胡继聪，梁雨田，王梦妮，康炳晔
（1.西安石油大学地球与科学工程学院，陕西 西安 710065；2.陕西省油气成藏地质学重点实验室，陕西 西安 710065；3.中国石油长庆油田分公司第一采油厂，陕西 西安 716000）
引言我国地大物博，地质条件相对复杂，特别是在我国的西部地区分布着塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等，一直以来都是我国油气资源集中分布的区域，对确保我国的能源安全具有十分重要的作用。随着现有油气资源开采程度的不断加深，在盆地内如何快速寻找新的油气资源并开采，成了保证国家油气安全的核心。但目前对特殊地质条件下的油田成藏条件分析理论研究较少，而且在复杂地形条件下的地质勘探会受到多种因素的影响，造成勘探精度差、效率低，无法满足油气勘探需求。
本文以鄂尔多斯盆地为研究对象，从地质条件变动和其周围地形条件入手，从理论上分析了大盆地地质条件下油田成藏的依据，同时结合盆地条件下地形条件复杂的情况，从优化探测方式、提高探测精度入手，提出了井-震混采及单点接收的三维地震采集技术方案，提高了复杂地质条件下油田勘探的精度。最后通过优化压裂工艺解决油气在天然缝隙发育、岩石脆性指数低情况下开采困难、开采效率低的不足。为复杂地形条件下的油田成藏条件分析、勘探和开采提供了理论技术支撑，具有较大的应用推广价值。
1 油田成藏条件分析以鄂尔多斯盆地的油田为例，其广阔的盆地结果能够促进大面积的细粒沉积，同时也能促进形成湖相优质的烃源岩，在这些条件的综合作用下为页岩油的形成奠定了坚实的条件，具体分析主要其成藏条件包括以下几个方面[1]。
1）盆地构造下大面积细粒沉积。鄂尔多斯盆地是华北版块壳运行的结果，其整体地质结构呈现了东宽西窄的结构，在盆地形成的阶段盆地内的构造发生了相对剧烈的沉降，再加上四周火山喷发，最终使盆地结构发生转型。在盆地结构变化的过程中，来自四周的物源不断地汇聚到盆地地层内，在湖泊沉积体系作用下形成了沉积油层[2]。
2）湖相优质烃源岩。在鄂尔多斯细粒沉积层中所含有大量的泥页岩、粉砂岩均具备较强的生烃潜力，其中生烃能力最强的是黑色页岩，根据地质探测在该盆地下黑色页岩的平均沉积厚度达到了67 m，分布范围极广，为油田的成藏提供了良好的物质基础。
鄂尔多斯盆地油田区域黑色页岩分布结构如图1 所示。
2 井-震混采三维地震技术油田的地震勘探需要同时进行油田的储存厚度、含油性、烃源岩品质等进行探测，从而为选择合适的钻进方案提供依据。
以某典型的黄土塬地貌为分析对象，其地表经过长时间的风吹、雨淋、水冲刷，已经形成了具有复杂特性的地貌结构，落差可以达到300 m 以上，传统的勘探开发技术方案工作量大、精确性差。因此提出了井-震混采及单点接收的三维地震采集技术方案。针对黄土塬地质条件下对地震波吸收速度快、地震波传输衰减量大的不足[3]，提出了将井炮和可控震源混采、单点检波其接收的地震波信号采集技术方案[4]。根据实际应用在400 次的验证中，其探测准确性达到了98.6%以上。
为了解决三维地震资料噪声压制和一致性处理困难的不足，通过技术攻关形成了以多域六分法去噪加子波一致性处理的井-震混采地震波处理技术方案[5]。根据地震波信号所含的噪声能量强弱交替、先传输低频再传输高频的特性，可以分步、分域的对噪声进行多层过滤，达到最大程度保留地震有效信号、消除杂波信号的目的。在进行地震波信息解析的过程中，系统首先对其进行对反褶积算子[6]进行计算并对数据进行傅里叶变换处理，提高了数据分析的准确性和可靠性。采用三维地震波检测方案，能够获得比二维勘探更高的检测精度和可靠性，三维地震波检测和二维地震波检测对比结果如图2 所示。
3 水力喷砂分段压裂技术为了解决油气在天然缝隙发育、岩石脆性指数低情况下开采困难、开采效率低的不足，因此提出了在水平井压力过程中采用“密切割剁碎储集体”的开采思路[7]。结合煤矿井下的实际地质情况，开发了一种新的水力喷砂分段压裂工艺技术，其核心是“多簇射孔，环空加砂、长效封隔”。在工作的过程中年多喷射器能够实现单簇喷砂向着多簇喷砂的转换。采用环控加砂的方式能够有效的扩大携砂的通道，彻底地消除工作时高压高排量工况下的压裂问题[8]。同时通过增加封隔时间能够有效地提升工作时大规模压裂的稳定性。
为了进一步减少工作时的应力集中区域，提高压裂的安全性，自主开发了一种新的封隔器[9]，其采用了长胶筒结构，根据实际验证，能够把锚定力提高4倍，该封隔器的承压能力达到了83 MPa，比传统的封隔结构提升了约18.4%，系统工作时的防反溅能力比优化前提升了64%以上。目前该新的水力喷砂分段压裂工艺技术已经在多个油田投入了应用，其单趟的管柱压裂的段数比优化前提升了6 倍以上，显着地提升了油气在天然缝隙发育、岩石脆性指数低情况下开采困难、开采效率低的不足。该水力喷砂分段压裂技术工作原理如图3 所示。
4 结论为了解决特殊地质条件下油田成藏条件判断、勘探、开发等理论技术缺失，影响油田开采的现状，以鄂尔多斯盆地特殊地质条件为基础，从地质条件变动和其周围地形条件入手，从理论上分析了大盆地地质条件下油田成藏的依据，同时结合盆地条件下地形条件复杂的情况，从优化探测方式、提高探测精度入手，提出了井-震混采及单点接收的三维地震采集技术方案，提高了复杂地质条件下油田勘探的精度。根据实际分析表明以下几点：
1）大面积的细粒沉积及湖相优质的烃源岩，是对油田的成藏具有十分重要的意义，在各类岩石中黑色页岩的成烃能力最强；
2）多域六分法去噪加子波一致性处理的井-震混采地震波处理技术方案，能够对地震波进行滤波和高精度解析，从而获得极高的勘探精度；
3）水力喷砂分段压裂工艺技术，以“多簇射孔，环空加砂、长效封隔”为核心，实现单趟管柱压裂的段数比优化前提升了6 倍以上。
