中国东部富油凹陷高效勘探历程与启示——以济阳坳陷博兴洼陷为例

张 宇 邱贻博 贾光华 刘志勇 韩 敏

（ 1中国石化油田勘探开发事业部；2中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院 ）

济阳坳陷是中国东部重要的陆相含油气盆地[1-2]，自1961年东营凹陷华八井在东营组获得日产8.1t的工业油流以来，经历了50多年的大规模油气勘探开发，目前已进入高勘探程度阶段。截至2017年初，探井密度已达到0.24口/km2，研究区全部被三维地震资料所覆盖，石油资源探明率超过了50%，累计上报探明石油地质储量53.02×108t，特别是1982—2012年期间连续31年年新增探明地质储量上亿吨，2002—2012年期间连续11年年新增探明、控制、预测三级地质储量均超亿吨。2012年以后面对日趋复杂的勘探地质对象和勘探国际形势，通过实施高效勘探，仍保证了较高的探明、控制、预测石油地质储量增长率，为胜利油田的原油稳产、国家能源战略的安全作出了重要贡献[3-4]。回顾胜利油田东部探区的高效勘探之路，从早期背斜勘探理论所主导的构造油气藏勘探阶段，到后来复式油气聚集理论所主导的复式油气藏勘探阶段，再到现在隐蔽油气藏勘探理论所主导的隐蔽油气藏勘探阶段，油田的高效勘探无不体现着科技理论的进步和勘探思路的转变。博兴洼陷作为济阳坳陷内的一个重要的富油洼陷，它的高效勘探历程是胜利油田高效勘探30多年的缩影。

1 博兴洼陷概况

博兴洼陷位于济阳坳陷东营凹陷的的西南部[5-6]，是东营凹陷内一个相对独立的富油洼陷。该地区西北临青城—平方王凸起，南接鲁西隆起，东北部以石村—纯化断裂带为界与牛庄洼陷、利津洼陷相邻，呈西北断陷、东南超覆的不对称箕状洼陷，勘探面积约为 2000km2（图 1)。

图1 博兴洼陷区域位置图

博兴洼陷的勘探始于20世纪60年代，勘探历程可分为4个阶段。阶段一：构造油气藏勘探阶段（1990年之前），早期主要以寻找构造相对简单的背斜圈闭和断块圈闭为目标，勘探主要集中在纯化、樊家—正理庄—金家、高青等正向构造带，发现了一批中浅层构造油气藏。中后期，随着勘探的深入，尤其是“上坡、下洼”寻找地层油气藏、岩性油气藏过程中，对构造翼部的隐蔽油气藏进行了一些有益的探索，但由于复杂地质条件和岩性多变的特点，虽然发现了部分地层油气藏、岩性油气藏，但是发现的储量规模较小，使得博兴洼陷勘探进入低谷。阶段二：隐蔽油气藏勘探阶段（1990—2010年），随着三维地震资料的全面覆盖、储层预测描述技术的广泛应用，洼陷带岩性油气藏实现突破，尤其是洼陷内沙三段浊积岩、沙四段滩坝砂等隐蔽油气藏勘探有了较大的进展，正理庄油田、大芦湖油田、纯化油田实现含油连片，使博兴洼陷呈现出满洼含油的态势。阶段三：多层系、多类型油气藏整体勘探阶段（2010—2015年），在富油洼陷认识指导下，通过构造、沉积、油源、成藏的重新系统梳理，在成熟层系、成熟区带有不断发现的同时，油气勘探也逐渐向盆缘、向深层、向非常规油气藏转移，在此期间，红层、非常规、盆缘地层等多类型油气藏都有大的突破，油气勘探呈现“多元化”“规模化”特点，保持了稳定增储的发展态势。阶段四：精细评价、效益勘探阶段（2015年至今），适时调整勘探思路，在全球低油价新常态下，发现优质储量、提高勘探效益是当前油田勘探面对的核心问题[1]，通过重点区带的精细评价，在凸起带、储量空白区、低认识层系不断拓展，实现了经济、可动用储量不断发现。

