全球油氣勘探領(lǐng)域地質(zhì)特征、重大發(fā)現(xiàn)及非常規(guī)石油地質(zhì)

鄒才能,張光亞,陶士振,胡素云,李小地,李建忠,董大忠,朱如凱,袁選俊,侯連華,瞿輝,趙霞,賈進(jìn)華,高曉輝,郭秋麟,王嵐,李新景

(1.提高石油采收率國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院)

全球油氣勘探領(lǐng)域地質(zhì)特征、重大發(fā)現(xiàn)及非常規(guī)石油地質(zhì)

鄒才能1,2,張光亞1,2,陶士振1,2,胡素云1,2,李小地1,2,李建忠1,2,董大忠1,2,朱如凱1,2,袁選俊1,2,侯連華1,2,瞿輝1,2,趙霞1,2,賈進(jìn)華1,2,高曉輝1,2,郭秋麟1,2,王嵐1,2,李新景2

(1.提高石油采收率國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院)

全球常規(guī)類(lèi)大型、特大型油氣田主要分布在特提斯域、被動(dòng)陸緣、前陸沖斷帶和克拉通等盆地中。非常規(guī)類(lèi)油氣田主要分布于前淵斜坡、盆地(坳陷)中心、克拉通向斜區(qū)和凍土帶等。21世紀(jì)以來(lái)全球油氣勘探重大發(fā)現(xiàn)主要集中在被動(dòng)陸緣深水區(qū)、碳酸鹽巖、巖性-地層、前陸沖斷帶、成熟探區(qū)、新地區(qū)新盆地及非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))等7大領(lǐng)域。這些重大發(fā)現(xiàn)涉及油氣勘探中的常規(guī)與非常規(guī)2類(lèi)油氣資源。常規(guī)石油地質(zhì)強(qiáng)調(diào)在單一明確圈閉中的油氣運(yùn)聚和成藏規(guī)律;非常規(guī)石油地質(zhì)重點(diǎn)研究非常規(guī)資源、非常規(guī)儲(chǔ)集層、非常規(guī)成藏與非常規(guī)技術(shù)等。非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))在地質(zhì)特征、分類(lèi)方案、研究?jī)?nèi)容、評(píng)價(jià)方法和勘探階段等方面與常規(guī)油氣藏有明顯不同,需要加強(qiáng)非常規(guī)石油地質(zhì)研究,發(fā)展非常規(guī)石油地質(zhì)理論。圖8表7參63

全球勘探發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域;地質(zhì)特征;非常規(guī)石油地質(zhì)理論;“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))

0 引言

全球板塊構(gòu)造演化經(jīng)歷了2次大規(guī)模分合,最終主要發(fā)育了古生代和中、新生代2個(gè)世代的盆地,形成了北方勞亞、中部特提斯、南部岡瓦納和太平洋4大油氣聚集域[1,2]。全球大中型沉積盆地約624個(gè),產(chǎn)油氣盆地約160個(gè),可分為中東、中亞—俄羅斯、北美、南美、非洲、亞太6大油氣區(qū),其中中東地區(qū)油氣資源最為富集,剩余可采石油儲(chǔ)量約1 012×108t、可采天然氣儲(chǔ)量72×1012m3,待發(fā)現(xiàn)可采石油儲(chǔ)量約460×108t、可采天然氣儲(chǔ)量約52×1012m3[3,4]。

大油氣田是指可采儲(chǔ)量油大于6 850×104t(5×108bbl)、氣大于850×108m3(3×1012ft3)的油氣田,巨型油氣田的可采儲(chǔ)量油大于 6.85×108t(50×108bbl)、氣大于 8 500×108m3(30×1012ft3)[5,6]。至2008年底,全球共發(fā)現(xiàn)大油氣田951個(gè),大油氣田儲(chǔ)量約占全球發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量的50%以上,主要分布在中東波斯灣、西西伯利亞等富油氣區(qū),如波斯灣地區(qū)發(fā)現(xiàn)的大油氣田數(shù)超過(guò)200個(gè)。大油氣田主要分布在被動(dòng)大陸邊緣(341個(gè),占 35.85%)、大陸裂谷 (283個(gè),占29.76%)、大陸碰撞邊緣(182個(gè),占19.14%)等盆地中[5,6]。

大油氣田發(fā)現(xiàn)的高峰在20世紀(jì)60至70年代,近年來(lái)仍不斷有重大發(fā)現(xiàn)?？碧匠尸F(xiàn)出3個(gè)顯著特征:①老油氣區(qū)仍是增儲(chǔ)的主體,據(jù)統(tǒng)計(jì),自1996至2003年,全球年新增石油可采儲(chǔ)量41×108t,年新增天然氣可采儲(chǔ)量7.5×1012m3,其中老油氣區(qū)年均新增石油可采儲(chǔ)量29×108t、新增天然氣可采儲(chǔ)量5.9×1012m3,分別占全球年新增儲(chǔ)量的71%和79%[4];②全球剩余探明油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng),據(jù)BP能源2007年統(tǒng)計(jì),全球石油和天然氣儲(chǔ)采比基本穩(wěn)定,石油年產(chǎn)量在40×108t左右,儲(chǔ)采比穩(wěn)定在45左右,天然氣年產(chǎn)量3×1012m3左右,儲(chǔ)采比高達(dá)60以上;③非常規(guī)油氣資源得到重視,產(chǎn)量大幅度增加[7],到2008年底,全球非常規(guī)油(包括油砂油、頁(yè)巖油)產(chǎn)量達(dá)到6 000×104t/a以上,“連續(xù)型”非常規(guī)天然氣產(chǎn)量達(dá)到 5 612×108m3/a,其中致密砂巖氣 4 139×108m3/a、煤層氣771×108m3/a、頁(yè)巖氣583×108m3/a,美國(guó)非常規(guī)氣總產(chǎn)量已達(dá)到2 886×108m3/a(致密氣1 756×108m3/a、煤層氣557×108m3/a、頁(yè)巖氣573×108m3/a)[4,8]。

全球常規(guī)油氣資源總量豐富,待發(fā)現(xiàn)資源潛力大。全球常規(guī)石油可采資源量4 582×108t,至2008年底已累計(jì)采出1 422×108t,采出率31%;剩余探明石油可采儲(chǔ)量1 686×108t,占37%;待發(fā)現(xiàn)石油可采資源量1 474×108t,占32%[3,4]。全球共有天然氣可采資源量488×1012m3,至 2007年底已累計(jì)采出 80×1012m3,采出率16%,剩余探明天然氣可采儲(chǔ)量177×1012m3,占36%,待發(fā)現(xiàn)可采資源量 231×1012m3,占48%。

全球非常規(guī)石油(重油、天然瀝青和頁(yè)巖油等)可采資源量約4 495×108t,與常規(guī)石油資源基本相當(dāng);非常規(guī)天然氣(煤層氣、致密砂巖氣、頁(yè)巖氣和水合物等)可采資源量約4 000×1012m3,是常規(guī)天然氣資源的8倍左右[3,9]。

2000—2008年,全球發(fā)現(xiàn)大油氣田90個(gè),主要分布在亞太、南美、北美、中東和非洲等地區(qū)[5,10]。這些重大發(fā)現(xiàn)主要分布在被動(dòng)陸緣深水區(qū)、碳酸鹽巖、巖性-地層、前陸沖斷帶、成熟探區(qū)、新地區(qū)新盆地及非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))等7大領(lǐng)域。本文將分領(lǐng)域?qū)λl(fā)現(xiàn)的大型油氣田的類(lèi)型、規(guī)模、特征、分布、形成條件及發(fā)現(xiàn)歷程進(jìn)行分析,以期對(duì)未來(lái)油氣勘探、研究有所啟示。

1 大型、特大型油氣田分布規(guī)律

全球油氣具有不均一分布的特點(diǎn),以區(qū)域構(gòu)造盆地為單元,集中分布在特定的油氣聚集域和聚集區(qū)中。常規(guī)大型、特大型油氣田分布主要受大的構(gòu)造背景控制,在構(gòu)造域上,主要以特提斯構(gòu)造域?yàn)橹?在構(gòu)造類(lèi)型上,以被動(dòng)大陸邊緣、前陸沖斷帶和克拉通正向構(gòu)造為主。非常規(guī)大型、特大型油氣田分布于大型負(fù)向構(gòu)造區(qū)或斜坡區(qū),如盆地中心、大型構(gòu)造的斜坡或向斜區(qū)、高寒地帶與高緯度區(qū)的凍土帶等。

1.1 常規(guī)大型、特大型油氣田分布

1.1.1 特提斯構(gòu)造域

在地球古緯度南北緯30°之間,溫暖洋流適于大量生物發(fā)育生長(zhǎng),有機(jī)質(zhì)豐富,發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖,以泥質(zhì)巖為主[11,12]。通?；?guī)r烴源巖的 TOC和S1+S2僅是泥質(zhì)烴源巖的1/10～1/8。海相油氣烴源巖主要分布在陸棚及斜坡相、臺(tái)內(nèi)凹陷等(占70%);陸相油氣烴源巖主要分布在湖盆中心(占90%)。在特提斯構(gòu)造域發(fā)現(xiàn)了中東地區(qū)的大型、特大型油氣田,如發(fā)育全球最大的加瓦爾油田(探明可采儲(chǔ)量133×108t)[4]和全球最大的北方-南帕斯氣田(探明可采儲(chǔ)量38×1012m3)[4]等。

1.1.2 被動(dòng)大陸邊緣

被動(dòng)大陸邊緣具有有利的成藏條件,下斷上坳,發(fā)育膏鹽層,形成良好生儲(chǔ)蓋組合,如岡瓦納大陸裂解經(jīng)歷4個(gè)演化階段后,大西洋兩岸形成被動(dòng)陸緣,發(fā)育海域“金三角”富油氣區(qū)。尤其是深水大規(guī)模砂質(zhì)碎屑流新認(rèn)識(shí)促進(jìn)了勘探突破,砂質(zhì)碎屑流比濁流沉積形成的砂體厚度更大、分布更廣,為全球深水勘探提供了重要理論依據(jù)[13]。中國(guó)南海海域具有被動(dòng)陸緣性質(zhì),油氣呈“內(nèi)環(huán)油、外環(huán)氣”分布,資源潛力大,已獲多處發(fā)現(xiàn),近期Liwan3-1井獲得重大突破[14]。

