四川超級(jí)富氣盆地特征及油氣勘探潛力

楊 光 朱 華 黃 東 李國(guó)輝 苑保國(guó) 應(yīng)丹琳

中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

0 引言

眾所周知，四川盆地是一個(gè)經(jīng)歷多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的大型疊合含油氣盆地。盆地油氣資源豐富，勘探開發(fā)歷史悠久，享有中國(guó)天然氣工業(yè)基地的美譽(yù)，為我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。雖然歷經(jīng)了60多年的勘探開發(fā)，但至今天然氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量始終保持強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)，值得深入分析[1-2]。

近年來，世界各國(guó)在非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的推動(dòng)下，油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量不斷攀升，帶來了新一輪油氣的勘探開發(fā)熱潮。歸根結(jié)底是認(rèn)識(shí)的創(chuàng)新、技術(shù)的突破和管理的創(chuàng)新帶來的結(jié)果。針對(duì)四川盆地幾十年來的勘探開發(fā)實(shí)踐并進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)并與國(guó)外提出的“超級(jí)含油氣盆地”進(jìn)行對(duì)比分析[3-4]，認(rèn)為四川盆地各項(xiàng)指標(biāo)均符合“超級(jí)含油氣盆地”的特征，最后結(jié)合目前四川盆地勘探開發(fā)實(shí)踐情況和油氣發(fā)展規(guī)劃，提出了下步油氣勘探開發(fā)方向，以期為新一輪盆地油氣儲(chǔ)量產(chǎn)量快速增長(zhǎng)提供技術(shù)支撐。

1 超級(jí)油氣盆地的概念

在全球油氣勘探開發(fā)不斷向眾深發(fā)展的同時(shí)，各類油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的新概念不斷出現(xiàn)，其中超級(jí)盆地的概念由IHS Markit公司在研究美國(guó)二疊紀(jì)盆地時(shí)率先從油氣資源規(guī)模和配套條件方面進(jìn)行定義，指出超級(jí)盆地具有以下3個(gè)特征：①是已產(chǎn)出50×108bbl(1 bbl=0.158 988 m3，下同)油當(dāng)量，至少還有50×108bbl油當(dāng)量可采資源；②是含有多套烴源巖和含油氣系統(tǒng)；③是有較完善的基礎(chǔ)設(shè)施和工程服務(wù)。并類比西西伯利亞、阿拉斯加北坡、中阿拉伯和內(nèi)烏肯等盆地，列出了世界上已發(fā)現(xiàn)的25個(gè)超級(jí)盆地（表1）。這些超級(jí)盆地的油氣產(chǎn)量占全球油氣產(chǎn)量的35%左右，是全球油氣產(chǎn)量主要貢獻(xiàn)者，為油氣勘探開發(fā)重塑了方向。

國(guó)內(nèi)對(duì)超級(jí)盆地的研究和認(rèn)識(shí)起步較晚，公開的文獻(xiàn)報(bào)道資料較少，李江海等從構(gòu)造背景和沉積的角度對(duì)其進(jìn)行了地質(zhì)內(nèi)涵的定義，認(rèn)為超級(jí)盆地是板內(nèi)構(gòu)造背景下發(fā)育的巨型盆地，沉積地層展布范圍＞300×104km2，原型盆地面積＞2×106km2，其特征主要為展布面積巨大，呈淺碟狀，以海相地層為主。

筆者提出“超級(jí)油氣盆地”的概念。認(rèn)為超級(jí)油氣盆地是具有多種油氣資源類型和多套含油氣系統(tǒng)，已生產(chǎn)50×108bbl(油氣當(dāng)量)，仍有50×108bbl剩余可采儲(chǔ)量，且目前技術(shù)條件下可勘探的剩余可采資源量大于100×108bbl的盆地。根據(jù)產(chǎn)油氣的比例可細(xì)分為以產(chǎn)油為主的超級(jí)富油盆地、以產(chǎn)氣為主的超級(jí)富氣盆地。該定義主要從如下幾方面考慮：①為了避免混淆，專指含巨量油氣的盆地區(qū)別于其它意義的“超級(jí)盆地”；②基于石油地質(zhì)學(xué)的角度，強(qiáng)調(diào)含油氣性，具有優(yōu)越的石油地質(zhì)條件；③強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實(shí)性，已生產(chǎn)50×108bbl(油氣當(dāng)量)，仍有50×108bbl剩余可采儲(chǔ)量；④強(qiáng)調(diào)可持續(xù)性，在目前技術(shù)條件下可勘探的剩余可采資源量大于100×108bbl。超級(jí)油氣盆地是在特殊構(gòu)造背景下，在較長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)期內(nèi)，發(fā)育的沉積巖巨厚、面積巨大，縱向發(fā)育多套含油氣系統(tǒng)，常規(guī)油氣與非常規(guī)油氣并存，油氣資源十分豐富的盆地，地質(zhì)條件是形成超級(jí)油氣盆地的先決條件，豐富的油氣資源是超級(jí)油氣盆地的典型特征。隨著油氣地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)的不斷深入和工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，超級(jí)油氣盆地的發(fā)現(xiàn)會(huì)越來越多。

