冀东南堡油田勘探中的“意外”初析
2016-07-02李玉琪
邬 静 李玉琪 张 旋
(1.西安石油大学 期刊中心,陕西 西安 710065; 2.西安石油大学 石油史研究所,陕西 西安 710065)
冀东南堡油田勘探中的“意外”初析
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(1.西安石油大学 期刊中心,陕西 西安 710065; 2.西安石油大学 石油史研究所,陕西 西安 710065)
摘要:冀东油田是环渤海湾地区的一个较为年轻的油田,1988年独立出大港后一直没有大的勘探突破,2004年南堡油田的发现改变了这一局面,但又因其产能未达到预期而引起很多议论。针对冀东南堡油田勘探过程中出现的“意外”,系统梳理了冀东油田的勘探历程,分析了冀东南堡油田产能未达到预期的多种原因,期望对这一“意外”有一个科学、客观的认识,并相信冀东油田具有巨大的勘探潜力,将来一定会有新的突破。
关键词:冀东油田; 南堡油田; 勘探历程
0引言
环渤海湾地区石油资源丰富,已开发有华北、胜利、辽河、大港、冀东等诸多油田。其中冀东油田位于渤海湾北部沿海,勘探范围北起燕山南麓,南至渤海5m水深线,西起涧河,东至秦皇岛一带,涵盖了唐山、秦皇岛等两市七县,探区主体位于黄骅坳陷北部,主要生油凹陷为南堡凹陷。冀东油田的主体探区原属于大港油田,1988年4月15日,因石油体制改革[1]98,这一区块被划出大港,单独成立冀东油田[2]1-6。截至2003年,冀东油田投入开发高尚堡、柳赞等7个油田,共13套含油层系,但原油产量一直没能突破百万吨,比之其他环渤海湾地区油田动辄几百万吨的年产量,显得不够正常,这一局面直到2004年南堡油田的发现才被打破。
1冀东油田的勘探历程及南堡油田的发现
1.1大港时期南堡凹陷的勘探历程
20世纪50年代,我国石油勘探重点向东部转移,燃料工业部和石油管理局全面加强了对东部华北地区的地质普查,现今冀东油田的主要生油凹陷南堡凹陷亦在此列。1963年,石油工业部制定了“区域展开,重点突破,各个歼灭”[3]16的华北石油勘探方针,并调集大庆石油勘探队伍赴华北进行石油会战。1964年,勘探队伍开赴唐山沿海进行地震勘探详查,通过地震等技术发现了位于南堡凹陷的高尚堡、柳赞、老爷庙等构造,并于同年在南堡凹陷西部的滨海带完钻了南1井和南2井,在古近系东营组发现了油气显示[4]17,确定了南堡凹陷具有一定面积的生油凹陷。随后大港油田在这些地区先后做了重力、航磁、二维地震等工作,加深对这一区块地质条件的认识,并在条件比较好的区域布置了探井。但整个60年代的勘探主力是在黄骅坳陷南部和中部,南堡凹陷所在的北部勘探相对来说还比较薄弱,并没有太大的突破。
1979年2月17日,大港石油指挥部32611钻井队在高尚堡构造开钻南27井。7月17日南27井完钻,8月18日对3 234~3 272.2m井段进行试油,日产油28.5t、气586 m3,[4]17宣告了南堡凹陷第一个油田,也是如今冀东主力油田之一的高尚堡油田的发现。12月,钻井队又在高尚堡构造开钻高1井、高2井和高5井并试油,除高1井获低产油流外,高2井、高5井分别日产原油77.1t、38.8t[4]23。高尚堡油田的发现揭开了南堡凹陷油田勘探的第一波发现潮。1980年,位于柳赞构造的柳1井获得工业油流[4]138,柳赞油田被发现。同一年,位于北堡构造的北2井、北3井分别获得工业油流[4]294,北堡油田被发现。1984年,唐海地区南21井见工业油流[4]317,唐海油田被发现。1年后,老爷庙构造的庙3井试油,日产油20.8 t、气1 752 m3[4]234,老爷庙油田被发现。
虽然看似遍地开花,但是这一时期柳赞、北堡油田均未开发,南堡凹陷只有高尚堡构造带的勘探程度相对较高。据《大港油田截至1986年底各二级构造带勘探程度表》[3]9,至1986年年底,南堡凹陷已发现的几大构造带只有高尚堡潜山构造带和北堡断裂构造带有大规模的勘探,其中:高尚堡潜山构造带勘探面积100 km2,累计地震测线长650km,三维地震覆盖面积62km2,累计打探井73口,其中有66口井均见油气层,且39口井获得了工业油流;而北堡断裂带勘探面积达160 km2,累计地震测线长1 427 km,但没有做三维地震,探井也只有28口,其中22口见油气层,仅有6口获得工业油流。
1986年以后,一直到1988年被划出大港,南堡凹陷的勘探工作几乎再无新的进展。
