中原油田三大凹陷的勘探開發(fā)

張新寶　李玉琪　惠　榮

(1.西安石油大學(xué) 期刊中心，陜西 西安 710065； 2.西安石油大學(xué) 石油史研究所，陜西 西安 710065)

中原油田三大凹陷的勘探開發(fā)

張新寶1李玉琪2惠榮2

(1.西安石油大學(xué) 期刊中心，陜西 西安 710065； 2.西安石油大學(xué) 石油史研究所，陜西 西安 710065)

摘要：通過回顧中原油田的三個主要凹陷東濮凹陷、中牟凹陷、湯陰凹陷的勘探歷程，并結(jié)合中原油田目前的油氣勘探狀況，分析了該區(qū)域未來的勘探方向。

關(guān)鍵詞：中原油田； 東濮凹陷； 中牟凹陷； 湯陰凹陷； 油氣勘探

0引言

中原油田的探區(qū)包括豫東、豫北、魯西及魯西南地區(qū)(不包括其后來在國內(nèi)的其它探區(qū)和國外探區(qū)，下文同)，整個探區(qū)包括二坳三隆，即臨清坳陷*根據(jù)《中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中對“含油氣盆地構(gòu)造單元”的劃分，坳陷為一級構(gòu)造單元，凹陷為二級構(gòu)造單元。(包括莘縣、冠縣、丘縣、南宮、大營、巨鹿、南和7個凹陷)、開封坳陷(包括濟源、中牟、民權(quán)、黃口4個凹陷)、內(nèi)黃隆起、魯西隆起及豫西隆起。共有中、新生代凹陷38個，總面積約40 000 km2(見圖1)。[1]762本文選取的三個凹陷，或者是已經(jīng)取得重大突破的區(qū)域，或者是未來將會有突破的區(qū)域，其中東濮凹陷的凹陷有效勘探面積3 769km2，是中原油田唯一取得突破的凹陷，也是中原油田的主力產(chǎn)區(qū)；中牟凹陷的凹陷有效勘探面積3 500km2，是中原油田另一較大凹陷；湯陰凹陷的面積雖然只有約1 300 km2，而且目前也沒有取得突破，但近年來部分持無機成油論的科研工作者認(rèn)為，從無機成油論的角度來看，湯陰凹陷具有較好的勘探遠(yuǎn)景。[2]46

1東濮凹陷的勘探歷程

東濮凹陷位于渤海灣含油氣盆地的西南緣，呈北北東向延伸，處于華北地臺中部，屬臨清坳陷的一個組成部分，凹陷北窄南寬(16～60km)，南北長140km，面積5 300 km2。在蘭聊、黃河、長垣三條基底斷裂的控制下，呈現(xiàn)出“兩洼一隆一斜坡一斷階”的構(gòu)造特點(見圖2)。

1.1東濮凹陷的早期勘探

從1955年開始，地質(zhì)部、石油工業(yè)部、華北石油勘探處、北京石油地質(zhì)學(xué)校等單位相繼在東濮凹陷展開地質(zhì)調(diào)查和地震、重力、磁力、 電法等地球物理勘探，通過這些勘探，對東濮凹陷的地面地質(zhì)情況、基底和構(gòu)造面貌有了了解，探明了東明、梁占等一些局部構(gòu)造。[3]273在前期工作的基礎(chǔ)上，1973年冬至1975年8月，石油工業(yè)部石油地球物理勘探局為了提高東濮凹陷地震資料的質(zhì)量，進行了多次覆蓋作業(yè)，獲得了一些高質(zhì)量的地震資料，落實了構(gòu)造范圍，初步劃分出了4個二級構(gòu)造帶：黃河隆起帶、前梨園—葛崗集向斜帶、佘家向斜帶、高平集單斜帶，同時發(fā)現(xiàn)和證實了文留、衛(wèi)城等18個局部構(gòu)造。[4]8