1.1.3 前陸沖斷帶大型構(gòu)造

前陸盆地具有形成大油氣田的有利條件。沖斷帶構(gòu)造活動(dòng)形成背斜與斷層群,一般成排成帶分布,發(fā)育有利的構(gòu)造圈閉,烴源巖、儲(chǔ)集體和圈閉有效配置。如中東扎格羅斯前陸盆地,具有雙層結(jié)構(gòu),下部被動(dòng)陸緣發(fā)育海相優(yōu)質(zhì)烴源巖,上部發(fā)育有利儲(chǔ)蓋組合,大型構(gòu)造圈閉成排成帶分布,資源豐度高,儲(chǔ)量豐度高。2000年扎格羅斯、安第斯等主要前陸盆地群有重大發(fā)現(xiàn),如Homa、Day、Tabnak等大氣田。中國(guó)中西部前陸盆地如庫(kù)車(chē)克拉蘇構(gòu)造沖斷帶獲重大發(fā)現(xiàn)。前陸沖斷帶發(fā)育煤系,有利于構(gòu)造富氣[15-17]。

1.1.4 克拉通大型正向構(gòu)造

克拉通大型正向構(gòu)造長(zhǎng)期發(fā)育的古隆起,構(gòu)造和地層圈閉發(fā)育早,后期處于烴類(lèi)運(yùn)聚的指向區(qū),持續(xù)接受烴類(lèi)供給,構(gòu)成了圈閉和生烴排聚在時(shí)空上的最佳有效配置。同時(shí),大型古隆起由于其特殊的地形地貌,還控制著淺水高能沉積相帶、地層尖滅帶的發(fā)育,且后期暴露遭受剝蝕淋濾作用。大型古隆起通過(guò)控制沉積、成巖作用進(jìn)而控制優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的發(fā)育和分布,如在塔里木盆地發(fā)現(xiàn)了輪南、塔中等大油氣田。

1.2 非常規(guī)大型、特大型油氣田分布

1.2.1 前淵坳陷與斜坡

前陸盆地前淵及斜坡區(qū)大范圍廣泛展布,坡度較緩,有利于大規(guī)模沉積體系發(fā)育,為形成大型地層圈閉與大面積“連續(xù)型”油氣藏奠定了地質(zhì)基礎(chǔ),如委內(nèi)瑞拉Orinoco重油帶[18]與加拿大阿爾伯達(dá)省天然瀝青[19]地層油藏。加拿大西部阿爾伯達(dá)盆地還發(fā)現(xiàn)艾爾姆華士大型深盆氣藏等[19]。中國(guó)四川盆地前陸斜坡須家河組廣泛發(fā)育“連續(xù)型”特低孔滲(致密)砂巖氣藏。

1.2.2 盆地(坳陷)中心與斜坡

盆地(坳陷)中心是“連續(xù)型”油氣藏(區(qū))發(fā)育的最有利部位,烴源巖大面積發(fā)育,有機(jī)質(zhì)豐度高,保存條件好。如美國(guó)圣胡安和加拿大阿爾伯達(dá)等盆地中心廣泛發(fā)育致密砂巖氣。坳陷盆地中心發(fā)育煤系,煤層、泥頁(yè)巖與致密砂巖共生,緊密接觸,普遍含氣,因此,含煤層系勘探無(wú)禁區(qū)。

1.2.3 克拉通向斜與斜坡部位

向斜部位與盆地中心成藏地質(zhì)條件相似,是烴源巖和致密砂巖發(fā)育的有利區(qū),有利于發(fā)育頁(yè)巖氣、致密砂巖氣等。中國(guó)松遼盆地白堊紀(jì)、鄂爾多斯盆地三疊紀(jì)坳陷湖盆向斜區(qū)廣泛發(fā)育“連續(xù)型”低孔滲油藏,如松遼盆地的古龍凹陷、長(zhǎng)嶺凹陷,鄂爾多斯盆地的華慶、白豹等地區(qū)。

1.2.4 高寒地帶、高緯度區(qū)等凍土帶

天然氣水合物廣泛分布在陸地永凍層和海底沉積層。高寒地帶、高緯度區(qū)等凍土帶有利于天然氣水合物的形成,如中國(guó)青藏高原、南海海域及高緯度區(qū)凍土帶等[20]。

2 21世紀(jì)以來(lái)全球油氣勘探重大發(fā)現(xiàn)與啟示

2.1 大油氣田分布特征

2000—2008年全球共有90個(gè)大發(fā)現(xiàn),主要分布在亞太、南美、北美、中東等地區(qū)[5,10],其中大氣田54個(gè),多于大油田(36個(gè))。這些大發(fā)現(xiàn)主要分布在被動(dòng)陸緣深水區(qū)、碳酸鹽巖、巖性-地層、前陸沖斷帶、成熟探區(qū)、新地區(qū)新盆地及非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))等7大領(lǐng)域。其中被動(dòng)陸緣深水區(qū)是近年來(lái)獲得油氣重大發(fā)現(xiàn)的主要領(lǐng)域,全球4大深水勘探區(qū)主要包括墨西哥灣、巴西海岸、西非海岸、澳大利亞西北陸架等;碳酸鹽巖發(fā)現(xiàn)仍然集中在波斯灣和濱里海等地區(qū),同時(shí)在中國(guó)的四川、塔里木盆地臺(tái)緣礁灘體油氣勘探也不斷取得大發(fā)現(xiàn);巖性-地層油氣藏勘探近年來(lái)呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì),如北海盆地、波斯灣地區(qū)及中國(guó)的鄂爾多斯、四川、松遼、渤海灣等盆地;前陸盆地油氣大發(fā)現(xiàn)主要在扎格羅斯山前和沿南美安第斯山脈等分布的前陸盆地群;非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))近年來(lái)成為天然氣勘探的重要新領(lǐng)域,在美國(guó)、加拿大及中國(guó)四川、鄂爾多斯等盆地不斷獲得新突破。

2.2 巖性-地層油氣藏

2000—2008年,全球發(fā)現(xiàn)的巖性-地層大油氣田主要分布在北美、北海、北非、中東及中國(guó)等地區(qū)的裂谷、前陸、克拉通內(nèi)盆地中(見(jiàn)表1)。圈閉類(lèi)型以地層尖滅型和成巖型為主,圈閉單體規(guī)模大,層位從寒武系到第三系均有分布,儲(chǔ)集層巖性主要為海相三角洲、濱岸、淺海及深海扇的砂巖,物性總體較好。海相碎屑巖是全球重要勘探領(lǐng)域,剩余資源潛力大。全球發(fā)現(xiàn)的海相碎屑巖油氣田探明石油儲(chǔ)量1 600×108t、天然氣儲(chǔ)量100×1012m3,分別占全球總探明儲(chǔ)量的52%和38%。高分辨率三維地震資料采集、正確的地質(zhì)模式建立及層序地層學(xué)應(yīng)用是巖性-地層油氣藏大發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵。

2001年在英國(guó)北海油氣區(qū)發(fā)現(xiàn)的Buzzard大油田是通過(guò)對(duì)老油區(qū)深化地質(zhì)認(rèn)識(shí)、建立正確地質(zhì)模式、技術(shù)攻關(guān)獲得高品質(zhì)三維地震資料以及堅(jiān)持勘探的理念從而獲得大發(fā)現(xiàn)的典型實(shí)例[21,22]。Buzzard油田位于Outer Moray Firth盆地,處于地塹低部位,是侏羅系海相砂巖順裂谷軸向物源方向尖滅、兩側(cè)被斷裂封堵而形成的復(fù)合圈閉,可采儲(chǔ)量達(dá)1.7×108t,是北海地區(qū)近十幾年來(lái)最大的發(fā)現(xiàn)。儲(chǔ)集層埋深2 377 m,孔隙度為23%～27%,滲透率為1 000×10-3～3 000×10-3μm2,最高可達(dá)15 000×10-3μm2。

表1 2000—2008年發(fā)現(xiàn)的部分巖性-地層大油氣田統(tǒng)計(jì)表

20世紀(jì)90年代初期,由于地震資料品質(zhì)很差,Buzzard油田圈閉一直難以落實(shí)。1998年,通過(guò)對(duì)三維地震資料重新處理,使剖面品質(zhì)得到明顯改善,可清晰地反映地層尖滅位置,在精細(xì)目標(biāo)刻畫(huà)的基礎(chǔ)上確定了井位,于2001年鉆探20/6-3井并一舉獲得成功。此后建立了砂體沉積模式,認(rèn)為該目標(biāo)屬于順裂谷軸向沿下切谷形成的深水砂體,通過(guò)建立油藏模式,最終發(fā)現(xiàn)了Buzzard大油田。

1998年在為評(píng)價(jià)Makarem高地新元古界碳酸鹽巖氣田而鉆探M KM-3井時(shí),偶然發(fā)現(xiàn)相對(duì)較淺的巴瑞克砂巖段有強(qiáng)烈的氣顯示,據(jù)此認(rèn)為存在巴瑞克砂巖向上傾方向逐漸變薄尖滅而形成的地層氣藏。按照該思路于2002年在 Makarem高地東南翼、M KM-3井下傾方向約200 m處有針對(duì)性地鉆探了 KZN-1井,獲得成功,發(fā)現(xiàn)了 Khazzan氣田。建立正確地質(zhì)模式、不斷探究是 Khazzan氣田勘探獲得成功的關(guān)鍵[23]。

