东西伯利亚盆地油气资源潜力分析

东西伯利亚盆地油气资源潜力分析

东西伯利亚的石油和天然气地区位于雅库斯和莱纳之间。在行政区域方面，它包括克拉斯诺亚尔斯克边境地区、泰米尔和埃文斯基自治州、伊尔库茨克县和萨哈自治共和国（雅克茨克县），总面积约400公里。东西伯利亚地区的油气勘探始于20世纪20—30年代。50—60年代完成全区重力、磁力和电法等区域性地球物理勘探工作,先后在不同含油气盆地中发现了一批有利构造和油气流,证实东西伯利亚地区含油气盆地是一个具有中、古生界含油气远景的盆地。1956年首先在萨哈地区维柳伊盆地发现乌斯基—维柳伊气田,1961年又在伊尔库茨克地区发现阿托夫和马尔科夫油气田,这两个油气田的发现使地台内部盆地古生界及其边缘坳陷中生界油气勘探有了突破。目前已发现13个含油气有利地区,其中涅普—鲍图奥宾、巴伊基特、勒拿—维柳伊、伊尔库茨克,叶尼塞—哈坦格和通古斯等6个最有利的含油气区已发现和探明油气田约60个,有3个(尤罗勃钦—托霍姆、上乔和塔拉坎)是特大型带气顶油田,7个(中鲍图奥宾等)大型油气田。全区探明石油可采储量约5.1×108t,探明天然气储量约3.0×1012m3。预测该盆地油气资源量约520×108t石油当量,其中石油可采资源总量约128×108t,天然气资源总量约50×1012m3。已发现的特大型油气田尚未投入开发,正在进行详探。该盆地勘探开发后发现新油气储量的潜力很大。一、开大期太-大石山组盆地内基性岩群东西伯利亚地区属前里费纪古老地台,除地台西边以大断裂与西西伯利亚年青地台相接外,周缘均以不同时代的褶皱带为界,北界太梅尔海西期褶皱带,南界萨彦太古代褶皱带及元古代贝加尔褶皱带,东临维尔霍扬中生代褶皱带。地台基本构造单元有:阿纳巴尔、阿尔丹隆起(核部已出露基底,为地盾)、叶尼塞地块(寒武系出露)、通古斯坳陷、安加拉—勒拿(或称伊尔库茨克)阶地,以及哈坦格和维柳伊边缘坳陷;地台基底属太古界和中下元古界变质岩系,在隆起区其埋深2~3km,盆地中部其埋深7~12km。沉积岩分四大构造层:深部古拗拉槽构造层,包括上元古界里费系、文德系;下部构造层,中、下古生界主要为碳酸盐岩,有部分碎屑岩及硫酸岩,地层厚度4.0km;中构造层,为上古生界及三叠系陆相碎屑岩沉积,地层厚度1.0km,在通古斯盆地广泛发育三叠系基性火山岩系;上构造层,为中生代陆相及部分海相地层,仅限于哈坦格、维柳伊边缘坳陷和一些含煤的山间盆地,含油气岩系分布范围较广,包括里费系至白垩系。该盆地内部隆起区主要油气产层为里费系和寒武—文德系砂岩和碳酸盐岩,而边缘坳陷主要产气层系为侏罗系和三叠系砂岩,其次为石炭—二叠系砂岩。现将该盆地石油地质特征分述如下。1.构造单元类型基底是由太古界花岗岩组成,地台盆地经历了晚元古代里费期拗拉谷和古生代地台盆地等两个主要发育阶段,现今构造面貌是印支运动以后多期构造运动改造的结果,大致分布以下几种类型的一级构造单元:早期沉陷后期抬升的隆起区,如涅普—鲍图奥滨、巴伊基特等低隆起区;勒拿—维柳伊和叶尼塞—哈坦格等中生界边缘坳陷;通古斯中生界坳陷;阿纳巴尔和阿尔丹高隆起区。在这些大型构造单元都见到了中、古生界油气显示,发现了油气田和古油藏,其中低隆起区和边缘坳陷业已证实为富油气区,台内中生界坳陷是有利含油气区,而高隆起区围斜部分是稠油、沥青和古油藏分布区(图1)。2.里费系原油—古拗拉槽和地台内部裂谷盆地是古老地层中烃源岩主要发育区在东西伯利亚地区里费系下部马德林组和文德统下部帕尔菲诺夫组深黑色泥页岩和高碳泥岩属于海盆内部陆棚沉陷区的沉积,具有稳定还原的沉积环境,富含海洋浮游生物和原核生物(细菌和深兰植物),还有多细胞水生植物、菌类等,有机质以腐泥型和偏腐泥型为主。