油氣共伴生礦產(chǎn)分類與綜合勘查評(píng)價(jià)體系框架

陳新軍，李朋威

（中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京…100083）

研究表明，油氣與其共伴生礦產(chǎn)有著密不可分的聯(lián)系，在油氣勘探開發(fā)過程中，除發(fā)現(xiàn)油氣外，還常常能夠發(fā)現(xiàn)一些具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的其他礦產(chǎn)資源，這些礦產(chǎn)被統(tǒng)稱為油氣共伴生礦產(chǎn)。至于到底屬于油氣共生礦產(chǎn)還是油氣伴生礦產(chǎn)，有的專家認(rèn)為，與油氣處于同一空間范圍內(nèi)的屬于伴生礦產(chǎn)，反之，則為共生礦產(chǎn)；也有專家認(rèn)為，與油氣具有相同開發(fā)方式且與油氣同時(shí)產(chǎn)出的礦產(chǎn)屬于伴生礦產(chǎn)，與油氣開發(fā)方式不同、不與油氣同時(shí)產(chǎn)出的則為共生礦產(chǎn)。隨著油氣勘探開發(fā)技術(shù)裝備水平和成本的不斷提高，以及生態(tài)文明建設(shè)要求的提出，相關(guān)學(xué)科的發(fā)展給油氣勘探開發(fā)帶來了新的思路和發(fā)展途徑，油氣共伴生礦產(chǎn)的綜合勘查綜合評(píng)價(jià)已經(jīng)成為當(dāng)今油氣勘探開發(fā)與研究的趨勢(shì)之一。各油氣勘查單位和油氣公司，已經(jīng)從認(rèn)識(shí)上、戰(zhàn)略上對(duì)油氣共伴生礦產(chǎn)資源重視起來，在油氣勘探開發(fā)的同時(shí)，加大了對(duì)共伴生礦產(chǎn)勘查、開發(fā)、利用的投入。國土資源部也為加強(qiáng)“油鈾兼探”，專門召開了包括中石油、中石化、延長(zhǎng)石油、中核集團(tuán)、核工業(yè)地質(zhì)局參加的相關(guān)工作會(huì)議，鼓勵(lì)油氣企業(yè)通過增列鈾礦開展綜合勘查綜合評(píng)價(jià)?？茖W(xué)合理、可持續(xù)發(fā)展的油氣共伴生礦產(chǎn)的綜合勘查與綜合評(píng)價(jià)，必然涉及相關(guān)的理論問題和技術(shù)體系。有必要構(gòu)建油氣礦產(chǎn)綜合勘查、綜合評(píng)價(jià)體系框架，這不僅可以為提高綜合勘查的效率和綜合評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性服務(wù)，而且可以為未來相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

1 油氣共伴生礦產(chǎn)的種類

我國陸上油田的油氣共伴生礦產(chǎn)資源主要有煤、鈾礦、鹽礦、堿礦、鉛鋅礦、銅礦、金銀汞礦、地?zé)?、硫化氫、二氧化碳、氦氣、鹵水、天然氣中賦存的汞以及原油和瀝青等衍生物中賦存的多種伴生元素等[1-5]。整體來看，油氣共伴生礦產(chǎn)資源具有種類多、儲(chǔ)量豐富、開發(fā)利用前景廣闊等特點(diǎn)。

1.1 煤、鈾、地?zé)岬饶茉吹V產(chǎn)

世界能源礦產(chǎn)的勘探實(shí)踐和現(xiàn)狀表明，多種能源礦產(chǎn)不僅同盆共存，而且常常同盆富集，油氣與砂巖鈾礦以及煤層的分布都有密切的關(guān)系。近幾年的鄂爾多斯、吐哈、二連松遼等盆地勘探結(jié)果說明[6]，不僅在這些含油氣盆地的邊緣往往可形成鈾礦，而且在盆地腹地同樣找到了大型鈾礦床。此外，石油與天然氣的形成、運(yùn)移和富集與地?zé)崦芮邢嚓P(guān)。我國東部陸上主要油田，包括大慶、遼河、華北、勝利、大港等油田均存在并發(fā)現(xiàn)了大量的地?zé)豳Y源。開發(fā)油田地?zé)崮埽菛|部老油田實(shí)現(xiàn)能源多元化和能源接替的必然選擇，也是油田可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

1.2 鉀鹽、堿礦等鹽類礦產(chǎn)

