20世紀90年代吐哈盆地石油勘探開發(fā)結(jié)果與預(yù)期目標不一的原因探析

李玉琪 張 旋

(西安石油大學(xué)石油史研究所，陜西西安710065)

0 引言

吐魯番—哈密盆地(簡稱吐哈盆地)位于新疆中部，西南與準噶爾盆地相鄰，西北與塔里木盆地相鄰，是新疆第三大含油氣沉積盆地。吐哈盆地的早期地質(zhì)勘探基本上與我國其他地區(qū)在同一時期開始，但真正的油氣開發(fā)卻是在20世紀90年代才步上正軌?；蛟S是由于盆地內(nèi)一些早期油田良好的油氣表現(xiàn)，在整個90年代的大規(guī)模開發(fā)中，吐哈盆地石油開發(fā)提出的預(yù)期目標是比較高的，但實際結(jié)果卻不盡如人意。本文梳理了吐哈盆地的勘探過程，詳細列出了在90年代開發(fā)過程中的預(yù)期目標和實際結(jié)果的數(shù)據(jù)比較，并試圖從不同角度分析出造成這一差異的原因。

1 吐哈盆地前期的石油勘探

清光緒十八年(1892年)，俄國地質(zhì)學(xué)家奧布魯契夫在新疆進行地質(zhì)調(diào)查，拉開了中外地質(zhì)學(xué)者對吐哈盆地進行地質(zhì)勘探的序幕。此后半個世紀，英國人斯坦因、我國地質(zhì)學(xué)家黃文弼等先后進入吐哈盆地進行了地質(zhì)及資源調(diào)查。但直到1946年，吐哈盆地的地質(zhì)調(diào)查都停留在綜合性考察上，并沒有對石油資源進行有針對性的單獨勘探。

新中國成立后，吐哈盆地石油地質(zhì)調(diào)查被列入國家計劃，吐哈盆地真正意義上的油氣資源勘探開始了。當時的燃料工業(yè)部多次組建地質(zhì)勘探隊進入吐哈盆地進行地質(zhì)詳查，勘察到36個地質(zhì)構(gòu)造和9個潛伏構(gòu)造，在7個構(gòu)造上見到油氣顯示，先后發(fā)現(xiàn)勝金口和七克臺兩個小油田，證實了吐哈盆地是一個具備工業(yè)勘探價值的含油氣盆地。但由于同一時期內(nèi)大慶油田的發(fā)現(xiàn)和建設(shè)，石油工業(yè)部并沒有對吐哈盆地進行進一步的開發(fā)，除了已建成的油田，其他現(xiàn)場勘探基本停頓。

1983年，西北地區(qū)石油勘探會議提出了“石油工業(yè)勘探重點西移”的戰(zhàn)略，吐哈盆地的勘探工作再次開啟。1988年，中國石油天然氣總公司在吐哈盆地設(shè)立“吐魯番—哈密盆地石油勘探項目組”，在吐哈開鉆哈參1井和托參1井兩口參數(shù)井。1989年1月，臺參1井獲得工業(yè)油流，鄯善油田被發(fā)現(xiàn)。同年7月，玉門石油局成立吐魯番勘探開發(fā)前線指揮部，將勘探工作重點轉(zhuǎn)向吐哈盆地，次年又成立“吐魯番石油勘探開發(fā)指揮部”，于1991年2月開始吐哈石油會戰(zhàn)。到1995年會戰(zhàn)結(jié)束時，共鉆探井183口，開發(fā)井657口，發(fā)現(xiàn)柯克亞、丘東等14個油氣田和6個工業(yè)性含油氣構(gòu)造。此后吐哈盆地勘探重點西移，對臺北凹陷西部以及臺南凹陷進行了勘探，確認了其油氣資源前景。

2 20世紀90年代吐哈盆地的石油開發(fā)及數(shù)據(jù)比較

整個20世紀90年代，吐哈盆地迅速建設(shè)投產(chǎn)了諸如鄯善、溫米、丘陵、葡北等多個油田，但在開發(fā)過程中也出現(xiàn)了開發(fā)結(jié)果與預(yù)期目標相去甚遠的情況。雖然在現(xiàn)有的油田開發(fā)資料中，提及吐哈盆地的石油開發(fā)，總以“完成主要預(yù)期目標”來模糊帶過，但經(jīng)過詳細的數(shù)據(jù)對比后卻能發(fā)現(xiàn)，吐哈盆地的石油資源在開發(fā)中的實際表現(xiàn)其實是低于預(yù)期目標的。

