渤海灣盆地油氣勘探現(xiàn)狀與勘探方向

渤海灣盆地油氣勘探現(xiàn)狀與勘探方向李欣;李建忠;楊濤;閆偉鵬淳B彬程;呂維寧;陳曉明【摘要】渤海灣盆地勘探程度相對(duì)較高，與美國對(duì)比，該盆地勘探處于儲(chǔ)量穩(wěn)定增長階段后期,仍具備深化勘探的資源潛力.深入分析后認(rèn)為,碎屑巖、深潛山和潛山內(nèi)幕等常規(guī)油氣藏依然是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)量、產(chǎn)量穩(wěn)定增長的重要勘探領(lǐng)域；同時(shí)致密砂巖、湖相碳酸鹽巖油氣資源量分別為15x108~18x108t和12x108t,致密砂巖氣資源量為6.3x1012m3,這些非常規(guī)油氣藏將是未來重要的勘探接替領(lǐng)域.現(xiàn)階段應(yīng)立足常規(guī)油氣藏、探索非常規(guī)油氣藏，從而實(shí)現(xiàn)油氣資源的可持續(xù)發(fā)展.【期刊名稱】《新疆石油地質(zhì)》【年(卷)，期】2013(034)002【總頁數(shù)】5頁(P140-144)【關(guān)鍵詞】渤海灣盆地;資源潛力;儲(chǔ)量增長規(guī)律;重點(diǎn)勘探領(lǐng)域【作者】李欣;李建忠;楊濤;閆偉鵬;郭彬程;呂維寧;陳曉明【作者單位】中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083;中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083;中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083;中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083;中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083;中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083;中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083【正文語種】中文【中圖分類】TE122.11渤海灣盆地是在中上元古界-古生界克拉通基底上，由石炭-二疊系殘留含煤盆地、中生界裂谷盆地和新生界裂谷盆地疊置的疊合盆地，面積20x104km2.據(jù)2005年全國新一輪資源評(píng)價(jià)結(jié)果［1］,該盆地石油遠(yuǎn)景資源量為224.5x108t，天然氣遠(yuǎn)景資源量為1.09x1012m3.盆地的油氣勘探始于1955年，截至2010年底，探明石油儲(chǔ)量為130.5x108t、天然氣儲(chǔ)量為3510x108m3,資源探明率分別為58%和32%，在這種情況下，后備資源不足的弊端逐漸顯現(xiàn)。查明資源潛力，明確未來重點(diǎn)勘探領(lǐng)域具有重要的指導(dǎo)意義。1資源潛力近年來，黃驊、冀中、遼河等坳陷深層不斷發(fā)現(xiàn)新的烴源巖。如，2006年和2011年在冀中霸縣凹陷鉆探的2口潛山井：興隆1井和牛東1井，使得冀中坳陷石油資源量較三次資源評(píng)價(jià)增加約4.2x108t.在遼河?xùn)|部凹陷大46井和葵東2井均發(fā)現(xiàn)了新的優(yōu)質(zhì)烴源巖。初步計(jì)算，共計(jì)新增石油資源量12x108t（表1）。與此同時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)頁巖生烴環(huán)境和生排烴效率的研究，現(xiàn)已查明，頁巖的生排烴量占據(jù)生烴總量的主體［2,3］。通過對(duì)冀中、遼河、黃驊坳陷頁巖進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，新增石油資源量7.2x108t（表2）。