1.2冀东油田成立后南堡凹陷的勘探情况
1988年4月冀东油田成立后,开始独立对南堡凹陷进行勘探,在高柳地区发现了三个主要含油区块[5]11-15:柳南上第三系明下段、馆陶组逆牵引背斜油气藏,柳北柳13×1沙三段油气富集高产区块,高尚堡104×5区块馆陶组断背斜油藏。1992年,冀东油田在柏各庄潜山完钻唐2×1井,在侏罗系和寒武系均见到良好的油气显示,随后对寒武系进行试采,遇工业油流[4]348,日产油9.35 t,发现了柏各庄油田。但此后一直到1995年,南堡凹陷的陆上勘探再无大的进展,且经开发评价认为,可以动用的地质储量只有134万t[6]。
为了油田的后续发展,在迟迟没有新区块发现的情况下,冀东油田将目光转向已开发的区域,以期能够有所突破。油田方面对老爷庙地区的地震资料做了新的研究,并于1997年实施二次三维地震,根据地震解释结果重新打评价井,得到新增探明石油地质储量1 360万t。随后,高尚堡、柳赞等其他地区的二次三维地震也陆续展开,均有不同程度的新储量发现(见图1)。
图1 南堡凹陷构造位置与油气分布
陆上油田良好的勘探成果让冀东油田对海上勘探也有了新的想法。在2002年之前,南堡海滩区的勘探是外国公司在做。20世纪90年代中期,美国科麦奇和意大利的埃尼集团阿吉普公司均在此地区进行过地质工作,但没有什么实质进展。2002年9月,冀东油田收回了南堡海滩区的探矿权[7],并进行了一次高精度的三维地震,对以前的地质资料重新做了分析,布置了井位。2004年5月23日,冀东油田在以前外国公司钻探过的井位正式开钻老堡南1井,4个月后完钻,9月29日下午4时点火试油,日产原油700 t,[8]由此南堡油田被发现。这一发现终结了冀东油田原油产量多年无法过百万吨的局面,使冀东油田当年原油年产量达到了100.32万t,并在2007年达到峰值213万t[9]66。
2老堡南1井的“意外”
与中国石油史上各油田的意外发现一样,老堡南1井的发现同样是个“意外”。
老堡南1井位于冀东海滩区老堡2号构造带上,是一口海上预探井。2002年,冀东油田方面在老堡南地区做了二次三维地震,并结合1989年的三维地震和2000年外方在南堡做的三维地震进行连片处理,在此基础上论证部署了老堡南1井的勘探开发。当时冀东油田方面曾指出,老堡南1井曾是“我们向外方提供但未被采纳的重要勘探目标”。[2]1-6实际上早在20世纪90年代中期,美国科麦奇公司就在老堡南1井的井位钻探了探井,没有采纳一说应该是指美方没有采纳中方提供的目标层位。美国与意大利的石油公司在老堡南地区共钻探井3口,但目的层都比较深,均没有见工业油流。2003年冀东油田对已开发地区做了二次勘探,在大批已开发油井的中浅层发现了许多油层,之后老堡南1井的目标层也定位为中浅层,果真有所突破,钻探中发现32层油气显示地层[10]21。另据中石油地质专家在接受《国企》杂志采访时所言,“外国公司打的是直井”[6],而老堡南1井打的是斜井。不管怎么说,老堡南1井的发现对美国科麦奇公司来说就是“意外”。
对冀东油田来讲,老堡南1井的“意外”是成功的“意外”,这个成功的依据是冀东油田在已开发地区的二次工作经验以及钻井技术的发展,它告诉我们,在已经做过勘探的地方再做工作,随着油田勘探技术、钻井技术的发展,可能使已开发区域有新的意想不到的突破。
3南堡油田类型上的矛盾及产量上的“意外”
南堡油田的发现让冀东的原油年产量顺利突破百万吨大关,使得人们对这一区块的石油远景抱以更大的希冀,油田方面也决定在这一区域加大勘探力度,尽快搞清楚其实际的石油储量。为此,冀东油田在南堡凹陷做了大连片叠前时间偏移处理工作,并与中国地质大学合作开展南堡凹陷层序地层三维体解释工作。经过近两年的勘察和评估,2007年5月3日,中石油宣布“在渤海湾冀东滩海地区发现地质储量规模达10.2 亿t的大油田——冀东南堡油田”[11]。当时的国务院总理温家宝亲赴冀东视察,并称听到发现南堡这个“整装优质大油田”的消息,“我兴奋得睡不着觉!”[12]。在接受《国企》杂志采访时,中石油有关人士宣称由于南堡油田的发现,“到2012年冀东油田的年产量要达到2 000万t”[6]。更有专家预言随着勘探的深入冀东油田还将有新的发现。但是仅仅过了两年情况就急转直下,据《法制晚报》的报道[13],2009年下半年,南堡油田问题开始显现。2010年5月28日,网易财经发表了《中石油冀东南堡油田储量或少于10亿t预期》[14]的报道。2012年,冀东油田的整体产量只有165万t[15]1-4,不但没有达到预期的十分之一,比2007年的213万t还减少了48万t。