2．1 1991—1995年吐哈石油會戰(zhàn)階段

吐哈石油會戰(zhàn)開展于1991—1995年。由于恰好處于國民經(jīng)濟第八個五年計劃的時期，吐哈會戰(zhàn)指揮部制定了《吐魯番—哈密油田“八五”計劃》，明確“八五”期間油田要達到如下目標:新增探明石油地質(zhì)儲量3×108t，探明天然氣地質(zhì)儲量200 × 108m3，原油年產(chǎn)能力 420 × 104t。［1］671992年7月，指揮部黨工委發(fā)文，將“八五”計劃中的年產(chǎn)目標改為“保四爭五”，即把年產(chǎn)400×104t作為計劃目標，爭取年產(chǎn) 500 ×104t。［1］62截至1995年底，吐哈盆地累計探明石油地質(zhì)儲量2．08×108t(含凝析油)，天然氣儲量731×108m3(含溶解氣)，原油年產(chǎn)量從1991年到1995年分別為20．34 × 104t、58．58 × 104t、115．19 × 104t、141．32 ×104t、220．82 × 104t，［1］2995 年 共 計 559．58 ×104t［1］6。

與計劃相比，吐哈石油會戰(zhàn)實際探明石油地質(zhì)儲量減少了0．92×108t，只達到目標的69．4%;實際探明天然氣儲量增加了531×108m3，超額完成目標。在此后幾年里，石油年產(chǎn)量雖然逐年增加，但直到1995年，年產(chǎn)量仍然比目標產(chǎn)量少了179．18 ×104t，僅占目標產(chǎn)量的 55．2%。很明顯，在計劃時，指揮部方面認為吐哈的油氣資源中石油資源所占比重應(yīng)該比天然氣大，且資源量可觀，但實際結(jié)果卻是石油資源沒有天然氣資源量大，且比預(yù)期的要少很多。

2．2 1996—2000年“九五”上產(chǎn)時期

1996—2000年是我國國民經(jīng)濟的第九個五年計劃時期，這一時期的吐哈盆地主要在進行產(chǎn)能建設(shè)。1996年1月，吐哈會戰(zhàn)指揮部編制了《吐哈石油勘探開發(fā)指揮部“九五”計劃和2010年遠景目標》，提出盆地石油開發(fā)的主要目標是:年產(chǎn)原油300×104t穩(wěn)產(chǎn)，到2000年實現(xiàn)年產(chǎn)原油400×104t，累計產(chǎn)油1 702×104t;新增探明石油地質(zhì)儲量1×108t，稠油開發(fā)實現(xiàn)年產(chǎn)50×104t穩(wěn)產(chǎn)［1］64－69。而根據(jù)《吐哈油氣區(qū)歷年綜合開發(fā)數(shù)據(jù)表》［1］299可知:1995年吐哈油氣區(qū)年產(chǎn)原油為220．82×104t，當年的地質(zhì)儲量采出程度為5．29%，由此可推算出1995年吐哈油氣區(qū)的地質(zhì)儲量約為1．08×108t。同理得出2000年吐哈油氣區(qū)地質(zhì)儲量約為1．71×108t，也就是說整個“九五”期間吐哈油氣區(qū)的新增石油地質(zhì)儲量為0．63×108t，只達到了目標的63%。而整個油氣區(qū)原油年產(chǎn)量只有1997年達到了300．08×104t，其余4年年產(chǎn)量均在280×104～300×104t之間浮動，5 年累計生產(chǎn)原油 1 466．94 × 104t［1］69，僅完成目標的86．19%。顯然，吐哈盆地的石油開發(fā)在“九五”期間也沒能完成預(yù)期目標。

