秦南凹陷油气勘探思路创新与突破

魏刚 薛永安 柴永波 姚佳 王松 赵婷婷

(中海石油(中国)有限公司天津分公司)

秦南凹陷油气勘探思路创新与突破

魏刚 薛永安 柴永波 姚佳 王松 赵婷婷

(中海石油(中国)有限公司天津分公司)

针对秦南凹陷以往勘探存在的主要问题，通过对烃源条件的重新认识与类比研究，确认秦南凹陷是一个潜在的富烃凹陷。同时进行了一系列勘探思路的创新，提出了由渤中富烃凹陷向秦南潜在富烃凹陷的勘探战略转移，积极开辟新区;基于改变传统目标研究做法，提出了寓目标预探于油藏评价的区域勘探策略。通过地质认识的完善和勘探思路的创新，先后在秦南凹陷东洼发现了秦皇岛29-2及29-2E大中型商业油气藏，实现了秦南凹陷油气勘探的突破，拉开了秦南新区的勘探序幕，大大拓宽了渤海油田勘探的后备战场，对推动类似凹陷的勘探突破有重要的指导作用。

秦南凹陷地质认识完善勘探思路创新勘探突破

1 勘探现状及存在的主要问题

秦南凹陷位于渤海海域中北部，西邻马头营凸起，东靠辽西低凸起，北依秦南凸起，南接石臼坨凸起，面积约2 300 km2(图1)。该凹陷整体呈近东西走向，自西向东可划分为西洼、中洼和东洼等3个次级洼陷，其中东洼面积最大(新生界最大埋深超过8 000 m)，中洼次之(新生界最大埋深为6 000 m左右)，西洼最小(新生界最大埋深仅2 000 m左右)，表现出“东深西浅”的构造格局。

图1 秦南凹陷构造区划图

秦南凹陷勘探始于1976年，随着渤海海域油田勘探思路的调整［1-3］，在不同勘探时期分别针对围区凸起潜山、凹陷深层及斜坡浅层目标进行了钻探。截至2009年，秦南地区共钻探井10口，除个别井见到油气显示或有少量油气发现外，未获得理想的商业油气发现。这一勘探结果令众多勘探家大失所望，一度对秦南凹陷的勘探前景疑虑倍增、信心大减，普遍认为主要有以下3个方面的问题困扰和制约着秦南凹陷的勘探部署:

(1)凹陷烃源不足，勘探潜力不够。通过对已钻探井或构造的成藏条件进行分析，人们普遍把钻探失利的主要原因归结于凹陷供烃能力不足，认为秦南凹陷主力烃源岩层系埋深较浅、热演化程度较低，生排烃能力有限，难以大规模供烃。同样，多轮的资源评价结果也指出该凹陷总资源规模不超过2亿m3。显然，基于这样的物质基础，将难以获得商业油气藏发现，而要找到大中型油气藏更是难上加难。正是受这种认识的影响，秦南地区的勘探工作长期处于尝试性勘探状态。

(2)勘探层系单一，圈闭规模小且埋藏深度大，勘探成效低。由于不同时期勘探指导思想的不同，前人在秦南地区主要基于二维地震资料针对不同层系开展了多轮区域解释工作，结果表明该地区虽然发育大量构造圈闭，但在各区带、各层系分布不均，且圈闭叠合程度不高;此外，已发现的圈闭规模均不大，尤其是主要目标埋藏深度较大，勘探投入成本高，难以保证勘探成效，使得新区勘探找到立足点的难度大大增大。

(3)已落实圈闭距离现有开发设施远，独立开发经济效益差。受特殊作业环境和条件的限制，在海上从事油气田开发生产活动的经济门限值较高，如果发现的油气田规模不足够大，则难以保证经济效益，无法支撑新建独立的开发体系。而从秦南地区已落实的构造圈闭规模来看，单个圈闭面积普遍偏小，即使有所发现，油气规模也不会太大。此外，该地区周边没有任何可依托的开发设施(西距秦皇岛32-6油田约45 km，东距旅大27-2油田约60 km)，独立开发经济效益差，使得勘探难以决策，严重制约了勘探进程。