在中石油公布南堡油田大发现后业内就存有质疑,笔者对当时的报道和如今能见到的有限资料做了简单的对比分析,发现以下几个问题:
(1)关于南堡油田油田类型的描述前后矛盾;
(2)官方公布的储量前后基本一致,但预估产量与实际产量悬殊;
(3)媒体的误读导致社会上对南堡探明及可采储量出现多种说法。
3.1关于南堡油田类型的前后矛盾
中石油的公告中称南堡油田是“整装、优质、高效油田”,然而付广等人2013年的文章《南堡凹陷油气成藏的有利地质条件》却明确指出南堡凹陷的油藏主要是断层油藏(断块、断层遮挡和断层—岩性油气藏)[15]1-4,南堡油田主要油藏也是断层油藏加上部分岩性油藏。何谓整装油田?整装油田就是指在油气藏形成后,油藏所在的构造没有被后期的地质运动所破坏,基本上是完整的,储层面积和厚度都比较大。何谓断层油藏?断层油藏指构造断裂带内的油气藏被分割为许多断块,各断块内油水系统复杂,含油层位、含油高度、含油面积不一致。上述两种说法明显是矛盾的。
据笔者此前在研究胜利油田和华北油田时对环渤海湾地区地质情况的了解,早在20世纪60年代,石油部门就已经明确表示过这一地区地质构造破碎,地下条件复杂。康世恩曾形容过渤海湾的地质条件“就像一个摔在地上的破盘子,又被人狠狠地踢了一脚,搞得七零八碎,对不起来”[16]110。《中国石油地质志·卷4》中也明确记载,到1975年,对黄骅坳陷的石油地质特点和油气分布规律的归纳,第二条就是:“黄骅坳陷是个多断裂活动、多含油层系、多聚油期、多油藏类型,以断块为主要特征的含油坳陷”[3]23;第三条则指出“伴随多期断块活动”[3]23该坳陷“断块油气藏分割性强、差异性大”[3]23。付广等人2013年的文章也印证了这一点。
3.2南堡油田产量上的“意外”
根据《冀东南堡油田勘探开发大事记》[7],2007年4月,中石油初步计算南堡油田油气储量规模为10亿t。2007年5月3日,中石油发出南堡油田储量公告称“基本落实三级油气地质储量(油气当量)10.2 亿t,其中:探明储量40 507 万t(约4.05亿t),控制储量29 834万t,预测储量20 217 万t,天然气(溶解气)地质储量1 401 亿m3。[11]《国企》杂志2007年5月16日的文章《冀东南堡油田大发现的背后》中提到,地质矿产部专家认为“根据公告,南堡油田探明地质储量是4.05亿t,如果按照30%~40%的采收率,可采储量约为1亿多t”[6]。2013年国土资源部发布的全国各油气田油气矿产探明储量,南堡油田的批准探明储量为4.513 9亿t,可采储量为0.857亿t。[13]
根据柳广弟主编的《石油地质学》一书,油气资源量可划分为五级:推测资源量、潜在资源量、预测储量、控制储量和探明储量。[17]25-27中石油在公布油田储量时一般采用三级油气地质储量,即油气规模储量的说法,包含预测储量、控制储量和探明储量三部分。预测储量是在已有油气显示的构造内,根据区域地质条件分析和类比,利用容积法进行概率统计所估算的储量。控制储量是在已获得工业油气流的构造内,通过钻探少数评价井后计算的储量。探明储量是在油田详探阶段基本完成后计算出的在现代技术和经济条件下,可提供开采并能够获得效益的可靠储量。国际上一般说的储量为可采储量,需要在探明储量上再乘以平均采收率,我国石油的平均采收率一般取0.3,天然气取0.6。
从以上的概念来看,中石油关于南堡油田储量的公告数据是没有问题的,而另一方面,2013年国土资源部公布的南堡批准探明储量4.513 9亿t,比中石油2007年公布的探明储量多出了约0.46亿t,也可从侧面反映出当时公布的探明储量数据还是可信的。关于可采储量,按我国一般标准来计算,南堡的可采储量应该是4.05亿t的探明储量乘以采收率0.3,约为1.215亿t;按中石油专家所说的南堡40%的采收率计算,约为1.62亿t。同样以2013年国土资源部公布的可采储量数据为准,考虑到产出和实际地质情况的影响,1亿t左右的数值也是在合理范围内的。所以,中石油官方公布的南堡油田储量前后是基本一致的,与国土资源部2013年发布的数据也相去不远。