筆者以上述數(shù)據(jù)及相關(guān)資料繪制了1991—2005年吐哈盆地石油產(chǎn)量與儲量變動圖(見圖1)。從圖1中我們發(fā)現(xiàn)，吐哈盆地的石油地質(zhì)儲量在逐年增加，但每年的新增地質(zhì)儲量卻是大體呈遞減趨勢。也就是說，雖然每年都能勘探出新的地質(zhì)儲量，但增速在下降;盆地內(nèi)的石油可采儲量與新增可采儲量也整體呈緩慢下降趨勢。盆地內(nèi)的石油資源所面對的現(xiàn)實是增速在減緩，而勘探開發(fā)計劃雖有降低，但比起盆地內(nèi)石油資源增速的減緩仍然過高。

圖1 吐哈盆地1991—2005年石油地質(zhì)儲量與可采儲量變動圖

3 現(xiàn)有資料下對吐哈盆地石油開發(fā)結(jié)果與預(yù)期目標表現(xiàn)不一的原因分析

關(guān)于吐哈盆地石油開發(fā)與預(yù)期目標表現(xiàn)不一的問題，中石油及當時的吐哈會戰(zhàn)指揮部是有過分析總結(jié)的，但多為內(nèi)部資料，公開資料較少。而根據(jù)已公開發(fā)表的資料僅能總結(jié)出以下兩點原因。

3．1 對盆地地質(zhì)條件認識的不足使勘探目標與結(jié)果產(chǎn)生差異

在地質(zhì)學(xué)中，斷層和斷點都是斷裂運動作用下的結(jié)果，而斷裂作用對油氣儲存最直觀的影響就是影響油氣運聚。［2］158一個完整的有油氣存在的地質(zhì)構(gòu)造，油氣運動是在構(gòu)造范圍內(nèi)進行的，對油氣存儲和開采不會有太大的影響;一旦構(gòu)造中出現(xiàn)斷層或者斷點，油氣在運動的過程中就有可能從這些斷層、斷點處流失，造成該儲層內(nèi)的油氣儲量減少;這些斷層還會使地層壓力在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)差異，使油水運動的速度減緩或者改變油水運動的路線，從而增加開采的難度。吐哈盆地已開發(fā)的油氣藏多為構(gòu)造油氣藏，對于構(gòu)造中是否存在斷層以及斷層多寡的認識直接影響著制定的油氣勘探和開發(fā)目標是否能夠?qū)崿F(xiàn)。以鄯善油田為例，在勘探之初研究人員認為，鄯善油田所在的弧形構(gòu)造是一個完整、連續(xù)的穹窿背斜，所以在制定預(yù)期目標時對其油氣前景比較看好。但是，1993年吐哈研究大隊開展了油田靜態(tài)油藏描述，通過地層對比，在油田范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了40個斷點［1］24，這些斷點在一定程度上造成了構(gòu)造內(nèi)的部分油氣流失，使后來的實際探明儲量與目標中的數(shù)據(jù)相去甚遠。在油田開發(fā)方案編制時，以完整的背斜構(gòu)造為基礎(chǔ)的開發(fā)方案比較簡單，但在開采過程中因為出現(xiàn)斷層和斷點，不得不避開或者采用其他一些相對復(fù)雜的技術(shù)手段，使其對開采的影響減到最小，這在很大程度上延緩了油田的開發(fā)程度和原油的產(chǎn)出率。

3．2 相應(yīng)技術(shù)發(fā)展的完善程度影響了石油開發(fā)的效率

吐哈盆地擁有一套陸相生、儲、蓋組合，在鉆井開采時，最大程度地避免對多套儲層系統(tǒng)的損害，才能夠有效地保證儲層的原始產(chǎn)能，提高開發(fā)效益。徐良才等學(xué)者研究梳理了吐哈盆地儲層保護技術(shù)的發(fā)展過程，指出其“從鄯善油田(1991年)的開發(fā)中開始探索，在溫米油田(1993年)的開發(fā)中得以發(fā)展，在丘陵油田(1995年)的開發(fā)中得以完善?！保?］39正是由于諸如儲層保護等技術(shù)是一步步發(fā)展起來的，所以在這些技術(shù)還不完善時，油田的開發(fā)必然沒有已經(jīng)完善時迅速且到位，產(chǎn)量等自然也不可同日而語。隨著這些技術(shù)的完善，油田的開發(fā)程度和產(chǎn)量才能隨之提高。如1991年鄯善油田的原油年產(chǎn)量只有20×104t，而1993年已達到了93×104t，之后雖因含水問題產(chǎn)量有所下降，但直到2005年年產(chǎn)量仍比1991年高。技術(shù)的完善也使“九五”計劃比“八五”計劃完成度要高的多。除了儲層保護技術(shù)，后來逐漸發(fā)展完善的稠油降黏技術(shù)和壓裂等技術(shù)都有效地提高了吐哈盆地的原油產(chǎn)量。