2 理论创新、技术进步及思路转变是油田高效勘探的基石

2.1 断坡控砂理论的提出极大提升了下洼找油的信心

与所有地区的油气勘探相似，博兴洼陷的油气勘探是从构造圈闭的勘探开始。自1964年部署二维地震勘探到20世纪80年代末，博兴洼陷的油气勘探主要集中在樊家—正理庄—金家鼻状构造带上，发现了金家、正理庄、大芦湖、博兴等构造油气田。其中1965年在正理庄北部樊家构造带钻探的Ton2井在沙三段钻遇浊积岩油藏，成为大芦湖（樊家）油田发现井。之后的20多年，针对沙三段浊积岩相继部署了Fan3井、Fan4井、Fan6井、Fan7井、Fan9井、Fan11井等6口探井，其中Fan3井、Fan7井、Fan11井获得工业油流，同时Fan4井、Fan6井、Fan9井试油分别为油水同层、水层、干层，表现出浊积岩油藏的复杂性，同时浊积岩油藏由于埋藏深、厚度薄、面积小、产量低、工艺要求高等特点，洼陷带浊积岩的勘探工作一直停滞不前。

“九五”乃至“十五”期间，随着勘探程度的提高，隐蔽油气藏的勘探比例在逐渐增大，这意味着济阳坳陷进入了隐蔽油气藏为主的勘探阶段[7]。针对隐蔽油气藏形成机制、分布规律的复杂性问题，胜利油田在“低位扇”“坡折带”等理论基础上[8]，逐步发展形成了以“断坡控砂、复式输导、相势控藏”为主的隐蔽油气藏勘探理论，认识到陆相断陷盆地的“断坡”对沉积体系的发育和砂体分布起着重要的控制作用[8-9]。在上述认识指导下，在构造分析的基础上对博兴洼陷沙三段沉积体系进行了再认识，从沙三段沉积早期古地貌图可以看出（图2），在沙三段沉积时期，博兴洼陷从南向北划分为南部斜坡区、中部坡折区和北部深洼区，中部的断阶坡折区围绕洼陷沉积中心呈带状分布，控制了南部金家三角洲向前进积，在坡折带的前方成为浊积砂体的重要卸载区。在此认识的指导下，90年代末，运用新采集的樊家、樊东三维地震资料对洼陷带浊积砂体进行了储层描述，在樊家西北部、东部部署的Fan124井、Fan128井等20多口井均钻遇油层，从此洼陷带浊积岩油藏的勘探进入高峰期，到2010年底洼陷带浊积岩已上报探明石油地质储量5896×104t。洼陷带浊积岩油藏的成功显现了洼陷带岩性油藏较大的规模潜力，同时也更加坚定了下洼找油的信心。

图2 博兴洼陷沙三段沉积早期古地貌图

2.2 咸化湖盆和滨浅湖滩坝的认识创新坚定了满洼含油的信心

2003年，胜利油田提出了陆相断陷盆地咸化湖盆优质烃源岩的概念，认识到济阳坳陷古近系发育多套优质烃源岩，经历了盐湖—咸化—淡化湖盆的演化过程[10-12]。其中沙四上亚段烃源岩是咸水环境形成的一套优质烃源岩，与沙三中—下亚段淡水湖泊烃源岩相比较，沙四上亚段咸水湖泊环境的烃源岩具有生烃时间早、周期长、排烃效率高的特点[13]。这些认识突破了以往以沙三中—下亚段淡水湖泊烃源岩为主的传统认识，确立了咸化湖泊烃源岩在济阳坳陷的主体地位，成为油气资源再认识的重要理论基础[3]。在此认识的基础上，对博兴洼陷烃源岩进行资源再评价，油气资源量达到8×108t左右，为博兴洼陷的油气持续勘探奠定了资源基础。