油氣與鉀鹽、堿礦等鹽類礦產(chǎn)共生現(xiàn)象非常普遍，素有“天生鹽盆中必有石油”的說法。我國各地油氣探井已發(fā)現(xiàn)不少含鹽盆地和含鉀線索，河南油田在勘探過程中于泌陽安棚發(fā)現(xiàn)了天然堿礦，中原油田具有利用價(jià)值的是鹽巖資源，江漢油田在鉆井過程中發(fā)現(xiàn)了富鉀鹵水，四川盆地深層富鉀鹵水也較發(fā)育。

1.3 金屬礦產(chǎn)

油氣與金屬礦產(chǎn)共生的例子有很多。北美沿辛辛那提灣拱分布的MVT鉛鋅礦床也是油氣資源的重要富集區(qū)，這里鉛鋅礦與油氣共生的密切關(guān)系一直是個(gè)難以破解的謎團(tuán)。我國云南蘭坪中、新生代沉積盆地內(nèi)發(fā)育多套油氣生儲(chǔ)蓋組合，同時(shí)還蘊(yùn)含豐富的Pb、Zn、Cu、Ag多金屬礦產(chǎn)資源；在金頂及其外圍的一些鉛鋅礦床中，油氣顯示突出，古油藏遺跡明顯。

1.4 硫化氫、二氧化碳、氦氣等氣體礦產(chǎn)

烴類氣體與硫化氫、二氧化碳、氦氣等相伴生非常常見[7-8]。我國已在鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、四川盆地以及渤海灣盆地等發(fā)現(xiàn)了高含硫化氫的天然氣藏，其中四川盆地的高含硫化氫天然氣分布最廣、儲(chǔ)量規(guī)模最大。二氧化碳?xì)獠貏t以松遼盆地的萬金塔氣田和蘇北盆地的黃橋氣田為代表。此外，黃橋氣田淺層同時(shí)富集氦氣（含量大于1%）。

1.5 伴生元素

油氣中的伴生元素主要是以液態(tài)、氣態(tài)形式賦存于原油、天然氣以及油田鹵水中，目前發(fā)現(xiàn)主要有賦存于天然氣中的汞，賦存于油田鹵水的伴生元素有鉀、溴、鋰、鍶、銣、銫、碘等，賦存于原油及瀝青等衍生物中的多種伴生元素有V、Ni、Mo、U、Hg、Au、Ag、Pb、Zn等親烴類元素，它們以不同的化學(xué)方式賦存。

2 油氣共伴生礦產(chǎn)的分類

共生的傳統(tǒng)定義是兩種密切接觸的不同生物之間形成互利關(guān)系，而伴生則是次要的隨主要的一起生長(zhǎng)，礦產(chǎn)資源的這種共伴生規(guī)律是具有普遍意義的。不同的國家和地區(qū)，其礦產(chǎn)資源與其共伴生礦產(chǎn)的種類和品質(zhì)差別很大。從目前已發(fā)現(xiàn)的油氣共生伴生礦產(chǎn)資源來看，種類較多。經(jīng)廣泛調(diào)研分析[9]，可以根據(jù)油氣共生伴生礦產(chǎn)是否達(dá)到工業(yè)品位以及其與油氣藏的空間分布關(guān)系分為油氣共生礦產(chǎn)和油氣伴生礦產(chǎn)兩大類，而油氣共生礦產(chǎn)又可細(xì)分為油氣同體共生礦產(chǎn)和油氣異體共生礦產(chǎn)（表1）。

油氣共生礦產(chǎn)指同一油氣田（區(qū)）內(nèi)，賦存有除油氣之外的能夠達(dá)到工業(yè)品位（指標(biāo)），具有單獨(dú)開采價(jià)值的一種或多種有用組分。

油氣異體共生礦產(chǎn)指同一油氣田（區(qū)）內(nèi)，與油氣藏處于不同的空間部位、層段、區(qū)段，賦存有除油氣之外的能夠達(dá)到工業(yè)品位（指標(biāo)），具有單獨(dú)開采價(jià)值的一種或多種有用組分，并可分別單獨(dú)圈出礦體的礦產(chǎn)。油氣異體共生礦產(chǎn)大多是一些固態(tài)礦產(chǎn)，主要有煤、鈾礦、鹽礦、堿礦、鉛鋅礦、銅礦、金銀汞礦等。

油氣同體共生礦產(chǎn)指同一油氣田（區(qū)）內(nèi)，與油氣藏處于相同的空間部位、層段、區(qū)段，賦存有除油氣之外的能夠達(dá)到工業(yè)品位（指標(biāo)），具有單獨(dú)開采價(jià)值并與油氣共同開采產(chǎn)出的一種或多種有用組分。油氣同體共生礦產(chǎn)多是一些氣態(tài)和液態(tài)礦產(chǎn)，目前發(fā)現(xiàn)的主要有油田地?zé)?，天然氣中含量較高、達(dá)到工業(yè)品位的硫化氫、二氧化碳、氦氣等。