但是，我們所分析的以上兩個因素在所有地區(qū)的油氣資源開發(fā)中都存在，而且，在技術(shù)(如儲層保護技術(shù))取得突破后，并沒有使吐哈油田的新增探明儲量和產(chǎn)量有顯著提高。所以，這兩個因素并不能完全解釋清楚吐哈盆地為何在開發(fā)結(jié)果與預(yù)期目標上出現(xiàn)如此大的差異。

4 從油氣成因上思考吐哈盆地的油氣開發(fā)差異

既然地質(zhì)條件和開發(fā)技術(shù)都不是造成吐哈盆地油氣資源開發(fā)結(jié)果與預(yù)期目標出現(xiàn)較大差異的主要原因，筆者認為，不妨換一種思路，即從油氣成因上分析。雖然并不能明確這就是造成差異的原因所在，但對于總結(jié)這一問題具有一定參考意義。

4．1 關(guān)于吐哈盆地成油原因的爭論

1989年臺參1井在侏羅紀煤系地層發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流，國內(nèi)石油地質(zhì)學(xué)家和有機地球化學(xué)家們通過油源對比、東部勘探經(jīng)驗和國外“煤成油”盆地澳大利亞吉普蘭斯盆地存在的分析，認為吐哈盆地的油氣資源屬于“煤成油”。而張景廉先生在《論石油的無機成因》一書中對此提出了質(zhì)疑。該書指出，木栓質(zhì)被認為是煤早期生烴的最主要貢獻者，煤系地層中木栓質(zhì)的含量將直接影響煤系地層的成油量，但是吐哈盆地內(nèi)有工業(yè)油流的臺北凹陷木栓質(zhì)含量僅為2%左右，而木栓質(zhì)含量達4%～6%的托克遜坳陷卻至今沒有工業(yè)油流。另外，該書還指出，吐哈盆地內(nèi)理應(yīng)是煤成氣的天然氣的C同位素組成比煤成氣甲烷的同位素組成要輕。［4］27－29就此來看，吐哈盆地的石油成因是否為煤成油還有待商榷，而以“煤成油”為前導(dǎo)的石油勘探自然無法達到預(yù)期值。

4．2 基于有機成油論的油氣資源量計算公式具有不確定性

在有機生油論的基礎(chǔ)下，生油氣量和油氣資源量的計算是油氣資源評價中的重要一環(huán)，而生油氣量是計算油氣資源量即油氣資源儲量等的參考，一旦生油氣量的計算出現(xiàn)誤差，該地區(qū)的油氣資源量評估必然出現(xiàn)問題。張景廉先生在《論石油的無機成因》一書中提出，已知的生油氣量計算方法都具有不確定性。比如，應(yīng)用瀝青含量及轉(zhuǎn)化系數(shù)計算生油量公式Q=h×s×r×B×KB(Q－生油量，h－生油層厚度，s－生油區(qū)面積，r－生油層密度，B－生油層瀝青含量，KB－瀝青轉(zhuǎn)化系數(shù))［4］49中的瀝青轉(zhuǎn)化系數(shù)KB、應(yīng)用瀝青含量及出油系數(shù)計算生油量公式Q運=K×Q剩/(100－K)(Q運－生油量，Q剩－生油層中剩余原生瀝青總含量，K － 生油層出油系數(shù))［4］49中的生油層出油系數(shù)K等，均是從勘探程度較高的已知盆地統(tǒng)計計算得來，具有針對性而非廣泛性，在面對不同的盆地、不同的地質(zhì)條件和環(huán)境時，這些系數(shù)并不能完全適用。我國常用的計算生油氣量和資源量的方法是成因體積法，公式為Q生=S×H×D×C×CK×R油×10﹣7(Q生－原始生油量，S－生油巖面積，H－生油巖厚度，D－生油巖密度，C－有機碳含量，CK－有機碳復(fù)原系數(shù)，R油－生油巖中有機質(zhì)的油降解率，10﹣7－ 單位換算常數(shù))［4］52，其中必備的有機碳復(fù)原系數(shù)CK是在高溫模擬試驗中獲得的，而在實際地質(zhì)條件下有機質(zhì)的演化是否如此并沒有得到證實，且單位質(zhì)量下有機碳的生油、生氣量也是以已知的地區(qū)數(shù)值來代替，比如在計算塔里木盆地的古生代烴源巖的生油氣量時就以江蘇伏牛山三疊系青龍灰?guī)r、華北下花園震旦系下馬嶺泥頁巖來代替［4］53，這樣必然會出現(xiàn)較大的誤差。因已知的資料有限，我們沒能查出吐哈盆地在做資源量的評估計算時是采用哪一個地區(qū)的數(shù)值，但其中系數(shù)上的不確定必然會使計算結(jié)果與實際數(shù)量出現(xiàn)誤差。