表1渤海灣盆地新發(fā)現(xiàn)烴源巖及資源量坳陷冀中凹陷霸縣層位Es4-Ek新增石油資源量（108t）4.2遼河?xùn)|部灘海發(fā)現(xiàn)年度2006201120112006發(fā)現(xiàn)井興隆1牛東1大46葵東2Es3中下Es3新發(fā)現(xiàn)烴源巖厚度（m）10368368228541.36.5表2渤海灣盆地頁巖新增資源量坳陷黃驊冀中凹陷歧北一歧南北塘滄東饒陽遼河大民屯層位Es下1Es3Ek2Es下1Es上3Es4面積（km2）178317182123001360300深度（m）2300~55002900~34003200~38002500~40003500~45003200~3800厚度（m）10~402~1425~17510~4010~4010~50累計(jì)厚度（m）80162205570200總有機(jī)碳含量（%）2~121.22~4.162~62~61.68~8.711.5~5.5鏡質(zhì)體反射率（%）0.5~1.50.5~1.10.4~0.70.5~0.91.7~1.3新增石油資源量（108t）2.50.41.22.40.7由表1、表2可知，渤海灣盆地共新增加石油資源量19.2x108t，石油遠(yuǎn)景資源總量為243.7x108t,剩余石油資源量113.2x108t，具備深化勘探的資源潛力。2勘探階段劃分與美國油氣勘探階段對(duì)比后，筆者認(rèn)為，該盆地勘探已處于儲(chǔ)量穩(wěn)定增長階段后期。2.1以地質(zhì)資源量探明率劃分勘探階段文獻(xiàn)［4］根據(jù)地質(zhì)資源探明率將油氣勘探劃分為4個(gè)階段。本文以地質(zhì)資源量探明率3%~5%、40%、60%分別為儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)的初始階段、快速增長和穩(wěn)定增長階段的上限。渤海灣盆地石油地質(zhì)資源量為243.72x108t，結(jié)合年度新增探明儲(chǔ)量數(shù)據(jù)，開展了探明率計(jì)算和勘探階段劃分。（1）儲(chǔ)量增長初始階段（1974年之前）1961年東營凹陷華8井獲工業(yè)油流，1964年開始華北石油大會(huì)戰(zhàn)，發(fā)現(xiàn)了東辛、孤島等油田［5］,該階段石油地質(zhì)資源量探明率小于5%.（2）儲(chǔ)量快速增長階段（1975-2000年）早期以中淺層構(gòu)造和潛山油藏為主發(fā)現(xiàn)了高升、曙光、歡喜嶺、任丘、濮城、馬廠等油田；后期轉(zhuǎn)向巖性地層油氣藏勘探，至2000年石油地質(zhì)資源量探明率達(dá)到40%.（3）儲(chǔ)量穩(wěn)定增長階段（2001年至今）該階段遼河變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕、冀中深潛山、黃驊歧口深層碎屑巖以及湖相碳酸鹽巖等領(lǐng)域勘探取得新的突破，至2010年底地質(zhì)資源探明率為53.7%，處于儲(chǔ)量穩(wěn)定增長階段（圖1）。圖1渤海灣盆地石油地質(zhì)資源探明率與勘探階段2.2以可采資源量探明率劃分勘探階段從美國本土48州（不含深水區(qū)域）的新增可采儲(chǔ)量增長歷史來看（圖2）,20世紀(jì)初美國石油工業(yè)開始起步，至1919年累計(jì)可采資源探明率為4.42%，該階段為起步階段；自1920年進(jìn)入快速增長階段，到1945年累計(jì)資源探明率達(dá)到21.4%，快速增長階段結(jié)束；之后進(jìn)入穩(wěn)定增長階段，至1970年達(dá)到50.79%；1971年，進(jìn)入儲(chǔ)量遞減階段，至2009年底，探明率為76.71%1）賈承造，邱忠建，李小地，等.中美石油工業(yè)發(fā)展歷史對(duì)比研究，2006.。