南堡油田储量前后并没有大的出入,让人意外的是产量。2007年中石油专家在接受媒体采访时对南堡产量的预估出现过两个数值,一个是前文所讲的中石油专家在《国企》杂志上提到的年产量“2 000万t”,另一个是另一位专家在《发明与创新(综合版)》杂志上提到的“从南堡油田储量丰度上讲,按照2.5%的油流速度,南堡油田最终可形成年产2 500万t的生产能力”[18]17-20。但实际上一直到现在,南堡油田年产量从未达到过千万吨,产量峰值仍是2007年的213万t。另据2007—2014年中国各油田原油产量[19]43计算,整个冀东油田8年累计产油仅1 424.4万t,有储量而无产量。
3.3媒体误读导致的储量“风波”
中石油公布南堡10.2亿t储量时用的定语是“规模储量”,公告内详细说明的是“三级油气地质储量”,而在中石油关于南堡储量举行的新闻通气会上,记者提问时却称“南堡油田现已探明储存量高达10亿t,如果按年产1 000万t计算,南堡油田可开采100年……”[20],《燕赵都市报》5月8日将这一提问刊发,随后新浪、网易、搜狐等媒体皆转载了该篇报道。将三级地质储量直接当做探明储量恐怕是媒体的误读,而这种误读也在一定程度上导致了人们对南堡后期产量的过高期望。
对于媒体的误读,中石油方面也曾做出回应,《发明与创新(综合版)》杂志2007年9月刊发了对中石油专家的采访,该专家在文中指出,有报道提出的10.2亿t可供全国3年使用、按照每年1 000万t的开采量可以使用100年,“这是理想化的空谈”,“勘探的三级储备规模和最终被开采出的实际量是两码事”[18]17-20。此外,文章中还出现了这么一段话:“南堡油田一次井网的采收率即可达到40%,比传统开采技术提高10%。因此,南堡油田估计能开采出4亿~5亿t原油”[18]17-20。这段话前半句提出的40%的采收率很多中石油专家都有提到过,但是拿后半句给出的数值来推算,是将10亿t的三级储量直接当做了探明储量,但前面该专家明明白白提出了三级储量与采出量的区别,说明他本人是清楚这些概念之间的区别的,文章中4亿~5亿t的预估产量与其前面说的原理并不一致。我们已无法还原采访现场的情景,不知道在说这个结论时还有什么上下文关系,也不能排除媒体在后期编辑过程中发生了失误。
4对南堡油田类型及产量问题的分析
从目前文献所披露的资料来看,整装油田和断块(断层)油田最大的区别就在于前者的油藏构造是基本完整的,后者是破碎复杂的,是两个完全不同的类型。南堡凹陷地质条件破碎、复杂的现实是一直未变的,那么在做了二次三维地震的前提下,对这一区块的地质情况应该了解的更为透彻和细致,不应该存在这种构造认识上的问题。油田方面能够做出整装油田的判断一定是有所依据的,但是在现今能够查阅到的公开资料中除了有关油藏厚度等的描述并无构造上的说明。根据2013年付广等人的文章中所提供的南堡凹陷断裂、正向构造与油气分布关系图[15]1-4(见图2)可以看出, 南堡油田的老堡南1井就处在两个向形断裂密集带中,故笔者认为南堡油田是复杂、破碎的断块油藏这一说法更为准确。
图2 南堡凹陷断裂、正向构造与油气分布关系
而关于储量和产量,人们对于南堡储量最大的诟病就在于10亿t与不到1亿t可采储量的巨大落差,以及预估产量与实际产量的悬殊。从储量来看,前后基本一致,油田方面的描述并无明显的差别,在这方面媒体对三级储量与探明储量的混淆与误读的影响因素可能更大。从产量上来看,油田产量预估应该是油田在制定开发方案时根据已经确定的储量、储层参数、流体参数、基本地质情况以及开发方式等计算得来。而我国油田的储量要根据油田的生油量来计算,生油量如无特殊情况一般多用成因体积法来计算。张景廉在其《论石油的无机成因》一书中对这种计算方法进行过详细的分析,认为根据容积法原理计算出的油气资源量本身具有很大的不确定性。[21]52-53
成因体积法的计算公式是:Q生=S×H×D×C×CK×R油(R气)×10-7
Q生——原始生油(气)量,单位108t;
S——生油岩面积,单位km2;
H——生油岩厚度,单位m;
D——生油岩密度,单位g/cm3;
C——有机碳含量,单位%;
CK——有机碳复原系数;
R油(R气)——生油岩中有机质的油(气)解降率,单位mg/g。
其中有机碳复原系数CK是高温模拟实验所得,并不是地质条件下有机碳的演化数据,而且单位质量有机碳生油气量并不是实地数据,而是类比或者其他已开发的相似区域代入,所得的数据准确性有待商榷。以不确定的生油量为基础计算得来的储量,其准确性必然要再打一个折扣。加上对油藏类型判断的不准确,以此预估的产量必然会出现较大的落差,而中石油方面向媒体公布的粗略估算就更要打个折扣了。也就是说现行产量计算公式本身就具有不确定性,真正的产量要受到很多因素的影响,揆诸世界石油开发史,产量预估不准可以说是个普遍的现象。