4．3 在已開發(fā)的地層深部可能存在油氣資源

1999年10月1日的《中國石油報》曾報道，吐哈鄯科1井在三疊系發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流，并說該原油來自深部的二疊系源巖［4］29。鄯善油田的發(fā)現(xiàn)井——臺參1井是1989年在侏羅紀煤系巖層發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流的，并被認為是自生自儲的煤成油。在地層中，三疊系位于侏羅系的下層，二疊系位于三疊系的下層，鄯科1井的油源是二疊系，鄯科1井和臺參1井同位于臺北凹陷，那么臺參1井的油源也就很有可能不是自生自儲，而是來自深部的二疊系。那么，以侏羅系為主的勘探顯然會使盆地的油氣開發(fā)受到局限。

5 結(jié)語

在石油勘探和開發(fā)中，結(jié)果與預(yù)期目標出現(xiàn)偏差的現(xiàn)象是普遍存在的，也是不可能完全避免的。從“八五計劃”和“九五計劃”的指標與吐哈盆地油氣資源實際開發(fā)數(shù)據(jù)的差異來看，吐哈盆地石油勘探開發(fā)的結(jié)果沒有達到預(yù)期目標是事實，而且，其出入已經(jīng)超出了正常的“偏差”范圍。

以往從地質(zhì)構(gòu)造和采油技術(shù)總結(jié)問題的思路解釋力有限，不能完全回答吐哈盆地為什么在開發(fā)結(jié)果上與預(yù)期目標產(chǎn)生如此大的差異。任何一個地區(qū)在被人們完全開發(fā)之前，對其地質(zhì)條件的認識都不可能是一步到位的，而開發(fā)技術(shù)也是在開發(fā)過程中一點點完善起來的，這兩者都是油氣資源開發(fā)中的普遍問題，但不具有特殊性，不能成為吐哈盆地油氣資源開發(fā)結(jié)果與預(yù)期目標產(chǎn)生如此大差異的主要影響因素。

從油氣生成原因角度來思考總結(jié)吐哈盆地油氣資源開發(fā)結(jié)果與預(yù)期目標出現(xiàn)較大差異的問題，可以打開一條新的思路:油氣可能存在于更深的地質(zhì)構(gòu)造上。吐哈盆地的石油開發(fā)主要停留在侏羅紀煤系巖層，在這一層系發(fā)現(xiàn)的油氣資源沒有達到預(yù)期目標的數(shù)值，并不能說明整個盆地沒有油氣資源，而極有可能是因為對吐哈盆地的油氣資源為“煤成油”的判斷是錯誤的。跳出這個框架，在更深層系勘察，吐哈盆地的油氣資源勘探可能會打開新的局面。

［1］ 《中國油氣田開發(fā)志》總編纂委員會．中國油氣田開發(fā)志(卷十):吐哈油氣區(qū)卷［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2011．

［2］油氣田地下構(gòu)造 5章［M/OL］．［2011－04－25］．http://wenku．baidu．com/view/1a1ed28dcc22bcd126ff 0cf3．html．

［3］徐良才，郭文林，辜良國，等．吐哈油田儲層保護技術(shù)［J］．鉆井液與完井液，1996(5)．

［4］ 張景廉．論石油的無機成因［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2001．