2.3 前陸沖斷帶構(gòu)造油氣藏

前陸沖斷帶是發(fā)現(xiàn)構(gòu)造油氣藏的主要領(lǐng)域。2000—2008年在該領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)的大油氣田主要分布在扎格羅斯、安第斯與塔里木等前陸盆地造山帶中(見(jiàn)表2),圈閉主要為大型背斜和斷塊。前陸盆地發(fā)育典型雙層結(jié)構(gòu),下部被動(dòng)陸緣發(fā)育海相優(yōu)質(zhì)烴源巖,上部發(fā)育有利儲(chǔ)蓋組合,大型構(gòu)造圈閉成排成帶分布,儲(chǔ)量豐度高。三維地震技術(shù)進(jìn)步、構(gòu)造建模準(zhǔn)確落實(shí)圈閉、鉆井技術(shù)進(jìn)步是前陸沖斷帶不斷取得大發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵,如南美亞諾斯盆地Cusiana(庫(kù)西亞納)油田[24]和中東伊朗 Tabnak(塔巴納克)氣田的發(fā)現(xiàn)。

表2 2000—2008年前陸盆地發(fā)現(xiàn)的部分大油氣田統(tǒng)計(jì)表

亞諾斯盆地是安第斯褶皺帶東側(cè)的中、新生代前陸盆地,經(jīng)歷古生代裂谷發(fā)育期、中生代弧后裂谷和坳陷發(fā)育期、古近紀(jì)前陸盆地發(fā)育期和新近紀(jì)擠壓活動(dòng)期。上白堊統(tǒng)瓜達(dá)盧佩組海相頁(yè)巖和碳酸鹽巖是盆地主要烴源巖,TOC值一般在2%以上,有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅰ、Ⅱ型。上白堊統(tǒng)—漸新統(tǒng)濱淺海相和河流三角洲相石英砂巖是主要的儲(chǔ)集層。中新統(tǒng)—更新統(tǒng)(萊昂組)厚層頁(yè)巖為區(qū)域性蓋層。盆地中由擠壓、逆掩作用形成的背斜和斷層圈閉是主要油氣聚集場(chǎng)所。圈閉形成期主要是晚白堊世—中新世早期。目前已發(fā)現(xiàn)的絕大部分油氣是中新世早期以來(lái)聚集成藏的。

該盆地油氣勘探始于20世紀(jì)60年代,早期勘探目標(biāo)為南部白堊系構(gòu)造-地層圈閉及第三系構(gòu)造和構(gòu)造-地層圈閉,僅 Guavio 1井獲日產(chǎn)油73 t,其后的評(píng)價(jià)井均失利;20世紀(jì)80年代轉(zhuǎn)入北部巴里納斯構(gòu)造帶勘探,相繼發(fā)現(xiàn)了一些中小型油氣藏。經(jīng)地質(zhì)研究論證中部亞諾斯逆掩帶具最佳成藏條件,于20世紀(jì)80年代末期開(kāi)展勘探,庫(kù)西亞納-2A井獲得突破,發(fā)現(xiàn)庫(kù)西亞納大油田,石油可采儲(chǔ)量2.0×108t。2000年以來(lái)通過(guò)地震攻關(guān),深化構(gòu)造建模,落實(shí)沖斷帶夾片及下盤(pán)、深層目標(biāo),不斷取得大發(fā)現(xiàn)[25]。

2.4 碳酸鹽巖油氣藏

全球海相碳酸鹽巖以大型、特大型油氣田為主,油氣田儲(chǔ)量規(guī)模大,表3中10個(gè)油氣田總可采儲(chǔ)量651.9×108t油當(dāng)量,平均65.19×108t。近年在碳酸鹽巖勘探領(lǐng)域仍不斷有重大發(fā)現(xiàn),2000—2008年發(fā)現(xiàn)的大型碳酸鹽巖油氣田主要分布在中東、濱里海、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)[10,26-28],表4中9個(gè)油氣田總可采儲(chǔ)量68.83×108t油當(dāng)量,平均約7.6×108t。碳酸鹽巖油氣田儲(chǔ)量規(guī)模大,如 Kashagan油田最終可采儲(chǔ)量為25.55×108t、Kushk油田為2.09×108t、Karan 6氣田為2 548×108m3[10]。碳酸鹽巖儲(chǔ)集層類(lèi)型主要為臺(tái)地邊緣生物礁、臺(tái)地邊緣和臺(tái)地內(nèi)部顆粒灘;圈閉類(lèi)型以鹽下地層、構(gòu)造和構(gòu)造-巖性圈閉為主。

濱里海盆地是晚元古代至早古生代克拉通邊緣盆地,分布面積達(dá)55×104km2,沉積地層厚達(dá)22 000 m,已發(fā)現(xiàn)油氣田160多個(gè)(見(jiàn)圖1),其中巨型油氣田5個(gè)。盆地發(fā)育泥盆系—二疊系大規(guī)模生物礁體,厚達(dá)1 000～3 000 m,平均孔隙度8%～14%,滲透率10×10-3～1 000×10-3μm2,圈閉類(lèi)型主要為鹽下發(fā)育的大型隆起和生物礁及鹽上發(fā)育的鹽丘構(gòu)造。20世紀(jì)60年代至80年代初,在環(huán)濱里海礁帶(陸上)獲得一系列大發(fā)現(xiàn),如 Astrakhan、Karachaganak油氣田[29]。20世紀(jì)80年代對(duì)陸上進(jìn)行持續(xù)勘探,除發(fā)現(xiàn) Tengiz大油田外,其他僅找到一些中小型礁體油氣田。20世紀(jì)90年代對(duì)該區(qū)進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)研究后認(rèn)為,陸上勘探發(fā)現(xiàn)的大型礁體應(yīng)向海域延伸,并于1997年起開(kāi)始對(duì)海域進(jìn)行二維地震勘探,初步發(fā)現(xiàn)了大型礁體;20世紀(jì)90年代末,在海域開(kāi)展三維地震勘探,對(duì)礁灘體和儲(chǔ)集層進(jìn)行精細(xì)刻畫(huà),發(fā)現(xiàn)了 Kashagan(卡莎干)礁體,并于2000年發(fā)現(xiàn)了 Kashagan油田,石油可采儲(chǔ)量18.7×108t,氣 0.86×1012m3。Kashagan油田儲(chǔ)集層為D3—P1碳酸鹽巖,埋深 3 900～4 600 m,平均孔隙度7%,平均滲透率1 020×10-3μm2。Kashagan油田的發(fā)現(xiàn)帶動(dòng)濱里海海域勘探取得一系列大發(fā)現(xiàn)[30]。

2.5 成熟探區(qū)

成熟探區(qū)主要是指油氣勘探處于中后期階段,資源探明率大于30%,單井控制面積5 km2左右,主要處在富油氣盆地、凹陷或區(qū)帶中,儲(chǔ)量仍可保持較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定增長(zhǎng)的探區(qū)[7]。

表3 全球十大海相碳酸鹽巖油氣田統(tǒng)計(jì)表

表4 2000—2008年發(fā)現(xiàn)的部分碳酸鹽巖大油氣田

圖1 濱里海盆地和 Kashagan油田分布圖[31]

2000—2008年全球成熟探區(qū)中發(fā)現(xiàn)的大油氣田主要分布在勘探歷史很長(zhǎng)的西西伯利亞、北海、北非、南美馬拉開(kāi)波與中國(guó)渤海灣等盆地[5]。目前,勘探領(lǐng)域由陸地向海洋(灘海)、目的層由淺向深、圈閉由構(gòu)造向巖性-地層型轉(zhuǎn)變[5,29]。

馬拉開(kāi)波盆地位于委內(nèi)瑞拉北部,面積 8×104km2,1914年以來(lái)共發(fā)現(xiàn)油氣田81個(gè),探明石油可采儲(chǔ)量51×108t,待發(fā)現(xiàn)石油可采資源量12.5×108t,待發(fā)現(xiàn)天然氣可采資源量4 974×108m3[32,33]。2000年發(fā)現(xiàn)的Cueta-Tomoporo(休達(dá)—托莫波羅)油田是近10年來(lái)全球油氣大發(fā)現(xiàn)之一,位于馬拉開(kāi)波湖東南部,儲(chǔ)集層為N1與 E2淺海相或河流三角洲砂巖,埋深一般在4 570～5 180 m,孔隙度12%～17%,滲透率180×10-3～1 800×10-3μm2,儲(chǔ)量 1×108t[34]。

西西伯利亞盆地北部亞馬爾地區(qū)面積21.5×104km2,已發(fā)現(xiàn)油氣田51個(gè),天然氣可采儲(chǔ)量30.4×1012m3[35]。該區(qū)主力烴源巖為侏羅系、白堊系海相—海陸過(guò)渡相煤系,儲(chǔ)集層以白堊系大型三角洲、沿岸砂壩砂巖為主,孔隙度20%～30%,滲透率200×10-3～2 700×10-3μm2[35]。2000年發(fā)現(xiàn)的卡米諾米—莫瑞(Kamen Nomysskoye-More)氣田是盆地北部海域最大的突破,可采儲(chǔ)量4 894×108m3[36,37]。亞馬爾地區(qū)油氣勘探始于20世紀(jì)60年代初,20世紀(jì)70年代大量運(yùn)用二維地震揭示了中深層勘探領(lǐng)域,盆地儲(chǔ)量增長(zhǎng)迅速。1983—1991年,三維地震全面開(kāi)展,陸上巖性-地層圈閉得到認(rèn)識(shí),勘探方向也開(kāi)始向?yàn)┖＾D(zhuǎn)移。

2.6 被動(dòng)陸緣深水地區(qū)

深水油氣勘探領(lǐng)域已成為全球熱點(diǎn)領(lǐng)域。目前,全球有60多個(gè)國(guó)家在深水區(qū)開(kāi)展油氣勘探,已探明石油可采儲(chǔ)量約300×108t。估計(jì)未來(lái)油氣總儲(chǔ)量的40%將來(lái)自深水區(qū)[5],且主要來(lái)自被動(dòng)陸緣深水區(qū)。2000—2008年全球被動(dòng)陸緣深水區(qū)(水深大于300 m)共發(fā)現(xiàn)37個(gè)大型油氣田[38](其中油田20個(gè),氣田17個(gè)),占全球同期發(fā)現(xiàn)大油氣田總數(shù)的40%。

