全球油氣勘探新發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域新理論新技術(shù)跟蹤分析與啟示

張大權(quán)，苗 淼，張艷飛，姜正龍，蔣 恕

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100083；2.中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；3.中國地質(zhì)大學(北京)，北京 100083)

地質(zhì)找礦

全球油氣勘探新發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域新理論新技術(shù)跟蹤分析與啟示

張大權(quán)1，苗 淼1，張艷飛2，姜正龍3，蔣 恕3

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京100083；2.中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所，北京100037；3.中國地質(zhì)大學(北京)，北京100083)

本文通過解剖典型國家、典型地區(qū)油氣勘查開發(fā)成功案例，總結(jié)全球油氣勘探新進展和重大發(fā)現(xiàn)；從深水、深層、“連續(xù)型”油氣成藏條件出發(fā)，分析未來油氣重點勘探領(lǐng)域；提出全球油氣勘探重要地質(zhì)理論，包括區(qū)域構(gòu)造演化與油氣富集等；從地震、非常規(guī)油氣、天然氣水合物、定向鉆井等方面，總結(jié)油氣勘探領(lǐng)域應(yīng)用的新技術(shù)。通過對比新發(fā)現(xiàn)、新領(lǐng)域、新理論和新技術(shù)，提出全球油氣重要勘探方向，包括：中東等地泛特提斯盆地、俄羅斯、南北大西洋至北極的盆地、東非陸上和海上深水、澳大利亞西北大陸架、墨西哥灣等。提出我國油氣勘探戰(zhàn)略領(lǐng)域，包括深層、深水、非常規(guī)、海相、老油田挖潛等5個“重視”，以及加強勘探基礎(chǔ)工作和工程技術(shù)創(chuàng)新等。

油氣；新發(fā)現(xiàn)；新領(lǐng)域；新理論；新技術(shù)；勘探

1 全球油氣勘查重大新發(fā)現(xiàn)

2015年，全球油氣在南大西洋、中大西洋、南海、南美洲陸上、東非陸上和海域、墨西哥灣、澳大利亞海上和陸上及北美陸上都有延續(xù)發(fā)現(xiàn)。在北大西洋的加拿大東部海域、挪威西北海域油氣及摩洛哥等地海域發(fā)現(xiàn)使北大西洋油氣勘探潛力進一步證實[1]。在東地中海埃及深水區(qū)超大型氣田發(fā)現(xiàn)及南加勒比海深水油氣發(fā)現(xiàn)是亮點。

1.1地中海地區(qū)

埃尼公司在東地中海埃及深水的Shorouk區(qū)塊發(fā)現(xiàn)幾十年來最大氣田，世界級超大規(guī)模氣田，面積100 km2，儲量為8 496×108m3，油氣當量折合6.77×108t原油，儲層為中新世碳酸鹽巖，水深為1 450 m。相當于2015年長慶油田新增儲量的1.85倍左右。此外，在黑海的羅馬尼亞深水區(qū)EX-30區(qū)塊發(fā)現(xiàn)氣藏，儲量超過283.17×108m3。

1.2大西洋地區(qū)

英國石油天然氣投資公司在英格蘭南部蓋特威克機場附近地底探測到規(guī)模巨大的油田，石油儲量或高達1.4×1010t，這是英國30年來發(fā)現(xiàn)的最大陸上石油資源。加拿大紐芬蘭-拉布拉多省政府消息稱：該省發(fā)現(xiàn)油氣田資源量為石油16.8×108t、天然氣32 001.6×108m3。挪威國家石油公司在北大西洋AastaHansteen、Nise等地發(fā)現(xiàn)多處氣藏。巴西持續(xù)在南大西洋Reconcavo、Santos、Espirito、Amazon、Sergipe等盆地深水鹽下湖相碳酸鹽巖和鹽上深水濁積砂發(fā)現(xiàn)油氣藏。

1.3加勒比海地區(qū)

巴西石油公司(合作伙伴為Ecopetrol和Repsol)在哥倫比亞的加勒比海深水Tayrona區(qū)塊鉆探Orca-1井。井深4 243 m，水深674 m。在3 657m深處鉆遇氣層。這是在加勒比海南部哥倫比亞深水區(qū)首次鉆遇深水油氣藏。

1.4墨西哥地區(qū)

墨西哥國有石油公司發(fā)現(xiàn)新油田，為其五年來最大的發(fā)現(xiàn)。這片新油田位于Tabasco海域，預(yù)計儲量可能高達4 794×104t，相當于0.5個長慶新安邊油田，日產(chǎn)量將達到20萬桶。另外，在墨西哥灣深水區(qū)中新世及古近系深水濁積砂體也有持續(xù)油氣發(fā)現(xiàn)。