渤海灣盆地可采資源探明率明顯高于我國陸上7大盆地平均水平（圖2），與美國對(duì)比，渤海灣盆地1965年之前處于勘探起步階段；1966—1983年處于快速增長階段；1984—2007年處于穩(wěn)定增長階段；自2008年進(jìn)入儲(chǔ)量遞減階段，至2010年底，可采資源探明率達(dá)到56%（圖2）。圖2石油可采資源探明率和勘探階段劃分及對(duì)比渤海灣盆地發(fā)現(xiàn)的資源深度逐漸增大，勘探難度不斷增大，因此其可信度更高。綜合考慮地質(zhì)因素和技術(shù)因素，認(rèn)為渤海灣盆地至少已經(jīng)處于儲(chǔ)量穩(wěn)定增長階段后期。對(duì)比分析認(rèn)為，渤海灣盆地油氣勘探各階段速度高于美國對(duì)應(yīng)階段。如美國快速增長階段為26年，渤海灣為18年；美國穩(wěn)定增長階段為25年，渤海灣為24年。從開始勘探至進(jìn)入儲(chǔ)量遞減階段，渤海灣盆地較美國提前了近20年。究其原因，既有石油資源基礎(chǔ)的影響，更重要是受科技發(fā)展水平?jīng)Q定。渤海灣乃至中國石油工業(yè)的發(fā)展雖然在初期經(jīng)歷了許多困難，但始終有可參照的經(jīng)驗(yàn)和可以學(xué)習(xí)的石油勘探理論技術(shù)，因此發(fā)展速度相應(yīng)較快，若以年度資源探明率為衡量年度儲(chǔ)量增長的指標(biāo)，渤海灣的儲(chǔ)量增長實(shí)際上經(jīng)歷了與美國相似的發(fā)展歷程。美國在進(jìn)入儲(chǔ)量遞減階段后，在繼續(xù)勘探常規(guī)油氣藏的同時(shí)，于20世紀(jì)70年代開始大力發(fā)展致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)天然氣，于21世紀(jì)初開始大規(guī)模發(fā)展致密油藏開發(fā)，并再次形成了天然氣儲(chǔ)量增長高峰。因此，類比美國勘探歷程，渤海灣盆地目前的勘探處于〃立足常規(guī)油氣藏保證儲(chǔ)量、產(chǎn)量，探索非常規(guī)油氣藏尋找接替領(lǐng)域”的關(guān)鍵時(shí)期。3儲(chǔ)量增長規(guī)律3.1分勘探領(lǐng)域探明儲(chǔ)量分析渤海灣盆地探明儲(chǔ)量可以分為4大勘探領(lǐng)域：碎屑巖、古潛山、湖相碳酸鹽巖、火山巖。以冀中、黃驊、遼河3大坳陷數(shù)據(jù)為例，碎屑巖共探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量45.71x108t，占總探明儲(chǔ)量的75%；其次為古潛山領(lǐng)域，共探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量11.78x108t，占總儲(chǔ)量的20%；湖相碳酸鹽巖和火山巖探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量分別為1.61x108t和0.91x108t,分別占總儲(chǔ)量的3%和2%.可見，碎屑巖是儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)，潛山勘探呈跳躍式發(fā)現(xiàn)，二者是儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)的主體（圖3）。圖3渤海灣盆地冀中、遼河、黃驊坳陷探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量分領(lǐng)域歷史變化3.2分深度探明儲(chǔ)量分析已探明儲(chǔ)量主要集中在中淺層（<3500m）（表3）。其中，碎屑巖探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量的97.2%在中淺層，3500-4500m有少量發(fā)現(xiàn)；潛山探明儲(chǔ)量主要集中在2500-3500m,大于4500m也有發(fā)現(xiàn)；湖相碳酸鹽巖和火山巖探明儲(chǔ)量全部集中在3500m以上，前者更多分布在2500-3500m，而后者主要分布在2500m以上。