被動(dòng)陸緣深水區(qū)油氣主要分布在巴西近海、美國(guó)墨西哥灣、西非近海、亞太地區(qū)大陸邊緣等4大富油氣深水區(qū)。其中,巴西近海、美國(guó)墨西哥灣和西非近海是世界深水油氣勘探和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)(見(jiàn)表5)[38]。自20世紀(jì)70年代開(kāi)始深水勘探以來(lái)鉆井水深逐漸增大。目前,巴西坎普斯盆地和墨西哥灣深水鉆井記錄均超過(guò)了3 000 m,例如墨西哥灣的 Trident油田,最大鉆井水深達(dá)3 272 m[10]。

深水區(qū)油氣的大發(fā)現(xiàn)除了深水領(lǐng)域本身蘊(yùn)藏著大量的油氣資源外,還主要得益于大型三角洲、大規(guī)模砂質(zhì)碎屑流等沉積儲(chǔ)集層地質(zhì)新認(rèn)識(shí),此外,3D和4D海洋地震勘探、深水和超深水鉆井船的發(fā)展均推動(dòng)了深水勘探不斷取得重大突破[38]。

墨西哥灣盆地是世界第三大含油氣盆地,總面積約130×104km2,其 89%的油氣集中在深水區(qū)[38]。2000年以來(lái)該地區(qū)發(fā)現(xiàn)了6個(gè)大型油田[5]。墨西哥灣被動(dòng)陸緣盆地以中、新生代沉積為主,最厚達(dá)20 000 m。墨西哥灣盆地在中侏羅世是一個(gè)半封閉的海盆,發(fā)育了厚達(dá)500～600 m的含鹽沉積,形成一系列與鹽有關(guān)的圈閉,包括鹽上和鹽下2個(gè)成藏組合。上侏羅統(tǒng)到更新統(tǒng)普遍發(fā)育高豐度海相泥質(zhì)烴源巖。古近系砂質(zhì)碎屑流為油氣發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)儲(chǔ)集層。

巴西大坎普斯盆地深水區(qū)已經(jīng)成為近年來(lái)大發(fā)現(xiàn)的熱點(diǎn)地區(qū)。2000—2008年發(fā)現(xiàn)了13個(gè)大油氣田,探明油氣儲(chǔ)量累計(jì)達(dá)68.25×108t。大坎普斯盆地包括坎普斯、桑托斯和埃斯皮里圖桑托3個(gè)次盆,這3個(gè)次盆地質(zhì)特征相似。大坎普斯盆地屬于典型的大西洋型被動(dòng)陸緣盆地,經(jīng)歷了裂谷期、轉(zhuǎn)換期和漂移期3個(gè)演化階段[39,40]。大坎普斯盆地主力烴源巖為下白堊統(tǒng)黑色湖相頁(yè)巖,有機(jī)碳含量5%～6%,厚度大,分布廣,是高效的優(yōu)質(zhì)生油巖。主力產(chǎn)層為砂巖,并被鹽巖層分隔為鹽上和鹽下2套層系。鹽巖層和第三系厚層海相頁(yè)巖提供了良好的封蓋條件。大坎普斯盆地發(fā)育鹽構(gòu)造和巖性-地層圈閉,盆內(nèi)斷層發(fā)育,油氣輸導(dǎo)條件良好[41,42]。

澳大利亞西北大陸架包括北卡納爾文、博納帕特、布勞斯等盆地,探明天然氣儲(chǔ)量5.65×1012m3,占該地區(qū)油氣儲(chǔ)量的82.7%。2000—2008年共發(fā)現(xiàn)9個(gè)大型氣田,平均鉆井水深630 m。盆地經(jīng)歷了克拉通內(nèi)坳陷、裂谷和被動(dòng)大陸邊緣幾個(gè)演化階段。古生界和中生界均發(fā)育烴源巖,以煤系為主;儲(chǔ)集層以中生界河流—邊緣海相粗砂巖為主;上覆厚層頁(yè)巖提供了很好的封蓋條件[43]。

表5 2000—2008年被動(dòng)陸緣深水區(qū)發(fā)現(xiàn)的部分大油氣田概況

在中國(guó)南海珠江口盆地水深近1 500 m的深水區(qū),Liwan3-1井獲得重大突破,儲(chǔ)量大于800×108m3(見(jiàn)表5)[44]。

2.7 新地區(qū)新盆地

2000—2008年全球在新地區(qū)新盆地,包括向海域延伸的新盆地(區(qū)),獲得的大發(fā)現(xiàn)主要有蘇丹麥盧特盆地Palogue大油田、孟加拉灣地區(qū)的5個(gè)大氣田、越南九龍盆地Su Tu Trang氣田、馬來(lái)西亞Baram三角洲盆地 Gumusut大油田、印尼 Kutei盆地 Gula大氣田(見(jiàn)表 6)[5]。

上述大發(fā)現(xiàn)具有以下特征:①盆地勘探程度低,如蘇丹麥盧特盆地2000年以前只發(fā)現(xiàn)2個(gè)小油田,目前已發(fā)現(xiàn)包括億噸級(jí)Palogue大油田在內(nèi)的油氣田13個(gè);②石油地質(zhì)條件優(yōu)越,如蘇丹麥盧特盆地為陸內(nèi)裂谷盆地,與相鄰的油氣主產(chǎn)區(qū)穆格萊德盆地具有相似的地質(zhì)構(gòu)造和演化歷史及良好的油氣地質(zhì)條件,其他幾個(gè)獲得重大發(fā)現(xiàn)的盆地均屬于被動(dòng)陸緣盆地,石油地質(zhì)條件優(yōu)越;③勘探工作量大,印度克里斯納—哥達(dá)瓦里盆地海域陸架邊緣發(fā)育高位體系域三角洲體系、低位扇楔狀體及斜坡/盆底扇等,優(yōu)質(zhì)生儲(chǔ)蓋組合和大型巖性-地層圈閉發(fā)育,具備形成大油氣田的優(yōu)越條件[45],該盆地早期以陸上勘探為主,2000年以來(lái)海域大發(fā)現(xiàn)連續(xù)不斷,2002年在海域第三系發(fā)現(xiàn)了印度最大的Dhirubhai(迪盧拜)氣田,探明天然氣可采儲(chǔ)量6 062×108m3[4];2005年發(fā)現(xiàn) Deen Dayal(迪達(dá)亞)白堊系大氣田,其發(fā)現(xiàn)井 KG8井鉆探深度5 061 m,是盆地最深的探井,該氣田的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示海域縱向上存在多套有利成藏組合,深層勘探潛力很大[46]。

表6 2000—2008年全球在新區(qū)新盆地獲得的部分大發(fā)現(xiàn)

2.8 非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))

非常規(guī)油氣藏包括“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))與“斷續(xù)型”油氣藏(場(chǎng)),前者如致密砂巖氣、頁(yè)巖氣、煤層氣與天然氣水合物等,后者如南、北美洲大規(guī)模分布的重油與天然瀝青砂,其中重油資源658×1012t、天然瀝青砂達(dá)1 067×108t,資源潛力很大[13,47]。

2000—2008年全球“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))獲得的最大突破是美國(guó)、加拿大為主的北美地臺(tái)區(qū)致密砂巖氣與頁(yè)巖氣藏的發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)表7)[48,49],同時(shí)中國(guó)也在鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)中生界發(fā)現(xiàn)大規(guī)模分布的“連續(xù)型”油藏,在四川盆地下寒武統(tǒng)—下志留統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了“連續(xù)型”頁(yè)巖氣[50]。

表7 北美地臺(tái)區(qū)頁(yè)巖氣藏的發(fā)現(xiàn)

2000—2008年,北美地臺(tái)區(qū)發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣藏的盆地由5個(gè)(密西根、阿帕拉契亞、伊利諾斯、沃斯堡和圣胡安盆地)發(fā)展到以沃斯堡、阿科馬、路易斯安那、西加拿大盆地等為主的30多個(gè)盆地,頁(yè)巖氣產(chǎn)層包含了北美地臺(tái)區(qū)所有的海相頁(yè)巖烴源巖,美國(guó)頁(yè)巖氣藏的鉆探深度自發(fā)現(xiàn)初期的600～2 000 m逐漸加深到目前的2 500～4 000 m,部分盆地的鉆探深度實(shí)際已達(dá)到約6 000 m(見(jiàn)圖2)。2000年北美頁(yè)巖氣生產(chǎn)井約28 000口,頁(yè)巖氣年產(chǎn)量不足100×108m3,到2009年生產(chǎn)井已經(jīng)超過(guò)42 000口,預(yù)計(jì)頁(yè)巖氣年產(chǎn)量增長(zhǎng)至1 200×108m3以上,占北美天然氣總產(chǎn)量的近20%。2005年阿帕拉契亞盆地發(fā)現(xiàn)泥盆系Marcellus頁(yè)巖氣藏,氣藏面積達(dá)24.605×104km2,地質(zhì)儲(chǔ)量42.48×1012m3,可采儲(chǔ)量7.4×1012m3,成為目前美國(guó)最大的氣田之一。推動(dòng)“連續(xù)型”頁(yè)巖氣藏大發(fā)現(xiàn)的主要因素在于:頁(yè)巖氣藏資源潛力很大、領(lǐng)域非常廣闊;水平井鉆井技術(shù)和連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)等低成本開(kāi)發(fā)技術(shù)的突破和規(guī)模應(yīng)用;成熟管網(wǎng)、市場(chǎng)需求、飆升的氣價(jià)格和國(guó)家政策的大力扶持等。北美發(fā)現(xiàn)致密砂巖氣盆地30余個(gè),發(fā)現(xiàn)可采儲(chǔ)量13×1012m3,美國(guó)目前生產(chǎn)井有約40 000口,年產(chǎn)量達(dá)到1 775×108m3。如美國(guó)Pinedale致密砂巖氣田,面積 560 km2,可采儲(chǔ)量5 862×108～7 080×108m3,氣藏深度2 100～4 200 m,氣層厚度1 830 m,孔隙度4%～12%,滲透率 0.01×10-3～0.05×10-3μm2,年產(chǎn)氣108×108m3,后期開(kāi)發(fā)單井穩(wěn)定日產(chǎn)2 800～7 000 m3,最高達(dá) 5.7×104m3/d。該氣田2002年開(kāi)發(fā)井距400m,建井周期60d;2007年開(kāi)發(fā)井距200 m,建井周期14～20 d;采取欠平衡與叢式井等鉆井技術(shù);主要用連續(xù)油管分段壓裂,同一井場(chǎng)鉆4～5口井,一周可以壓裂80層,實(shí)現(xiàn)了快速經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)。