2 地质认识完善

2.1 对烃源条件的重新认识与类比研究

为了使秦南地区勘探获得突破，必须要重新认识秦南凹陷的烃源问题。为此，2009年对秦南凹陷开展了新一轮的地质研究，从油气显示、地化分析、地质结构及凹陷结构分析等多个方面对该凹陷烃源条件进行了全面客观的再评价和再认识，结果表明秦南凹陷不仅具有供烃能力，而且资源潜力巨大，大大增强了在该区重新勘探的信心。

(1)油气显示表明秦南凹陷具有供烃能力

在秦南凹陷西北部斜坡钻探的QHD21-1-A井和QHD22-1-B井虽然未获得较好的油气层发现，但QHD21-1-A井在潜山见到D级荧光显示，QHD22-1-B井在沙一段见到油斑级别的显示，说明该凹陷已经具备供烃能力，并且能够运移到凹陷斜坡区，反映了秦南凹陷已经具备一定的生排烃能力。

(2)地球化学分析表明秦南凹陷能够提供油源

基于有限的地球化学分析资料，多年来人们一直认为石臼坨凸起东段428油田的原油来自渤中富烃凹陷。但随着近2年新的勘探成果的增多，在石臼坨凸起南部陡坡带已相继发现秦皇岛35-2和秦皇岛36-3等一系列油气藏，且从地质背景和生物标志化合物特征来看，这些油田的原油均来自渤中凹陷烃源岩。而428油田BZ13-C井原油的生物标志化合物特征与其相比有较大差异，具体表现为:源自渤中凹陷的原油(QHD35-2-D井和QHD36-3-E井)的C27、C28、C29规则甾烷ααα-R异构体中C27ααα-R甾烷具有明显的优势，表现为“L”型的分布特征;而428油田原油的C27、C28、C29规则甾烷ααα-R异构体中C27ααα-R甾烷和C29ααα-R甾烷相对含量比较接近，表现为“V”型的分布特征(图2)。这种现象反映了石臼坨凸起区油田原油并不完全来自于渤中凹陷，而是具有双源甚至多源特征。因此，北临石臼坨凸起的秦南凹陷是除渤中凹陷之外唯一可以提供油源的凹陷，该凹陷的烃源岩对凸起油田的原油应该是有贡献的，只是其贡献量的程度目前尚无法准确判定。

图2 秦南凹陷围区原油甾萜烷特征图

(3)地质结构分析表明秦南凹陷有较好的生排烃能力，且能规模成藏

从石臼坨凸起秦皇岛28-2油藏原油甾萜特征来看，该油藏原油伽马蜡烷的相对含量明显高于源自渤中凹陷的原油，并且C27、C28、C29规则甾烷ααα-R异构体中C29ααα-R甾烷具有明显的优势，表现出反“L”型的分布特征，明显不同于源自渤中凹陷的原油(图2)。但由于长期的传统认识认为凸起上的原油均来自渤中凹陷，所以有关秦皇岛28-2构造的原油地化特征一直未引起足够重视。实际上，从地质结构上看，秦皇岛28-2构造处于石臼坨凸起北部斜坡，根据油气运聚规律，其原油应该来自秦南凹陷，而不是由渤中凹陷烃源岩的原油翻山越岭、长途跋涉而来。

同样，秦皇岛32-6N油田处于秦皇岛32-6油田构造的下降盘，在构造位置上属于石臼坨凸起北部断阶带，从地质结构来看，该油田的原油只能来自北部的秦南凹陷区。因此，秦南凹陷不仅具有较好的生排烃能力，而且能够形成一定规模的油气藏。

(4)凹陷结构分析表明秦南凹陷烃源潜力巨大

作为秦南凹陷最大最深的次级凹陷，东洼面积近1 000 km2。研究结果表明，该洼陷东南侧主要受边界大断层秦南1号断层的控制，地层向北一直抬升，直至燕山隆起，表现为“南断北超”的箕状结构(图3)。通过周边钻井标定，再结合二维地震资料追踪解释，该洼陷基底最深处超过8 000 m，作为渤海湾盆地主要烃源岩赋存层系的古近系最大厚度可达5 000 m，平均厚度约2 000 m。因此，从凹陷规模、结构、烃源岩发育程度及埋藏深度看［4］，秦南凹陷是一个具有较大勘探潜力的潜在富烃凹陷。