圖2　東濮凹陷構(gòu)造分區(qū)略圖注：據(jù)程申秀等，2005年

1974年，在初步探明一些局部構(gòu)造后，由勝利油田派出鉆井隊，在東明、梁占、新霍構(gòu)造上鉆探了東參1井、東參2井、新1井。經(jīng)鉆探后在東參1井和新1井見油斑油砂，由此認(rèn)為東明坳陷是最有利的油氣遠(yuǎn)景區(qū)，主要目的層是沙河街組。[4]7到1975年時，由于獲得了高質(zhì)量地震資料，為參數(shù)井位提供了可靠的資料，石油工業(yè)部批準(zhǔn)了文留構(gòu)造上的濮參1井井位，由河南油田派鉆井隊鉆探，9月7日，正在鉆探的濮參1井突然噴出了大量油氣，展現(xiàn)了良好的含油氣遠(yuǎn)景，由此發(fā)現(xiàn)了文留油田。[4]8至此，東濮凹陷的油氣勘探才算是取得突破。

1.2會戰(zhàn)時期的勘探工作

中原油田歷史上進行過兩次會戰(zhàn)，第一次是在濮參1井出油后進行的石油勘探會戰(zhàn)，第二次是20世紀(jì)80年代進行的生產(chǎn)建設(shè)科技攻關(guān)會戰(zhàn)。

1.2.1石油勘探會戰(zhàn)

濮參1井出油后，石化部正式將東明凹陷和濮陽構(gòu)造帶命名為東濮凹陷，并決定由勝利、南陽油田和物探局第二指揮部聯(lián)合在東濮凹陷組織石油勘探會戰(zhàn)，成立了東濮石油勘探會戰(zhàn)指揮部，隸屬勝利油田。會戰(zhàn)第一批部署了15口探井，次年又部署34口探井。1976年，東濮凹陷的勘探取得了一系列成果，尤其是重點勘探的文留構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)了文南油田[5]113、文東油氣田[5]201，此外衛(wèi)城構(gòu)造也取得了進展，并在次年發(fā)現(xiàn)衛(wèi)城油田[5]478。1977年，東濮凹陷的勘探再次取得重大進展，橋口構(gòu)造上的幾口探井均發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流，發(fā)現(xiàn)了橋口油田[5]677；文23氣田的發(fā)現(xiàn)，使得東濮凹陷的天然氣勘探獲得突破[5]610；此外，文10井、文4井也相繼獲得工業(yè)油氣流。鑒于文留構(gòu)造相繼取得的成果，1978年，東濮凹陷的主要勘探力量都集中在文留構(gòu)造上，并于當(dāng)年7月1日，在文中油田建成年產(chǎn)30×104t原油生產(chǎn)能力，到年底生產(chǎn)原油22.6×104t，進入到勘探開發(fā)并舉時期。[1]767此后，東濮凹陷的勘探工作繼續(xù)進行，相繼發(fā)現(xiàn)濮城油田、文明寨油田、馬廠油田、白廟凝析氣田。到1981年時，為了加強地震勘探，開始采用數(shù)字地震技術(shù)，1982年冬，在文留構(gòu)造南部使用三維地震勘探技術(shù)，提高了地震資料的質(zhì)量和精度。[1]767

1.2.2生產(chǎn)建設(shè)科技攻關(guān)會戰(zhàn)

為進一步擴大東濮凹陷勘探成果并進行產(chǎn)能建設(shè)，1983年3月12日，國務(wù)院批準(zhǔn)了中原油田生產(chǎn)建設(shè)科技攻關(guān)會戰(zhàn)。此次會戰(zhàn)的任務(wù)是：盡可能應(yīng)用當(dāng)今國內(nèi)外先進科學(xué)技術(shù)，力爭攻克地球物理、地質(zhì)、鉆井、鉆井液、測井、油田開發(fā)、地面建設(shè)等8項技術(shù)，使勘探、鉆井、油田開發(fā)、地面建設(shè)4項技術(shù)達(dá)到新水平。具體目標(biāo)是：石油、天然氣地質(zhì)儲量和原油產(chǎn)量翻一番，到1985年，石油、天然氣儲量分別達(dá)到5×108t和500×108m3，原油產(chǎn)量達(dá)到500×104t。[1]768