2 四川盆地是名副其實(shí)的超級(jí)富氣盆地

四川盆地油氣勘探開發(fā)歷史悠久，在油氣地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)不斷深入和工程技術(shù)不斷進(jìn)步的帶動(dòng)下，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的持續(xù)勘探開發(fā)，盆地油氣勘探開發(fā)成效不斷提升，從盆地結(jié)構(gòu)、油氣資源規(guī)模、油氣資源類型、油氣儲(chǔ)量產(chǎn)量、油氣空間分布等方面看，四川盆地含油氣地質(zhì)、成藏條件優(yōu)越。

2.1 發(fā)育多套含油氣系統(tǒng)

從盆地結(jié)構(gòu)看，四川盆地位于上揚(yáng)子克拉通西北部，沉積蓋層巨厚，總介于6 000～12 000 m，為海相地層和陸相地層的二元結(jié)構(gòu)，中三疊統(tǒng)以上為碎屑巖地層，厚2 000～5 000 m，中三疊統(tǒng)以下海相碳酸鹽巖地層為主，厚4 000～7 000 m，盆地面積18×104km2，是中國(guó)陸上第三大含油氣盆地[5-8]。從含油氣系統(tǒng)看，四川盆地具有6套主力烴源層，海相4套，陸相2套，以烴源巖發(fā)育為基礎(chǔ)，縱向上發(fā)育6套含油氣系統(tǒng)，11套成藏組合。含油氣系統(tǒng)為：Z—O含油氣系統(tǒng)，S—C2含油氣系統(tǒng)，P2含油氣系統(tǒng)，P3—T2l含油氣系統(tǒng)，T3—J含油氣系統(tǒng)， J1+2含油系統(tǒng)。海相成藏組合6套，包括：震旦系、寒武系、石炭系、中二疊統(tǒng)、川西火山巖、二疊系礁灘成藏組合；陸相成藏組合3套：須家河組、侏羅系大安寨段、侏羅系沙溪廟組。頁巖氣成藏組合2套：下志留統(tǒng)龍馬溪組和下寒武統(tǒng)筇竹寺組（圖1）。

表1 世界超級(jí)油氣盆地分布表

2.2 盆地資源規(guī)模巨大

從油氣資源規(guī)?？矗瑲v次油氣資源評(píng)價(jià)均表明盆地油氣資源巨大[9-12]，中國(guó)石油第四次油氣資源評(píng)價(jià)表明，四川盆地天然氣地質(zhì)資源量38.11×1012m3、可采13.45×1012m3，其中，常規(guī)氣資源量12.47×1012m3，致密氣資源量3.98×1012m3，頁巖氣資源量21.66×1012m3；四川盆地石油資源量 16.13×108t（1t=7.32 bbl，下同），可采1.29×108t?？芍^四川盆地油氣資源十分豐富，油氣資源潛力巨大（表2）。

2.3 盆地油氣儲(chǔ)量產(chǎn)量大

從油氣儲(chǔ)量產(chǎn)量看，盆地油氣勘探始于1953年，歷經(jīng)四個(gè)階段勘探開發(fā)，天然氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)百億立方米氣區(qū)，也是中石油首個(gè)以氣為主的千萬噸級(jí)大油氣田。目前常規(guī)氣與致密氣累計(jì)獲得探明儲(chǔ)量3.99×1012m3（含中石油和中石化），其中盆地中部的震旦系燈影組和盆地南部的頁巖氣探明儲(chǔ)量均＞1012m3；2019年四川盆地共生產(chǎn)天然氣504.5×108m3，約占全國(guó)天然氣產(chǎn)量的29%。截止2019年末，四川盆地累產(chǎn)天然氣6 300×108m3，已經(jīng)成為我國(guó)重要天然氣能源基地。根據(jù)最新資源規(guī)劃，至2025年四川盆地將新增產(chǎn)氣量3 000余億立方米，屆時(shí)盆地累積產(chǎn)氣量將達(dá)到近10 000×108m3（約55×108bbl）。

