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中国松辽—渤海湾盆地油气勘探老区资源潜力分析

2011-12-06康玉柱凌翔

天然气工业 2011年12期
关键词:石炭古生界渤海湾

康玉柱 凌翔

1.中国石化石油勘探开发研究院 2.中国地质大学能源学院(北京)

中国松辽—渤海湾盆地油气勘探老区资源潜力分析

康玉柱1凌翔2

1.中国石化石油勘探开发研究院 2.中国地质大学能源学院(北京)

松辽—渤海湾盆地面积为67×104km2,是中国较早进行油气勘探的两个盆地,油气勘探工作已有50多年的历史,先后发现了200多个油气田,油气资源探明率在51%左右,但是目前待探明油气资源量尚有150×108t油当量。为此,从近年来油气勘探重大进展、现有油气资源、中—古生界油气资源以及广泛勘探领域等方面,论述了上述两个盆地的油气资源潜力。结论认为:该区油气资源潜力仍较大,还可在中新生界和古生界发现多个大中型油气田,近期仍然是中国石油天然气集团公司增储上产的主力地区。同时还指出了下一步油气勘探的方向:中新生界应向“四新”进军(新地区、新领域、新类型、新深度),积极开拓古生界,加快非常规油气勘探,以期实现新突破。

松辽盆地 渤海湾盆地 油气资源 资源潜力 中生代—新生代 古生代 油气田 勘探方向

松辽—渤海湾盆地面积为67×104km2,是中国较早进行油气勘探的两大盆地。现已发现200多个油气田,属勘探程度较高的盆地,油气资源转化率在51%左右。关于这两大盆地勘探老区的油气资源前景众说纷纭,笔者对近年来的油气勘探重大进展、现有油气资源、中—古生界潜在油气资源以及广泛的勘探领域等进行了分析,结论认为这两大盆地仍是中国石油天然气集团公司增储上产的主力地区,并指出了下一步的勘探方向,即中新生界向“四新”(新地区、新领域、新类型、新深度)进军,积极开拓古生界,加快非常规油气勘探。

1 近期油气勘探的重大进展

1.1 新地区的重大发现

1)在大庆油田外围地区(如方正断陷、大柳树、汤园断陷等地区)又发现新油气田。

2)在大庆向斜区—中央坳陷发现多个油气田,探明石油储量累计约10×108t。

3)在大庆南部又发现多个油气田。

4)在济阳坳陷、冀中坳陷、泌阳凹陷、东濮凹陷、黄骅坳陷的新地区均有油气田被发现。

1.2 地层—岩性型油气田新突破

①在大庆油田矿权区内的坳陷和斜坡区发现多个地层岩性型油气田;②在华北地区,东营凹陷、冀东凹陷、渤南凹陷、沾化凹陷、泌阳凹陷、东濮凹陷,苏北的海安凹陷、金明凹陷等,深凹及斜坡区均发现了地层—岩性型油气田。

1.3 岩浆岩及变质岩新领域的发现

①在大庆深层火山岩发现徐家围子大型气田;②在松辽南部发现多个火山岩气田;③在辽河坳陷西部兴马地区发现太古生界变质岩裂缝型油田,并在花岗岩内1 000m处发现油流,在黄河坨古近系—新近系粗面岩发现油田(藏);④在大港枣北地区发现玄武岩油田;⑤在胜利埕北凸起奥陶系发现古潜山油田,另在太古生界风化壳钻出高产油气流。

1.4 古生界天然气勘探新进展

①苏桥CO2气田。②孤北气田、黄骅坳陷千米桥气田。③大港南乌马营潜山构造乌深1井奥陶系天然气流。④东濮凹陷三叠系的天然气流;文留气藏文古1井、濮深1井、庆古1井奥陶系风化壳发现CO2气流等(图1)。

2 油气勘探存在的主要问题

1)两大盆地老区探明程度高(40%~65%),储层预测难度大。

2)剩余储量分布预测难。

3)深层油气勘探面临新挑战,砂体、储层、复杂断块及油气预测难度越来越大。

4)面对复杂的勘探目标,现有的地震、钻井、测井测试等工程技术不适应 ,其勘探效果不理想等。

5)油气勘探成本上升较快。

3 油气勘探潜力分析

3.1 现在油气资源的认识[1-2]

