渤海湾盆地油气勘探现状与勘探方向

渤海湾盆地油气勘探现状与勘探方向李欣;李建忠;杨涛;闫伟鹏淳B彬程;吕维宁;陈晓明【摘要】渤海湾盆地勘探程度相对较高，与美国对比，该盆地勘探处于储量稳定增长阶段后期,仍具备深化勘探的资源潜力.深入分析后认为,碎屑岩、深潜山和潜山内幕等常规油气藏依然是实现储量、产量稳定增长的重要勘探领域；同时致密砂岩、湖相碳酸盐岩油气资源量分别为15x108~18x108t和12x108t,致密砂岩气资源量为6.3x1012m3,这些非常规油气藏将是未来重要的勘探接替领域.现阶段应立足常规油气藏、探索非常规油气藏，从而实现油气资源的可持续发展.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷)，期】2013(034)002【总页数】5页(P140-144)【关键词】渤海湾盆地;资源潜力;储量增长规律;重点勘探领域【作者】李欣;李建忠;杨涛;闫伟鹏;郭彬程;吕维宁;陈晓明【作者单位】中国石油勘探开发研究院，北京100083;中国石油勘探开发研究院，北京100083;中国石油勘探开发研究院，北京100083;中国石油勘探开发研究院，北京100083;中国石油勘探开发研究院，北京100083;中国石油勘探开发研究院，北京100083;中国石油勘探开发研究院，北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE122.11渤海湾盆地是在中上元古界-古生界克拉通基底上，由石炭-二叠系残留含煤盆地、中生界裂谷盆地和新生界裂谷盆地叠置的叠合盆地，面积20x104km2.据2005年全国新一轮资源评价结果［1］,该盆地石油远景资源量为224.5x108t，天然气远景资源量为1.09x1012m3.盆地的油气勘探始于1955年，截至2010年底，探明石油储量为130.5x108t、天然气储量为3510x108m3,资源探明率分别为58%和32%，在这种情况下，后备资源不足的弊端逐渐显现。查明资源潜力，明确未来重点勘探领域具有重要的指导意义。1资源潜力近年来，黄骅、冀中、辽河等坳陷深层不断发现新的烃源岩。如，2006年和2011年在冀中霸县凹陷钻探的2口潜山井：兴隆1井和牛东1井，使得冀中坳陷石油资源量较三次资源评价增加约4.2x108t.在辽河东部凹陷大46井和葵东2井均发现了新的优质烃源岩。初步计算，共计新增石油资源量12x108t（表1）。与此同时，加强了对页岩生烃环境和生排烃效率的研究，现已查明，页岩的生排烃量占据生烃总量的主体［2,3］。通过对冀中、辽河、黄骅坳陷页岩进行单独计算，新增石油资源量7.2x108t（表2）。表1渤海湾盆地新发现烃源岩及资源量坳陷冀中凹陷霸县层位Es4-Ek新增石油资源量（108t）4.2辽河东部滩海发现年度2006201120112006发现井兴隆1牛东1大46葵东2Es3中下Es3新发现烃源岩厚度（m）10368368228541.36.5表2渤海湾盆地页岩新增资源量坳陷黄骅冀中凹陷歧北一歧南北塘沧东饶阳辽河大民屯层位Es下1Es3Ek2Es下1Es上3Es4面积（km2）178317182123001360300深度（m）2300~55002900~34003200~38002500~40003500~45003200~3800厚度（m）10~402~1425~17510~4010~4010~50累计厚度（m）80162205570200总有机碳含量（%）2~121.22~4.162~62~61.68~8.711.5~5.5镜质体反射率（%）0.5~1.50.5~1.10.4~0.70.5~0.91.7~1.3新增石油资源量（108t）2.50.41.22.40.7由表1、表2可知，渤海湾盆地共新增加石油资源量19.2x108t，石油远景资源总量为243.7x108t,剩余石油资源量113.2x108t，具备深化勘探的资源潜力。2勘探阶段划分与美国油气勘探阶段对比后，笔者认为，该盆地勘探已处于储量稳定增长阶段后期。