关于油气勘探发展规律的探讨

2023-12-07张飞燕郭元岭王惠勇

石油科技论坛 2023年5期

张飞燕郭元岭王惠勇

（中国石化石油勘探开发研究院）

油气勘探作为一项系统工程，包含资源、勘探理论、工程技术、勘探队伍等要素。认识勘探工程要素在勘探发展过程中的相互作用及效果，还缺乏相应的指导性理论。对此，本文提出勘探发展规律的概念，并对相关内容进行讨论[1-2]。

纵观国内外含油气盆地勘探历程，呈现出许多共同的经验和教训，并反复出现[3]。如果说，勘探地质理论是指导认识“生、储、盖、运、圈、保”各地质要素匹配成藏的思维方式与地质模式，进而指导认识成藏系统的勘探潜力与有利方向，那么，勘探发展规律就是指导勘探工作启动、发展、壮大过程中的指导思想与实践经验，而勘探系统则指由勘探队伍与勘探工程组成的社会系统。油气勘探工作在不同发展阶段有不同特征[4]，本文重点讨论新区突破、老区增储和勘探能力3 个方面的勘探发展规律性认识。

1 “三新”领域勘探突破的理论认识

“三新”领域泛指勘探认识程度较低的新区、新层系或新油气藏类型。进入新区勘探，追求的是快速实现大突破，制约性客观条件是油气资源富集程度、地质条件复杂程度；主观因素是对成藏地质条件的把握程度、勘探理念是否科学、工作程序是否严谨、技术是否适应等。

1.1 资源富集程度决定最终勘探效果

新区勘探实现快速突破不外乎两个原因：一是油气富集，勘探突破成为高概率事件；二是地质认识较为准确，突破目标选择正确。按照源控论[5]的观点，只有找到有利生油凹陷，在其附近才能找到油气田。发现一个富油凹陷，等于发现一个油气区。世界上少数大盆地聚集了绝大多数油气，在富油凹陷中，一定能找到具有资源潜力的大型油气田。

渤海湾、松辽等盆地之所以被称为“超级盆地”，东营、沾化、饶阳、辽西等凹陷之所以被称为富油凹陷，首要原因是发育了厚度大、分布广、质量高的烃源岩，在地质历史时期生成过大量石油和天然气，并在超大规模的储集体中进行聚集，形成了超级油气富集区。资源富集程度决定了最终油气勘探效果（图1）[4]。在富油凹陷中，只要有油气源、储层，就会有油气藏，油气不在构造圈闭中，就在岩性圈闭或地层圈闭中，优选新区关键要做好油气资源条件对比。

图1 中国含油气盆地探明石油地质储量与地质资源量的关系

我国东部断陷盆地最大湖盆扩张期沉积了厚层的深湖—半深湖暗色泥岩，是重要的烃源岩。如渤海湾盆地歧口凹陷沙三段深灰色泥岩厚度超过150m，有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主；东营凹陷沙四上亚段咸化湖盆半深湖—深湖相暗色泥岩最大厚度达300m 以上，沙三下亚段淡水湖泊烃源岩厚度达1000m 以上，有机碳含量最高可达18.6%。鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7 段的深湖—半深湖相暗色泥岩面积达8.5×104km2，占同期湖盆面积的60%。松辽盆地主力烃源岩青山口组一段暗色泥岩在中央坳陷区几乎全区分布，厚60～80m，有效烃源岩面积达6.5×104km2，占湖盆总面积的53%。库车坳陷侏罗系、三叠系烃源岩厚100～800m，有效烃源岩面积达1.6×104km2，占同期湖盆面积的53%。广泛分布的优质烃源岩，可为与之沟通的各类储集体提供充足油源。

1.2 地质条件共性决定是否值得勘探，特殊性决定如何勘探

地质条件的共性是指“生、储、盖、运、圈、保”各成藏要素的相似性，共性特征决定了新区是否有油气，以及油气是否富集，从而决定是否值得勘探。开展地质风险评价，通常采用成藏地质要素打分赋值法，即“共性类比”，判断勘探目标的成藏概率，新区勘探也采用此方法[6]。随着认识的深入，会逐步发现，其他地区的地质模式有些适用，但仍有相当一部分不适用，这是由于新区地质特殊性所致。新区油气成藏要素时空组合的特殊性，或新区特有的油气成藏机制与油气分布规律，决定了新区的勘探部署思路。把握了地质条件的共性，能坚定新区突破的信心；认识了特殊性，能够快速找到勘探突破的方向。