有机质丰度较高,黑色泥页岩有机碳平均含量为0.7%,最高可达2.0%,干酪根中富含碳同位素?12C,碳同位素值?13C为-34%~-30%。经油源对比分析研究,尤罗勃钦—托霍姆油气田里费系原油可能来自下伏马德林组烃源岩。该油气田原油属于轻质油,具有高芳香烃、高胶质、低硫和不含沥青质的特征,原油中也富含轻质碳同位素?12C,而饱和烃和芳香烃中碳同位素值为-33.5‰~-32.9‰,原油中正构烷烃中以脂肪族化合物为主,低分子正构烷烃(C8—C10)含量高,在异戊间二烯烷烃中姥/植比小于1.0,姥/正17烷比为0.11~0.15,植/正18烷比为0.16~0.25。在C27—C29甾烷中C29乙基胆甾烷含量最大,在藿烷类化合物中以C30藿烷和C29藿烷为主,C28降藿烷含量较低,在萜烷系列中三环萜烷含量相对较高。这些生物标志物说明,生油母质为原核生物和原始简单真核生物,如细菌、浮游生物和底栖生物等。经分析,巴伊基特隆起区尤罗勃钦—托霍姆油气区的原油与里费系烃源岩具有相同的地球化学和生物标志特征,油源对比关系明显,完全可以说明里费系和文德统泥岩是东西伯利亚地区的主要烃源岩。3.文德统底砂岩层在东西伯利亚地区南部主要发育下里费系碳酸盐岩、盐下文德统碎屑岩和盐间碳酸盐岩等三套生储盖组合;而地台边缘前陆盆地主要为二叠、三叠系和侏罗—白垩系2套生储盖组合,储集层以砂岩和粉砂岩为主。经分析,里费系碳酸盐岩储集层溶洞—裂缝发育,但非均质性较大,这是盆地西部巴伊基特含油气区的尤罗勃钦—托霍姆巨型油气田主要产层;文德统底砂岩层是涅普—鲍图奥宾隆起区的区域性储集层;中生界砂岩是地台边缘两个边缘坳陷主要产气层,具有物性好、产量大的特征。在古老地层中,储集层可分为碎屑岩和碳酸盐岩两大类型:古生界和元古界碎屑岩储集层绝大部分属沿岸滨海相沉积,是高能条件下的沿岸砂坝、滩砂、三角洲的河口砂坝,为良好的储集岩体,具有颗粒分选好、矿物成熟度高、砂岩厚度大、分布稳定等特征。与陆相砂岩对比,在相同地质条件下,海相砂岩成分中石英含量高达50%~90%,抗压性能强,不易压实;又因地温梯度相对较低,能在较大埋深范围内保持较好储集物性。东西伯利亚南部科维克金等气田文德统底部砂岩为一套沿岸砂坝沉积,砂岩石英含量高达90%,平均孔隙度为11%~18.5%,渗透率为(15~183.5)×10-3?m2。碳酸盐岩储集层发育程度主要与沉积岩相带以及后生改造作用有关,大致可分为溶蚀孔洞型和裂缝型两种储集空间。岩性岩相带是控制碳酸盐岩储集层发育的重要因素,一般情况下,开阔台地边缘滩相生物灰岩、鲕状灰岩以及生物礁灰岩具备良好储集性能。4.基本型储集区发育模式油气藏类型以构造背景下地层岩性圈闭油气藏为主,油气储量规模大,属于特大型或大型油气田;背斜型油气藏规模有限,以中小型油气田为主。在东西伯利亚盆地中油气主要分布在大型古隆起区(涅普—鲍图奥宾隆起区和巴伊基特隆起区),它们都紧邻元古界拗拉槽烃源岩区,具有良好生储盖组合条件,巨厚盐膏岩层,保存条件好。古隆起区及其周缘是储集层发育的有利地区,不仅有利于古岩溶区的形成,碳酸盐岩缝洞十分发育,又有利于古隆起区沿岸砂坝和滩砂形成,成为砂岩储集发育区,这为形成古潜山和岩性、物性封闭油气藏创造了极为有利的条件,如涅普—鲍图奥宾隆起区特大型上乔岩性油气田和特大型科维克金气田,巴伊基特隆起区高部位尤罗勃钦—托霍姆油气田古潜山油气藏(带气顶油田,面积约3750km2,里费系碳酸盐岩是主要产油气层,储集层为裂缝溶洞型)(图1)。叶尼塞—哈坦格和维柳伊边缘坳陷是富气区。5.