中原油田三大凹陷的勘探开发

张新宝　李玉琪　惠　荣

(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)

中原油田三大凹陷的勘探开发

张新宝1李玉琪2惠荣2

(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：通过回顾中原油田的三个主要凹陷东濮凹陷、中牟凹陷、汤阴凹陷的勘探历程，并结合中原油田目前的油气勘探状况，分析了该区域未来的勘探方向。

关键词：中原油田； 东濮凹陷； 中牟凹陷； 汤阴凹陷； 油气勘探

0引言

中原油田的探区包括豫东、豫北、鲁西及鲁西南地区(不包括其后来在国内的其它探区和国外探区，下文同)，整个探区包括二坳三隆，即临清坳陷*根据《中华人民共和国石油天然气行业标准》中对“含油气盆地构造单元”的划分，坳陷为一级构造单元，凹陷为二级构造单元。(包括莘县、冠县、丘县、南宫、大营、巨鹿、南和7个凹陷)、开封坳陷(包括济源、中牟、民权、黄口4个凹陷)、内黄隆起、鲁西隆起及豫西隆起。共有中、新生代凹陷38个，总面积约40 000 km2(见图1)。[1]762本文选取的三个凹陷，或者是已经取得重大突破的区域，或者是未来将会有突破的区域，其中东濮凹陷的凹陷有效勘探面积3 769km2，是中原油田唯一取得突破的凹陷，也是中原油田的主力产区；中牟凹陷的凹陷有效勘探面积3 500km2，是中原油田另一较大凹陷；汤阴凹陷的面积虽然只有约1 300 km2，而且目前也没有取得突破，但近年来部分持无机成油论的科研工作者认为，从无机成油论的角度来看，汤阴凹陷具有较好的勘探远景。[2]46

1东濮凹陷的勘探历程

东濮凹陷位于渤海湾含油气盆地的西南缘，呈北北东向延伸，处于华北地台中部，属临清坳陷的一个组成部分，凹陷北窄南宽(16～60km)，南北长140km，面积5 300 km2。在兰聊、黄河、长垣三条基底断裂的控制下，呈现出“两洼一隆一斜坡一断阶”的构造特点(见图2)。

1.1东濮凹陷的早期勘探

从1955年开始，地质部、石油工业部、华北石油勘探处、北京石油地质学校等单位相继在东濮凹陷展开地质调查和地震、重力、磁力、 电法等地球物理勘探，通过这些勘探，对东濮凹陷的地面地质情况、基底和构造面貌有了了解，探明了东明、梁占等一些局部构造。[3]273在前期工作的基础上，1973年冬至1975年8月，石油工业部石油地球物理勘探局为了提高东濮凹陷地震资料的质量，进行了多次覆盖作业，获得了一些高质量的地震资料，落实了构造范围，初步划分出了4个二级构造带：黄河隆起带、前梨园—葛岗集向斜带、佘家向斜带、高平集单斜带，同时发现和证实了文留、卫城等18个局部构造。[4]8

图2　东濮凹陷构造分区略图注：据程申秀等，2005年

1974年，在初步探明一些局部构造后，由胜利油田派出钻井队，在东明、梁占、新霍构造上钻探了东参1井、东参2井、新1井。经钻探后在东参1井和新1井见油斑油砂，由此认为东明坳陷是最有利的油气远景区，主要目的层是沙河街组。[4]7到1975年时，由于获得了高质量地震资料，为参数井位提供了可靠的资料，石油工业部批准了文留构造上的濮参1井井位，由河南油田派钻井队钻探，9月7日，正在钻探的濮参1井突然喷出了大量油气，展现了良好的含油气远景，由此发现了文留油田。[4]8至此，东濮凹陷的油气勘探才算是取得突破。