图3 秦南凹陷东洼地质结构图

(5)类比研究表明秦南凹陷勘探前景广阔

陆上油田多年的勘探实践表明，辽河西部凹陷具有极强的生排烃能力，潜在资源规模大，目前总体探明储量近18亿t。通过多年勘探，虽然位于辽东湾海域的辽西凹陷勘探程度还不够高，但已发现锦州9-3、旅大4-2、旅大5-2、锦州25-1及锦州20-2N等大中型油气田，三级石油地质储量约数亿方。从凹陷成因、凹陷结构来看，南部的秦南凹陷与前2个凹陷均有共同之处，它们同处于郯庐断裂西侧，成因上具有一致性，且均表现为箕状结构特征，也应有着类似的油气成藏特征，具有巨大的勘探潜力和广阔的勘探前景。

2.2 对早期研究存在问题的剖析

前人关于烃源不足的研究结论主要是根据已钻井油气显示情况和所揭示油气层厚度而得出的。从该地区钻井情况来看，大部分井都有不同程度的油气显示，各井显示层系也不同，辽西低凸起南部的钻井揭示了一定厚度的油气层且获得了较好的产能，但储量规模不大，整体上所钻构造均未获得商业油气藏，最终得出了烃源条件差的普遍认识。但笔者认为，早期关于烃源不足的研究结论存在以下问题:

首先，简单对钻探结果进行分析具有一定的片面性。勘探实践表明，不是每口井的钻探都可以获得重大油气发现，有时在一个新区钻探一口井或一个构造就取得了重大油气发现，但很多新区是需要很长时间钻探大量的井才可获得油气发现的。例如，辽中凹陷是已经证实的富烃凹陷，其西部缓坡凸起区已发现多个油气田，但凹陷东侧的辽东陡坡区却一直没有取得突破，直到金县1-1油田的发现，该区带勘探经历了20年，钻探井20口;在锦州25-1油气田发现之前，辽西凹陷勘探经历了18年，钻探井22口;渤中凹陷在中深层勘探取得突破之前，钻探井14口，历经时间则更长。秦南凹陷勘探历经30多年，钻探井10口，虽然没有获得重大油气发现，但毕竟有不同程度的油气表征，因此其烃源潜力不能被现有的勘探表象所掩盖，仅简单地看钻探结果就怀疑其潜力是有一定片面性的。

其次，秦南地区勘探程度较低，钻探结果不具代表性。该地区探井较少(共有10口井)，从整个探区看，每平方千米不足0.005口的探井密度在海域勘探中也是不够的。另外，这些井在平面上分布极不均匀，主要集中于5个构造。秦南地区不同构造区带圈闭众多，之前所钻构造仅是个别区带的有利目标之一，因此钻探结果不能完全代表所属区带的勘探潜力，更不能代表整个区域的勘探前景。对于现有的勘探程度，秦南凹陷应该还是一个勘探新区。

第三，忽略了同一凹陷不同构造单元、不同区带油气成藏的差异性。对于一个凹陷来说，除了油源相同之外，不同构造单元、不同勘探区带的主力勘探层系与油气成藏主控因素均是具有差异的。前人分析秦南地区钻井失利原因时，对油气成藏的各大要素都进行了一一解剖，所有分析结果统计表明，所钻大部分井或构造的储盖条件均较好，运聚条件及保存条件存在失利可能，所有井均存在油源条件差的问题，加之前面所述所有钻井油气显示状况都不理想，最终把钻探失利的原因归结为油源条件差。这样的认识是由于没有遵循统计原则所致，忽略了各区带油气成藏的差异性，在具体分析成藏要素时应该按照各成藏区带分别进行。