3.1.1 松辽—渤海湾盆地油气资源量越算越多

如大庆油田在20世纪70年代末油气资源量为86×108t油当量,而全国第三次油气资源评价结果表明其石油资源量为141×108t、天然气资源量为1.8× 1012m3;胜利油田等也同样增长,油气资源随勘探程度的提高还会增加。其次,已探明的储量也在不断增加,如松辽盆地从原来探明的30×108t油当量到2009年累计石油探明达100×108t。胜利油田济阳坳陷从原50×108t油当量到2009年为112.5×108t油当量。渤海湾盆地其他各坳陷探明油气储量均有相似的增长。

3.1.2 油气资源转化率仍有潜力

老区各油气田油气资源探明程度比较高,一般介于40%~60%,如松辽盆地石油探明程度为49%~60%、天然气探明程度仅10%~19%。渤海湾盆地石油探明程度为41%~50%、天然气探明程度约30%。待发现油气资源量约为100×108t。因此,笔者认为据现有油气资源量分析,两大盆地仍有较大勘探潜力。

3.2 中—古生界油气资源丰富

1)据张善文等的研究,华北地区中—古生界分布较广,油气资源丰富。区内发育有4套烃源岩,即:中—上元古界、寒武—奥陶系、石炭—二叠系及中生界,目前经初步计算油气资源量为42.1×108t油当量(以气为主,见图2)。

2)松辽盆地周缘地区近年来经中国石油化工集团公司及吉林大学等单位研究后认为:东北地区古生界为一套裂陷—克拉通盆地沉积,古生界分布广泛(图3),没有区域性变质,烃源岩十分发育。通过地质调查,确定在东北地区东部的磐石、西部的东西乌旗、呼伦贝尔盟和兴安盟等地区,晚古生界发育4套烃源岩系[3]。

第1套为下泥盆统。典型剖面见于乌奴耳附近出露的泥鳅河组上段,岩性为泥岩、石灰岩,厚度为91.43m。

第2套为下石炭统。典型剖面见于磐石附近和西尼气附近。其中,磐石附近出露的暗色岩为石鹿圈屯组,厚108.9m。西尼气附近出露的暗色岩为红水泉组,暗色泥岩—粉砂质泥岩—泥灰岩厚度大于415.4m。

第3套为中二叠统。典型剖面见于索伦附近出露的哲斯组,灰黑色泥岩—粉砂质泥岩厚度大于600m。

第4套为上二叠统。典型剖面见于索伦附近和西乌珠穆沁旗石林附近。其中,索伦附近出露的暗色岩为林西组,暗色泥岩粉砂岩—泥岩—粉砂质泥岩厚度为509.8m。西乌珠穆沁旗石林附近出露的暗色岩为林西组,黑色碳质页岩—暗色泥岩—粉砂质泥岩厚度为122.6m。

以东部的磐石地区为例,下石炭统鹿圈屯组烃源岩的有机碳含量为0.6%~3.0%,有机质类型多属偏腐泥混合型—偏腐殖混合型,有机质成熟度(Ro)值为1.8%~2.8%,属高成熟—过成熟阶段(少数为成熟阶段),总体评价为较好烃源岩。

磐石地区下石炭统鹿圈屯组烃源岩与东北部分地区石炭—二叠系暗色岩有机地球化学分析数据对比结果表明,磐石地区烟筒山和明城剖面的有机质丰度较高,干酪根类型均为偏腐泥混合型—偏腐殖混合型,Tmax值(最高裂解温度)主要集中在455~500℃(高成熟),仅索伦、烟筒山和明城剖面有机质成熟度为成熟阶段。

石炭—二叠系钻井样品的有机质丰度高于露头区,钻井样品的有机质类型为腐殖型,露头区主要为偏腐泥混合型和偏腐殖混合型,部分为腐殖型;露头区样品的热演化程度比较高,而钻井样品的有机质成熟度不同地区热演化程度相差较大。

图2 渤海湾盆地石炭—二叠系烃源岩等厚线分布图(据张善文等,2008修改)

图3 松辽盆地石炭—二叠系分布示意图(据余和中等,2003修改)