膏盐岩地层厚度东西伯利亚地区南部存在大面积的膏盐岩分布区,区域性膏盐岩层厚度达1000~2000m,使东西伯利亚地区南部隆起区和断阶带油气田具有了良好的保存条件,油气田地层水矿化度高达数十万毫克/升。二、建设区域性油气开采基地东西伯利亚地台是一个元古代和古生代沉积盆地,具有十分有利的石油地质和油气藏形成条件,是一个富含油气区,是俄罗斯21世纪油气勘探开发的主要地区和向东北亚以及我国出口油气的重要供应地。近年来,俄罗斯政府组织油气公司及其有关专家,对东西伯利亚地区石油和天然气资源潜力和产能规模进行了深入评估研究,先后编制了《2020年以前俄罗斯东部地区油气能源发展策略》和《东西伯利亚和萨哈地区油气生产规划》,拟建立俄罗斯东部地区油气开采基地,开发已探明的特大型油气田。同时,加强了油气田周围有利远景区块的勘探工作,争取再发现一批大型油气田,使石油可采储量由目前的5.1×108t,2030年达到13.5×108t,新增8.4×108t;天然气储量相应由3.06×1012m3,增加到5.7×1012m3,新增2.7×1012m3;准备形成尤罗勃钦—托霍姆油气田、科维克金气田、上乔—塔拉坎油田以及恰扬金—中鲍图奥宾气田等4个采油气基地,到2020—2030年东西伯利亚地区建成石油年产量8500×104t和天然气年产量约1000×108m3的生产规模。为此,2004年12月俄罗斯政府批准《建设东西伯利亚—斯科沃罗季诺—佩列沃兹港口输油管线》,并建设由斯科沃罗季诺—大庆输油管线支线,向中国供应为3000×108t原油。确定这个目标是有石油地质基础的,只要有足够投资,也是可以实现的。1.油气勘探方向经深入评估分析认为,东西伯利亚和萨哈地区油气远景资源丰富,油气田产能规模大,将是俄罗斯陆上唯一的大型油气勘探开发后备区和弥补西西伯利亚老油气田产量下降的接替区。为了建成上述规模的大型采油气基地,仅靠现今已探明的油气田和油气储量是不够的,需要加强主力油气田周缘勘探区块的普、详探工作,新增石油可采储量8.4×108t,新增天然气储量2.7×1012m3,以便使该地区有充足的石油和天然气后备储量。为此,必须加强以下几方面的工作:一是加强现有油气田的详探工作,确保油气田稳产的储量升级。对克拉斯诺亚尔斯克、埃文斯基、伊尔库茨克和萨哈等4个地区的尤罗勃钦—托霍姆、科维克金、上乔、塔拉坎、恰扬金和中鲍图奥宾等44个油气田进行详探,落实含油气面积,将C2级石油可采储量6.08×108t,天然气控制储量2.67×1012m3,升级为C1级探明储量:石油可采储量为3.65×108t,天然气储量为1.6×1012m3,为油气田全面开发和建产能做好储量准备。二是加强勘探区块普查工作,预探有利构造圈闭,力争再发现一批新油气田,增加油气储量,确保全区油气产量长期稳定。近几年来,已经加强了油气勘探工作,在伊尔库茨克地区科维克金气田西南部,发现了一个规模较大的新气田,含油气面积可能有数千平方千米,圈闭储量约数千亿立方米;在萨哈地区塔拉坎油田西部蒂姆普奇坎区块钻探结果,发现了一个类似生物礁的油田,有可能是一个规模大的油田。这些情况说明,该地区主力油气田周缘勘探区块进一步做工作,可望发现新的大型油气田。据专家评估,在东西伯利亚西南部地区有利含油构造圈闭58个,预测C3级圈闭储量:石油可采储量15.54×108t,天然气储量3.5×1012m3,考虑勘探风险后,预测全区还可再探明C1级储量:石油为4.3×108t,天然气为1.04×1012m3。三是加强地震普、详查工作,争取在有利含油气区带再发现一批新的有利圈闭。经全区评估结果,预计该区不同层系远景总资源量,石油为33.5×108t,天然气为11.5×1012m3。