1.2会战时期的勘探工作

中原油田历史上进行过两次会战，第一次是在濮参1井出油后进行的石油勘探会战，第二次是20世纪80年代进行的生产建设科技攻关会战。

1.2.1石油勘探会战

濮参1井出油后，石化部正式将东明凹陷和濮阳构造带命名为东濮凹陷，并决定由胜利、南阳油田和物探局第二指挥部联合在东濮凹陷组织石油勘探会战，成立了东濮石油勘探会战指挥部，隶属胜利油田。会战第一批部署了15口探井，次年又部署34口探井。1976年，东濮凹陷的勘探取得了一系列成果，尤其是重点勘探的文留构造，发现了文南油田[5]113、文东油气田[5]201，此外卫城构造也取得了进展，并在次年发现卫城油田[5]478。1977年，东濮凹陷的勘探再次取得重大进展，桥口构造上的几口探井均发现工业油流，发现了桥口油田[5]677；文23气田的发现，使得东濮凹陷的天然气勘探获得突破[5]610；此外，文10井、文4井也相继获得工业油气流。鉴于文留构造相继取得的成果，1978年，东濮凹陷的主要勘探力量都集中在文留构造上，并于当年7月1日，在文中油田建成年产30×104t原油生产能力，到年底生产原油22.6×104t，进入到勘探开发并举时期。[1]767此后，东濮凹陷的勘探工作继续进行，相继发现濮城油田、文明寨油田、马厂油田、白庙凝析气田。到1981年时，为了加强地震勘探，开始采用数字地震技术，1982年冬，在文留构造南部使用三维地震勘探技术，提高了地震资料的质量和精度。[1]767

1.2.2生产建设科技攻关会战

为进一步扩大东濮凹陷勘探成果并进行产能建设，1983年3月12日，国务院批准了中原油田生产建设科技攻关会战。此次会战的任务是：尽可能应用当今国内外先进科学技术，力争攻克地球物理、地质、钻井、钻井液、测井、油田开发、地面建设等8项技术，使勘探、钻井、油田开发、地面建设4项技术达到新水平。具体目标是：石油、天然气地质储量和原油产量翻一番，到1985年，石油、天然气储量分别达到5×108t和500×108m3，原油产量达到500×104t。[1]768

会战中引进了国外的三维地震技术，尤其是1986年以后更是以三维地震为主，3年时间完成二维地震6 087km(其中数字地震5 359km，占88%)，三维地震373 km2。经过三年攻关，完钻各类探井201口，取芯井119口，新获工业油气流井89口，[3]274初步形成3个重点深层气勘探区：杜寨—桥口—白庙含气区、刘庄—文西含气区和唐庄—马厂地区，[3]275发现了桥口气田、胡状集油田、三春集油田，1985年石油年产量增至5.5×106t，天然气年产量增至5.7×108m3。[6]76

1.3会战之后的勘探工作

生产建设科技攻关会战之后，由于庆祖集、三春集、马寨等3个油田的发现，西斜坡一时成为当时的主攻目标，但这一时段的勘探工作除了发现庆祖集油田、刘庄油田、马寨油田、徐集油田、户部寨油田等几个产量不大的小油田之外，整个中原油田的勘探工作都没能再取得大的突破，年新增储量下降，甚至补偿不了当年采油的需要，储采比出现负增长。[1]7681988年中原油田的年产量达到最高值722×104t之后，东濮凹陷内较大的圈闭基本已全部投入钻探，勘探效益逐年下降，油气产量也持续下降，1989年中原油田共生产原油698.12×104t，1990年下降到630×104t，[6]2061991年下降到610×104t。[6]243

2中牟凹陷的勘探历程

中牟凹陷位于开封坳陷中部，南为太康隆起，北以兰考凸起与内黄隆起相连，西为武陟凸起，东为民权凹陷。中牟凹陷处于近东西向构造带和北东向构造带的交汇部位，既受近东西向构造带的控制，又受北北东构造线的影响，因此在地层、构造方面均呈现较复杂的地质结构。其东西长约100km，南北宽30～50km，面积3 500 km2，是中原油田探区比较大的凹陷。中牟凹陷目前已经探明的次级构造有太平镇次凸、中牟斜坡、延津次凹、原阳次凹、东吴次凹 、杜营次凹、荆隆宫次凹(见图3)。[4]271