會戰(zhàn)中引進了國外的三維地震技術(shù)，尤其是1986年以后更是以三維地震為主，3年時間完成二維地震6 087km(其中數(shù)字地震5 359km，占88%)，三維地震373 km2。經(jīng)過三年攻關(guān)，完鉆各類探井201口，取芯井119口，新獲工業(yè)油氣流井89口，[3]274初步形成3個重點深層氣勘探區(qū)：杜寨—橋口—白廟含氣區(qū)、劉莊—文西含氣區(qū)和唐莊—馬廠地區(qū)，[3]275發(fā)現(xiàn)了橋口氣田、胡狀集油田、三春集油田，1985年石油年產(chǎn)量增至5.5×106t，天然氣年產(chǎn)量增至5.7×108m3。[6]76

1.3會戰(zhàn)之后的勘探工作

生產(chǎn)建設(shè)科技攻關(guān)會戰(zhàn)之后，由于慶祖集、三春集、馬寨等3個油田的發(fā)現(xiàn)，西斜坡一時成為當(dāng)時的主攻目標(biāo)，但這一時段的勘探工作除了發(fā)現(xiàn)慶祖集油田、劉莊油田、馬寨油田、徐集油田、戶部寨油田等幾個產(chǎn)量不大的小油田之外，整個中原油田的勘探工作都沒能再取得大的突破，年新增儲量下降，甚至補償不了當(dāng)年采油的需要，儲采比出現(xiàn)負(fù)增長。[1]7681988年中原油田的年產(chǎn)量達(dá)到最高值722×104t之后，東濮凹陷內(nèi)較大的圈閉基本已全部投入鉆探，勘探效益逐年下降，油氣產(chǎn)量也持續(xù)下降，1989年中原油田共生產(chǎn)原油698.12×104t，1990年下降到630×104t，[6]2061991年下降到610×104t。[6]243

2中牟凹陷的勘探歷程

中牟凹陷位于開封坳陷中部，南為太康隆起，北以蘭考凸起與內(nèi)黃隆起相連，西為武陟凸起，東為民權(quán)凹陷。中牟凹陷處于近東西向構(gòu)造帶和北東向構(gòu)造帶的交匯部位，既受近東西向構(gòu)造帶的控制，又受北北東構(gòu)造線的影響，因此在地層、構(gòu)造方面均呈現(xiàn)較復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。其東西長約100km，南北寬30～50km，面積3 500 km2，是中原油田探區(qū)比較大的凹陷。中牟凹陷目前已經(jīng)探明的次級構(gòu)造有太平鎮(zhèn)次凸、中牟斜坡、延津次凹、原陽次凹、東吳次凹 、杜營次凹、荊隆宮次凹(見圖3)。[4]271

中牟凹陷的勘探工作比東濮凹陷開始的略晚，始于1958年。1958—1965年，華北石油勘探處在開封坳陷進行了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及重、磁力測量工作， 其后，又用“51”型地震儀，在西至開封、東至蘭考、北至黃河的區(qū)域內(nèi)開展測量。1960年，石油工業(yè)部華北石油勘探處301隊在開封地區(qū)完成了1∶105的重力詳查，根據(jù)此次成果，并結(jié)合往年資料，劃分了華北平原大地構(gòu)造單元輪廓，并認(rèn)為開封地區(qū)是下古生界埋藏較深的凹陷區(qū)。[4]71969—1971年，勝利油田和石油物探局第二指揮部用“51”型地震儀在中牟凹陷進行地震普查，完成地震剖面4 791km。[4]2661975—1980年，石油物探局第二指揮部在東牟凹陷共完成地震6～12次，覆蓋測線3 760km，1986年和1987年在杜營次凹完成24次，覆蓋測線269.91km。[4]266

圖3　中牟凹陷主要斷裂及局部構(gòu)造分布圖注：據(jù)《中國石油地質(zhì)志》，1993年

中牟凹陷至今仍未發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流，1958年，華北石油勘探處在凹陷南緣邸閣附近鉆探華2井，未見油氣顯示。之后，直到1969年勝利油田才又在凹陷內(nèi)鉆探開參1井。從1969年到1987年，東牟凹陷共鉆探井12口，絕大多數(shù)井未見油氣顯示，僅在開參2井沙三段獲少量原油，開參3井在沙二段和沙三段錄井有氣測異常，6塊井壁取芯有8～9級熒光顯示。[4]266