1.5澳大利亞地區(qū)

Woodside石油公司在Dampier洼陷的Pyxis-1井鉆遇侏羅系砂巖氣藏。雪佛龍公司在Carnarvon盆地Gorgon深水區(qū)鉆探Isosceles-1井，在三疊系Mungaroo砂巖中發(fā)現(xiàn)134 m氣層。Santos石油在陸上Cooper盆地鉆探成功，也是該公司在Cooper盆地的第八個發(fā)現(xiàn)。

1.6阿根廷地區(qū)

繼YPT在Neuquén盆地VacaMuerta宣布頁巖油/致密油后，Andes Energia也宣布在該盆地頁巖油/致密油的發(fā)現(xiàn)。VacaMuerta頁巖油氣資源可采儲量達石油2.268×108t及天然氣8.72×1012m3。

1.7中國及東南亞地區(qū)

中石油先后發(fā)現(xiàn)新安邊油田和環(huán)江油田。中海油在曹妃甸發(fā)現(xiàn)淺海油氣藏，在南海北部珠江口、瓊東南盆地持續(xù)發(fā)現(xiàn)油氣。桑托斯Santos石油宣布在馬來西亞沙巴海域R區(qū)塊發(fā)現(xiàn)油藏。Pan Orient Energy Corp.油氣公司在印度尼西亞的蘇門答臘島的Batu Gajah區(qū)域發(fā)現(xiàn)油氣藏等。

1.8非洲地區(qū)

在東非裂谷，圖洛Tullow Oil石油公司在肯尼亞Kerio北再次發(fā)現(xiàn)油氣，挪威石油Statoil在Tanzania 2區(qū)塊發(fā)現(xiàn)0.51～6.23×1011m3氣藏，南坦桑尼亞的姆納濟灣MB-4井在溫特沃斯儲層鉆遇天然氣。西非深水區(qū)持續(xù)發(fā)現(xiàn)，如Kosmos Energy在毛里塔尼亞C-8區(qū)塊的Tortue-1探井和Marsouin-1探井持續(xù)成功勘探，在晚白堊系Cenomanian層分別發(fā)現(xiàn)100多米和70 m的砂巖氣層。在西北非地區(qū)，Gulfsands石油在摩洛哥陸上Rharb Centre區(qū)塊再次發(fā)現(xiàn)油氣，Circle石油在陸上Sebou區(qū)塊發(fā)現(xiàn)氣藏，Kosmos能源在毛利塔利亞深水區(qū)深水取得發(fā)現(xiàn)。

2 全球油氣勘探重點新領(lǐng)域

未來油氣勘探趨勢：從陸上淺海到深水及極地、從常規(guī)到非常規(guī)、從儲集層到生油層，從高點到凹陷，從背斜和斷塊構(gòu)造圈閉到地層巖性及大面積致密油氣層，從淺層到深層。未來10～15 a，非常規(guī)和深水是重要增長點[2]。

2.1深水油氣勘探領(lǐng)域

勘探程度低被動大陸及轉(zhuǎn)換大陸邊緣地區(qū)的深水濁積砂巖、深層“鹽下”、“超深水區(qū)”(水深大于1 500 m的海域)、拉伸形成的被動大陸邊緣陸坡坡腳處深水、環(huán)北極深水盆地群、濱西太平洋低勘探程度深水盆地群區(qū)域[3]。

2.2“連續(xù)型”油氣勘探領(lǐng)域

重點是非常規(guī)油氣資源，包括：頁巖油氣、致密油氣、煤層氣、油頁巖、油砂和天然氣水合物等。EIA于2013年底綜合分析認為，全球非常規(guī)天然氣資源量566×1012m3，其中頁巖氣、致密氣、煤層氣資源量合計357×1012m3，約占63.2%，水溶氣、水合物氣資源量合計209×1012m3，約占36.8%。目前，頁巖氣、煤層氣、致密氣實現(xiàn)了工業(yè)化開發(fā)，全球非常規(guī)氣儲量、產(chǎn)量均來自三種資源[4]。