表1 石油天然氣共伴生礦產(chǎn)種類及分類

油氣伴生礦產(chǎn)指在同一油氣田（區(qū)）內(nèi)，存在未達(dá)到工業(yè)品位（指標(biāo)），不具有單獨(dú)開采價(jià)值，但通過開采油氣，可以綜合回收利用的其他有用組分。油氣伴生礦產(chǎn)主要以液態(tài)、氣態(tài)形式賦存于原油、天然氣以及油田鹵水中。目前發(fā)現(xiàn)的油氣伴生礦產(chǎn)主要有賦存于天然氣中的汞，與天然氣伴生的少量未達(dá)到工業(yè)品位的硫化氫、二氧化碳、氦氣等，以及賦存于油田鹵水的伴生元素和賦存于原油及瀝青等衍生物中的多種伴生元素等。

有些時(shí)候，油氣同體共生礦產(chǎn)與油氣伴生礦產(chǎn)很難嚴(yán)格地區(qū)分，當(dāng)?shù)V產(chǎn)的品位（指標(biāo)）達(dá)到工業(yè)品位（指標(biāo)），具有單獨(dú)開采價(jià)值時(shí)，就屬于油氣同體共生礦產(chǎn)；當(dāng)?shù)V產(chǎn)的品位（指標(biāo)）未達(dá)到工業(yè)品位（指標(biāo)），不具有單獨(dú)開采價(jià)值時(shí)，就屬于油氣伴生礦產(chǎn)。

總的來說，石油、天然氣、煤、鈾、地?zé)岷驮S多金屬、非金屬礦產(chǎn)可以賦存于共同的沉積盆地中，它們?cè)谏?來源、運(yùn)移和富集（聚集成礦）等方面存著某些相似性，甚至是彼此相關(guān)的。據(jù)此，可以建立油氣及共伴生礦產(chǎn)資源在含油氣盆地中的分布示意圖（圖1）。

圖1 油氣共生伴生礦產(chǎn)分布示意圖

3 綜合勘查綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

在地質(zhì)勘查工作中，綜合勘查綜合評(píng)價(jià)是一項(xiàng)較系統(tǒng)的工作，也具有廣泛的含義。綜合勘查是多種方法技術(shù)手段應(yīng)用的綜合，它能提供的相關(guān)地質(zhì)資料非常多，但這些信息資料有可能重復(fù)或者無效，因此是一種初級(jí)綜合。綜合評(píng)價(jià)則是信息資料的綜合，是地質(zhì)模式解析和經(jīng)濟(jì)意義分析的高度統(tǒng)一，是一種高級(jí)綜合。油氣礦產(chǎn)綜合勘查是指在油氣勘探開發(fā)過程中，根據(jù)實(shí)際需要和可能，合理地使用多種方法或技術(shù)手段，同時(shí)對(duì)油氣共伴生礦產(chǎn)進(jìn)行勘查的工作；油氣礦產(chǎn)綜合評(píng)價(jià)指在油氣勘探開發(fā)過程中，綜合利用各種信息資料對(duì)油氣共伴生礦產(chǎn)的賦存狀態(tài)、分布規(guī)律、品位指標(biāo)、儲(chǔ)量估算、可利用性以及經(jīng)濟(jì)意義等進(jìn)行研究評(píng)價(jià)，為油氣綜合開發(fā)利用提供依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)降低成本，綜合、高效開發(fā)利用礦產(chǎn)資源這一總目標(biāo)，本文以油氣共伴生礦產(chǎn)資源的種類及分類為基礎(chǔ)，以油氣礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)目的任務(wù)、工作原則與要求為依據(jù)，以綜合勘查的方法技術(shù)手段和綜合評(píng)價(jià)的內(nèi)容為支撐，構(gòu)建了油氣礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)體系框架（圖2），為未來建設(shè)相關(guān)資源儲(chǔ)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制（修）訂和實(shí)施，發(fā)揮技術(shù)支撐和基礎(chǔ)保障作用。

圖2 油氣礦產(chǎn)綜合勘查評(píng)價(jià)體系框架

3.1 物質(zhì)基礎(chǔ)