從已探明儲(chǔ)量深度統(tǒng)計(jì)分析，潛山油藏發(fā)現(xiàn)深度最大，其次為碎屑巖，碳酸鹽巖或變質(zhì)巖等潛山儲(chǔ)集層受深度影響小，碎屑巖在深層亦發(fā)育有效儲(chǔ)集層，未來潛山、碎屑巖勘探有向深層發(fā)展的潛力和趨勢(shì)。表3渤海灣盆地冀中、黃驊、遼河坳陷探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量分深度統(tǒng)計(jì)勘探領(lǐng)域碎屑巖潛山湖相碳酸鹽巖火山巖合計(jì)翌500m探明儲(chǔ)量（104t）317859.4410459.023543.366195338056.82>4500m探明儲(chǔ)量（104t）百分比（%）百分比（%）69.58.922.067.756.32500-3500m探明儲(chǔ)量（104t）126581.2286374.5212582.022952.60228490.36百分比（%）27.773.478.032.338.13500-4500m探明儲(chǔ)量（104t）12635.8518104.57百分比（%）2.815.42777.232.430740.425.12777.230.53.3分層位探明儲(chǔ)量分析渤海灣盆地已發(fā)現(xiàn)油氣藏縱跨新近系、古近系、侏羅系、二疊系、奧陶系、寒武系、青白口系、薊縣系、長城系以及太古宇約10個(gè)層系，分布范圍廣。石油探明儲(chǔ)量多集中于新近系、古近系、薊縣系、太古宇中。侏羅系、二疊系、奧陶系、寒武系雖有發(fā)現(xiàn)，但數(shù)量較少（圖4）。黃驊、渤中、濟(jì)陽坳陷后期繼承發(fā)育，古近系之下地層保存較為完整，中生界至古生界潛山及潛山內(nèi)幕勘探潛力較大。3.4非常規(guī)油氣藏探明儲(chǔ)量分析渤海灣盆地的非常規(guī)油氣藏，多為近10年來的新發(fā)現(xiàn)。初步統(tǒng)計(jì)，致密砂巖油基本沒有探明儲(chǔ)量，致密砂巖氣僅探明48.3x108m3;湖相碳酸鹽巖油藏發(fā)現(xiàn)較多，在黃驊歧口凹陷西南緣、遼河西部凹陷、冀中饒陽任丘、濟(jì)陽沾化羅家、東營平方王等共計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量2.54x108t.隨著非常規(guī)油氣藏研究認(rèn)識(shí)的深入，致密砂巖油氣和湖相碳酸鹽巖油等非常規(guī)油氣的勘探潛力正逐漸顯現(xiàn)。圖4渤海灣盆地冀中、黃驊、遼河坳陷分層探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量4未來油氣重點(diǎn)勘探方向通過勘探啟示和儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)規(guī)律分析，渤海灣盆地潛山（潛山內(nèi)幕、深層潛山）和碎屑巖依然是重要的儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，同時(shí)致密砂巖油氣、湖相碳酸鹽巖油等非常規(guī)油氣藏將是未來重要的勘探領(lǐng)域［6］。4.1潛山內(nèi)幕、深潛山領(lǐng)域依然有較大勘探潛力渤海灣盆地基底多為奧陶系、寒武系和中新元古界碳酸鹽巖，凹陷周邊凸起多為太古宇變質(zhì)巖，具有凹凸相間的構(gòu)造格局以及斷陷深度大、沉積厚度大、供烴窗口幅度大等特點(diǎn)，可廣泛形成碳酸鹽巖風(fēng)化殼深潛山和各類潛山內(nèi)幕油氣藏。在太古宇變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕和深層碳酸鹽巖潛山領(lǐng)域最近均獲得重要突破。