以千米桥潜山凝析油气田的发现为例，在与任丘潜山类比分析后确定其具备成藏条件，但未认清成藏的特殊性，初探以失败告终。深入研究认为，黄骅坳陷白垩系、石炭系—二叠系残留厚度大，下伏奥陶系碳酸盐岩抬升剥蚀时间短，发育裂缝、溶洞等非均质储层。奥陶系潜山与古近系油源接触多为断面、断棱，油气仅分布在构造高点，与任丘潜山不同，不能形成大面积厚层油藏。20 世纪90 年代以来，在冀中坳陷苏桥—文安、济阳坳陷套尔河潜山发现的启示下，整体分析黄骅坳陷古潜山古构造演化过程，认为现今斜坡带位于古构造高部位，顶面石炭系—二叠系剥蚀严重，有利于储层物性改善，可能存在大面积岩溶发育区。新认识改变了勘探部署思路，由过去钻探构造高点区转向斜坡区，在近新生代生油凹陷且古推覆构造和中生代地层强剥蚀斜坡区寻找“新生古储”油藏，沿古逆冲推覆构造寻找“古生古储”潜山油气藏。最终优选千米桥潜山东山头钻探板深7 井获得大突破（图2），发现了千米桥潜山凝析油气田[7-8]。

图2 千米桥潜山凝析油气藏剖面[7]

1.3 新区突破方向应首选近源优势输导体系

油气从烃源岩排出，或从遭受破坏的古油藏中溢出后，必然选择优势通道往外运移，处于优势输导体系上的圈闭优先聚集成藏。断裂带、构造脊、连续分布的储层、遭受风化剥蚀具有渗流能力的不整合面等都可以作为有效的输导体系。但只有在油气运移充注期沟通油气源且处于开启状态的断裂带、与油气源断裂沟通的储层、具有渗流能力的不整合面，以及处于油气运移势能较大方向上的构造脊，才是优势的输导体系。

如冀中坳陷饶阳凹陷被古近系沙三段油源包围发育了任丘潜山，霸县凹陷深部被沙四段—孔店组油源包围发育了牛东1蓟县系超深高温潜山。四川盆地绵阳长宁拉张槽内的下寒武统烃源岩与上震旦统大型礁滩相储集体侧向对接，发育了安岳气田。库车山前带克深2 号构造位于拜城凹陷生烃中心之上，昆仑山前带柯东构造带1 号构造邻近喀什凹陷二叠系生烃中心之上，准噶尔盆地南缘山前带高探1井逆冲背斜构造紧邻四棵树生烃凹陷，油气通过逆冲断裂往上运移，均在逆冲背斜构造中富集成藏。

近年来，近源优势输导体系勘探成果比较突出的是河套盆地，目前已形成多个超亿吨级大场面。吉华2X 油藏位于临洼大型顺向断鼻构造，与生烃中心间无断裂遮挡，地层产状陡，势差大，成为优势运聚方向，形成高丰度油藏（图3）。兴华1 油藏位于临洼大型断块，西侧发育大型顺向断层为优势运移通道，叠加晚期高效生烃，形成高丰度富集的兴华大油藏（图4）[9-11]。

图3 临河坳陷吉兰泰、纳林湖构造带油气成藏模式[9]

图4 临河坳陷兴隆断裂构造带油藏模式[10]

1.4 明确成藏主控因素，善于“由简入繁”

圈闭能够成藏，各项成藏地质要素必然都有效；没有成藏，则至少有一项要素未起到正面作用。钻探成功，不一定必须在钻探前就对各项要素认识清楚。构造圈闭的成藏主控因素是断裂构造是否落实及是否有利于油气充注与保存，岩性圈闭的成藏主控因素是储集体是否存在，以及圈源关系是否匹配。对成藏主控因素的认识是突破的关键，认识到位，可明确选择勘探目标、择优先探。油气勘探一般遵循先简单后复杂、先整装后碎小、先浅层后深层、先主体后边缘、先稀油后稠油的进程。

新区资料少、地质认识程度低，工程技术需逐步适应。要基于有限资料做好地质条件细节研究。在勘探起步阶段，每完钻一口预探井就开展新一轮评价；随着勘探进展，每打一批井都要开展新一轮评价。新区勘探研究与部署要“由简入繁”，保持严谨的勘探态度，主动发现、认识新鲜事物；勘探出现复杂局面时，要善于把复杂问题简单化，从不利条件中发现有利因素。

