大位移井(ERD)已經在油氣勘探和開發中顯示出巨大的潛力,美國、英國等幾個國家每年都鉆成大量的大位移井。大位移井不同于水平井的一個顯著特征是斜井段長,特別是大斜度井段往往在30OOm 以上,解決了井下鉆柱摩阻增大和井眼清潔問題是大位移井成功的關鍵。
欠平衡鉆井技術在北美地區(如美國、加拿大、墨西哥灣) 應用廣泛。欠平衡鉆井技術適合開發火成巖氣藏。
2.完井技術
由于火山巖基質巖塊很致密,不容易垮塌,所以,火成巖油氣藏完井基本采用裸眼或下篩管完井。也有采用半裸眼完井的,其余部分下套管注水泥固井,再自下而上按可采儲量射孔(如薩姆戈里)。
3.壓裂技術
火成巖儲層一般為孔隙和裂縫雙重介質儲層,運用壓裂方法可以有效增加產量。火成巖儲層壓裂的核心技術是:火成巖儲層壓裂風險預測技術和火成巖儲層水力壓裂裂縫延伸控制技術。
風險預測的基本思路在建立火山巖破裂與延伸預測模型的基礎上,分析確定將導致風險的因素, 針對風險因素優化可調施工參數,采取主動措施避免產生風險。
在火山巖中存在著大量的微裂縫,必須控制裂縫的延伸才能形成主裂縫。針對“千層餅”型的地層,必須采取措施保證只開啟3條以內的主裂縫,并使其正常延伸;針對“仙人掌”型的地層,在盡量減少“小掌”數量的同時,控制壓裂液的濾失是關鍵。
4.火成巖裂縫性稠油油藏開發技術
火成巖裂縫性雙重介質稠油油藏,裂縫中的原油儲量少,容易開采;而基質中的原油儲量多,但開采難度大。目前國外在這類油藏的開采技術是:酸化或降黏處理、注水開采、衰竭式開采以及蒸汽吞吐開采。
五、結論
火成巖油氣藏作為一種特殊的隱蔽油氣藏,火成巖油氣儲量主要集中在俄羅斯、美國、古巴、印尼及東歐的一些國家;火成巖油氣的產量主要集中在日本、印尼和美國等國家。其中日本的火成巖油氣的產量最大。
火成巖油氣藏的勘探開發已有百年歷史。以地震技術為基礎結合非地震勘探技術的應用,推動了火成巖油氣藏勘探技術的發展。同時神經網絡和遙感探測技術等技術的運用,提高了其勘探效率。火成巖油氣藏開發技術大體與常規油氣藏相似。目前在鉆井方面發展水平井、大位移井和多分支井,其技術日漸成熟。
責任編輯: 中國能源網