圖2 北美地臺(tái)區(qū)頁(yè)巖氣藏開(kāi)發(fā)深度圖[52]

非常規(guī)“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))分布面積廣、儲(chǔ)量規(guī)模大,具有形成大油氣區(qū)(層)的地質(zhì)條件,需要研究評(píng)價(jià)其含油氣區(qū)的空間邊界和三級(jí)儲(chǔ)量規(guī)模,針對(duì)性開(kāi)展資源評(píng)價(jià)、儲(chǔ)集層和流體檢測(cè),并進(jìn)行增產(chǎn)改造以提高采收率[53]。

3 中國(guó)油氣勘探領(lǐng)域進(jìn)展

全球油氣勘探實(shí)踐表明,油氣田大部分聚集在特定的地帶和區(qū)域,即富集在油氣域、油氣區(qū)和油氣帶中,形成4大油氣聚集域、5大油氣區(qū),中東油氣最為富集。中國(guó)陸上油氣勘探總體進(jìn)入了發(fā)現(xiàn)大油氣田、構(gòu)建大油氣區(qū)的新階段,如松遼和渤海灣大油區(qū),四川和鄂爾多斯大氣區(qū)等。

3.1 巖性-地層油氣藏、沖斷帶構(gòu)造油氣藏等領(lǐng)域是發(fā)現(xiàn)大油氣田和增儲(chǔ)的主體

近年來(lái),中國(guó)的陸上發(fā)現(xiàn)了多個(gè)大油氣區(qū),如在塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)、準(zhǔn)噶爾盆地西北緣、鄂爾多斯盆地三疊系長(zhǎng)4—10、渤海灣灘海等發(fā)現(xiàn)了5×108～10×108t級(jí)大油區(qū)(層)。在松遼盆地深層火山巖、四川盆地中部三疊系須家河組、庫(kù)車(chē)前陸沖斷帶、準(zhǔn)噶爾盆地陸東石炭系火山巖、鄂爾多斯盆地蘇里格砂巖中發(fā)現(xiàn)了3 000×108～10 000×108m3以上大氣區(qū)(層),這些重大發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)量增長(zhǎng)主要分布在巖性-地層、前陸沖斷帶構(gòu)造等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域包括了中國(guó)陸上剩余油氣資源量的主體,仍是今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期發(fā)現(xiàn)大油氣田和增儲(chǔ)的重點(diǎn)。

巖性-地層油氣藏仍將是中國(guó)近期增儲(chǔ)的重點(diǎn),主要包括碎屑巖、碳酸鹽巖與火山巖等儲(chǔ)集類(lèi)型。陸相湖盆未來(lái)勘探領(lǐng)域包括鄂爾多斯盆地與四川盆地大面積巖性油氣藏、塔里木盆地海相地層油氣藏等。鄂爾多斯盆地二疊系—三疊系及四川盆地三疊系須家河組大規(guī)模連續(xù)分布儲(chǔ)集體都易于形成“連續(xù)型”分布的大油氣區(qū)。暢流型大型淺水三角洲易形成滿(mǎn)盆富砂、湖盆中心深水區(qū)發(fā)育大規(guī)模砂質(zhì)碎屑流以及湖盆中心發(fā)育碳酸鹽巖儲(chǔ)集體(柴達(dá)木盆地西南凹陷碳酸鹽巖分布面積達(dá) 3×104km2、渤海灣歧口凹陷達(dá) 0.3×104km2,資源量都在5×108～6×108t)等新認(rèn)識(shí)使巖性勘探從湖盆邊部推進(jìn)到湖盆中心。中西部海相盆地發(fā)育多級(jí)不整合面,形成大型地層圈閉,塔里木盆地志留系、海相東河砂巖地層超覆和削截等大型地層油氣藏潛力大。中國(guó)海相碎屑巖分布范圍廣,古生代發(fā)育4期海相碎屑巖,發(fā)育三角洲、海灘等5種類(lèi)型大面積分布的砂體,油氣藏以巖性、地層型為主,資源潛力較大。渤海灣興隆臺(tái)等變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕也有重大發(fā)現(xiàn)。

中國(guó)海相碳酸鹽巖分布范圍廣,分布面積逾300×104km2,其中覆蓋區(qū)海相碳酸鹽巖(以古生界為主)面積約150×104km2,主要分布在塔里木、華北和揚(yáng)子克拉通盆地。海相烴源巖發(fā)育層位多、分布廣。碳酸鹽巖分布區(qū)主要發(fā)育泥質(zhì)烴源巖,而不是灰?guī)r。干酪根降解成油、原油裂解成氣2種模式均可形成大中型油氣田。在塔里木輪南—塔中已發(fā)現(xiàn)干酪根成油9.9×108t,在塔中、川東石炭系、樂(lè)山龍女寺等發(fā)現(xiàn)原油裂解氣1.2×1012m3。中國(guó)碳酸鹽巖發(fā)育巖溶、白云巖與礁灘3類(lèi)主要儲(chǔ)集體,主要有薩布哈蒸發(fā)泵、回流-滲透、埋藏、熱液白云石化等作用。古隆起斜坡順層巖溶與多期供烴可形成大型、特大型油氣田(群),隆起斜坡整體含油氣,拓展了勘探深度與范圍;層間巖溶可形成大面積、連續(xù)與斷續(xù)準(zhǔn)層狀分布的縫洞儲(chǔ)集層及油氣,拓展了勘探面積;礁灘儲(chǔ)集層、斷裂與烴源有效配置控制了礁灘油氣藏分布,臺(tái)緣帶與構(gòu)造復(fù)合控制高豐度大油氣田,臺(tái)內(nèi)灘可大面積含油氣;風(fēng)化剝蝕地層尖滅與氣源“倒灌”滲入式成藏,可形成大型地層油氣藏?？碧綇臐撋?、隆起高部位,擴(kuò)展到現(xiàn)今斜坡低部位、臺(tái)緣礁灘、臺(tái)內(nèi)礁灘與層間巖溶等領(lǐng)域,近年來(lái)在塔里木輪南、塔中及四川北部等地區(qū)取得重大突破。針對(duì)海相碳酸鹽巖,未來(lái)勘探方向包括:深化巖溶風(fēng)化殼與臺(tái)緣礁灘2大領(lǐng)域油氣勘探,開(kāi)拓顆粒灘及白云巖儲(chǔ)集體的勘探,重點(diǎn)立足塔里木、四川、鄂爾多斯3大盆地,尋找大型油氣田,發(fā)展大油氣區(qū);積極準(zhǔn)備羌塘、南方等新區(qū)油氣勘探。

近幾年,全球共發(fā)現(xiàn)火山巖油氣田169個(gè),最大油田是印度尼西亞的Jatibarang油田,玄武巖儲(chǔ)集層中可采儲(chǔ)量1.64×108t;最大氣田是澳大利亞Scott Reef氣田,玄武巖儲(chǔ)集層中可采儲(chǔ)量3 877×108m3[54]。中國(guó)火山巖勘探從東部巖性油氣藏發(fā)展到中西部地層油氣藏。在松遼盆地深層發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量大于1 000×108m3的徐深氣田、準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)現(xiàn)千億立方米級(jí)克拉美麗氣田、三塘湖盆地發(fā)現(xiàn)億噸級(jí)以上牛東油田。中國(guó)為多陸塊拼合大陸,地史時(shí)期火山活動(dòng)強(qiáng)烈,火山巖分布廣泛?；鹕綆r油氣成藏一是受有效生烴凹陷控制,具有近源成藏的特點(diǎn);二是受儲(chǔ)集層控制,后期改造和風(fēng)化淋濾作用是火山巖儲(chǔ)集層發(fā)育的關(guān)鍵。平面上火山巖儲(chǔ)集層主要分布在深大斷裂附近,有利相帶為火山口相、火山頸相、噴發(fā)相、溢流相;剖面上火山巖儲(chǔ)集層分布受不整合控制,有利儲(chǔ)集層主要分布在風(fēng)化面之下450 m范圍之內(nèi)。烴源巖、儲(chǔ)集層、烴源斷裂及區(qū)域蓋層的良好配置是火山巖能否成藏的關(guān)鍵。未來(lái)火山巖領(lǐng)域的勘探重點(diǎn)是松遼盆地深層新斷陷巖性油氣藏、北疆地區(qū)石炭系等重點(diǎn)盆地地層油氣藏[55]。

中國(guó)前陸盆地主體為陸內(nèi)前陸盆地,主要發(fā)育于中、新生代。陸相煤系、湖相烴源巖發(fā)育,沖斷帶構(gòu)造圈閉類(lèi)型主要為蓋層滑脫型、基底卷入型背斜/斷背斜,具備形成大油氣田的有利地質(zhì)條件,資源豐富,盆內(nèi)沖斷帶、沖斷帶下盤(pán)、深層是進(jìn)一步勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。如庫(kù)車(chē)西秋構(gòu)造帶,克拉蘇構(gòu)造帶的下盤(pán)和深層;準(zhǔn)噶爾盆地南緣的霍瑪吐背斜帶構(gòu)造發(fā)育,圈閉完整,深層(K或J)成藏條件較好;塔西南前陸沖斷帶已在第一、第二排構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)阿克莫木氣田和柯克亞油氣田,未來(lái)勘探領(lǐng)域包括第三、第四排構(gòu)造帶;四川大巴山—米倉(cāng)山前(P—T)也是未來(lái)勘探的重要方向。

中國(guó)成熟探區(qū)以陸相地層為主,在富油氣凹陷(區(qū)帶)中主要發(fā)育斷塊、背斜、巖性圈閉等,雖然其單體規(guī)模較小,但可大面積疊合連片,形成具有規(guī)模的大型油氣藏群。未來(lái)成熟盆地富油氣凹陷(區(qū)帶)勘探主要方向是灘海等新區(qū)、巖性-地層等新圈閉類(lèi)型與深層等,如準(zhǔn)噶爾西北緣與渤海灣灘海地區(qū)等。