遼河坳陷興隆臺(tái)太古界變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕油氣藏在〃十一五”期間整體探明，形成了〃優(yōu)勢(shì)巖性形成裂縫性內(nèi)幕儲(chǔ)集層，供油窗口大小決定潛山含油氣幅度”的新認(rèn)識(shí)［7］。太古宇潛山油藏出油底界由2720m拓深到4700m,證實(shí)興隆臺(tái)潛山4700m以上整體含油、含油幅度2400m，累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量1.27x108t.遼河變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕的突破帶動(dòng)了渤海灣盆地變質(zhì)巖及潛山內(nèi)幕的勘探，2011年冀中坳陷束鹿凹陷南部晉古19井變質(zhì)巖潛山獲工業(yè)油流，首次實(shí)現(xiàn)了冀中坳陷變質(zhì)巖潛山突破。冀中坳陷牛東1井深層碳酸鹽巖潛山2011年獲得新突破，于薊縣系霧迷山組白云巖5641.5~6027m井段獲得高產(chǎn)油氣流，這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了深層碳酸鹽巖潛山依然具有較大勘探潛力［8,9］。研究表明，以往潛山勘探深度以小于4000m為主，潛山類型以風(fēng)化殼型為主，深潛山和潛山內(nèi)幕勘探程度低［9］。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，渤海灣盆地基底埋深超過5000m的富油凹陷有10余個(gè)，面積約為2.8x104km2,深潛山勘探的區(qū)域廣闊［8,10］。同時(shí)，隨著變質(zhì)巖內(nèi)幕與供油窗口大小控制潛山的含油氣幅度等成藏認(rèn)識(shí)的發(fā)展，隨著二次三維地震采集處理解釋一體化技術(shù)與深潛山、潛山內(nèi)幕精確成像技術(shù)、欠平衡鉆井與高效測(cè)試等技術(shù)的進(jìn)步，埋藏深度不再是制約潛山勘探的主要因素，潛山內(nèi)幕地層的識(shí)別與儲(chǔ)集層（裂縫）預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確，使得深潛山與各種類型的潛山內(nèi)幕勘探更加現(xiàn)實(shí)。據(jù)2000年中國石油勘探開發(fā)研究院評(píng)價(jià)結(jié)果，渤海灣盆地潛山油氣藏的石油資源量約30x108t，目前僅探明約13.8x108t，仍有較大勘探潛力。4.2深層碎屑巖為未來重要的勘探接替領(lǐng)域渤海灣盆地深層普遍發(fā)育大型辮狀河（扇）三角洲、湖底扇等沉積體系，砂、泥互層分布，接觸面積一般大于60%；深層砂巖受有利沉積微相、巖石成分、高溫高壓體系等綜合控制，溶蝕作用改善儲(chǔ)集性能明顯，形成多個(gè)次生溶蝕孔隙發(fā)育帶，繼而形成有效儲(chǔ)集層，深層油氣就近運(yùn)移成藏［11］。深層的常規(guī)碎屑巖勘探是渤海灣盆地中長期勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域?！ㄊ晃濉币詠?，渤海灣盆地深層碎屑巖鉆井?dāng)?shù)量持續(xù)增加，黃驊、冀中、遼河3個(gè)坳陷2010年深層碎屑巖鉆井?dāng)?shù)量達(dá)到50%，碎屑巖探井平均井深達(dá)到了3300m.隨著勘探深度的增加，深層常規(guī)砂巖與致密砂巖油氣不斷獲得重要發(fā)現(xiàn)。如黃驊坳陷歧口凹陷2010年碎屑巖探井平均井深達(dá)到3765m，新增石油探明儲(chǔ)量中，超過3500m的儲(chǔ)量占當(dāng)年探明儲(chǔ)量的73%；與此同時(shí)，近幾年在歧口濱海斜坡和歧北斜坡發(fā)現(xiàn)了濱海4井(5138—5463m)、濱深22井(4000—4663m)等致密砂巖氣藏。其中，濱深22井氣藏探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量48.3x108m3.