石炭—二叠系野外露头区样品与井下样品的对比表明,野外露头生油岩有机碳含量主要介于0.6%~1.5%,少部分大于1.5%,有机质丰度应达到中等;盆地内石炭—二叠系的有机碳含量明显高于野外露头区,大多数样品达到好生油岩标准。钻井岩心和野外露头区样品干酪根显微组分析结果结果表明,石炭—二叠系烃源岩有机质类型主要为偏腐泥型和偏腐殖型,部分为腐殖型。有机质成熟度研究结果表明,野外露头区样品的Ro可大致分为两组:一组样品的Ro值介于0.8%~1.4%(与薄片鉴定热变质板岩千枚岩矛盾);另一组样品的Ro值分布在2.2%~3.4%。所有样品的Tmax值大于440℃,最高超过500℃,说明野外露头石炭—二叠系烃源岩的热演化程度比较高。从松辽盆地基底石炭—二叠系样品镜质体反射率直方图中可以看出:大多数样品Ro大于2.0%,25%样品的镜质体反射率小于2.5%。松辽盆地基底石炭—二叠系在不同地区现今热演化程度相差较大,如四深1井二叠系顶面现今Ro已经达到4.5%,而庄深1、双深4、尚深2等井石炭—二叠系现今Ro值只有2.0%左右。在纵向上,不同层位的Ro值有差别,从浅到深成熟度依次增高。

另外,在本区下古生界东西部地区分布较广,为一套海相碳酸盐岩及碎屑岩建造,泥页岩和石灰岩烃源岩发育值得关注。

由此认为,东北地区上古生界油气资源丰富,特别是近年来多处发现古生界天然气流,证明古生界油气勘探潜力大。

3.3 非常规油气资源丰富

中国东部老区各坳陷内均有较发育较厚暗色泥页岩及煤系地层,成为下一步勘探增加油气储量的重要支撑。

3.4 幔源气

幔源气就是地幔流体上涌到地壳过程中经合成反应生成的天然气。地球从内到外由地核、地幔、地壳组成,地幔犹如裹在地核外的“鸡蛋清”。首先,二氧化碳是幔源天然气的一种,在我国东部从南到北一带,储量非常丰富,如1983年10月在江苏苏北地区发现了黄桥二氧化碳气田,其二氧化碳纯度可达98%,探明加控制储量为260×108m3,成为亚洲最大的二氧化碳气田。此外,在松辽盆地的万金塔二氧化碳气田、徐家围子二氧化碳气田以及广东三水盆地、南海盆地等的二氧化碳气田,形成了我国东部二氧化碳的南北聚集带,使其成了占据环太平洋成矿带的重要地位。“研究证实,东部地区的二氧化碳气是典型的无机成因天然气,它是通过深部断裂作为运移通道,从地球深部或上地幔涌入地壳浅部而聚集成藏的”。深部所有无机成因的天然气必须经历此过程,才能达到有效聚集,因此,“无机成因天然气的运移、成藏过程与深部断裂通道具有时间与空间上的密切关联”。目前又发现了徐家围子二氧化碳气田也在我国东部上述的聚集带,这证明未来继续发现的二氧化碳气田潜力很大,可作为一种新型气资源。

总之,中国东部油气资源潜力仍然很大,如近年来的蓬莱19-3油田、南堡油田、徐家围子大气田、古龙油田、松南气田等。胜利油田保持了每年逾1×108t的探明油气储量增长速度。近年来,中国东部新增油气探明储量每年平均为(3~4)×108t,仍然是我国油气增储上产的主力地区。因此,松辽盆地、渤海湾盆地还会发现多个大中型油气田。

4 油气勘探方向

4.1 我国东部老区各盆地的坳陷(凹陷)应向“四新”进军,寻找大中型油气田

1)新地区:在各断陷(凹陷)内及周边地区未发现油气田的地区,应加强评价优选目标,力求早日发现新油气田。

2)新领域:在各富油坳陷(凹陷)内的火山岩、碳酸盐侵入岩、古老变质岩领域寻求新突破。

3)新类型:寻找构造油气田之外的地层型、岩性型、古潜山型、裂缝型、构造—岩性型、断层—岩性—地层型等新类型油气田。在断陷的陡坡带、缓坡带、凹槽带及凸起部分均可发现新类型油气田。

4)新深度:在现有勘探深度的基础上关注浅层和深层油气田的发现。近年来在大庆、胜利、东濮、泌阳、冀东等深层构造发现新油气田。另外,近海凹陷、垦利等地区中浅层也发现新油气田,表明浅层和深层油气潜力较大。