与此同时，胜利油田勘探工作者在沙四上亚段烃源岩之下发现了滩坝砂岩油藏。滩坝砂岩是滨浅湖相广泛发育的一种砂体类型，是滩砂和坝砂的总称，其形成主要受波浪的控制[14-17]，具有近油源、储集性能好、生储盖组合配置完善的有利地质条件。由于受早期钻探及认识程度的局限，认为滩坝砂具有“层薄、局限、构造控藏”的特点，勘探主要是围绕古地貌高地和正向构造带进行，虽发现了纯化、小营、博兴等滩坝砂构造油藏，但勘探一直无法大面积展开，例如在纯化构造带周缘钻探的Ch37井、Ch43井、Chx46井、Lg241井等，除Ch37井获工业油流外，其他井钻遇储层较薄、物性较差，未获油流，严重制约滩坝砂岩的下步勘探部署。随着勘探的不断深入，在斜坡区、洼陷区滩坝砂也有了发现，以往的观点和认识遭遇挑战。“十一五”期间，在系统研究古物源、古地貌、古水动力以及沉积基准面旋回对滩坝砂体成因与分布控制作用的基础上，建立了滩坝砂“三古控砂、时空一体”的沉积模式[18-19]；在断裂裂隙、有效储层和烃源岩压力等油气成藏要素分析的基础上，提出了“三元控藏、压吸充注”成藏模式[20]，认识到滩坝砂岩具有大面积分布、大面积成藏的特点；同时得益于压裂试油工艺（特别是大型压裂）的提高，实现了深层低渗透薄互层滩坝砂油层的工业产能关。在此认识的基础上，2004年在博兴洼陷南部斜坡区部署的Gao89井，在沙四段钻遇20.8m/8层油层，试油压裂获日产21.5t工业油流。2007年在北部深洼区完钻的Ch110井在沙四段钻遇12.7m/7层油层，试油压裂获日产7.57t工业油流。Gao89井、Ch110井的成功也证实了博兴洼陷具有大面积发育滩坝砂的这一认识。“十一五”期间，博兴洼陷新增滩坝砂探明石油地质储量9908×104t，实现了博兴洼陷南部斜坡区、北部深洼区滩坝砂油藏的整体含油连片（图3）。

图3 博兴洼陷沙四段滩坝砂岩含油面积图

2.3 油气分布的有序性、连续性推动多层系、多类型油藏的整体立体勘探

近年来，随着勘探程度的不断提高，博兴洼陷油气分布规律越来越清楚，油藏类型、富集程度呈现有序、连续分布特点。油气分布的有序性、连续性是指从盆地中心到盆地边缘，纵向上多层系、横向上多类型的油气藏构成一个分布有序、连续统一的油气分布整体[21-22]。陆相箕状断陷盆地内的构造演化和沉积充填特征，决定了成藏要素发育的规律性，形成了不同类型油藏分布的有序性[23]，盆地内发育的多套烃源岩层系、复杂沉积体系以及多种圈闭类型与多期构造活动、多期生烃排烃、多期运聚成藏有机结合，是油气分布有序性、连续性的重要控制因素。随着对油气分布有序性、连续性特征认识的不断加深，采用整体立体勘探思路，博兴洼陷在洼陷带岩性油气藏、斜坡带构造—岩性油气藏以及正向构造带的构造油气藏等常规油气勘探的基础上，不断拓展老区的油气勘探，发现了大量源下“红层”油气藏、盆缘超剥带地层油气藏，大大拓展了油气的勘探领域[24]。博兴洼陷从洼陷带到盆缘带各类油气藏在空间上、平面上呈现出有序、连续分布的特点，逐渐形成满洼连片含油的局面。近年来，由于对盆缘地层油气藏的论述较多，同时考虑到源下“红层”成藏的特殊性以及对储量的贡献，因此，本文主要对博兴洼陷源下“红层”油气藏进行论述。