经地震勘探和预探井钻探后,可发现一批新的含油气圈闭,预测可升级为C3级圈闭资源量,石油为16.75×108t,天然气为5.76×1012m3。这些可作为进一步油气勘探的后备资源(表1)。四是加大资金投入。按俄罗斯2030年能源发展规划要求,为了新增石油可采储量8.0×108t以上,新增天然气2.6×1012m3以上,大约需要做三维地震43.2×104km,钻井671.4×104m,勘探总投资约170亿美元,其中钻井费用124亿美元,每吨石油储量勘探费用约5~6美元,每千立方米天然气储量勘探费用1.3美元。据此认为,油气地质资源量基础是雄厚的,只要加大勘探费用投入,完成油气田勘探和详探工作量,新增探明油气储量的目标是可以实现的。2.伊尔库茨克州该地区具有油气共生和气中富含凝析油和氦气的特征,为此,在油气田开发过程中,可采用油气田同时开发和油气综合利用方式。对全区已探明油气田储量进行深入分析研究后,俄罗斯准备将特大型油气田作为主要油气田,与其周缘已发现的油气田和有利勘探区块结合起来,组建成4个采油气基地。预计2020—2030年建成石油年产量8500×104t和天然气产量约1000×108m3的生产规模。俄罗斯能源部及其所属油气公司和地区油气研究院(所)编制了全区和油气田分区长期油气产量规划(表2、表3、图2、图3)。现分区分述如下。尤罗勃钦—库尤姆宾采油气区:该区位于克拉斯诺亚尔斯克地区,为卡莫夫隆起区特大型古潜山油气田,勘探程度高,已探明C1和C2级石油可采储量4.72×108t,天然气储量约8000×108m3,准备2010年投入开发,预计2020年石油年产量达3250×104t,天然气产量达170×108m3,可稳产到2030年以后。该地区还有新增油气储量潜力,以使全区后期稳产和高产。上乔—塔拉坎采油区:它位于伊尔库茨克州东部和萨哈自治共和国西南部,是由上乔和塔拉坎两个大型油气田以及杜里斯明、亚拉克金、中鲍图奥宾和恰扬金等油田共同组成的采油区,动用探明C1和C2级石油可采储量4.2×108t,从2010—2015年起先后投入开发,2020—2030年石油年产量约2000×104t。科维克金气田及其周缘采气区:位于伊尔库茨克州南部,科维克金气田是一个巨型岩性气田,探明含气面积5400km2,探明天然气C1和C2级储量约2×1012m3。已具备投入开发的储量基础。由于该气田富含氦气,在开发气田同时,需建脱氦气处理厂和地下储氦气库工程。因此,2008年才开始小规模开发,天然气产量仅供伊尔库茨克州当地需求,进行氦气处理的试生产工作,预计在2015年全面开发该气田,相继还将对其周缘杜里斯明和亚拉克金气田气顶投入开发,在2020—2030年产量可达420×108m3生产规模。近期在该地区数个有利勘探区块都发现高产气流,全区建成(400~500)×108m3生产规模是有储量和资源量基础的。恰扬金—中鲍图奥宾采气区:位于萨哈自治共和国西南部,又处于涅普—鲍图奥宾隆起东北部,是由恰扬金、中鲍图奥宾、塔斯—尤里亚赫和上维柳伊等4个大型气田组成,探明天然气C1和C2级储量约(2.0~2.5)×1012m3。该地区还有一批含气区块,有一定新增天然气储量潜力,大部分气田已做好投入开发天然气储量的准备工作。按俄罗斯国家计划,从2015年以后全面投入开发,预计2020—2030年天然气产量达370×108m3生产规模。此外,萨哈地区维柳伊盆地已探明中维柳伊和中丘恩格等10个气田,探明天然气储量约3000×108m3,目前,每年仅生产天然气50×108m3,满足当地天然气需求。该区有增长天然气产量的潜力。总之,要全面建成4个采油气区,建成石油年产量8500×104t和天然气年产量10