2.1以地质资源量探明率划分勘探阶段文献［4］根据地质资源探明率将油气勘探划分为4个阶段。本文以地质资源量探明率3%~5%、40%、60%分别为储量发现的初始阶段、快速增长和稳定增长阶段的上限。渤海湾盆地石油地质资源量为243.72x108t，结合年度新增探明储量数据，开展了探明率计算和勘探阶段划分。（1）储量增长初始阶段（1974年之前）1961年东营凹陷华8井获工业油流，1964年开始华北石油大会战，发现了东辛、孤岛等油田［5］,该阶段石油地质资源量探明率小于5%.（2）储量快速增长阶段（1975-2000年）早期以中浅层构造和潜山油藏为主发现了高升、曙光、欢喜岭、任丘、濮城、马厂等油田；后期转向岩性地层油气藏勘探，至2000年石油地质资源量探明率达到40%.（3）储量稳定增长阶段（2001年至今）该阶段辽河变质岩潜山内幕、冀中深潜山、黄骅歧口深层碎屑岩以及湖相碳酸盐岩等领域勘探取得新的突破，至2010年底地质资源探明率为53.7%，处于储量稳定增长阶段（图1）。图1渤海湾盆地石油地质资源探明率与勘探阶段2.2以可采资源量探明率划分勘探阶段从美国本土48州（不含深水区域）的新增可采储量增长历史来看（图2）,20世纪初美国石油工业开始起步，至1919年累计可采资源探明率为4.42%，该阶段为起步阶段；自1920年进入快速增长阶段，到1945年累计资源探明率达到21.4%，快速增长阶段结束；之后进入稳定增长阶段，至1970年达到50.79%；1971年，进入储量递减阶段，至2009年底，探明率为76.71%1）贾承造，邱忠建，李小地，等.中美石油工业发展历史对比研究，2006.。渤海湾盆地可采资源探明率明显高于我国陆上7大盆地平均水平（图2），与美国对比，渤海湾盆地1965年之前处于勘探起步阶段；1966—1983年处于快速增长阶段；1984—2007年处于稳定增长阶段；自2008年进入储量递减阶段，至2010年底，可采资源探明率达到56%（图2）。图2石油可采资源探明率和勘探阶段划分及对比渤海湾盆地发现的资源深度逐渐增大，勘探难度不断增大，因此其可信度更高。综合考虑地质因素和技术因素，认为渤海湾盆地至少已经处于储量稳定增长阶段后期。对比分析认为，渤海湾盆地油气勘探各阶段速度高于美国对应阶段。如美国快速增长阶段为26年，渤海湾为18年；美国稳定增长阶段为25年，渤海湾为24年。从开始勘探至进入储量递减阶段，渤海湾盆地较美国提前了近20年。究其原因，既有石油资源基础的影响，更重要是受科技发展水平决定。渤海湾乃至中国石油工业的发展虽然在初期经历了许多困难，但始终有可参照的经验和可以学习的石油勘探理论技术，因此发展速度相应较快，若以年度资源探明率为衡量年度储量增长的指标，渤海湾的储量增长实际上经历了与美国相似的发展历程。美国在进入储量递减阶段后，在继续勘探常规油气藏的同时，于20世纪70年代开始大力发展致密砂岩气、煤层气、页岩气等非常规天然气，于21世纪初开始大规模发展致密油藏开发，并再次形成了天然气储量增长高峰。因此，类比美国勘探历程，渤海湾盆地目前的勘探处于〃立足常规油气藏保证储量、产量，探索非常规油气藏寻找接替领域”的关键时期。3储量增长规律3.1分勘探领域探明储量分析渤海湾盆地探明储量可以分为4大勘探领域：碎屑岩、古潜山、湖相碳酸盐岩、火山岩。以冀中、黄骅、辽河3大坳陷数据为例，碎屑岩共探明石油地质储量45.71x108t，占总探明储量的75%；其次为古潜山领域，共探明石油地质储量11.78x108t，占总储量的20%；湖相碳酸盐岩和火山岩探明石油地质储量分别为1.61x108t和0.91x108t,分别占总储量的3%和2%.可见，碎屑岩是储量发现的基础，潜山勘探呈跳跃式发现，二者是储量发现的主体（图3）。图3渤海湾盆地冀中、辽河、黄骅坳陷探明石油地质储量分领域历史变化3.2分深度探明储量分析已探明储量主要集中在中浅层（<3500m）（表3）。其中，碎屑岩探明石油地质储量的97.2%在中浅层，3500-4500m有少量发现；潜山探明储量主要集中在2500-3500m,大于4500m也有发现；湖相碳酸盐岩和火山岩探明储量全部集中在3500m以上，前者更多分布在2500-3500m，而后者主要分布在2500m以上。