3 勘探思路创新

3.1 由富烃凹陷向潜在富烃凹陷的勘探战略转移

渤中凹陷是整个渤海湾盆地的沉降中心，生排烃潜力巨大，在其围区已先后发现秦皇岛32-6、曹妃甸11-1、渤中25-1、蓬莱19-3等多个亿吨级油气田。但经过多年勘探之后，环渤中凹陷地区的勘探逐渐陷入低谷，近10年来，除有小规模油气发现外，整个环渤中地区未获重大的勘探突破。为此，需要对渤中探区的勘探战略进行重新调整，转变勘探思路［5］。首先，环渤中富烃凹陷的勘探仍然要继续，但勘探思路须转变，由凸起浅层转向凹陷深层;同时，由富烃凹陷向潜在富烃凹陷横向拓展，积极开辟新区。前述的研究结果已经表明，秦南凹陷是一个勘探程度不高、还没有取得重大勘探突破、但却具有巨大勘探潜力的潜在富烃凹陷，因此将渤中探区的勘探战略调整为秦南凹陷和渤中凹陷并重勘探。

3.2 多层系并重，整体解剖区域目标

以前对秦南地区的研究主要是以了解凹陷结构、搜索目标为主的区域联片解释，加上勘探层系侧重点不同，解释较为粗旷，因此，圈闭虽然众多，但平面上较为分散，各层系圈闭叠合程度不高。本次研究是在原有二维目标基础上，主要对秦南凹陷东南部秦皇岛29-30连片三维资料进行精细的目标落实，该连片三维地震资料(浅层地震资料频宽10～60 Hz，主频40 Hz，分辨率约为25 m;深层地震资料频宽10～30 Hz，主频20 Hz，分辨率约为45 m)能够满足构造精细解释的需要。本次研究重点对不同层系圈闭进行了立体的重新搜索，沿着凹陷南侧陡坡区进行区域目标的整体解剖，最终在该区搜索落实了多个圈闭，纵向上分布于明下段、馆陶组、东营组和沙河街组多个层系，各层系圈闭叠置程度相对较高，解决了以往认识的层系单一、圈闭规模不大的问题。在研究工作中，融入了油气富集块勘探理念［6］，在单一圈闭规模不大的情况下，考虑油气富集丰度，寻找“小而肥”的含油气构造，一旦叠合联片即能具备较大的勘探成效。

3.3 寓目标预探于油藏评价的区域勘探策略

以前的勘探研究主要是针对单一圈闭进行，在区域目标搜索后选出有利勘探区带，然后对有利勘探区带的有利目标进行排序，最终评价时是针对单个圈闭各大地质要素的分析研究。尤其是在勘探获得油气发现后，往往是只针对已发现油气藏进行评价研究，完成评价井的部署和设计。本次研究针对石臼坨凸起区勘探的特殊情况，将秦皇岛29-2构造的预探工作纳入到早前发现的秦皇岛35-2油气藏评价工作之中，把石臼坨凸起及两侧陡坡区作为一个整体考虑，来开展勘探评价部署工作，并把2个凹陷中成藏条件完全不同的目标合并考虑，这是前所未有的，出发点是以建立独立开发体系为指导，因为石臼坨凸起东段任何一个油气藏都很难单独建立开发体系(即使能够建立独立开发体系，其经济效益低下，对石油资源也是一种浪费)，如果把东段的所有目标放在一起考虑，以油田群的方式统一研究，则可能建立更大的独立开发体系。这个基础是具备的，因为在石臼坨凸起东段北侧陡坡区有秦皇岛29-2及29-2E构造，南侧有秦皇岛35-2油气藏及秦皇岛36-3有利构造，凸起上有428E和428W已生产油气田，如果整体考虑其油气资源规模将超过1亿m3，再加上油质轻，其开发效益更好，且可以大大缩短单一构造单独勘探研究的周期，提高勘探时效。

4 勘探突破

通过地质认识的完善和勘探思路的创新，经过优化部署，先后在秦南凹陷东洼钻探发现了秦皇岛29-2及29-2E中—大型优质商业油气藏，2个油气藏单井油气层厚度40～100 m，测试最高日产油200～400 m3、日产气20万～30万m3，石油地质储量规模超过5 000万m3、天然气储量约150亿m3，实现了秦南凹陷的勘探突破。秦南凹陷东洼的勘探成功，使得秦南凹陷油气勘探历经33年终获突破，证实了秦南凹陷巨大的生排烃潜力，打开了秦南凹陷勘探新局面，拉开了秦南新区的勘探序幕，大大拓宽了渤海油田勘探的后备战场。