近年來，隨著頁巖氣的勘探逐漸興起，中牟凹陷在頁巖氣勘探方面也取得一些進展。2013 年初，在國土資源部第二輪頁巖氣探礦權(quán)招標(biāo)中，河南省豫礦地質(zhì)勘查投資有限公司獲得河南省溫縣、中牟兩個頁巖氣勘查區(qū)的探礦權(quán)。之后，中牟勘查區(qū)塊確定了5個有利勘查區(qū)，并在區(qū)塊東南部發(fā)現(xiàn)了厚度較大、含氣量較好的地層。目前，中牟區(qū)塊已經(jīng)有三口井出氣，分別為通許1井、尉參1井、牟頁1井。2014 年11月24日，通許1井完鉆，發(fā)現(xiàn)了天然氣。2015年1月10日，尉參1井完鉆，發(fā)現(xiàn)69層氣測異常，日產(chǎn)油氣有望達(dá)到3 000～5 000 m3。鉆探效果最好的是牟頁1井，在地下2 700～3 000m之間的地層中發(fā)現(xiàn)大量的頁巖氣。[7]38-40經(jīng)初步估算，中牟區(qū)塊3 500m以上頁巖氣總儲量為2 124.99×108m3，技術(shù)可采儲量為127.5×108m3；在西姜寨有利勘查區(qū)，埋深3 500m以淺的頁巖氣總地質(zhì)儲量為545.07×108m3。[8]

3湯陰凹陷的勘探歷程

湯陰凹陷是華北地臺上中新生代形成的地塹型盆地，基本是西高東低的箕狀凹陷，呈北北東向，長條狀展布，南北長約100km，東西寬10～15km，面積約1 300 km2，沉積巖厚度達(dá)8 000余m，基本是西高東低的箕狀凹陷。自北向南分為安陽、淇縣和汲縣三個次凹，其中安陽次凹的沉積厚度最大，次凹之間以寬平的鞍部相連，沒有明顯的凸起，僅在淇縣次凹南，因鉅橋斷裂的影響形成后河凸起，但面積較小(見圖4)。[4]333

圖4　湯陰凹陷構(gòu)造綱要圖注：據(jù)《中國石油地質(zhì)志》，1993年

湯陰凹陷的勘探始于1956年，1956—1957年地質(zhì)部華北石油隊在湯陰凹陷調(diào)查完成1∶105、1∶2×105“河南省湯陰輝縣陳昭地區(qū)地質(zhì)圖”，初步建立了湯陰凹陷的地層系統(tǒng)。1957年地質(zhì)部濟南大隊進行了1∶2×105重力勘探，初步了解了凹陷的區(qū)域構(gòu)造輪廓。1966—1976年，邢臺地震和唐山地震后，河南地震局和北京大學(xué)等單位對湯陰凹陷的地質(zhì)構(gòu)造和地震活動性做了較詳細(xì)的研究和預(yù)測。1979—1985年，石油部物探局、河南省煤田地質(zhì)勘探公司物探隊、石油部物探局第二指揮部相繼在湯陰凹陷進行了地震勘探。通過這些地震勘探，對湯陰凹陷的地層情況有了一定的了解，劃分出了安陽、淇縣、汲縣三個次凹，并認(rèn)為安陽次凹找油較為有利，最后一次地震完成了安陽次凹的下第三系地面及基底頂面構(gòu)造圖。[4]327-328

由于勘探人員認(rèn)為安陽次凹找油氣較為有利，1984—1986年，在安陽次凹鉆探了湯參1井和湯參2井2口探井，于中生界地層完鉆，[4]328均未發(fā)現(xiàn)油氣顯示。[4]338此后，湯陰凹陷沒有再展開勘探，到目前為止，仍未突破出油關(guān)。

目前，按照主流的有機生油理論觀點來看，湯陰凹陷的生油條件較差，中新生代地層基本為一套氧化環(huán)境下的紅色砂泥巖沉積，不具備生油條件。古生界的油氣生成條件較復(fù)雜，只能作為可能的生油(氣)層。[4]337不過，近些年，碳酸鹽巖地層的油氣勘探受到了重視，湯陰凹陷的碳酸鹽巖厚達(dá)1 000余m，埋深較大，可能具備一定的生油條件。[4]337