3.2 新地區(qū)新盆地資源潛力大、勘探前景良好

中國(guó)新地區(qū)新盆地主要分布在海域、高原、外圍中小盆地等。中國(guó)南海深水區(qū)與國(guó)外被動(dòng)陸緣具有相似的地質(zhì)條件,資源潛力大。中國(guó)海域面積 300×104km2,界內(nèi)盆地面積為130×104km2,近海遠(yuǎn)景資源量152×108t。以往海域勘探主要集中在近海海域,南海深水區(qū)資源潛力大,勘探程度低,是突破的重點(diǎn)地區(qū)。中小規(guī)模盆地具備有利的油氣地質(zhì)條件,資源潛力較大。包括青藏地區(qū)在內(nèi)的20余個(gè)盆地勘探尚處于起步階段,勘探前景良好。

3.3 非常規(guī)連續(xù)型油氣藏(場(chǎng))是未來(lái)勘探重要類(lèi)型

與常規(guī)油氣藏勘探開(kāi)發(fā)相比,盡管“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))的發(fā)現(xiàn)歷史已很悠久,近年來(lái)也不斷取得重大突破,但總體勘探開(kāi)發(fā)程度低,地質(zhì)特征、資源前景與開(kāi)發(fā)潛力尚在逐步認(rèn)識(shí)中,未來(lái)大發(fā)展的前景十分明確。中國(guó)沉積盆地的形成及發(fā)展歷經(jīng)古生代海相與中、新生代陸相2個(gè)世代,“連續(xù)型”非常規(guī)油氣藏形成的地質(zhì)條件優(yōu)越。致密砂巖氣、煤層氣、頁(yè)巖氣、生物甲烷氣及天然氣水合物等資源豐富,勘探程度很低,是實(shí)現(xiàn)天然氣大發(fā)現(xiàn)、天然氣快速發(fā)展的戰(zhàn)略領(lǐng)域。斷續(xù)型油氣藏(場(chǎng))如準(zhǔn)噶爾盆地西北緣油砂等,也有勘探潛力。

中國(guó)致密砂巖氣的主要勘探方向是古生界海相致密砂巖氣和中、新生代陸相致密砂巖氣,這些砂巖氣多數(shù)與煤系伴生,源儲(chǔ)緊鄰,大范圍分布。古生界海相致密砂巖氣以塔里木地臺(tái)的志留系、華北地臺(tái)的石炭-二疊系、揚(yáng)子地臺(tái)的泥盆系—志留系、東北地區(qū)的石炭-二疊系為勘探重點(diǎn),面積約260×104km2,累計(jì)砂巖厚度500～2 700 m;中、新生代陸相致密砂巖氣領(lǐng)域涵蓋了中國(guó)主要陸相沉積盆地(鄂爾多斯、四川、塔里木、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、松遼、渤海灣與吐哈等盆地),遠(yuǎn)景資源量大于30×1012m3。

中國(guó)擁有海相與陸相2類(lèi)頁(yè)巖氣資源。重點(diǎn)領(lǐng)域包括3大海相地區(qū)和5大陸相盆地。3大海相地區(qū)是揚(yáng)子地臺(tái)古生界海相頁(yè)巖(頁(yè)巖氣中發(fā)育如圖3所示的微孔滲儲(chǔ)集層)、華北地臺(tái)—河西走廊古生界海相頁(yè)巖和塔里木盆地寒武系—奧陶系海相頁(yè)巖;5大陸相盆地是松遼盆地白堊系、渤海灣盆地古近系、陜甘寧盆地上三疊統(tǒng)、準(zhǔn)噶爾盆地石炭系—侏羅系和吐哈盆地中—下侏羅統(tǒng);頁(yè)巖氣有利勘探面積約 83×104～120×104km2,初步預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景資源量約 80×1012～100×1012m3。四川盆地古生界是近期發(fā)展重點(diǎn)。

中國(guó)的天然氣水合物在南海海域和青藏高原凍土區(qū)已有重大發(fā)現(xiàn),近期在中國(guó)南海北部陸坡、青藏高原發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景資源量達(dá)到500×108t油當(dāng)量左右,資源潛力很大,目前勘探處于探索起步階段,未來(lái)勘探開(kāi)發(fā)需要加強(qiáng)地質(zhì)理論、勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)及配套設(shè)施研究。

4 加強(qiáng)非常規(guī)石油地質(zhì)研究的必要性

20世紀(jì)90年代以來(lái),油氣勘探難度越來(lái)越大,人們開(kāi)始更加重視從成藏過(guò)程角度認(rèn)識(shí)油氣分布規(guī)律,油氣成藏理論得到了快速發(fā)展。21世紀(jì)以來(lái),隨著石油勘探從常規(guī)油氣延伸到非常規(guī)油氣領(lǐng)域,非常規(guī)油氣地質(zhì)研究日益受到重視,筆者認(rèn)為需要發(fā)展和建立非常規(guī)石油地質(zhì)理論。

根據(jù)油氣的運(yùn)聚和分布特征,可把油氣藏分為常規(guī)(典型)圈閉油氣藏和非常規(guī)(非典型)圈閉油氣藏。前者圈閉界限明顯(如克拉2氣藏等),后者包括“斷續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))和“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))。

4.1 常規(guī)石油地質(zhì)

石油地質(zhì)學(xué)是礦床學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,1917年美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)成立,并出版了AAPG Bulletin,標(biāo)志著石油地質(zhì)學(xué)已成為一門(mén)獨(dú)立的科學(xué)[56]。石油地質(zhì)學(xué)理論經(jīng)歷“油氣苗”現(xiàn)象→“背斜”理論→“圈閉”理論→非(常規(guī))圈閉理論的發(fā)展歷程。油氣藏一般是指常規(guī)圈閉意義上的油氣藏,常規(guī)圈閉油氣藏是指獨(dú)立圈閉油氣藏,即油氣在單一明顯圈閉中的聚集,是地殼上油氣聚集的最基本單元,具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油(氣)水界面[57]。

圖3 美國(guó)與中國(guó)四川盆地及周邊海相頁(yè)巖電子顯微特征

常規(guī)石油地質(zhì)理論研究的基本問(wèn)題通常概括為生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、保,其主要內(nèi)容可以概括為油氣成因、成藏、分布與富集規(guī)律3大基本科學(xué)問(wèn)題。常規(guī)圈閉成藏經(jīng)歷一次和二次運(yùn)移,顯著特征是油氣在浮力作用下聚集成藏,油氣運(yùn)移遵循達(dá)西滲流規(guī)律,采用常規(guī)的二維或三維地震、鉆井等技術(shù)進(jìn)行勘探。中國(guó)油氣勘探的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了中國(guó)石油地質(zhì)學(xué)的發(fā)展和完善,形成了具有中國(guó)特色的石油地質(zhì)理論,如陸相生油理論、源控論、復(fù)式油氣聚集帶理論、海相碳酸鹽巖油氣成藏理論、火山巖油氣成藏理論、天然氣地質(zhì)理論等。

油氣藏是勘探直接對(duì)象,圈閉是油氣藏的核心。常規(guī)油氣地質(zhì)理論以常規(guī)油氣藏為研究對(duì)象,不同學(xué)者對(duì)油氣藏有不同的分類(lèi)方案[58-62],對(duì)于常規(guī)圈閉油氣藏,主要是基于常規(guī)圈閉類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),如劃分為構(gòu)造圈閉、巖性圈閉、地層圈閉和復(fù)合圈閉油氣藏等。

4.2 非常規(guī)石油地質(zhì)

4.2.1 非常規(guī)石油地質(zhì)基本內(nèi)涵

非常規(guī)石油地質(zhì)研究非常規(guī)油氣的資源潛力、形成與分布、評(píng)價(jià)方法與發(fā)展戰(zhàn)略等。

不同油氣運(yùn)移狀態(tài)形成不同的油氣藏類(lèi)型,遠(yuǎn)距離二次運(yùn)移易于形成常規(guī)油氣藏,源內(nèi)一次運(yùn)移或短距離二次運(yùn)移易于形成“連續(xù)型”油氣場(chǎng)(見(jiàn)圖4、圖5)。統(tǒng)計(jì)與研究表明,一般在孔喉半徑小于1μm、孔隙度小于10%、空氣滲透率小于1×10-3μm2的地質(zhì)條件下,易于形成“連續(xù)型”油氣場(chǎng),反之易于形成常規(guī)圈閉油氣藏(見(jiàn)圖4);如果同時(shí)還滿(mǎn)足有機(jī)碳含量大于1%、鏡質(zhì)體反射率(Ro值)大于0.7%、源儲(chǔ)壓差大于10 MPa的條件,一般則易于形成高豐度“連續(xù)型”油氣場(chǎng)(見(jiàn)圖4)。達(dá)到生油氣溫壓條件后的烴源巖經(jīng)歷生物成因、熱成因、高過(guò)成熟等多階段生烴后,具有“連續(xù)生烴、連續(xù)充注、高峰式強(qiáng)排、連續(xù)或斷續(xù)分布、局部富集”的特點(diǎn),過(guò)去強(qiáng)調(diào)生烴高峰期成藏的觀點(diǎn)需要重新認(rèn)識(shí)。

非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))是非常規(guī)石油地質(zhì)研究的核心。這里的非常規(guī)油氣藏中的“藏”,已不是傳統(tǒng)意義圈閉形成的藏,也可稱(chēng)之為“場(chǎng)”,或稱(chēng)非常規(guī)油氣場(chǎng),是油氣聚集的場(chǎng)所,已突破圈閉概念,從分布特征可分為“連續(xù)型”油氣場(chǎng)與“斷續(xù)型”油氣場(chǎng)2種基本類(lèi)型。

圖4 “連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))形成分區(qū)圖

威爾遜(Wilson W B)1934年把油氣藏劃分為閉合油氣藏和開(kāi)放油氣藏2大類(lèi),已預(yù)測(cè)到開(kāi)放油氣藏的存在,但認(rèn)為沒(méi)有勘探價(jià)值。