圖1 四川盆地油氣地質(zhì)綜合柱狀圖

表2 四川盆地天然氣資源統(tǒng)計(jì)表（數(shù)據(jù)截至2019年12月）

2.4 盆地油氣資源類型多

從油氣資源類型看，目前盆地多類型油氣資源并存。已發(fā)現(xiàn)常規(guī)天然氣、頁巖氣、致密氣、致密油、頁巖油、煤層氣等6種不同類型油氣資源（表3）。常規(guī)氣資源主要分布在深層—超深層震旦系燈影組—下三疊統(tǒng)雷口坡組的海相碳酸鹽巖地層中；頁巖氣主要富集在川南和渝西地區(qū)海相下寒武統(tǒng)筇竹寺組、上奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組的深水相富有機(jī)質(zhì)硅質(zhì)頁巖地層中；頁巖油主要分布在川中地區(qū)侏羅系自流井組大安寨段、涼高山組等地層中；致密氣主要分布在川中和川西地區(qū)的上三疊統(tǒng)須家河組和侏羅系沙溪廟組的砂巖地層中；致密油主要分布在川中地區(qū)侏羅系沙溪廟組和自流井組珍珠沖段。煤層氣主要分布在川南地區(qū)泄湖—潮坪相的二疊系龍?zhí)督M煤系地層中[13-15]。

表3 四川盆地油氣資源類型及分布層系簡(jiǎn)表

2.5 與超級(jí)油氣盆地對(duì)比

從油氣空間分布看，目前盆地縱向已發(fā)現(xiàn)含油氣層系28套，從震旦系—侏羅系均有分布，埋深1 000～7 000余米，油氣層跨度大，油氣層縱向上疊置，平面上連片，整體上滿盆含油氣，形成海相碳酸鹽巖、海相頁巖氣、陸相致密氣、火山巖等4大勘探領(lǐng)域，具備立體勘探開發(fā)的優(yōu)越條件。

與國(guó)外超級(jí)油氣盆地對(duì)比表明（表4），四川盆地各項(xiàng)油氣地質(zhì)、成藏條件優(yōu)越，多類型油氣資源并存，具有多套含油氣系統(tǒng)，是一個(gè)名副其實(shí)的超級(jí)富氣盆地。

表4 四川盆地與超級(jí)盆地對(duì)比表

3 油氣勘探領(lǐng)域與方向

油價(jià)的大幅下跌將推動(dòng)油氣行業(yè)再次升級(jí)轉(zhuǎn)型。隨著常規(guī)油氣勘探開發(fā)難度的不斷加大，非常規(guī)油氣資源已日益引起全世界的高度重視。事實(shí)上，從勘探角度看，世界油氣工業(yè)已悄然進(jìn)入常規(guī)與非常規(guī)油氣并重的時(shí)代，且非常規(guī)油氣在世界油氣工業(yè)中所占的比重越來越大。根據(jù)四川超級(jí)富氣盆地基本地質(zhì)條件和目前的勘探開發(fā)取得的認(rèn)識(shí)和進(jìn)展看[16-22]，常規(guī)和非常規(guī)均具有較好的勘探開發(fā)前景。

3.1 常規(guī)天然氣勘探領(lǐng)域與方向

從常規(guī)天然氣待發(fā)現(xiàn)資源分布層系看，四川盆地各個(gè)層系均還有相當(dāng)大的勘探潛力。尤其是震旦系燈影組、龍王廟組、中二疊統(tǒng)，待發(fā)現(xiàn)資源量均在1.5萬億立方米以上，資源勘探潛力很巨大，無疑應(yīng)放在優(yōu)先勘探的位置。從區(qū)塊上說四川盆地天然氣勘探的主戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)擺在川中和川東兩個(gè)區(qū)塊。這兩個(gè)區(qū)塊雖資源發(fā)現(xiàn)率已較高，分別達(dá)27.74% 和21.26%，但因其天然氣總資源豐富，是5大區(qū)塊中僅有的兩個(gè)上兩萬億方的區(qū)域，因而待發(fā)現(xiàn)資源仍位居一、二名。待發(fā)現(xiàn)資源量分別居第三位的川南區(qū)塊，雖然老氣田較多，但資源發(fā)現(xiàn)率較低10.83%，仍然具有很大的潛力可挖。