4中原油田目前的勘探情況

由于近幾十年來，中原油田的傳統(tǒng)探區(qū)的勘探工作一直沒有再度取得大的突破，中原油田將增產(chǎn)的希望主要寄托在了新增探區(qū)上。傳統(tǒng)探區(qū)中僅在東濮凹陷已獲油田進行滾動勘探和加深鉆探中取得了一些新的發(fā)現(xiàn)，在文留、濮城、馬寨—慶祖集有新的發(fā)現(xiàn)，另外在凹陷西南洼南部取得了一些新的進展，在濮深8井發(fā)現(xiàn)了工業(yè)油流。中牟凹陷雖然發(fā)現(xiàn)了頁巖氣，但其勘探、開發(fā)前景如何還有很大的不確定性，其它凹陷的勘探基本處于停頓狀態(tài)，也沒有取得新的進展。

按照主流的觀點，中原油田的最有利探區(qū)是東濮凹陷，主要的產(chǎn)區(qū)也是東濮凹陷，但在1988年產(chǎn)量達(dá)到峰值之后，東濮凹陷的勘探形勢并不樂觀，出現(xiàn)了新增探明儲量補償不了當(dāng)年采油需要的情況，[1]768也就是說，后續(xù)補充嚴(yán)重不足，產(chǎn)量難以為繼?，F(xiàn)實的情況是，年產(chǎn)量從近700余萬t下降到不足300萬t，可見，按照傳統(tǒng)的思路，東濮凹陷的勘探前景極不樂觀。而其它凹陷也沒有發(fā)現(xiàn)好的生、儲、蓋條件和構(gòu)造，沒有發(fā)現(xiàn)油氣田的潛力。因此，整個中原油田的勘探前景都不容樂觀。

5中原油田未來的勘探方向

目前，關(guān)于石油的形成原因，主要有兩種解釋，一種是有機生油論，另一種是無機生油論。有機生油論認(rèn)為石油是由地表的動植物(主要是浮游植物和浮游動物)在地質(zhì)運動過程中沉積到地下，在一定的溫度和壓力條件下反應(yīng)生成的；無機成油論則認(rèn)為，石油是由地下深處如上地幔涌上來的無機物在一定的溫度和壓力條件下反應(yīng)生成的。這兩種不同的成因模式，對油氣藏的評價指標(biāo)也有很大不同，有機生油論主要是以烴源巖、儲層、蓋層等指標(biāo)來對油氣藏進行評價，無機生油論則主要是以地下深部的油氣來源、溝通地下深部與淺部的通道、儲層和蓋層等指標(biāo)來對油氣藏進行評價。按照有機論的觀點，中原油田的勘探前景極不樂觀，尤其是中牟凹陷和湯陰凹陷的生油條件比較差，勘探難以取得進展，但如果轉(zhuǎn)變觀念，以無機成油論的觀點來看，中原油田未來的勘探前景也不是全無希望的。

(1)從20世紀(jì)90年代開始，中原油田的年產(chǎn)量一直保持在兩百多萬噸，沒有進一步下降。根據(jù)全俄地球物理研究所院長科學(xué)顧問特羅菲莫夫教授的觀點，俄羅斯的羅馬什金油田現(xiàn)在的產(chǎn)量衰減到了高峰值的28%，而這28%中，有14%被證明是深部新補充進來的油，這14%的產(chǎn)量預(yù)計可以延續(xù)200年。*[俄]特拉菲莫夫的專題報告，2015年8月，莫斯科。按照這一觀點，中原油田現(xiàn)在的產(chǎn)量中，有一部分也是來自深部的持續(xù)補充，也就是說，即便是保持現(xiàn)在的勘探狀況，不再擴大勘探，中原油田的產(chǎn)量也將長期維持在一個水平上。