目前對(duì)非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))的不同類(lèi)型沒(méi)有統(tǒng)一進(jìn)行定義,未系統(tǒng)提出嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)規(guī)范。如對(duì)致密砂巖氣沒(méi)有明確定義和統(tǒng)一儲(chǔ)集體物性標(biāo)準(zhǔn)。本文認(rèn)為致密砂巖氣(tight sandstone gas)是指孔隙度小于10%、原地滲透率小于0.1×10-3μm2或空氣滲透率小于1×10-3μm2、孔喉半徑小于1μm、含氣飽和度小于60%的砂巖中儲(chǔ)集的天然氣,一般無(wú)自然工業(yè)產(chǎn)量,但在一定經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)措施下可以獲得工業(yè)天然氣產(chǎn)量。1980年美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)(FERC)根據(jù)“美國(guó)國(guó)會(huì)1978年天然氣政策法”(NGPA)的有關(guān)規(guī)定,確定致密氣藏的注冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)為原地儲(chǔ)集層滲透率小于0.1×10-3μm2。中國(guó)一般將平均孔隙度小于10%,空氣滲透率小于1×10-3μm2的砂巖稱(chēng)為特低孔滲儲(chǔ)集層。不同地區(qū)有一定差別,鄂爾多斯盆地上古生界天然氣藏砂巖平均孔隙度8.3%,平均滲透率1.1×10-3μm2;四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組平均孔隙度4.77%,平均滲透率0.19×10-3μm2,孔喉直徑均值0.313μm;吐哈盆地山前帶侏羅系水西溝群儲(chǔ)集層孔隙度一般6%～9%,滲透率一般小于0.05×10-3～1×10-3μm2;松遼盆地深層砂巖孔隙度 4.0%～5.5%、滲透率0.06×10-3μm2,礫巖孔隙度大于等于2.7%、滲透率大于等于0.05×10-3μm2。

圖5 油氣藏形成機(jī)理與類(lèi)型劃分圖

頁(yè)巖氣是成熟烴源巖內(nèi)自生自?xún)?chǔ)氣,源儲(chǔ)一體,頁(yè)巖氣形成及資源豐度與有機(jī)質(zhì)豐度、熱成熟度和脆性礦物等3大關(guān)鍵因素密切相關(guān),一般 TOC值大于2%,Ro值大于1%,石英等脆性礦物含量大于40%。頁(yè)巖氣的孔滲性很低,儲(chǔ)集空間一般是原始有機(jī)質(zhì)成氣后形成的微孔及構(gòu)造與成巖作用等形成的微裂縫,孔喉直徑一般為0.005～0.100μm。相對(duì)于致密砂巖氣、煤層氣等而言,頁(yè)巖氣有其自身的特殊性:一是多階段成氣,包括低階生物成因氣和不同階非熱成因氣;二是游離氣和吸附氣并存,分子或原子滲流,開(kāi)采過(guò)程連續(xù)性和持續(xù)性強(qiáng),產(chǎn)量不高,但單井穩(wěn)產(chǎn),產(chǎn)量一般在0.5×104～1.0×104m3/d左右,可持續(xù)生產(chǎn)30～50 a以上。

隨著勘探開(kāi)發(fā)的深入,源內(nèi)運(yùn)移滯留在生烴層中的頁(yè)巖氣、煤層氣、水合物,或近距離一次運(yùn)移至儲(chǔ)集層中的致密砂巖氣等,成為非常規(guī)油氣勘探和地質(zhì)研究的重要內(nèi)容。非常規(guī)石油地質(zhì)主要研究2類(lèi)資源,一是致密砂巖油氣、頁(yè)巖油氣、煤層氣、水合物等“連續(xù)型”分布的油氣資源;二是油砂、稠油、不連通縫洞油氣等“斷續(xù)型”分布的油氣資源。

“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))的基本內(nèi)涵是在大范圍非常規(guī)儲(chǔ)集體系中,沒(méi)有明顯圈閉界限,油氣連續(xù)或漸變分布的非常規(guī)圈閉油氣藏(場(chǎng))。“連續(xù)型”油氣藏與傳統(tǒng)意義的單個(gè)常規(guī)圈閉油氣藏在形成機(jī)理、分布特征和評(píng)價(jià)技術(shù)上有本質(zhì)區(qū)別,它們主要受儲(chǔ)集層的孔喉直徑、孔隙度、滲透率以及烴源巖的殘余有機(jī)質(zhì)含量、熱演化程度、源儲(chǔ)壓差等因素控制,最終形成不同豐度的油氣藏類(lèi)型,缺乏明顯圈閉與蓋層界限,流體分異較差,沒(méi)有統(tǒng)一油、氣、水邊界和壓力系統(tǒng),含油氣飽和度差異較大,油、氣、水常多相共存。

“斷續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))如塔里木盆地部分不連通碳酸鹽巖縫洞油氣藏,發(fā)育準(zhǔn)層狀縫洞風(fēng)化淋濾體系,無(wú)明顯圈閉界限的孔縫洞體系形成相對(duì)獨(dú)立的油氣水單元,多期成油,晚期注氣,多期調(diào)整,油氣水分布復(fù)雜,無(wú)統(tǒng)一壓力系統(tǒng),無(wú)統(tǒng)一邊底水界限和深度,每個(gè)孔洞體系的油氣水容量與產(chǎn)量變化很大,上油下氣、上水下油現(xiàn)象普遍。

4.2.2 非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))分類(lèi)

與常規(guī)油氣藏不同,非常規(guī)油氣藏沒(méi)有明顯的圈閉界限和形態(tài),一般不象常規(guī)油氣藏主要基于圈閉進(jìn)行分類(lèi)。以往研究非常規(guī)油氣,是據(jù)當(dāng)時(shí)勘探發(fā)現(xiàn)所涉及到的領(lǐng)域和類(lèi)型,指出非常規(guī)油氣包括致密砂巖油氣、油砂、煤層氣、頁(yè)巖油氣、氣水合物等類(lèi)型。目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有提出“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))分類(lèi)方案。本文根據(jù)油氣藏(場(chǎng))分布的本質(zhì)特征,提出了幾種初步分類(lèi)方案。根據(jù)儲(chǔ)集巖類(lèi)型,可分為低—特低孔滲(致密)砂巖油氣藏、頁(yè)巖油氣藏、碳酸鹽巖孔縫洞型油氣藏、火山巖孔縫油氣藏、煤層氣藏與天然氣水合物等;根據(jù)油氣成因,可分為熱成因油氣藏、生物成因油氣藏和混合成因油氣藏;根據(jù)油氣賦存狀態(tài),可分為吸附型、游離型和混合型。

4.2.3 非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))地質(zhì)特征

非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))的地質(zhì)特征、分類(lèi)、研究?jī)?nèi)容和評(píng)價(jià)方法等與常規(guī)油氣藏有明顯不同。

非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))的本質(zhì)特征是缺乏明顯圈閉界限與直接蓋層,分布范圍廣,發(fā)育于非常規(guī)儲(chǔ)集層體系之中,可以認(rèn)為是無(wú)圈閉、非(常規(guī))圈閉、非閉合圈閉,或“無(wú)形”、“隱形”圈閉,沒(méi)有統(tǒng)一油氣水邊界和壓力系統(tǒng),含油氣飽和度差異大,油氣水常多相共存。

4.2.4 非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))研究?jī)?nèi)容

非常規(guī)油氣藏由于上述特殊的地質(zhì)特征,決定了其研究不象常規(guī)油氣藏針對(duì)生、儲(chǔ)、蓋、運(yùn)、圈、保成藏要素及其成藏作用過(guò)程展開(kāi)。非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))研究在某些方面(如烴源巖和儲(chǔ)集層等成藏靜態(tài)要素的地質(zhì)評(píng)價(jià))與常規(guī)油氣藏類(lèi)似,但重點(diǎn)突出非常規(guī)資源、非常規(guī)儲(chǔ)集層、非常規(guī)成藏、非常規(guī)技術(shù)等的研究、評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā),尤其是研究微米、納米級(jí)微觀儲(chǔ)集空間形成機(jī)理、油氣運(yùn)聚與分布規(guī)律、經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量與發(fā)展戰(zhàn)略等。

4.2.5 非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))資源分布預(yù)測(cè)技術(shù)

根據(jù)非常規(guī)油氣藏成因機(jī)理和分布規(guī)律,需要開(kāi)發(fā)其空間分布評(píng)價(jià)技術(shù)。如基于四川盆地合川—潼南—安岳三疊系須家河組氣區(qū)的典型解剖,建立了“連續(xù)型”油氣藏的空間分布數(shù)值模擬預(yù)測(cè)方法,其成藏與分布模擬流程包括地質(zhì)建模、成藏動(dòng)力平衡方程建立和聚集量計(jì)算等步驟(見(jiàn)圖 6),形成了軟件系統(tǒng)UNRAMS 1.0。

圖6 “連續(xù)型”氣藏成藏模擬流程圖

以上方法在四川盆地的應(yīng)用取得了明顯效果,預(yù)測(cè)合川—潼南地區(qū)須二段未發(fā)現(xiàn)氣資源比例達(dá)50%以上(見(jiàn)圖7)。

圖7 四川合川—潼南地區(qū)“連續(xù)型”氣藏模擬結(jié)果

4.2.6 非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))評(píng)價(jià)方法

非常規(guī)石油地質(zhì)理論的核心是“連續(xù)型”油氣成藏與分布,除運(yùn)用常規(guī)的一些研究方法之外,還需要采用一些針對(duì)性的特殊方法,如“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))具有與常規(guī)油氣藏完全不同的資源評(píng)價(jià)方法,目前美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)提出了“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))資源評(píng)價(jià)的FORSPAN模型評(píng)價(jià)方法。此外,還需研究模擬油氣運(yùn)聚非達(dá)西滲流的高溫、高壓及超高壓設(shè)備和技術(shù)方法、開(kāi)展特殊的鉆井與提高采收率開(kāi)發(fā)技術(shù)等。

4.2.7 非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))勘探潛力與發(fā)展戰(zhàn)略