從地區(qū)分布看，非常規(guī)氣分布比較廣泛，其中亞太地區(qū)位居第一，非常規(guī)氣資源量96.2×1012m3，占全球非常規(guī)氣資源量的27.0%，開發(fā)程度低，剩余資源量與資源量等同；北美地區(qū)位居第二，非常規(guī)氣資源量87.6×1012m3，約占全球24.5%。截至2013年底，累計發(fā)現(xiàn)儲量11.0×1012m3，累計采出4.5×1012m3，分別約占北美非常規(guī)氣資源量的12.6%、5.1%，相應(yīng)的剩余資源量83.1×1012m3；中南美、非洲、蘇聯(lián)地區(qū)屬于第二梯隊，資源量分別約占全球的15.6%、13.9%、10.9%[5]。

2.3未來勘探潛力區(qū)

中東等地泛特提斯盆地、俄羅斯、南北大西洋至北極的盆地、東非陸上和海上深水、澳大利亞西北大陸架、墨西哥灣等都是未來有利勘探區(qū)。尤其早期裂谷，晚期被動大陸邊緣盆地占77%深水新增的儲量，是未來大油氣田的所在地[6]。

3 全球油氣勘探重要新理論

3.1全球區(qū)域構(gòu)造演化與油氣富集理論

李江海[7]在板塊構(gòu)造、地幔柱等理論的框架下，依據(jù)持續(xù)更新的全球古地磁數(shù)據(jù)、區(qū)域地質(zhì)資料，基于古板塊再造的古地磁方法、ArcGIS方法、地質(zhì)對比分析方法，在對全球不同時期古板塊構(gòu)造格局和演化綜合研究的基礎(chǔ)上，編制了11個時間節(jié)點的全球古板塊再造系列圖。通過分析板塊演化對全球盆地發(fā)育和烴源巖沉積的控制作用，總結(jié)了不同類型盆地分布規(guī)律和油氣分布特征，從宏觀上剖析了油氣富集規(guī)律，對未來油氣勘探領(lǐng)域的預(yù)測和評價具有重要的參考價值。

3.2深水油氣勘探新理論

以往的深水勘探目的層主要為白堊系和第三系濁積砂巖。如今，鹽下湖相碳酸鹽是重點。主要新理論如：應(yīng)用低位體系域在深水環(huán)境沉積大型重力流/濁流砂體理論，在墨西哥灣古近系Wilcox深水扇過去10年勘探非常成功。又如：深水盆地模式等[8]。

3.3“連續(xù)型”非常規(guī)油氣成藏理論

非常規(guī)油氣勘探表明滲透率和粘度決定非常規(guī)油氣藏類型(K.Bohacs,2013)。近年來，無論是國外還是中國，都曾圍繞這樣的命題展開研究：頁巖油氣藏儲層是純頁巖嗎？目前趨于一致的答案是混合型，如：綠河湖相混合型(頁巖+砂巖夾層)等。中國近年來在非常規(guī)油氣領(lǐng)域研究發(fā)展迅速，提出深水陸棚相頁巖、穩(wěn)定的構(gòu)造保存、地層超壓“三位一體”的頁巖氣富集高產(chǎn)理論、逆斷層封堵向斜成藏模式、古老隆起邊緣頁巖氣控藏模式[9]等，指導(dǎo)貴州、湖北頁巖氣取得重大突破。

4 全球油氣勘探主要新技術(shù)

隨著油氣勘探難度越來越大，全球油氣勘探相關(guān)技術(shù)也在快速發(fā)展，一批油氣勘探、開發(fā)、工程等新技術(shù)和新工藝不斷涌現(xiàn)[10]。

4.1地震勘探技術(shù)

高密度、寬方位的地震勘探技術(shù)、三維地震精細采集和疊前偏移技術(shù)、時延(4D)地震技術(shù)、全數(shù)字地震采集系統(tǒng)和高密度地震采集技術(shù)等；地震采集方面，高密度精細采集、全數(shù)字地震采集、基于微電子技術(shù)MEMS數(shù)字檢波器應(yīng)用、三維全波場采集、光纖地震采集等技術(shù)，以及海上寬方位、時延地震觀測、全方位等系列采集方法；地震處理方面，波動方程靜校正、表面相關(guān)多次波消除(SRME)、層間多次波消除(IME)、真振幅處理、多分量資料處理、寬方位資料處理、各向異性處理等技術(shù)；地震解釋方面，地震與地質(zhì)綜合解釋方法技術(shù)等。

4.2非常規(guī)油氣勘探技術(shù)