對(duì)油氣礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)體系框架來說，其物質(zhì)基礎(chǔ)就是油氣勘探開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)的各種油氣共伴生礦產(chǎn)。由于不同類型的礦產(chǎn)資源適用不同的工作要求和支撐技術(shù)，因此，前文將油氣共伴生礦產(chǎn)細(xì)分為油氣同體共生礦產(chǎn)、油氣異體共生礦產(chǎn)和油氣伴生礦產(chǎn)。這是建立油氣共伴生礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)體系框架的根本，沒有這一根本，對(duì)整個(gè)框架的工作依據(jù)和支撐技術(shù)也就無從談起。

3.2 工作依據(jù)

包括目的、任務(wù)、原則與要求。

總的來說，油氣礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)的目的和任務(wù)就是在油氣田（區(qū)）勘探開發(fā)過程中，通過礦產(chǎn)資源綜合勘查評(píng)價(jià)工作，研究油氣及其共伴生礦產(chǎn)在油氣田（區(qū)）內(nèi)的賦存狀態(tài)、分布規(guī)律及可利用性，為資源評(píng)價(jià)、油氣田（區(qū)）建設(shè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)開發(fā)提供礦產(chǎn)資源綜合開發(fā)利用必要的地質(zhì)資料，以促進(jìn)油氣及其共伴生礦產(chǎn)資源科學(xué)、合理利用。

基本原則是立足于我國復(fù)雜的油氣地質(zhì)條件，以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段為依托，形成適合中國油氣地質(zhì)特點(diǎn)并具有現(xiàn)代科技特色的油氣礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)的技術(shù)體系。主要包括以下四方面的原則：

1）實(shí)事求是：根據(jù)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的需要和油氣共伴生礦產(chǎn)實(shí)際情況，確定綜合勘查綜合評(píng)價(jià)的油氣共伴生礦產(chǎn)；要尊重客觀規(guī)律，正確、合理地選擇勘查技術(shù)手段，確定地質(zhì)工程設(shè)計(jì)與施工方案。

2）統(tǒng)籌綜合：應(yīng)全面研究和總體布局，要有大局觀，堅(jiān)持“以油為主、綜合勘查、綜合評(píng)價(jià)”的原則，綜合利用各種方法技術(shù)手段，對(duì)油氣及其共伴生礦產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行勘查和評(píng)價(jià)。

3）先進(jìn)適宜：要充分應(yīng)用油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域中的新理論、新技術(shù)、新裝備，提高勘查精度，對(duì)具有多種用途的共伴生礦產(chǎn)，根據(jù)需要按相應(yīng)用途的工業(yè)要求進(jìn)行綜合研究評(píng)價(jià)。

4）主次循序：地質(zhì)綜合研究中，必須分清問題的主次，既要循序漸進(jìn)地解決重點(diǎn)問題，又要適時(shí)兼顧全面性調(diào)查研究；地質(zhì)工程的設(shè)計(jì)和施工要由已知到未知，由疏到密來進(jìn)行。

油氣共伴生礦產(chǎn)的種類很多，不同的礦產(chǎn)具有不同的勘查評(píng)價(jià)的工作要求。

總的來說，對(duì)油氣異體共生礦產(chǎn)的勘查工作，一般需要根據(jù)油氣勘探開發(fā)的相關(guān)工程適當(dāng)增加一定的工作量；對(duì)規(guī)模較大或特別具有價(jià)值的油氣共生礦產(chǎn)，要進(jìn)行專門的勘查工作。對(duì)油氣同體共生礦產(chǎn)一般要隨油氣一起進(jìn)行綜合勘查評(píng)價(jià)工作，按各礦種（類）規(guī)范提交的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量類別；對(duì)達(dá)到工業(yè)利用要求的油氣同體共生礦產(chǎn)，應(yīng)根據(jù)可能和實(shí)際需要，適當(dāng)增加具有針對(duì)性的勘查工作。對(duì)于油氣伴生礦產(chǎn)的勘查工作，一般隨油氣一起進(jìn)行綜合勘查評(píng)價(jià)工作。

3.3 支撐技術(shù)

油氣礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)技術(shù)是整個(gè)體系框架的主體，它包含的方法術(shù)手段有很多，涵蓋了油氣礦產(chǎn)勘查的各個(gè)階段，主要有物探、化探、鉆探、測(cè)井、測(cè)試分析以及綜合評(píng)價(jià)等方法技術(shù)。但石油企業(yè)還擁有一些其他地質(zhì)勘查部門不具備的先進(jìn)技術(shù)手段，例如精細(xì)地震勘探技術(shù)、成像測(cè)井技術(shù)、核磁共振測(cè)井技術(shù)等。這些先進(jìn)技術(shù)在對(duì)油氣共伴生礦產(chǎn)綜合勘查、綜合評(píng)價(jià)過程中發(fā)揮重要作用。

