基于非常规石油地质特点和“进源找油”思想,中国石油勘探开发研究院、国家能源页岩气研发实验中心蔚远江高级工程师团队梳理提出了而岩油勘挥的“六定”思路或“六步”评价流程。在综合资料收集且准备齐全之后,开展的“六定”是指定背景、定源岩、定储层、定区带、定资源、定甜点。
所谓“定背景”,即分析有利构造-沉积背景。北美 Permian、Appalachia、Williston 和 West Canada盆地页岩构造分析均表明,稳定宽缓的构造背景是形成页岩油的有利背景。宽缓的构造背景因其构造稳定,坡度小,处于油气运移的必经之地,有利于页岩油资源的形成与大面积分布。由北美页岩油形成条件来看,页岩油聚集须有构造-沉积背景匹配,因此,需要首先厘定研究区构造-沉积背景,分析沉积特征与有利构造。有利构造包括有利于页岩油富集的区域构造、局部构造、断裂和微裂缝发育状况等。
所谓“定源岩”,即评价烃源岩分布、品质与特征,寻找主力烃源岩中心和层系,确定成熟优质源岩发育区。目前的基本共识认为优质烃源岩是页岩油形成的基本条件,是页岩油富集的物质基础。已发现的页岩油主要位于优质成熟烃源岩范围内,烃源岩热演化程度控制了页岩油甜点区分布。北美页岩油分布和富集主要受控于烃源岩的有机质类型和成熟度,有利区主要分布于有机质类型较好(工型或Ⅱ型干酪根)、埋深适中(深度为1000~4500m)、成熟度适中(镜质体反射率(R。)为0.7%~1.3%)的烃源岩发育区。综观北美与中国页岩油特征,烃源岩分布与品质对页岩油聚集起到最关键的决定性作用,品质高、面积大或厚度大的烃源岩是页岩油良好赋存与富集的先决条件,主力烃源灶的发育范围决定了其对应含油系统内页岩油的平面分布规律。因此,进源勘探的首要任务是开展源岩评价。研究提出的“定源岩”含义,一是确定有效的烃源灶,即目前仍然处在成熟生油窗内(镜质体反射率一般为0.6%~1.3%,个别低熟者可低至0.5%)的烃源区,二是厘定有效烃源岩的分布区,有效烃源岩是进入排烃门限并处于大量排油气阶段的富有机质泥页岩,其总有机碳(TOC)大于1%(有机碳含量下限),有机质类型为I一Ⅱ型。
所谓“定储层”,即评价储层分布、品质与特征,确定优质储层分布区。页岩系统中的页岩油储层往往比较致密,优质储层控制了页岩油甜点局部富集和分布范围,因此,厘定页岩油源岩特征和分布之后,下一步需要确定页岩油储层特征和分布。根据页岩油勘探评价技术规范和国内外典型页岩油富集条件,勘探初期可以初步筛选出覆压基质渗透率(K)不高于0.1×10-5μm2或空气渗透率低于1×10-6um2、孔隙度低于12%的有利储层,圈定其分布范围,以便评价优质储层及其分布。参与评价的页岩油储层类型多样,砂岩、碳酸盐岩、泥页岩均可发育,其孔喉直径一般小于1 μm,储层埋深主体为1200~4500m。在原则上,储层厚度下限为油层厚度不小于2m,含油面积下限为页岩油连续分布面积不小于20 km2。
所谓“定区带”,即评价源储配置特征及其叠合区带,圈定页岩油源储叠合有利区。页岩油多为源内聚集、源储紧邻或接触,为生烃增压作用提供了便利,因此,需要搞清页岩油源储配置关系和“定带评区”,即厘定有利区带。“定带评区”的含义包括:一是圈定目前仍处在生油窗内的有效烃源灶与页岩系统储层的叠合区;二是厘定成熟有效烃源岩区及其周边有利构造带与油气输导体系的分布区;三是确定有利的源储配置及其与有利输导体系的叠合区带。基于此,从烃源灶出发沿着油气原地聚集“进源”或近距离运聚“近源”循径,就可确定源储纵向叠置、横向连接的有利勘探区带,为进一步评价潜力和优选甜点奠定基础。
所谓“定资源”,即评价页岩油资源,确定规模与潜力。郭秋麟等近期针对陆相页岩油沉积地质特点开展系统研究,初步建立了快速评价(容积法和体积法)、重点评价(小面元容积法、分级资源丰度类比法和EUR类比法)、刻度区精细评价(资源空间分布预测法和数值模拟法)3个层次的页岩油资源评价方法体系。其中,容积法和体积法适合于低勘探程度区;小面元容积法和分级资源丰度类比法适合于中一低勘探程度区;EUR类比法、资源空间分布预测法和数值模拟法适合于较高一高勘探程度区。在勘探评价中,需根据研究区地质条件与勘探程度优选资源评价方法,或者几种资源评价方法结合、佐证并综合优化评价结果。
所谓“定甜点”,即评价页岩油类型、甜点段,预测甜点区。甜点段是指剖面上烃类相对富集或潜力价值的高产层段;甜点区是指在平面上有利源储层系分布范围内,经人工改造可形成工业价值的相对高产富集区。评价陆相页岩油甜点区(段),重点是在烃源岩、储层等地质要素研究基础上,搞清页岩油类型与分布特征、页岩油富集特征与主控因素,综合评价出资源潜力区,进而确定页岩油优先勘探的甜点段和甜占区在确定有利区及预测甜点区过程中,保存条件要求无规模性通天断裂破碎带、非岩浆岩分布区、不受地层水淋滤影响等。地面条件要求(初步)具有工业开发基础条件。针对甜点区,可进一步开展综合评价与有利井位优选,进行井位论证和部署验证。再外甩扩大勘探评价范围,根据最新钻探进展和资料,展开迭代分析,如此循环深化,不断优化、细化区块优选评价,力争提高勘探成功率,探索含油边界,确定储量规模和开发潜力。
“六定”思路勘探流程示意