中牟凹陷的勘探工作比东濮凹陷开始的略晚，始于1958年。1958—1965年，华北石油勘探处在开封坳陷进行了区域地质调查及重、磁力测量工作， 其后，又用“51”型地震仪，在西至开封、东至兰考、北至黄河的区域内开展测量。1960年，石油工业部华北石油勘探处301队在开封地区完成了1∶105的重力详查，根据此次成果，并结合往年资料，划分了华北平原大地构造单元轮廓，并认为开封地区是下古生界埋藏较深的凹陷区。[4]71969—1971年，胜利油田和石油物探局第二指挥部用“51”型地震仪在中牟凹陷进行地震普查，完成地震剖面4 791km。[4]2661975—1980年，石油物探局第二指挥部在东牟凹陷共完成地震6～12次，覆盖测线3 760km，1986年和1987年在杜营次凹完成24次，覆盖测线269.91km。[4]266

图3　中牟凹陷主要断裂及局部构造分布图注：据《中国石油地质志》，1993年

中牟凹陷至今仍未发现工业油流，1958年，华北石油勘探处在凹陷南缘邸阁附近钻探华2井，未见油气显示。之后，直到1969年胜利油田才又在凹陷内钻探开参1井。从1969年到1987年，东牟凹陷共钻探井12口，绝大多数井未见油气显示，仅在开参2井沙三段获少量原油，开参3井在沙二段和沙三段录井有气测异常，6块井壁取芯有8～9级荧光显示。[4]266

近年来，随着页岩气的勘探逐渐兴起，中牟凹陷在页岩气勘探方面也取得一些进展。2013 年初，在国土资源部第二轮页岩气探矿权招标中，河南省豫矿地质勘查投资有限公司获得河南省温县、中牟两个页岩气勘查区的探矿权。之后，中牟勘查区块确定了5个有利勘查区，并在区块东南部发现了厚度较大、含气量较好的地层。目前，中牟区块已经有三口井出气，分别为通许1井、尉参1井、牟页1井。2014 年11月24日，通许1井完钻，发现了天然气。2015年1月10日，尉参1井完钻，发现69层气测异常，日产油气有望达到3 000～5 000 m3。钻探效果最好的是牟页1井，在地下2 700～3 000m之间的地层中发现大量的页岩气。[7]38-40经初步估算，中牟区块3 500m以上页岩气总储量为2 124.99×108m3，技术可采储量为127.5×108m3；在西姜寨有利勘查区，埋深3 500m以浅的页岩气总地质储量为545.07×108m3。[8]

3汤阴凹陷的勘探历程

汤阴凹陷是华北地台上中新生代形成的地堑型盆地，基本是西高东低的箕状凹陷，呈北北东向，长条状展布，南北长约100km，东西宽10～15km，面积约1 300 km2，沉积岩厚度达8 000余m，基本是西高东低的箕状凹陷。自北向南分为安阳、淇县和汲县三个次凹，其中安阳次凹的沉积厚度最大，次凹之间以宽平的鞍部相连，没有明显的凸起，仅在淇县次凹南，因钜桥断裂的影响形成后河凸起，但面积较小(见图4)。[4]333

图4　汤阴凹陷构造纲要图注：据《中国石油地质志》，1993年

汤阴凹陷的勘探始于1956年，1956—1957年地质部华北石油队在汤阴凹陷调查完成1∶105、1∶2×105“河南省汤阴辉县陈昭地区地质图”，初步建立了汤阴凹陷的地层系统。1957年地质部济南大队进行了1∶2×105重力勘探，初步了解了凹陷的区域构造轮廓。1966—1976年，邢台地震和唐山地震后，河南地震局和北京大学等单位对汤阴凹陷的地质构造和地震活动性做了较详细的研究和预测。1979—1985年，石油部物探局、河南省煤田地质勘探公司物探队、石油部物探局第二指挥部相继在汤阴凹陷进行了地震勘探。通过这些地震勘探，对汤阴凹陷的地层情况有了一定的了解，划分出了安阳、淇县、汲县三个次凹，并认为安阳次凹找油较为有利，最后一次地震完成了安阳次凹的下第三系地面及基底顶面构造图。[4]327-328