4.2 广泛分布的古生界是重要勘探方向

首先,深入研究古生界烃源岩(华北地区含中生界)分布及资源丰度、油气资源保存等成藏条件,据其进行评价选区。其次,在优选区(带)基础上进行有效勘探,力争早日发现新油气田。

渤海湾盆地古生界勘探方向主要为冀东、济阳坳陷,黄骅凹陷,冀中北、临清坳陷,内黄隆起等。

4.3 东部老区非常规油气资源丰富

致密油气、页岩油气及煤层气等是今后油气勘探的重要接替领域。

4.4 油气勘探新认识和技术创新是关键

近年的勘探经验进一步证明,地质认识新思路是发现新油气田的前提,高精度三维地震技术及钻井、测井、测试等技术创新是关键,可以发现新的油气资源,解放一批新储量,开发出更多的油气。

5 结束语

综上所述,中国东部老区不但中新生界油气资源丰富,古生界油气资源也很丰富,具多套成油气组合,勘探领域广泛,待发现的油气资源潜力较大,还可在中新生界和古生界发现多个大中型油气田,再造新辉煌。

[1]康玉柱.中国主要盆地油气分布规律及勘探经验[M].乌鲁木齐:新疆科学技术出版社,2004.

[2]国土资源部油气资源战略研究中心,国家发展和改革委员会,财政部.新一轮全国油气资源评价[M].北京:中国大地出版社,2009.

[3]康玉柱.中国东北、华北、西部等地区古生界油气前景探讨[J].西南石油大学学报:自然科学版,2009,31(3):1-7.

2011-11-03 编辑 赵 勤)

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.12.002

Kang Yuzhu,academician of Chinese Academy of Engineering,born in 1936,has long been engaged in research of oil and gas explo-ration theories.He once set up such theories as hydrocarbon genesis from the Paleozoic marine facies,and received the Li Siguang Geological Science Award in 1993.He is also one of the consultants for the 7thNGI Editorial Committee.

Add:No.31,Xueyuan Rd.,Beijing 100083,P.R.China

Tel:+86-10-8231 2108 E-mail:kangyz@pepris.com

Hydrocarbon resource potential of mature fields in the Songliao and Bohai Bay basins

Kang Yuzhu1,Ling Xiang2
(1.Exploration &Development Research Institute,Sinopec,Beijing100083,China;2.School of Energy Resources,China University of Geosciences,Beijing100083,China)

NATUR.GAS IND.VOLUME31,ISSUE12,pp.7-10,12/25/2011.(ISSN1000-0976;In Chinese)

Hydrocarbon resource exploration started relatively early in the Songliao and Bohai Bay basins with an area of 670thousand km2.Over the past 5decades,more than 200oil and gas fields have been discovered,with about 51%proved hydrocarbon reserves and about 150×108t oil equivalent of reserves waiting to be proved.Therefore,this paper shows that great potential still exists in these two basins from the aspects of major progress in recent years'hydrocarbon exploration,the current proved reserves,and more hydrocarbon resources to be tapped in the Mesozoic-Paleozoic gas reservoirs,where many middle or large fields will be possibly discovered and more pay zones will be targeted by the PetroChina to enhance its gas reserves and production.Additionally,it points out the future targets of further hydrocarbon resource exploration:(1)the Mesozoic reservoirs should be developed for new pay zones,new fields,new types,and new depths and the Paleozoic reservoirs should be actively explored;(2)new breakthrough should be made in the exploration of more unconventional hydrocarbon resources.

Songliao Basin,Bohai Bay Basin,hydrocarbon resource,resource potential,oil and gas field,exploration orientation,Mesozoic-Paleozoic,Paleozoic

康玉柱,1936年生,中国工程院院士,本刊第七届编委会顾问;1960年毕业于原长春地质学院普查系;长期从事油气勘探理论研究工作,建立了我国古生代海相成油气理论并丰富了地质力学找油气等理论,1993年获“李四光地质科学奖”。地址:(100083)北京市学院路31号中国石化勘探开发研究院。电话:(010)82312108。E-mail:kangyz@pepris.com

康玉柱等.中国松辽—渤海湾盆地油气勘探老区资源潜力分析.天然气工业,2011,31(12):7-10.

10.3787/j.issn.1000-0976.2011.12.002

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