1）物、化探技術(shù)：主要有重力、磁法、電法、地震勘探、微量元素分析、同位素分析等，這些技術(shù)在勘查鈾礦等油氣共生礦產(chǎn)資源時(shí)，用途廣泛。如在砂巖型鈾礦、油田地?zé)嵋约坝吞稃u水等礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

2）鉆探技術(shù)：通過鉆井可以勘查識(shí)別出某些油氣共伴生礦產(chǎn)。如在錢家店凹陷通過鉆井識(shí)別姚家組含礦層下巖性段頂部紅色泥巖與其下伏青山口組紅色泥巖是預(yù)測(cè)鈾礦床的關(guān)鍵技術(shù)；同樣利用鉆井能夠揭露地下熱儲(chǔ)的發(fā)育情況；利用油氣探井取得的巖芯和巖屑，通過顯微鏡薄片、電子探針等測(cè)試手段，可直接發(fā)現(xiàn)巖鹽、鉀鹽或含鉀礦物。

3）測(cè)井技術(shù)：測(cè)井曲線是識(shí)別某些油氣共伴生礦產(chǎn)時(shí)是最直接、有效的勘探方法，其中應(yīng)用較為典型的有鈾礦、固體鹽類及液態(tài)鹵水等礦產(chǎn)。例如，自然伽馬能譜測(cè)井在鈾礦勘查中非常實(shí)用，也可有效地解釋和發(fā)現(xiàn)巖鹽層和鉀鹽礦層，確定它的厚度及品位。近年來，以成像、核磁共振、陣列聲波、高分辨率感應(yīng)等為代表的測(cè)井新技術(shù)在油氣藏勘探開發(fā)中的地位越來越高，發(fā)揮越來越重要的作用。

4）測(cè)試分析：測(cè)試分析對(duì)象主要包括巖石學(xué)分析、原油或氣體分析、油田水分析、共伴生礦產(chǎn)分析等。油氣及共伴生礦產(chǎn)的采樣方法和測(cè)試項(xiàng)目應(yīng)一并綜合考慮，按類型、品級(jí)、特征等分別采樣，采樣點(diǎn)的選擇在空間分布上應(yīng)力求合理，具有代表性，以滿足綜合勘查評(píng)價(jià)任務(wù)和礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算的要求。

5）綜合評(píng)價(jià)內(nèi)容：在油氣勘探開發(fā)過程中，為綜合開發(fā)利用油氣共伴生礦產(chǎn)，對(duì)其賦存形式、分布規(guī)律、品位指標(biāo)、儲(chǔ)量估算、可利用性以及經(jīng)濟(jì)意義等進(jìn)行綜合研究及評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

1）油氣共伴生礦產(chǎn)種類比較多，從目前已發(fā)現(xiàn)的來看，主要有煤、鈾、地?zé)岬饶茉吹V產(chǎn)，鉀鹽、堿礦、鹵水等鹽類礦產(chǎn)，銅、鉛等金屬礦產(chǎn)，硫化氫、二氧化碳、氦氣等氣體礦產(chǎn)及伴生元素等。

2）根據(jù)油氣共生伴生礦產(chǎn)是否達(dá)到工業(yè)品位以及其與油氣藏的空間分布關(guān)系分為油氣共生礦產(chǎn)和油氣伴生礦產(chǎn)兩大類，油氣共生礦產(chǎn)又可細(xì)分為油氣同體共生礦產(chǎn)和油氣異體共生礦產(chǎn)。實(shí)際上有些時(shí)候，油氣同體共生礦產(chǎn)與油氣伴生礦產(chǎn)很難嚴(yán)格地區(qū)分。

3）油氣共伴生礦產(chǎn)的綜合勘查評(píng)價(jià)開發(fā)利用，是當(dāng)今油氣勘探開發(fā)與研究的趨勢(shì)之一。為實(shí)現(xiàn)降低成本，綜合、高效開發(fā)利用資源這一總目標(biāo)，以油氣共伴生礦產(chǎn)資源的種類及分類為基礎(chǔ)，以油氣礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)目的任務(wù)、工作原則與要求為依據(jù)，以各種綜合勘查評(píng)價(jià)的技術(shù)手段為支撐，構(gòu)建了油氣礦產(chǎn)綜合勘查綜合評(píng)價(jià)體系框架。