由于勘探人员认为安阳次凹找油气较为有利，1984—1986年，在安阳次凹钻探了汤参1井和汤参2井2口探井，于中生界地层完钻，[4]328均未发现油气显示。[4]338此后，汤阴凹陷没有再展开勘探，到目前为止，仍未突破出油关。

目前，按照主流的有机生油理论观点来看，汤阴凹陷的生油条件较差，中新生代地层基本为一套氧化环境下的红色砂泥岩沉积，不具备生油条件。古生界的油气生成条件较复杂，只能作为可能的生油(气)层。[4]337不过，近些年，碳酸盐岩地层的油气勘探受到了重视，汤阴凹陷的碳酸盐岩厚达1 000余m，埋深较大，可能具备一定的生油条件。[4]337

4中原油田目前的勘探情况

由于近几十年来，中原油田的传统探区的勘探工作一直没有再度取得大的突破，中原油田将增产的希望主要寄托在了新增探区上。传统探区中仅在东濮凹陷已获油田进行滚动勘探和加深钻探中取得了一些新的发现，在文留、濮城、马寨—庆祖集有新的发现，另外在凹陷西南洼南部取得了一些新的进展，在濮深8井发现了工业油流。中牟凹陷虽然发现了页岩气，但其勘探、开发前景如何还有很大的不确定性，其它凹陷的勘探基本处于停顿状态，也没有取得新的进展。

按照主流的观点，中原油田的最有利探区是东濮凹陷，主要的产区也是东濮凹陷，但在1988年产量达到峰值之后，东濮凹陷的勘探形势并不乐观，出现了新增探明储量补偿不了当年采油需要的情况，[1]768也就是说，后续补充严重不足，产量难以为继。现实的情况是，年产量从近700余万t下降到不足300万t，可见，按照传统的思路，东濮凹陷的勘探前景极不乐观。而其它凹陷也没有发现好的生、储、盖条件和构造，没有发现油气田的潜力。因此，整个中原油田的勘探前景都不容乐观。

5中原油田未来的勘探方向

目前，关于石油的形成原因，主要有两种解释，一种是有机生油论，另一种是无机生油论。有机生油论认为石油是由地表的动植物(主要是浮游植物和浮游动物)在地质运动过程中沉积到地下，在一定的温度和压力条件下反应生成的；无机成油论则认为，石油是由地下深处如上地幔涌上来的无机物在一定的温度和压力条件下反应生成的。这两种不同的成因模式，对油气藏的评价指标也有很大不同，有机生油论主要是以烃源岩、储层、盖层等指标来对油气藏进行评价，无机生油论则主要是以地下深部的油气来源、沟通地下深部与浅部的通道、储层和盖层等指标来对油气藏进行评价。按照有机论的观点，中原油田的勘探前景极不乐观，尤其是中牟凹陷和汤阴凹陷的生油条件比较差，勘探难以取得进展，但如果转变观念，以无机成油论的观点来看，中原油田未来的勘探前景也不是全无希望的。

(1)从20世纪90年代开始，中原油田的年产量一直保持在两百多万吨，没有进一步下降。根据全俄地球物理研究所院长科学顾问特罗菲莫夫教授的观点，俄罗斯的罗马什金油田现在的产量衰减到了高峰值的28%，而这28%中，有14%被证明是深部新补充进来的油，这14%的产量预计可以延续200年。*[俄]特拉菲莫夫的专题报告，2015年8月，莫斯科。按照这一观点，中原油田现在的产量中，有一部分也是来自深部的持续补充，也就是说，即便是保持现在的勘探状况，不再扩大勘探，中原油田的产量也将长期维持在一个水平上。

(2)中原油田现在的产量基本是靠东濮凹陷维持的，从深部剖面来看，东濮凹陷下有上地幔隆起，中下地壳存在低速层(见图5)，按照无机生油论的观点，这预示着东濮凹陷深部有良好的油气来源，而且东濮凹陷的断裂也很发育，除了兰聊、黄河、长垣三条基底断裂外，还发育了大量的断裂系统，[4]39说明存在深部油田向上运移的通道，也就是说，东濮凹陷存在良好的生油和运移条件，其油气勘探有进一步扩大的可能性。