與常規(guī)油氣相比，非常規(guī)油氣勘探過程更注重“甜點”識別。致密油方面，包括：儲層物性納米級實驗分析技術(shù)、介電測井技術(shù)等極大改善儲層評價效果；頁巖氣方面，主要依靠水平井和壓裂技術(shù)，通過水平井軌道設(shè)計、隨鉆測量與導(dǎo)向、井跡控制等提高鉆井準確性，通過儲層改造壓裂技術(shù)，包括LPG無水壓裂技術(shù)、無級數(shù)限制/無限級壓裂、全通徑分段壓裂完井、免鉆銑大通徑橋塞壓裂、定點騎跨式壓裂、壓裂和納米技術(shù)結(jié)合等增加水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度及表面積。煤層氣方面，比較有效的有水力壓裂增產(chǎn)改造、多元氣體驅(qū)替、采煤采氣一體化等技術(shù)。油頁巖開采的關(guān)鍵技術(shù)是熱采、油砂常用的技術(shù)有SAGD開采技術(shù)等[11]。

4.3天然氣水合物勘探技術(shù)

目前我國已實現(xiàn)六大技術(shù)體系二十項關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新，包括：防砂技術(shù)3項：“地層流體抽取”、未成巖超細儲層防砂和天然氣水合物二次生成預(yù)防技術(shù)。儲層改造技術(shù)3項：儲層快速精細評價、產(chǎn)能動態(tài)評價等技術(shù)。鉆完井技術(shù)3項：窄密度窗口平衡鉆井、井口穩(wěn)定性增強和井中測試系統(tǒng)集成技術(shù)?？辈榧夹g(shù)4項：4 500 m級無人遙控潛水器探測、保壓取樣、海洋高分辨率地震探測和海洋可控源電磁探測技術(shù)。測試與模擬實驗技術(shù)4項：微觀測試、開采現(xiàn)場測試、地球物理與地球化學參數(shù)模擬實驗和開采模擬實驗技術(shù)。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)3項：多學科多手段環(huán)境評價、立體環(huán)境監(jiān)測和井下原位實時測量技術(shù)。

4.4定向鉆井技術(shù)

通過改進鉆井工具性能和效力，不斷優(yōu)化鉆井技術(shù)與工程模式，進而在井眼軌跡控制、井下數(shù)據(jù)傳輸、定向鉆井、鉆井作業(yè)管理以及配套技術(shù)等方面取得重要進展。

5 我國油氣勘探啟示與建議

我國油氣勘探開發(fā)僅限于幾大油田公司在自己的區(qū)塊內(nèi)開展，區(qū)塊之外的廣大潛力地區(qū)工作程度很低。我國具備基本油氣地質(zhì)條件的盆地面積595萬km2，目前除已登記勘查區(qū)塊外，尚有200多萬平方千米盆地面積有待開展油氣調(diào)查工作。在北方已有大型油氣盆地的外圍還有178個工作程度極低的中小盆地，近年來公益性地質(zhì)調(diào)查工作已陸續(xù)在10余個盆地取得油氣新發(fā)現(xiàn)，展示出良好的資源前景。

5.1重視海相油氣

目前，我國探明的海相油氣資源基本上位于四川盆地、塔里木盆地，除此之外，尚有廣袤區(qū)域亟待開展深入勘探和調(diào)查，主要是基于新區(qū)、新層系、新領(lǐng)域、新類型，重點加強四川盆地古隆起帶、四川南部的下古生界、塔里木盆地下古生界、鄂爾多斯盆地下古生界等，這些地區(qū)都具有海相油氣勘探價值。

5.2重視深層油氣

開展油氣資源地球深部探測，進軍地球深部油氣賦存和儲集空間。深部勘探的目標將是顯著提升6 500～10 000 m油氣勘查技術(shù)能力，這需要加強基礎(chǔ)理論研究，形成高水平的理論創(chuàng)新成果，同時加強先進技術(shù)和裝備研發(fā)，提高深部資源探測能力，有效拓展第二找礦空間和地下發(fā)展空間，為人類認識和利用地球提供“深部范本”。

5.3重視海域及深水油氣

一直以來，我國海域和深水油氣勘探面臨較多挑戰(zhàn)，海域勘探技術(shù)、盆地形成機理、海底地形條件等都一定程度上影響了勘探進程。這需要大力開展油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查，進行海域和深水油氣科技攻關(guān)，并不斷提升裝備和技術(shù)能力，逐步摸清盆地規(guī)模、分布和烴源巖條件等關(guān)鍵問題，不斷拓寬海域和深水區(qū)油氣勘探新層系和新領(lǐng)域。

