“中國海相碳酸鹽巖層系油氣資源豐富,具備形成大中型油氣田的物質基礎。初步估算,這套層系的油氣資源量為359億噸。”中國石化股份有限公司副總地質師、石油勘探開發研究院院長金之鈞教授告訴記者:“目前,這套層系已探明的油氣儲量僅占到總資源量的10%左右,未來發現油氣田的前景非常可觀。”
中國海相碳酸鹽巖層系,熱演化程度高、厚度薄。上世紀初期,美國學者Fuller在美國AAPGBulletin雜志上發表《ExplorationinChina》(1919)和《OilProspectsinNortheasternChina》(1926)論文,論述了陜北和中國其他地區的油氣勘探。受此影響,在西方出現了中國貧油論。
“油氣勘探在任何一個地區實現突破,首先必須在理論上和勘探思路上有所突破。”金教授對記者說,中國海相碳酸鹽巖層系的地質條件非常復雜,和國內陸相沉積盆地和國外海相沉積盆地都不同,必須在繼承陸相油氣地質理論與國外海相油氣地質理論的基礎上,創建適用我國特點的海相碳酸鹽巖層系油氣地質理論體系。
2010年第1期《前沿科學》刊發了金之鈞教授撰寫的《我國海相碳酸鹽巖層系石油地質基本特征及含油氣遠景》的學術論文,文中對中國海相碳酸鹽巖層系油氣分布規律進行了總結。他認為,海相碳酸鹽巖層系將成為中國未來油氣資源很重要的一個組成部分。
保存是關鍵,找油找氣先找“蓋”
“我國海相地層的特殊性決定了保存條件是海相碳酸鹽巖層系形成大油氣田的關鍵”,金之鈞說。自2000年以來,金之鈞率領他的科研團隊就將目標鎖定在海相層系油氣保存條件的研究上。
“石油、天然氣與煤、鐵等固體礦產不同,它具有很大的流動性,即使成藏,也會因為地質條件的變化而跑掉。”金之鈞指出,與國外含油盆地海相碳酸鹽巖相比,我國海相地層有兩大特征。一個是地層老。大致以地質年代2億年為界,國內海相層系主要形成于2億年以前(青藏地區除外),而國外含油氣盆地的碳酸鹽巖大多在2億年以來。另一個是構造活動強烈。我國處于印度板塊、西伯利亞板塊和太平洋板塊三大板塊的圍限處,地質構造不穩定。不僅如此,我國地塊的面積也遠小于北美地臺、東西伯利亞和西西伯利亞地臺,它的抗構造運動的能力就比較弱。因此,我國海相層系油氣成藏對保存條件的要求就非常苛刻。他說,“國外海相地層形成的時代晚,經受的構造運動相對較弱,所以國外海相巖層油氣保存條件相對較好。”
保存條件很重要,但是哪些地方保存的條件好?面對這個問題,老一輩專家曾提出在“活動區找穩定區”的勘探思路,但是一直沒有取得大的突破。
“我們利用美國地質調查局的數據對全世界油氣區帶進行了宏觀統計,發現一個規律:大油氣田和成片的膏鹽巖分布是緊密共生的。”金之鈞進一步解釋到,就評價單元而言,在全世界沉積蓋層中,膏鹽巖為蓋層的油氣田占油氣田總數的8%,但它控制了80%的油氣儲量。泥巖作為蓋層,個數很多,但它只控制了20%的儲量。“這就表明,膏鹽巖是最優質的蓋層。”
膏鹽巖具有塑性流動的特性,在地下相當于一個塑性體。在斷層運動中,它邊斷邊蠕合。另外,鹽顆粒晶體的晶間空隙比天然氣的分子還要小,膏鹽巖下的油氣分子也不易擴散掉。“膏鹽巖就像個鍋蓋,把下面的石油天然氣蓋的死死的,找油氣就要先找這個‘鍋蓋’。”金之鈞說。
定源定蓋,探斜坡探樞紐帶
決定海相油氣資源的另一個關鍵因素是烴源巖,它是生成天然氣和石油的母質。長久以來,烴源巖的研究始終被放在頭等重要的位置。
“定洼探邊、定洼探隆”是陸相油氣盆地勘探的非常有價值的一條規律。在陸地湖盆,深水區有機質豐富,烴源巖發育。由于比重較輕,油氣會向上走,聚集在洼地的邊坡和隆起部位。“定洼探邊、定洼探隆”就是找到地質上的洼地后,再找洼子的邊坡和隆起部位。在這個思路的指導下,我國東部油氣資源的勘探獲得了巨大成功。
在塔里木、四川等地的海相巖層油氣勘探中,這條規律卻失靈了!為什么?