3.2 非常規(guī)油氣勘探領(lǐng)域及方向

頁巖氣：有利勘探區(qū)帶主攻龍馬溪組深水和深層疊合區(qū)域，4 500 m以淺以瀘州和渝西區(qū)塊寬緩向斜為重點(diǎn)開展評(píng)價(jià)部署，落實(shí)得勝向斜，福集向斜，臨江向斜等平緩向斜區(qū)的I類資源，開展先導(dǎo)試驗(yàn)，確定最優(yōu)的靶體、水平井方位，井距，生產(chǎn)制度和壓裂參數(shù)等開發(fā)技術(shù)政策，定型高產(chǎn)模式。超深層頁巖氣領(lǐng)域在龍一1層厚度最大的瀘州南和渝西區(qū)塊南部開展探索，按照現(xiàn)有富集理論該區(qū)域沉積相帶最優(yōu)，構(gòu)造調(diào)整改造作用弱，資源稟賦高，彰顯良好的商業(yè)開發(fā)潛力，是未來頁巖氣最重要的勘探開發(fā)領(lǐng)域。

致密氣：針對(duì)須家河組致密氣，勘探部署方面圍繞川西地區(qū)須家河組生烴凹陷，在川西北部、川西南部和川東北地區(qū)進(jìn)行深化勘探，通過探井、評(píng)價(jià)井積極尋找新的儲(chǔ)量?jī)?chǔ)備區(qū)；開發(fā)方面，以儲(chǔ)量有效動(dòng)用、效益開發(fā)為目標(biāo)，重點(diǎn)對(duì)安岳、廣安、蓬萊等探明儲(chǔ)量區(qū)，利用豐富的動(dòng)靜態(tài)資料，開展儲(chǔ)量可動(dòng)用評(píng)價(jià)，建立有效的開發(fā)配套技術(shù)，支撐儲(chǔ)量的有效動(dòng)用，實(shí)現(xiàn)的效益開發(fā)。針對(duì)侏羅系致密氣，以沙溪廟組致密氣藏效益開發(fā)為目的，圍繞侏羅系生烴凹陷，在川中北部地區(qū)構(gòu)造背景下大膽進(jìn)行甩開部署，重點(diǎn)圍繞秋林、金華、公山廟、充西—蓮池、廣安、營(yíng)山、龍崗等構(gòu)造，“以點(diǎn)帶面，以局部帶全局”，積極評(píng)價(jià)沙溪廟組含氣性，尋找致密油氣有利區(qū)、富集區(qū)和建產(chǎn)區(qū)。

致密油（頁巖油）：四川盆地侏羅系致密油勘探開發(fā)歷史悠久，為四川盆地油氣工業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，但一直未能實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益發(fā)展。致密油（頁巖油）仍然處于起步和探索階段，要實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)，還有許多亟待解決的問題需要進(jìn)一步研究和明確。從層系上看，盆地致密油待發(fā)現(xiàn)資源量主要為大安寨段、涼高山組和沙一段。從有利區(qū)塊上來說，應(yīng)優(yōu)選川中東北部南充—儀隴地區(qū)和重慶北部寬緩向斜區(qū)的開江—墊江地區(qū)為重點(diǎn)勘探突破區(qū)塊，并優(yōu)選甜點(diǎn)開展先導(dǎo)試驗(yàn)。

4 結(jié)論

1）與國(guó)內(nèi)外超級(jí)油氣盆地對(duì)比表明，四川盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)、油氣資源規(guī)模、油氣資源類型、油氣儲(chǔ)量產(chǎn)量、油氣空間分布等完全符合超級(jí)油氣盆地的條件，是一個(gè)名副其實(shí)的超級(jí)富氣盆地。

2）四川盆地常規(guī)與非常規(guī)領(lǐng)域都是重要的對(duì)象，其中常規(guī)天然氣領(lǐng)域仍然是圍繞德陽—安岳裂陷向北進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)和評(píng)價(jià)勘探，層位上重點(diǎn)是震旦系和寒武系；頁巖氣應(yīng)重點(diǎn)圍繞龍馬溪組深水和深層疊合區(qū)域開展勘探開發(fā)；致密氣則圍繞川中應(yīng)川西過渡帶開展評(píng)價(jià)工作；致密油（頁巖油）應(yīng)重點(diǎn)在川中北部的沙一段和大安寨段開展目標(biāo)優(yōu)選。