1.5 不以一口井论成败，突破之后需理性

新区获得突破，会引起更大关注，但往往会模糊大家的判断，盲目乐观而放松研究。若油气富集且构造简单，就能很快实现增储上产；若地质条件复杂，则会出现被动情况。如高邮凹陷真武构造苏58 井获高产油流后，因对油藏认识不足，陷入勘探被动局面。可见，少数井获得的地质认识有时并不全面准确，一口井获得突破不等于拿到大油田，一口成功探井有时可能带来一批失利井，一口失利井可能影响勘探信心。新区勘探要着眼大局，只要有大突破、大发现，就会带来显著效益。勘探大发现可摊薄发现成本，发现的油气藏规模小会使发现成本升高，往往越计较勘探发现成本，勘探受到的束缚越大[5]。

新区突破会吸引更多投资，但投资需要回报，保持旺盛的突破能力需要理性思维。因为新区突破后，由于不同人员知识结构不同、对有利条件认识角度不同，会对扩大勘探产生争议。如准噶尔盆地东缘石炭系火山岩油气藏的勘探过程中就出现了争议，但为后续勘探思考提供基础。即便实现突破，新区勘探仍需要总结经验教训，深化地质规律认识，加强工程技术准备。为此，需坚持“程序不能超越、节奏可以加快”的原则，避免冒进。新区突破后，要开展正反两方面的充分论证，不能仅根据“当前形势”制订规划目标与方案[6]，而更应打开思维，立体勘探层系及新类型，快速获得新的突破和发现。

2 老区勘探增储的理论认识

老区泛指勘探地质认识较为清晰，已经发现了一定储量的探区或勘探领域。老区勘探的主要矛盾是增储与增产的匹配关系。制约老区勘探增储的客观条件是剩余油气资源的富集程度，主观因素是对油气富集规律的认识程度、工程技术与勘探目标的适应程度、预探发现与评价增储的结构合理程度等。

2.1 只要资源不枯，老区勘探不停

老区要发展，发现储量只是手段，获得油气产量才是目的。如果油气产量连续高位运行且呈现递增态势，必然会更迫切要求新储量发现。老区勘探的可持续发展，根本是要保持后备资源有效有序接替[12-13]。勘探发现往往滞后于投入，保持连续的勘探投入才能不断获得储量发现，但投资需要效益鼓励，只有不断发现储量才能吸引更多投资。储量转换为产量需要一定时间，应树立“今天的储量即为明天的产量”的理念，认识上不能僵化，如果只追求发现可动用储量，必然会束缚勘探行为。丰富的剩余资源可提振老区勘探信心，但资源评价结果只有随着勘探认识程度的不断加深才能趋近于真实，因此，剩余资源只是老区勘探的充分条件，坚定增储信心才是必要条件。

2.2 将资源储量序列作为老区勘探的约束条件

油气资源储量序列中低级别储量越多，探明储量的增长后劲越足[14]。老区在稳产压力增大时，往往会强调探明储量的发现，而忽略了控制储量、预测储量的同步发现，甚至出现不合理的资源储量序列，如年度新增探明储量、新增控制储量、新增预测储量呈倒“金字塔”形。这会影响老区储量的持续稳定增长，削弱勘探后劲，解决办法是打好勘探进攻仗，加大预探力度。

2.3 老区增储趋势由勘探单元叠加而成

理想化的探区具有一个独立的成藏体系，称为一个勘探单元，增储过程表现为准备、高峰、稳定、衰减等阶段，在时间轴上是一种偏正态的单峰曲线。现实中，每个探区包含多个勘探单元，老区的增储曲线由这些勘探单元的增储曲线在时间上叠合而成，不一定是单峰曲线。老区增储曲线的幅度取决于资源条件，曲线类型取决于地质条件的复杂程度。如果不同勘探单元实现有序接替，老区增储曲线就表现出稳定增长的趋势，反之则会出现曲线跳跃。

以济阳坳陷为例，20 世纪80 年代，因复式油气聚集理论、水平钻井、三维地震等勘探理论技术的进步，东营凹陷、沾化凹陷、车镇凹陷等不同勘探单元有序接替，油气储量呈现稳定增长趋势。而在20 世纪60 年代发现胜利油田时，济阳坳陷各勘探单元没有形成优选接替，油气储量曲线出现跳跃（图3）。因此，老区勘探可持续发展的关键，就是不同勘探单元之间能否实现有序、有效接替。老区勘探领域与勘探方向的战略转移，有时不一定能带来预期的发现，但不及早实施战略转移，必然会影响老区稳定发展。老区勘探战略转移，不一定能开辟新区新层系，通过转换思路、创新思维，或许会发现新类型。