(2)中原油田現(xiàn)在的產(chǎn)量基本是靠東濮凹陷維持的，從深部剖面來看，東濮凹陷下有上地幔隆起，中下地殼存在低速層(見圖5)，按照無機生油論的觀點，這預(yù)示著東濮凹陷深部有良好的油氣來源，而且東濮凹陷的斷裂也很發(fā)育，除了蘭聊、黃河、長垣三條基底斷裂外，還發(fā)育了大量的斷裂系統(tǒng)，[4]39說明存在深部油田向上運移的通道，也就是說，東濮凹陷存在良好的生油和運移條件，其油氣勘探有進一步擴大的可能性。

圖5　長治—菏澤斷面地殼結(jié)構(gòu)圖注：據(jù)張景廉，2013年

(3)雖然目前中牟凹陷在傳統(tǒng)的油氣勘探上沒有取得突破，但是，頁巖氣的發(fā)現(xiàn)，證明中牟凹陷是有油氣賦存的。此外，中牟凹陷的深部剖面也存在上地幔隆起和中地殼低速層，而且斷層發(fā)育，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的落差大于100m的斷裂有100多條，全部為正斷層，凹陷邊界的5條主要斷裂的落差都在1 500m之上，[4]269位于凹陷西部的原武斷裂在奧陶系頂面落差達(dá)8 000m，[4]270說明中牟凹陷深部可能蘊藏著較大的油氣藏，且深部油氣藏有較好向上運移的條件。

(4)湯陰凹陷的勘探雖然沒有突破出油關(guān)，但深部剖面存在上地幔隆起和中地殼低速層，而且斷層發(fā)育，目前勘探程度比較高的安陽次凹共發(fā)現(xiàn)斷裂13條，其中比較大的有廟口—山莊斷裂和小寨—鉅橋斷裂，這兩條斷裂都引發(fā)了多次的地震，[4]332無機生油論者張景廉先生認(rèn)為，湯陰凹陷深部具有良好生油條件，而且構(gòu)造比較活躍，非常有利于深部油氣藏向上運移。

6結(jié)語

(1)中原油田的勘探工作在近二十多年沒有取得大的突破，說明有機生油論已經(jīng)不能解決中原油田的勘探問題，因此，中原油田要想取得勘探上的突破，應(yīng)該開闊視野，打破有機生油論的理論限制。

(2)目前，無機生油論在俄羅斯已經(jīng)是主流觀點，在油田勘探中也有實際應(yīng)用。國內(nèi)也有專家提出，以無機成油論指導(dǎo)勘探實踐，不僅能推動對現(xiàn)有油田的進一步勘探開發(fā)，比如推動?xùn)|濮凹陷油氣產(chǎn)量的增加，而且對一些原本有機生油論認(rèn)為的不利區(qū)域，也提出了新的看法，比如張景廉先生就認(rèn)為湯陰凹陷有很好的勘探前景。因此，按照無機成油論的觀點，中原油田的勘探前景是相當(dāng)廣闊的，而取得突破的關(guān)鍵就在于轉(zhuǎn)變觀念，并加深對地下深部情況的認(rèn)識，將深部與淺部結(jié)合起來，綜合考慮整體地質(zhì)條件。

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(責(zé)任編輯鄔靜)

Exploration and Development of Three Depressions in Zhongyuang Oilfields

ZHANGXinbao1,LIYuqi2,HUIRong2

(1.JournalCenter,Xi'anShiyouUniversity,Xi'an,Shaanxi,710065,China;2.InstituteofPetroleumHistory,Xi'anShiyouUniversity,Xi'an,Shaanxi,710065,China)

Abstract:Reviewing the exploration history of three main depressions in Zhongyuanoilfields-Dongpu depression,Zhongmou depression and Tangyin depression,the paper analyzes the orientation of future exploration in this area based on the current oil-gas exploration state in Zhongyuan oilfields.

Key words:Zhongyuan oilfields;Dongpu depression;Zhongmou depression;Tangyin depression;oil-gas exploration

收稿日期：2015-11-24

作者簡介：張新寶，男，陜西寶雞人，西安石油大學(xué)期刊中心副編審，研究方向：科技傳媒，石油科技史。

中圖分類號：F407.22

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-5645(2016)01-0027-06