5结语
不管从当时的产量还是后续的发展来看,南堡油田的发现对冀东油田来说的确是一个突破,它让冀东油田的年产量突破了百万吨关卡,并且一直稳定在170万t左右。虽然产量预估上的巨大落差让南堡油田一度站在了风口浪尖,但是从截止目前为止的地质工作及研究来看,南堡凹陷的潜力还是巨大的。从有机生油论观点来看,南堡凹陷拥有沙三段和沙一段最大厚度达700m的暗色泥岩,且裂缝发育,拥有良好的运移通道和储油构造圈闭,主力油层又多有玄武岩盖层发育,油气前景良好。从无机生油论观点来看,南堡凹陷中下地壳拥有受地幔热作用的韧性(塑性)层,出现过沟通韧性层的深大断裂活动,上部断层、裂缝发育,且多个构造均经历过岩浆作用,又上覆有玄武岩盖层,均是幔源油气存在和富集的有利条件。[22]13-17所以,对南堡凹陷应持续探索。
以有机生油论为基础的储量计算公式存在着太大的不确定性,这让本就充满风险的石油勘探艰难加剧,石油界应该寻求一种更为确切的储量评估体系。石油储量与构造之间的关系也应该有新的认识,要尽可能避免对油藏构造认识上的明显错误和前后矛盾的情况,从而避免对油藏勘探和开采造成错误的指引。而油田产量在很大程度上依赖于采油技术,在储量可靠的前提下,技术的进步必然带来产量的提高。另外,媒体的误读是社会学问题,应该通过科学知识的普及,提高相关认识水平。
冀东南堡凹陷的潜力是很大的,在克服了认识上的缺陷,走出各种思想误区之后,一定会有新的巨大突破。
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(责任编辑陈红娟)
Analyses on the "Unexpected" in the Exploration of Nanbao Oilfields in East Hebei
WUJing1,LIYuqi2,ZHANGXuan2
(1.JournalCenter,Xi'anShiyouUniversity,Xi'an,Shaanxi,710065,China;2.InstituteofPetroleumHistory,Xi'anShiyouUniversity,Xi'an,Shaanxi,710065,China)
Abstract:Jidong oilfield is one young oilfield around Bohai gulf,and hasn't been making any exploration breakthrough since Dagang became independent in 1988.Although the discovery of Nanbao in 2004 changed this situation,a lot of arguments were caused because of unexpected production capacity.According to the "unexpected" in the exploration of Nanbao oilfield in east Hebei,the article systematically discussed the exploring history of Jidong oilfield,analyzed different reasons why Nanbao oilfield of Jidong didn't reach the expected production capacity.It is hopeful to understand the "unexpected" scientifically and objectively,and it is also believable that Jidong oilfield has greater exploration potential and has certain new breakthrough in the future.
Key words:Jidong oilfield;Nanbao oilfield;exploration history
收稿日期:2016-01-06
作者简介:邬静,女,江苏常熟人,西安石油大学期刊中心编辑,研究方向:石油科技史。
中图分类号:TE-09
文献标识码:A
文章编号:1008-5645(2016)02-0017-07