图5　长治—菏泽断面地壳结构图注：据张景廉，2013年

(3)虽然目前中牟凹陷在传统的油气勘探上没有取得突破，但是，页岩气的发现，证明中牟凹陷是有油气赋存的。此外，中牟凹陷的深部剖面也存在上地幔隆起和中地壳低速层，而且断层发育，目前已经发现的落差大于100m的断裂有100多条，全部为正断层，凹陷边界的5条主要断裂的落差都在1 500m之上，[4]269位于凹陷西部的原武断裂在奥陶系顶面落差达8 000m，[4]270说明中牟凹陷深部可能蕴藏着较大的油气藏，且深部油气藏有较好向上运移的条件。

(4)汤阴凹陷的勘探虽然没有突破出油关，但深部剖面存在上地幔隆起和中地壳低速层，而且断层发育，目前勘探程度比较高的安阳次凹共发现断裂13条，其中比较大的有庙口—山庄断裂和小寨—钜桥断裂，这两条断裂都引发了多次的地震，[4]332无机生油论者张景廉先生认为，汤阴凹陷深部具有良好生油条件，而且构造比较活跃，非常有利于深部油气藏向上运移。

6结语

(1)中原油田的勘探工作在近二十多年没有取得大的突破，说明有机生油论已经不能解决中原油田的勘探问题，因此，中原油田要想取得勘探上的突破，应该开阔视野，打破有机生油论的理论限制。

(2)目前，无机生油论在俄罗斯已经是主流观点，在油田勘探中也有实际应用。国内也有专家提出，以无机成油论指导勘探实践，不仅能推动对现有油田的进一步勘探开发，比如推动东濮凹陷油气产量的增加，而且对一些原本有机生油论认为的不利区域，也提出了新的看法，比如张景廉先生就认为汤阴凹陷有很好的勘探前景。因此，按照无机成油论的观点，中原油田的勘探前景是相当广阔的，而取得突破的关键就在于转变观念，并加深对地下深部情况的认识，将深部与浅部结合起来，综合考虑整体地质条件。

[参考文献]

[1]邱中建，龚再升.中国油气勘探第三卷：东部油气区 [M].北京：石油工业出版社，1999.

[2]张景廉.对“石油无机成因说”的思考与期盼[J].休闲读品，2013(4).

[3]石宝珩.中国石油发现史[G]//石宝珩.石油史研究辑录.北京：地质出版社，2003.

[4]中原油田石油地质志编辑委员会.中国石油地质志(卷七)上册：中原油田[M].北京：石油工业出版社，1993.

[5]《中国油气田开发志》总编纂委员会.中国油气田开发志：中原油气区油气田卷[M].北京：石油工业出版社，2011.

[6]中原石油勘探局史志编委会.中原油田大事记：1975—1991 [M].北京：石油工业出版社，1993.

[7]高长岭.页岩气勘查缘何扎堆开封[J].资源导刊，2015(2).

[8]高长岭.河南中牟地下发现丰富页岩气[N].中国矿业报,2014-11-29.

(责任编辑邬静)

Exploration and Development of Three Depressions in Zhongyuang Oilfields

ZHANGXinbao1,LIYuqi2,HUIRong2

(1.JournalCenter,Xi'anShiyouUniversity,Xi'an,Shaanxi,710065,China;2.InstituteofPetroleumHistory,Xi'anShiyouUniversity,Xi'an,Shaanxi,710065,China)

Abstract:Reviewing the exploration history of three main depressions in Zhongyuanoilfields-Dongpu depression,Zhongmou depression and Tangyin depression,the paper analyzes the orientation of future exploration in this area based on the current oil-gas exploration state in Zhongyuan oilfields.

Key words:Zhongyuan oilfields;Dongpu depression;Zhongmou depression;Tangyin depression;oil-gas exploration

收稿日期：2015-11-24

作者简介：张新宝，男，陕西宝鸡人，西安石油大学期刊中心副编审，研究方向：科技传媒，石油科技史。

中图分类号：F407.22

文献标识码：A

文章编号：1008-5645(2016)01-0027-06