从已探明储量深度统计分析，潜山油藏发现深度最大，其次为碎屑岩，碳酸盐岩或变质岩等潜山储集层受深度影响小，碎屑岩在深层亦发育有效储集层，未来潜山、碎屑岩勘探有向深层发展的潜力和趋势。表3渤海湾盆地冀中、黄骅、辽河坳陷探明石油地质储量分深度统计勘探领域碎屑岩潜山湖相碳酸盐岩火山岩合计翌500m探明储量（104t）317859.4410459.023543.366195338056.82>4500m探明储量（104t）百分比（%）百分比（%）69.58.922.067.756.32500-3500m探明储量（104t）126581.2286374.5212582.022952.60228490.36百分比（%）27.773.478.032.338.13500-4500m探明储量（104t）12635.8518104.57百分比（%）2.815.42777.232.430740.425.12777.230.53.3分层位探明储量分析渤海湾盆地已发现油气藏纵跨新近系、古近系、侏罗系、二叠系、奥陶系、寒武系、青白口系、蓟县系、长城系以及太古宇约10个层系，分布范围广。石油探明储量多集中于新近系、古近系、蓟县系、太古宇中。侏罗系、二叠系、奥陶系、寒武系虽有发现，但数量较少（图4）。黄骅、渤中、济阳坳陷后期继承发育，古近系之下地层保存较为完整，中生界至古生界潜山及潜山内幕勘探潜力较大。3.4非常规油气藏探明储量分析渤海湾盆地的非常规油气藏，多为近10年来的新发现。初步统计，致密砂岩油基本没有探明储量，致密砂岩气仅探明48.3x108m3;湖相碳酸盐岩油藏发现较多，在黄骅歧口凹陷西南缘、辽河西部凹陷、冀中饶阳任丘、济阳沾化罗家、东营平方王等共计探明石油地质储量2.54x108t.随着非常规油气藏研究认识的深入，致密砂岩油气和湖相碳酸盐岩油等非常规油气的勘探潜力正逐渐显现。图4渤海湾盆地冀中、黄骅、辽河坳陷分层探明石油地质储量4未来油气重点勘探方向通过勘探启示和储量发现规律分析，渤海湾盆地潜山（潜山内幕、深层潜山）和碎屑岩依然是重要的储量发现领域，同时致密砂岩油气、湖相碳酸盐岩油等非常规油气藏将是未来重要的勘探领域［6］。4.1潜山内幕、深潜山领域依然有较大勘探潜力渤海湾盆地基底多为奥陶系、寒武系和中新元古界碳酸盐岩，凹陷周边凸起多为太古宇变质岩，具有凹凸相间的构造格局以及断陷深度大、沉积厚度大、供烃窗口幅度大等特点，可广泛形成碳酸盐岩风化壳深潜山和各类潜山内幕油气藏。在太古宇变质岩潜山内幕和深层碳酸盐岩潜山领域最近均获得重要突破。辽河坳陷兴隆台太古界变质岩潜山内幕油气藏在〃十一五”期间整体探明，形成了〃优势岩性形成裂缝性内幕储集层，供油窗口大小决定潜山含油气幅度”的新认识［7］。太古宇潜山油藏出油底界由2720m拓深到4700m,证实兴隆台潜山4700m以上整体含油、含油幅度2400m，累计探明石油地质储量1.27x108t.辽河变质岩潜山内幕的突破带动了渤海湾盆地变质岩及潜山内幕的勘探，2011年冀中坳陷束鹿凹陷南部晋古19井变质岩潜山获工业油流，首次实现了冀中坳陷变质岩潜山突破。冀中坳陷牛东1井深层碳酸盐岩潜山2011年获得新突破，于蓟县系雾迷山组白云岩5641.5~6027m井段获得高产油气流，这一发现证实了深层碳酸盐岩潜山依然具有较大勘探潜力［8,9］。研究表明，以往潜山勘探深度以小于4000m为主，潜山类型以风化壳型为主，深潜山和潜山内幕勘探程度低［9］。统计发现，渤海湾盆地基底埋深超过5000m的富油凹陷有10余个，面积约为2.8x104km2,深潜山勘探的区域广阔［8,10］。同时，随着变质岩内幕与供油窗口大小控制潜山的含油气幅度等成藏认识的发展，随着二次三维地震采集处理解释一体化技术与深潜山、潜山内幕精确成像技术、欠平衡钻井与高效测试等技术的进步，埋藏深度不再是制约潜山勘探的主要因素，潜山内幕地层的识别与储集层（裂缝）预测更加准确，使得深潜山与各种类型的潜山内幕勘探更加现实。