博兴洼陷的“红层”为断陷湖盆初始期（古近系孔店组—沙四下亚段沉积期）发育的一套红色陆相碎屑岩地层[25]。由于红层本身不具备生烃能力，并位于研究区沙三段—沙四段烃源岩以及沙四段滩坝砂之下，油气成藏条件复杂，勘探难度较大，需要在立体勘探思路指导下，上、下层系兼探，认识“红层”成藏的特殊性。通过对已发现油气藏的精细解剖认为，源储对接关系、宏观构造背景以及良好沉积相带是控制红层成藏的重要因素[26-27]。从图4可以看出，博兴洼陷内Gao94、FanS1断层断距可达到500m，下降盘烃源岩排出的油气可直接通过断层侧向进入上升盘储层成藏。构造背景决定了油气相对聚集，金家—樊家鼻状构造带为博兴洼陷最重要的构造单元，也是洼陷内部重要的隆起带。该鼻状构造带不仅对砂体的分布影响较大，也对后期油气的聚集起到了一定的控制作用，是油气聚集的有利场所。在此认识的基础上，采用立体勘探思路，2010年在Gao94油源断层上升盘部署实施了重点预探井Gao94井，在钻遇沙四上亚段滩坝砂油藏的同时，又发现了沙四下亚段和孔店组两套含油层系。该井的成功，首次揭示了博兴洼陷深部“红层”储层发育及含油性，极大提升了“红层”的勘探评价。“十二五”期间，博兴洼陷“红层”上报控制地质储量2128.17×104t，预测地质储量5317.69×104t，成为博兴洼陷重要的增储阵地之一。

图4 博兴洼陷近南北向“红层”油藏剖面图

2.4 新形势下精细化、效益化勘探理念确保优质、可动用储量的发现

在全球低油价新常态下，发现优质储量、提高勘探效益是当前整个油田勘探面对的核心问题。针对这个问题，油田勘探工作人员从勘探思路和方向上进行了适时调整，以勘探开发的整体效益为目标，把勘探方向逐渐转移到精细化效益勘探，利用新技术、新方法对重点区带展开精细评价，在盆缘凸起带以及其他低认识层系不断拓展，实现了经济、可动用储量不断发现。

青城凸起位于博兴洼陷的西部，高青—平南大断裂的上升盘，成藏条件有利，自北向南发育多层系、多类型油藏，是一个多层楼式复合油气聚集带[28]。从近几年的勘探成果来看，青城凸起作为胜利油田纯梁采油厂勘探的主战场，从中浅层的沙河街组直至深层的孔店组、中生界均有重大发现，但由于深部地震资料品质较差，古生界勘探一直未有突破。2015年青城凸起进行了地震资料逆时偏移目标处理，通过针对性的处理，深部地震资料品质得到显著提高，高青大断层实现了精确归位，确保了研究区的精细勘探。在地震资料重新精细解释的基础上，实现了构造形态精细落实，同时通过油源条件分析、储层精细对比，2015年底在青城凸起南部部署的HGX101井在上古生界二叠系获得突破，试油获得日产油50t的高产工业油流，次年上报400×104t的优质控制地质储量（图5）。该井的成功表明在当前的勘探形势下，通过技术的进步，以及精细化勘探，老区新层系仍然具有较大的勘探空间。

图5 青城凸起HGX101井储量分布图

3 结论

博兴洼陷作为济阳坳陷内富油洼陷的典型代表，历经50多年的油气勘探开发，累计上报探明石油地质储量超4×108t，为油田的原油稳产和国家能源战略安全作出了重要贡献。博兴洼陷的勘探历程表明，理论创新、技术进步及思路转变是油田高效勘探的基石。其中断坡控砂理论的提出、咸化湖盆和滨浅湖滩坝的认识、油气分布有序性和连续性特征以及现今精细化、效益化勘探理念持续推动了博兴洼陷油气的稳定、高效勘探。同时博兴洼陷的高效勘探历程也启示我们，对于济阳坳陷内部的其他富油洼陷，应该正确认识当前的勘探形势。虽然都已经达到高勘探程度阶段，但只要精细评价工作，积极创新认识，勇于转换思路，胜利油田富油洼陷老区勘探仍有大作为、大贡献。