研究表明，渤海灣盆地深層致密砂巖油勘探面積約1.5x104km2,縱向上主要分布在4000m以下，砂體累計(jì)厚度大，一般大于150m，資源豐度保守取值10x104~12x104t/km2,則致密砂巖油資源量為15x108~18x108t.致密砂巖氣勘探面積約7500km2，主要分布在4500~5000m以下，通過黃驊坳陷歧北斜坡致密砂巖氣藏實(shí)例解剖，確定資源豐度平均為8.45x108m3/km2,致密砂巖氣資源量為6.3x1012m3.因此，渤海灣盆地深層碎屑巖油氣資源潛力巨大，未來重要的勘探接替領(lǐng)域。4.3湖相碳酸鹽巖為未來重要的勘探新領(lǐng)域渤海灣盆地湖相碳酸鹽巖一般發(fā)育于構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定、湖盆水體持續(xù)擴(kuò)張階段，在濱淺湖區(qū)形成各種類型的生物灰質(zhì)白云巖、顆?；屹|(zhì)白云巖和礁灰(白云)巖；在半深水至深水湖區(qū)，可形成泥晶灰?guī)r和泥灰?guī)r［6］。早期已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了以濟(jì)陽坳陷平方王為代表的生物礁型油氣田，以及眾多的灘壩型顆粒碳酸鹽巖油氣田。近年來，逐漸認(rèn)識(shí)到湖相碳酸鹽巖在凹陷斜坡部位廣泛發(fā)育灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等物性相對(duì)較差的湖相碳酸鹽巖，縱向上與多套頁巖互層分布，油氣就近運(yùn)移充注成藏。如歧口凹陷南緣歧北一歧南斜坡、堤海斷階坡、大中旺地區(qū)Es下1段發(fā)現(xiàn)了約2500km2湖相碳酸鹽巖分布區(qū)，新增探明儲(chǔ)量3477x104t［12］。饒陽凹陷老井復(fù)查發(fā)現(xiàn)Es下1、Es3段湖相碳酸鹽巖分布面積達(dá)到3500km2，已有53口井獲工業(yè)油流。新一輪研究證實(shí)，渤海灣盆地湖相碳酸鹽巖分布廣泛，面積超過1.1x104km2.縱向上多套頁巖與湖相碳酸鹽巖互層分布，整段地層一般厚30-80m,其中頁巖累計(jì)厚度一般大于10m，有機(jī)質(zhì)含量高（2%），處于大量生油階段（鏡質(zhì)體反射率為0.4%~1.2%）。湖相碳酸鹽巖單層厚0.5-3m,累計(jì)厚度10-40m,油氣就近運(yùn)移成藏。儲(chǔ)集空間為粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、裂縫以及生物、鑄?？?、粒間孔，儲(chǔ)集層整體物性較差，多為中低孔、（特）低滲儲(chǔ)集層，但壓裂改造效果好，如歧口Es下1湖相碳酸鹽巖日產(chǎn)油量可提高5倍以上。油藏埋藏深度適中，一般為2000-4000m.通過黃驊凹陷歧口西南緣探明儲(chǔ)量區(qū)解剖，確定資源豐度為11.2x104t/km2，類比計(jì)算渤海灣盆地湖相碳酸鹽巖資源量12.32x108t.同時(shí)，由于頁巖有機(jī)質(zhì)成熟度普遍較低，部分地區(qū)原油密度較大、且油藏含水普遍、儲(chǔ)集層薄、非均質(zhì)性強(qiáng)。目前對(duì)湖相碳酸鹽巖的認(rèn)識(shí)程度及發(fā)現(xiàn)程度相對(duì)較低，可作為未來的勘探新領(lǐng)域。5結(jié)論（1）渤海灣盆地新發(fā)現(xiàn)烴源巖和頁巖單獨(dú)計(jì)算新增加石油資源量合計(jì)19.2x108t,渤海灣盆地石油遠(yuǎn)景資源總量為243.7x108t，剩余石油資源量113.2x108t，具備深化勘探的資源潛力。（2）渤海灣盆地勘探處于儲(chǔ)量穩(wěn)定增長階段后期，潛山（潛山內(nèi)幕、深層潛山）和碎屑巖依然是重要的儲(chǔ)量增長領(lǐng)域，致密砂巖油氣、湖相碳酸鹽巖油氣等非常規(guī)油氣藏將是未來重要的勘探領(lǐng)