5 结论

(1)重新认识、反复论证可使油气勘探峰回路转。在秦南凹陷勘探实践中，通过对其烃源条件的重新认识并反复论证，充分肯定了烃源潜力，坚定了勘探信心，使秦南凹陷实现商业油气勘探突破。

(2)“他山之石可以攻玉”。在秦南凹陷油气勘探研究中，除采用了直接手段研究凹陷的地质特征外，还在横向上类比研究了多个具有相似地质结构的富烃凹陷，以借鉴成功的勘探经验;同时，在纵向上对不同勘探阶段、不同时期的观点认识进行了剖析研究，指出其存在的不足;最终丰富完善了秦南凹陷油气成藏规律的认识，为该地区油气勘探突破起到了有力的指导作用。

(3)勘探策略影响勘探战略。勘探战略统领勘探全局，需要高瞻远瞩;而勘探策略灵活多变，需要融会贯通。在既定的勘探战略下，勘探策略应用不当则会延缓油气勘探进程，甚至否定勘探领域，导致勘探战略无法实现。秦南凹陷勘探策略的成功实施，不仅使秦南新区获得解放，而且推动了秦南凹陷的勘探进程，促成了勘探战略的实现。

［1］朱伟林，米立军，等．渤海海域油气成藏与勘探［M］．北京:科学出版社，2009:7-11．

［2］朱伟林，米立军，钟锴，等．油气并举再攀高峰——中国近海2010年勘探回顾及“十二五”勘探展望［J］．中国海上油气，2011，23(1):1-6．

［3］朱伟林，米立军，高乐，等．新区新领域突破保障油气储量持续增长——2009年中国近海勘探工作回顾［J］．中国海上油气，2010，22(1):1-6．

［4］夏庆龙，庞雄奇，姜福杰，等．渤海海域渤中凹陷源控油气作用及有利勘探区域预测［J］．石油与天然气地质，2009，30(4): 398-404，411．

［5］朱伟林，米立军，高阳东，等．中国近海近几年油气勘探特点及今后勘探方向［J］．中国海上油气，2009，21(1):1-8．

［6］翟光明，何文渊．渤海湾盆地勘探策略探讨［J］．石油勘探与开发，2003，30(6):1-4．

Philosophy innovations and a breakthrough in petroleum exploration in Qinnan sag

Wei GangXue Yong’anChai Yongbo Yao JiaWang SongZhao Tingting
(Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

Aiming at the main issues occured during the previous petroleum exploration in Qinnan sag，its condition of hydrocarbon source rocks was reappraised and analognized with that in other sags，and then this sag was recognized as a potential hydrocarbon-rich sag．Simultaneously，a series of innovations were made in exploration philosophy，such as actively openning a new exploration area by a strategic shift from Bozhong hydrocarbon-rich sag to the potential Qinnan hydrocarbon-rich sag，and proposing a regional exploration strategy in which the preliminary prospecting of targets is contained in the oil reservoir evaluation，by changing the traditional target researches．These improvements in geological knowledge and innovations of exploration philosophy have resulted in successively discoveries of major commercial hydrocarbon reservoirs，such as QHD29-2 and QHD29-2E，making a breakthrough in petroleum exploration in Qinnan sag．The appearance of Qinnan new exploration area has greatly extended the back-up base of oilfield exploration in Bohai sea，and may have an important guidance of making a breakthrough in petroleum exploration in similar sags．

Qinnan sag;improvement of geological knowledge;innovation of exploration philosophy;exploration breakthrough

2011-07-19改回日期:2011-11-17

(编辑:周雯雯)

魏刚，男，高级工程师，1997年毕业于中国地质大学(武汉)石油及天然气勘查专业。地址:天津市塘沽区渤海石油路688号501信箱(邮编:300452)。电话:022-25803496。E-mail:weigang@cnooc．com．cn。