据2000年中国石油勘探开发研究院评价结果，渤海湾盆地潜山油气藏的石油资源量约30x108t，目前仅探明约13.8x108t，仍有较大勘探潜力。4.2深层碎屑岩为未来重要的勘探接替领域渤海湾盆地深层普遍发育大型辫状河（扇）三角洲、湖底扇等沉积体系，砂、泥互层分布，接触面积一般大于60%；深层砂岩受有利沉积微相、岩石成分、高温高压体系等综合控制，溶蚀作用改善储集性能明显，形成多个次生溶蚀孔隙发育带，继而形成有效储集层，深层油气就近运移成藏［11］。深层的常规碎屑岩勘探是渤海湾盆地中长期勘探的重点领域。〃十一五”以来，渤海湾盆地深层碎屑岩钻井数量持续增加，黄骅、冀中、辽河3个坳陷2010年深层碎屑岩钻井数量达到50%，碎屑岩探井平均井深达到了3300m.随着勘探深度的增加，深层常规砂岩与致密砂岩油气不断获得重要发现。如黄骅坳陷歧口凹陷2010年碎屑岩探井平均井深达到3765m，新增石油探明储量中，超过3500m的储量占当年探明储量的73%；与此同时，近几年在歧口滨海斜坡和歧北斜坡发现了滨海4井(5138—5463m)、滨深22井(4000—4663m)等致密砂岩气藏。其中，滨深22井气藏探明天然气地质储量48.3x108m3.研究表明，渤海湾盆地深层致密砂岩油勘探面积约1.5x104km2,纵向上主要分布在4000m以下，砂体累计厚度大，一般大于150m，资源丰度保守取值10x104~12x104t/km2,则致密砂岩油资源量为15x108~18x108t.致密砂岩气勘探面积约7500km2，主要分布在4500~5000m以下，通过黄骅坳陷歧北斜坡致密砂岩气藏实例解剖，确定资源丰度平均为8.45x108m3/km2,致密砂岩气资源量为6.3x1012m3.因此，渤海湾盆地深层碎屑岩油气资源潜力巨大，未来重要的勘探接替领域。4.3湖相碳酸盐岩为未来重要的勘探新领域渤海湾盆地湖相碳酸盐岩一般发育于构造活动相对稳定、湖盆水体持续扩张阶段，在滨浅湖区形成各种类型的生物灰质白云岩、颗粒灰质白云岩和礁灰(白云)岩；在半深水至深水湖区，可形成泥晶灰岩和泥灰岩［6］。早期已经发现了以济阳坳陷平方王为代表的生物礁型油气田，以及众多的滩坝型颗粒碳酸盐岩油气田。近年来，逐渐认识到湖相碳酸盐岩在凹陷斜坡部位广泛发育灰质白云岩、白云质灰岩等物性相对较差的湖相碳酸盐岩，纵向上与多套页岩互层分布，油气就近运移充注成藏。如歧口凹陷南缘歧北一歧南斜坡、堤海断阶坡、大中旺地区Es下1段发现了约2500km2湖相碳酸盐岩分布区，新增探明储量3477x104t［12］。饶阳凹陷老井复查发现Es下1、Es3段湖相碳酸盐岩分布面积达到3500km2，已有53口井获工业油流。新一轮研究证实，渤海湾盆地湖相碳酸盐岩分布广泛，面积超过1.1x104km2.纵向上多套页岩与湖相碳酸盐岩互层分布，整段地层一般厚30-80m,其中页岩累计厚度一般大于10m，有机质含量高（2%），处于大量生油阶段（镜质体反射率为0.4%~1.2%）。湖相碳酸盐岩单层厚0.5-3m,累计厚度10-40m,油气就近运移成藏。储集空间为粒内溶孔、粒间溶孔、裂缝以及生物、铸模孔、粒间孔，储集层整体物性较差，多为中低孔、（特）低渗储集层，但压裂改造效果好，如歧口Es下1湖相碳酸盐岩日产油量可提高5倍以上。油藏埋藏深度适中，一般为2000-4000m.通过黄骅凹陷歧口西南缘探明储量区解剖，确定资源丰度为11.2x104t/km2，类比计算渤海湾盆地湖相碳酸盐岩资源量12.32x108t.同时，由于页岩有机质成熟度普遍较低，部分地区原油密度较大、且油藏含水普遍、储集层薄、非均质性强。目前对湖相碳酸盐岩的认识程度及发现程度相对较低，可作为未来的勘探新领域。5结论（1）渤海湾盆地新发现烃源岩和页岩单独计算新增加石油资源量合计19.2x108t,渤海湾盆地石油远景资源总量为243.7x108t，剩余石油资源量113.2x108t，具备深化勘探的资源潜力。（2）渤海湾盆地勘探处于储量稳定增长阶段后期，潜山（潜山内幕、深层潜山）和碎屑岩依然是重要的储量增长领域，致密砂岩油气、湖相碳酸盐岩油气等非常规油气藏将是未来重要的勘探领