油氣生成后運(yùn)移聚集形成油氣藏,一般會(huì)經(jīng)歷源內(nèi)一次運(yùn)移、近距離二次運(yùn)移和遠(yuǎn)距離二次運(yùn)移3個(gè)階段,每一個(gè)階段都可形成油氣聚集。過(guò)去勘探主要研究遠(yuǎn)距離二次運(yùn)移聚集的常規(guī)圈閉油氣藏(如背斜油氣藏和斷層油氣藏),是勘探早中期的主要目標(biāo),一般占總資源的10%～20%(見(jiàn)圖5)。但油氣在源內(nèi)滯留、近距離二次運(yùn)移保存在儲(chǔ)集體中的油氣資源,是當(dāng)前或今后勘探和研究的新領(lǐng)域,分別占總資源的30%～50%和20%～30%,這類(lèi)油氣資源勘探總體處于盆地勘探的中晚期,需儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)、水平井與大型壓裂等特殊技術(shù)。

油氣資源的工業(yè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略取決于油價(jià)和技術(shù)條件(見(jiàn)圖8),在一定階段認(rèn)為沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))資源,特別是一部分“連續(xù)型”氣藏(場(chǎng)),隨著技術(shù)進(jìn)步和油價(jià)上升,都能逐步具有開(kāi)采價(jià)值。

圖8 油氣資源勘探開(kāi)發(fā)與發(fā)展三角圖

4.3 找油啟示

全球油氣勘探歷程與重大發(fā)現(xiàn)啟示我們找油有哲學(xué)思想和理念。只要有油,沒(méi)有找不到的油;只有想不到的油,沒(méi)有找不到的油。Dickey P曾說(shuō):“我們常常用舊的觀念在新的地方發(fā)現(xiàn)油氣,有時(shí)候我們也用新的觀念在老的地方發(fā)現(xiàn)油氣,但是我們很少用舊的觀念在老的地方發(fā)現(xiàn)更多的油氣”[63]。

①認(rèn)識(shí)的誤區(qū)就是勘探的禁區(qū)。在儲(chǔ)集層類(lèi)型和勘探深度上都曾有過(guò)誤區(qū)。在儲(chǔ)集層類(lèi)型上,過(guò)去把火山巖、泥頁(yè)巖和致密砂巖看成勘探禁區(qū),現(xiàn)在成為勘探對(duì)象和熱點(diǎn);在勘探深度上,過(guò)去認(rèn)為4 500 m以深缺乏優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)5 000～6 000 m深度的碎屑巖仍存在好儲(chǔ)集層,如塔里木庫(kù)車(chē)坳陷深層;6 000～7 000 m的碳酸鹽巖儲(chǔ)集層仍有工業(yè)價(jià)值,如塔里木臺(tái)盆區(qū)。

②從常規(guī)向非常規(guī)延伸是一次解放思想,是一場(chǎng)地學(xué)革命,也是地質(zhì)理論與技術(shù)的突破。美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家華萊士 E普拉特在一篇《找油的哲學(xué)》論文里寫(xiě)到:“作為一個(gè)找油者,保持新油田有待發(fā)現(xiàn)的想象力,受到勘探投資鼓勵(lì),可以繼續(xù)發(fā)現(xiàn)新油田”[63]。

③常規(guī)的思想找不到非常規(guī)的油氣,常規(guī)的技術(shù)也拿不到非常規(guī)的油氣。只有解放不了的思想,沒(méi)有解放不了的油氣,非常規(guī)顛覆了常規(guī)思想,非常規(guī)顛覆了圈閉概念。頁(yè)巖氣已突破了常規(guī)找油思想。要用智慧透視地球,用技術(shù)降低風(fēng)險(xiǎn)。美國(guó)一位地學(xué)家1952年指出:“歸根到底,首先找到石油的地方正是在人們的腦海里。未發(fā)現(xiàn)的石油僅是作為一種想法存在于某些找油者的腦海里,如果沒(méi)有人相信有更多的石油有待去尋找,將不會(huì)有更多的石油被發(fā)現(xiàn)”[63]。

④要去想不到的地方找油。已從外形找油,向成因找油發(fā)展。只有枯竭的思想,沒(méi)有枯竭的油氣。地質(zhì)家就是指出油氣,勘探家就是打出油氣。干井不干。找油,就是找信心;找油,就是找規(guī)律。

5 結(jié)論

截至2008年,全球共發(fā)現(xiàn)大油氣田951個(gè),剩余油氣資源豐富,歷經(jīng)百余年勘探仍不斷有大發(fā)現(xiàn),目前總體勘探程度較低,尤其是非常規(guī)資源未來(lái)勘探潛力很大,已成為勘探的亮點(diǎn)。全球21世紀(jì)以來(lái)油氣大發(fā)現(xiàn)揭示,被動(dòng)陸緣深水區(qū)成為全球大油氣田發(fā)現(xiàn)的最主要領(lǐng)域;碳酸鹽巖仍然是發(fā)現(xiàn)大型、特大型油氣田的重要領(lǐng)域;地質(zhì)認(rèn)識(shí)深化和技術(shù)進(jìn)步使巖性-地層大油氣田發(fā)現(xiàn)不斷增多;前陸沖斷帶構(gòu)造勘探不斷發(fā)現(xiàn)大油氣田;成熟探區(qū)仍不斷有新發(fā)現(xiàn)。新地區(qū)新盆地加強(qiáng)勘探,也會(huì)帶來(lái)大發(fā)現(xiàn)。

“連續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))分布面積廣、儲(chǔ)量規(guī)模大。主要類(lèi)型有低孔滲—致密砂巖油氣、煤層氣、頁(yè)巖油氣和天然氣水合物等,需要研究評(píng)價(jià)其含油氣區(qū)的空間邊界和三級(jí)儲(chǔ)量規(guī)模,針對(duì)性開(kāi)展資源評(píng)價(jià)、特殊鉆井、連續(xù)油管壓裂、提高采收率等技術(shù)研究?！斑B續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))是全球戰(zhàn)略性接替領(lǐng)域。

非常規(guī)石油地質(zhì)主要是研究油氣生成后在源內(nèi)滯留、近距離二次運(yùn)移保留在儲(chǔ)集層中的油氣資源,有“連續(xù)型”與“斷續(xù)型”油氣藏(場(chǎng))2種基本類(lèi)型。它們?cè)诘刭|(zhì)特征、分類(lèi)方案、研究?jī)?nèi)容、評(píng)價(jià)方法和勘探階段等方面與常規(guī)油氣藏有明顯不同,需要加強(qiáng)非常規(guī)石油地質(zhì)研究,發(fā)展和建立非常規(guī)石油地質(zhì)理論。

認(rèn)識(shí)的誤區(qū)就是勘探的禁區(qū)。從常規(guī)向非常規(guī)延伸是解放思想;只有解放不了的思想,沒(méi)有解放不了的油氣;用智慧透視地球,用技術(shù)降低風(fēng)險(xiǎn);常規(guī)的思想找不到非常規(guī)的油氣;非常規(guī)顛覆了圈閉;要去想不到的地方找油;只有枯竭的思想,沒(méi)有枯竭的油氣;只要有油,沒(méi)有找不到的油;只有想不到的油,沒(méi)有找不到的油;地質(zhì)家就是指出油氣,勘探家就是打出油氣;干井不干;找油氣,就是找規(guī)律。

致謝:感謝邱中建、翟光明、戴金星、胡見(jiàn)義、賈承造、童曉光、趙政璋、王道富、高瑞琪、趙文智、杜金虎等院士與專(zhuān)家給予的指導(dǎo),感謝潘校華、周慧、吳亞?wèn)|、鄭民、賀正軍、張靜、梁英波、趙喆、白斌等給予的幫助。

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Geological features,major discoveries and unconventional petroleum geology in the global petroleum exploration

Zou Caineng1,2,Zhang Guangya1,2,Tao Shizhen1,2,Hu Suyun1,2,Li Xiaodi1,2,Li Jianzhong1,2,Dong Dazhong1,2,Zhu Rukai1,2,Yuan Xuanjun1,2,Hou Lianhua1,2,Qu Hui1,2,Zhao Xia1,2,Jia Jinhua1,2,Gao Xiaohui1,2,Guo Qiulin1,2,Wang Lan1,2,Li Xinjing2

(1.State Key L aboratory ofEOR,Beijing100083,China;2.PetroChina Research Institute of Petroleum Ex ploration&Development,Beijing100083,China)

Large and extra-large oil/gas fields are mainly distributed in Thetys areas,passive margins,foreland thrust belts,and craton basins in the world.Unconventional oil/gas fields are mainly distributed in foreland slopes,basin(depression)centers,craton synclines,and tundras.Since the 21stcentury,the major exploration discoveries across the globe have been mainly concentrated in the deep water area of passive margins,carbonate rock,lithologic-stratigraphic zone,foreland thrust belt,mature exploration area,new basin and unconventional oil/gas reservoir(field).These major discoveries involve conventional and unconventional oil/gas resources.The conventional oil geology stresses the oil/gas migration and reservoir-forming rules in individual traps;the unconventional oil geology focuses on unconventional resource,reservoir,reservoir-formation and technologies.The geological features,classification program,research content,evaluation method and exploration phase of unconventional oil/gas reservoirs(fields)are different from those of conventional ones.Research should be strengthened on unconventional oil geology to develop unconventional oil geological theories.

global exploration discoveries;geological feature;unconventional petroleum geological theory;“continuous”petroleum reservoir(field)

國(guó)家大型氣田與煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(2008ZX05001)

TE122

A

1000-0747(2010)02-0129-17

鄒才能(1963-),男,重慶江北人,博士生導(dǎo)師,中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院副院長(zhǎng)兼總地質(zhì)師,主要從事大油氣區(qū)、巖性-地層油氣藏、“連續(xù)型”與“斷續(xù)型”非常規(guī)油氣藏(場(chǎng))地質(zhì)等基礎(chǔ)理論與核心技術(shù)研究,以及油氣重大勘探領(lǐng)域與風(fēng)險(xiǎn)井位評(píng)選等勘探生產(chǎn)實(shí)踐等工作。地址:北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào),中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院院辦,郵政編碼:100083。E-mail:zcn@petrochina.com.cn

2009-09-10

2010-01-11

(編輯 王大銳 繪圖 李秀賢)