世界能源新宠——盐下储藏

阳光检测

[url=]发表日期： 2016-12-13 10:17[/url][url=]来源： 石油知识杂志社[/url]

　　自从20世纪60年代墨西哥湾率先进行盐下油气藏勘探和开发以来，目前全世界多个国家和地区已经发现盐下油气资源。从全球范围看，盐下油气藏主要分布在墨西哥湾盆地、西非海岸盆地(如刚果盆地、加蓬盆地等)、滨里海盆地、塔里木盆地和巴西桑托斯盆地。

　　盐下指的是沉积盆地中被岩盐层所覆盖的区域，这些区域可能蕴藏着丰富的石油资源。石油行业中的“盐”指的是在局限蒸发背景下沉积的一套特殊地层。在这一地层以下聚积的石油习惯上称为盐下石油。

　　盐上油与盐下油

　　盐上油(Postsalt)：位于盐层上部的储层。

　　盐下油(Presalt)：位于原地盐层下的储层。

　　就巴西盐下油而言，盐下油层多为碳酸盐岩储层，产出原油黏度低，多有伴生气；而盐上油层则多为疏松砂岩储层，产出原油相对较高，需要开展水平井砾石充填完井。

　　盐下储藏的形成

　　盐下油气资源的储集岩主要为滨岸环境和浅海台地、陆棚环境的碳酸盐岩(石灰岩、生物礁灰岩、鲕粒灰岩和白云岩等)和碎屑岩(砂岩、粉砂岩)，其中已发现的盐下含油气层系以碳酸盐岩储层居多。

　　事实上，盐层可能比其下面的砂岩更古老。因为盐层会发生运移，并且在某些情况下形成了能够圈闭石油和天然气的盖层。

　　晚三叠纪，随着北美板块离开南美板块和非洲板块，深深的峡谷(地堑)开始形成。在中侏罗纪时期，太平洋风暴潮向东移动，充填了古墨西哥湾的浅层凹陷，到晚侏罗纪时期该地区的地堑构造持续下沉。在风暴潮停息期间，墨西哥湾与太平洋的连接趋于关闭，使得入侵的盐水成为孤立体。

　　通过无数次的补充和蒸发循环，这些盐水体的矿化度不断增加。结果在高盐盆地中心形成岩盐沉淀，盆地周围形成硬石膏沉淀。盆地之外的地质构造大大地影响了充填墨西哥湾和掩埋厚Louann盐层沉积层的层序和展布范围。有些沉积物后来发育成烃源，另外一些发育成可能的油藏，在白垩纪至第三纪的大灾难之后，墨西哥西部地区发生的造山事件产生的沉积物，以及后来来自密西西比河流域的砂沉积，填充不断下陷的盆地，形成了覆盖墨西哥湾盆底的沉积层。

　　当厚厚的盐层被深埋和发生变形后，形成与不含盐的边缘地层和构造完全不同的大陆边缘地层和构造体。此类构造影响是盐的独特物性产生的结果。

　　岩盐的特性

　　岩盐最重要的物性之一是它比周围的沉积岩如砂岩、页岩等脆弱得多。岩盐的强度随粒度减小和温度的升高而降低，当盐粒中包含原始海水薄膜时，岩盐也容易破碎。岩盐的构造解体往往导致塑性流动。即使在环境温度和压力保持不变情况下，岩盐每年也能滑动几米远，伊朗盐川曾经有过这样的记录。

　　盐的另一个特征是密度低。刚刚沉淀下来的泥和沙子没有盐重，但在深埋过程中，随着其中的流体被渐渐挤出和不断压实，就慢慢变得比盐重，相比之下盐变轻。在墨西哥湾，当上覆厚度小于2000～3000米时，通常沉积层的平均密度不会超过盐的密度。

　　盐的另一个重要特征是低渗透率，能够圈闭流体和气体，从而阻止流体运移，圈闭油气。

　　在埋藏过程中如果受力均匀，盐的力学特性就比较稳定。但是，盐的低黏度特征也使得当其受力不均匀时容易发生流动，这种情况主要在两种条件下发生。

　　一是较大的重力负荷：当上覆沉积物的厚度和密度在横向上变化时，引起下伏盐层横向上趋于向较薄或密度低的上覆区滑动。二是位移负荷：这种负荷受构造力驱动，通常在水平方向上发挥作用。如果盐体侧翼的沉积物横向上拉扯，盐层可能会拉伸，落入产生的裂隙中。相反，如果侧翼沉积物向一块挤压，受到干扰的盐体就会受到挤压，像牙膏一样被挤出形成一个管状体。