图3 渤海湾盆地济阳坳陷油气储量增长曲线

2.4 老区勘探趋于“简化”，但不是简单

随着认识程度的提高，老区勘探单元的划分会越来越细，但井位目标的识别与刻画会出现趋于“简化”的现象，即同一个勘探单元中的不同目标，大部分成藏要素基本一致且认识较为清楚，只需要重点研究一个或少数几个关键要素即可确定井位。如断陷盆地斜坡带构造油藏，在前期研究中需要逐一分析成藏要素，在认识基本清楚后，只需着重研究构造因素即可确定井位，这是认识趋于成熟的表现。但老区地质研究与勘探部署的“简化”不能等同于简单，更不能弱化，应避免因熟悉而故步自封。

在新区，勘探徘徊不前的直接原因是受限于资料、品质和认识，工程技术不适应是间接原因。对老区而言，勘探程度高、信心不足是勘探徘徊不前的主要原因，思路陈旧、认识没有突破是关键问题。要保持老区勘探的持续发展，需加大预探力度，预探减少往往不是投资紧张造成的，而是老区勘探缺乏新思路、新方向和新目标，预探目标的数量和质量难以吸引更多投资。油藏评价需要精细地质研究，圈闭预探则需要更多智慧，用老思路在老区找油是没有出路的。实现可持续发展、保障能源安全的责任感是油气勘探最大的动力，同时也要强调资源的基础地位、队伍的核心作用、投入的保障作用、环境的约束作用，以及储量不断增长的效益回馈[15]。

3 勘探能力的理论认识

勘探能力是指在投资支持下，以科学的思想为指导，通过高效组织实施勘探工程取得勘探发现及效果的能力。能源需求与勘探能力的矛盾是勘探发展的基本矛盾。

3.1 勘探指导思想是“头脑中有油”

按照勘探地质理论，沉积盆地中只要发育烃源岩，并进入过生烃门限，就一定生成过相当数量的油气，并能运聚成藏[1，16]，这是坚定“头脑中有油”的理论基础，没有发现油气，不能轻言没有油气藏。头脑中有油，不是盲目自信，而是要以勘探地质理论为指导，科学认识问题并高效组织实施。勘探地质理论表现为成藏地质模式，建立正确的油气成藏地质模式，突出对本区关键地质要素认识，就是抓住了勘探的关键。

勘探地质研究是“技术活”，更是“良心活”。即使有标准、规范，如果研究价值导向激励作用不明显，研究人员会选择趋利避害，对待风险勘探尤其如此。因此，只要以正确勘探地质理论为指导，通过扎实的研究认为勘探目标有价值，甚至要冒一定风险，都应当被认可、被鼓励。

3.2 正确的地质认识不等于勘探科学决策

勘探决策不等同于地质研究，勘探科学决策是基于较正确的地质认识、勘探目标的正确抉择、勘探队伍的有效组织、工程技术的合理运用、勘探投资的较合理分配。简言之，勘探科学决策是综合地质、地面各类信息，制订合理的部署方案。信息的综合运用体现了勘探家的智慧，方案的合理性则取决于工程技术对地质条件的适应性。要重视勘探战略规划研究，系统研究勘探的发展目标、指导思想、部署思路、部署层次、实施路径、投资工程方案等，有助于提升勘探决策的科学性[18]。

勘探家通过学习和实践，不断研究不同规模、不同难易程度、不同成功与失利的勘探实例，掌握了大量成藏地质模式，才具备了较强的分析判断能力、组织指挥能力、成败承受能力[17]。经验很重要，但不能成为教条，仅靠经验、靠“认为”作判断，必然会影响勘探科学决策。

油气勘探是探索地下未知领域的过程，要充分调动集体智慧，技术争论是明辨真理、凝聚智慧的好方法。在勘探系统中，应当鼓励同级甚至下级的争论，决策者要善于倾听和识别真知灼见，从而择优作出决策。发扬技术民主，既是勘探高风险性的客观需要，更体现了勘探家的胸怀和修养。

3.3 勘探管理应以确保实现地质任务为目的

油气勘探的目的是以较小的投资获取较多的商业储量，勘探管理不能简单等同于质量管理、成本控制[19]，要围绕实现勘探目的或地质任务展开。勘探管理应遵循两个原则：一是目标一致性原则，勘探系统中的不同专业队伍要围绕勘探发现这一共同目标，制订各自的工作目标并分解落实；二是程序规范性原则，遵守“程序不能超越、节奏可以加快”的要求，使勘探程序层次更清楚、目标更明确、重点更突出，减少并避免人为失误。对于具体探区，不宜生搬硬套，如果相邻探区的主要问题已得到解决，则可以超越程序，加快部署实施［20-22］。

勘探需要投资作保障，投资需要效益的鼓励。勘探投资的主动权其实掌握在油公司手中，油公司的投资分配主要依据各自的勘探潜力、投入产出比、目标落实程度、工程保障能力等因素，也遵循择优先探的理念，勘探管理吸引投资要与油公司达成共识。