5.4重視非常規(guī)油氣

目前，我國頁巖氣在重慶涪陵、四川威遠-長寧建成開發(fā)基地，另外，在貴州遵義、湖北宜昌等地區(qū)正在開展頁巖氣調(diào)查，已取得較好成果，基本掌握了頁巖氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。但是，理論上仍需建立不同類型頁巖氣成藏模式和評價模型、多期構(gòu)造作用下的高演化海相頁巖氣的富集機理；方法上仍需形成適合我國地質(zhì)特點的頁巖氣資源評價方法體系、依據(jù)主控因素劃分評價單元等；技術(shù)上仍需攻克頁巖氣評價關(guān)鍵參數(shù)測試技術(shù)難題、高演化海相頁巖有機地化分析關(guān)鍵技術(shù)等。2017年5月，我國南海海域天然氣水合物試采宣告成功，為世界首次成功實現(xiàn)資源量占全球90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型天然氣水合物安全可控開采，累計產(chǎn)氣量超過30×104m3，為后續(xù)科學研究積累了大量的翔實可靠的數(shù)據(jù)資料，但后續(xù)如何安全和經(jīng)濟的開采可燃冰，依然需要開展大量調(diào)查和研究工作。

5.5重視老油田挖潛

針對老油田的新領(lǐng)域，采取多種新的采收率方法(包括混相和不混相二氧化碳驅(qū)、烴類混相驅(qū)、蒸汽驅(qū)、化學驅(qū)等)提高剩余油的采收率。大力開展利用二氧化碳提高常規(guī)和非常規(guī)油氣采收率的技術(shù)研究攻關(guān)。

5.6重視調(diào)查和創(chuàng)新

緊密圍繞國家重大能源戰(zhàn)略需求，突出“新區(qū)、新層系、新類型、新認識”戰(zhàn)略方向，大力開展油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和科技創(chuàng)新。按照科技創(chuàng)新驅(qū)動、基礎(chǔ)調(diào)查先行、戰(zhàn)略選區(qū)突破、勘查示范引領(lǐng)四個層次，統(tǒng)籌規(guī)劃部署陸域能源地質(zhì)調(diào)查。通過精心組織實施南方頁巖氣、北方新區(qū)新層系油氣、煤系氣等非常規(guī)油氣等科技攻堅戰(zhàn)，充分依托“三深一土”專項，向大型盆地、向深層進軍，實現(xiàn)油氣資源調(diào)查突破，進而帶動我國油氣勘探與開發(fā)。

[1] 油氣勘探發(fā)現(xiàn)報道[EB/OL].http:∥www.oilandgas360.com;http:∥www.rigzone.Com;http:∥www.aapg.org/publications/news/explorer/;http:∥www.worldoil.com等.

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[5] 鄒才能,張光亞,陶士振,等.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)[J].石油勘探與開發(fā),2010,37(2):129-145.

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Trackinganalysisandenlightenmentofsomenewdiscoveries,fields,theories,andtechnologiesofglobaloilamp;gasexploration

ZHANG Daquan1，MIAO Miao1，ZHANG Yanfei2,JIANG Zhenglong3，JIANG Shu3

(1.Oil amp; Gas Survey，China Geological Survey,Beijing100083，China;2.Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037,China;3.China University of Geosciences (Beijing),Beijing100083，China)

The article collected some successful cases of oil and gas exploration in typical countries and areas to analyze new progress and major discoveries,and summarized some new exploration fields,new important geological theories and new technologies.By comparing these “4new”,the global important oil and gas exploration target is proposed,including:Middle East Tethys extensive basin,Russia,North and South Atlantic Ocean to the Arctic Onshore and Offshore deep water basin,East Africa,and Australia’s North West shelf,Gulf of Mexico,etc.Strategic territories of oil and gas exploration in China are put forward,including Marine phases,deep stratum,deep water,unconventional oil and gas,the new field of old oil field and residual oil with improved recovery method,and also the basic exploration work and engineering technology innovation,etc.

oil amp; gas;new discoveries;new fields;new theories;new technologies;exploration

F416.22

A

1004-4051(2017)11-0150-04

2017-09-10責任編輯宋菲

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查二級項目“‘一帶一路’64國礦產(chǎn)資源供需格局與產(chǎn)能合作選區(qū)分析”資助(編號：121201103000150007)；國家開發(fā)銀行項目“我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究”資助

張大權(quán)(1976-)，男，遼寧丹東人，博士，教授級高級工程師，主要從事礦產(chǎn)資源規(guī)劃和戰(zhàn)略研究，E-mail:495298325@qq.com。

張艷飛(1989-)，女，研究實習員，碩士，主要研究方向為礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略，E-mail：zhyf1014@163.com。