　　然而，即使脆弱的盐体受压不均衡，也可能不会变形。有两种重要的力阻止盐体流动。第一个是上覆沉积层的强度，因为盐要上升，就必需穿过或顶起上面的沉积层。如果上覆沉积层比较厚，尽管其密度比盐要轻，但因其重量太大也不能被顶起或压力太强不能被刺穿。第二种力是边界拖动，这由施加在盐层上下界面上的摩擦力造成。在某盐层向附近不断增长的盐构造提供原料的地方，随着盐源枯竭，盐层变薄，该盐层要流动就面临巨大困难。盐最初是在平坦的地层沉积下来的。后来通过上述力把这些平坦的盐层变成了地下盐山——有的绵延几百英里，发育高度可能超过地表的最高山脉。

　　国外盐下油的钻探

　　近年来，对盐下油气藏的研究取得了一定的认识。但是，由于盐下油气藏勘探开发历史不长，对其勘探方法、成藏理论等的研究还不够深入和系统，因此盐下油气藏又是人们尚未熟知的一个勘探领域。

　　开发者面临的最大挑战是地下的厚盐层。有几个深水远景区位于多个盐层之下，其中部分盐层厚度达到6100米。对钻井人员来说，盐层是一个特殊挑战。在钻进盐体时，必须设法对付高压沉积层或碎石带。盐层也给地球物理人员对不规则盐体下的地质构造成像造成巨大困难。地震波在盐层中的传播速度可达4400～4600米/秒，几乎达到盐层周围沉积层中传播速度的两倍。如此大的速度差造成地质构造成像困难，可能使得下伏构造成像模糊，使地学家无法正确确定潜在储层的位置和规模。然而，地震资料采集和处理技术的不断提高帮助地球物理学家们解决了目前盐下构造成像难的问题。

　　巴西岩下油藏：巴西的盐下油藏是一种盐层下面的碳酸盐岩储藏。这些盐下油的勘探和开发尚处于初期，目前钻井数量较少。但这些油藏埋藏在最深2000m的盐层下面，同时深水环境也带来了新的挑战。这些区块的储藏由层状非均质碳酸盐岩构成，这使得很难得到精确的储藏物性。钻井同样非常艰难，钻速非常低。钻井中精确定向控制非常重要。生产过程中出现的蜡沉积、水合物和结垢等也有一定难度。另外，盐下油环境具有高腐蚀性，含有大量CO2和H2S，这就要求钻完井中采用特殊的水泥和金属管材。

　　巴西盐下油的开发需要综合应用各种技术才能实现经济开发和作业。哈里伯顿公司已经参与盐下油的开发，在其它深水和盐下油开发中也积累了大量经验，并将巴西多年来在盐上油开发中的成熟技术用在盐下油开发中。

　　巴西盐上油：巴西大部分深水油田位于盐层上部的油藏内。盐上油深度变化很大，但主要为砂岩储藏，部分为碳酸盐岩。稠油为主，但也发现了轻质油和天然气。此处曾沉积有厚的浊流岩，其源岩为湖相泥岩。

　　许多巴西盐上砂岩储藏具有非胶结砂岩的特征，破裂压力低，使得深水下的水平井固砂/防砂作业很难实施，因此在施工前需要进行充分的拟合和优化设计。

　　哈里伯顿已在巴西盐上油藏钻出数百口深水井。这些大型油田的成功需要快速识别有利区、正确评价储量和高效钻井。哈里伯顿在深水方面的成熟技术和服务实力已在提高开发速度、改进效率和提高产量上得到成功应用。

　　从全球范围看，盐下油气藏主要分布在墨西哥湾盆地、西非海岸盆地(如刚果盆地、加蓬盆地等)、滨里海盆地、塔里木盆地和巴西桑托斯盆地，有巨大的资源潜力，但是开发难度很大。随着盐下油气藏理论认识的持续深化以及盐下开发技术方法的不断成熟，世界盐下油气开发技术将不断取得突破。我国含盐盆地分布很广，总结分析国外含盐油气藏开发现状，对我国含盐盆地油气藏开发具有重要的指导意义。(文/赵薇)