據統計,大陸斜坡面積占整個海洋面積的17%左右,它擁有的生物量卻占到整個海洋的70%以上。“海相層系中烴源巖發育的區域往往不在深海區,而在斜坡區。這一點與陸相沉積完全不同。”金之鈞提醒記者注意。
大陸斜坡有兩種演化模式:一種是地面抬升,海水退卻,形成蒸發臺地(薩布哈)沉積環境。在薩布哈環境下,膏鹽沉積,形成很好的蓋層;另一種是海平面升高,海水入侵,泥質含量增加,可以形成泥質蓋層。同時,在斜坡的過渡帶上,碳酸鹽巖易受海水的淋濾與溶蝕作用,喀斯特地貌發育,儲油條件也非常好。金之鈞特別提出,盆地中的隆起與坳陷容易發生來回反轉的蹺蹺板運動,蹺蹺板的核心部位,也就是樞紐帶是盆地中相對穩定的區域,它的儲存環境最好。“斜坡與構造樞紐帶是海相碳酸鹽巖層系大中型油氣田(藏)有利富集區。定好‘源’和‘蓋’,然后就要找斜坡和樞紐帶。”金之鈞說。
海相油氣勘探按三個層次展開
“根據對中國海相碳酸鹽巖層系油氣資源分布規律的研究,我們總結出10個字的勘探思路——‘定源定蓋,探斜坡探樞紐帶’。”金之鈞告訴記者,因此我國海相大型油氣田勘探應從三個戰略層次展開。第一個層次為戰略展開區,集中在四川盆地的東北部、塔里木盆地的塔北地區、塔中地區和鄂爾多斯盆地的中部地區。塔里木盆地有石炭系的膏泥巖,庫車有第三系的膏巖層,特別是四川盆地及其周邊地區有下三疊統膏巖,這些膏巖層系覆蓋的地區將是我國近期重大發現的主戰場。第二個層次為戰略突破區,包括四川盆地南部深層、鄂西渝東地區、江漢平原、塔里木盆地巴楚地區深層、鄂爾多斯下古生界等膏巖層系下覆區域。第三個層次為戰略準備區,主要在下揚子、江南雪峰西緣、華北地區深層以及青藏等地區。“斜坡樞紐富集,由此我國海相石油勘探將聚焦在這些區域,如四川盆地的大巴山、米倉山山前帶,這里既分布著下三疊統、中寒武統的膏鹽巖,烴源巖也發育,油氣資源非常豐富。除此外,在鄂西渝東等其他地區也值得我們關注。”金之鈞說。
石油勘探是個高投入、高風險、高回報的行業。在金之鈞的眼里,油氣地質理論就是勘探的靈魂,同時又依靠勘探實踐去豐富和檢驗,多次反復所形成正確的勘探思路將有效地提高油氣勘探的成功率。同時,他也坦言,從理論認識到實踐往往還需要很長的路要走,油氣田勘探不僅要看它的經濟意義有多大,技術上是否可行,而且還要有決策層的長遠眼光和勇于承擔風險的魄力。
金之鈞說:“未來的10年是能源的10年。中國經濟的發展與我國能源保障狀況密切相關。我國油氣資源保障一要立足國內,二要面向海外。”對于到2015年我國油氣產量將達到2億—2.2億噸的預測,金之鈞認為,提高老油區采收率技術,開拓海域和海相領域都會對它產生影響。其中,海相碳酸鹽巖層系能否獲得重大突破是我國能否達到預期或超過預期的關鍵所在。
中國海相碳酸鹽巖層系,熱演化程度高、厚度薄。上世紀初期,美國學者Fuller在美國AAPGBulletin雜志上發表《ExplorationinChina》(1919)和《OilProspectsinNortheasternChina》(1926)論文,論述了陜北和中國其他地區的油氣勘探。受此影響,在西方出現了中國貧油論。
“油氣勘探在任何一個地區實現突破,首先必須在理論上和勘探思路上有所突破。”金教授對記者說,中國海相碳酸鹽巖層系的地質條件非常復雜,和國內陸相沉積盆地和國外海相沉積盆地都不同,必須在繼承陸相油氣地質理論與國外海相油氣地質理論的基礎上,創建適用我國特點的海相碳酸鹽巖層系油氣地質理論體系。
2010年第1期《前沿科學》刊發了金之鈞教授撰寫的《我國海相碳酸鹽巖層系石油地質基本特征及含油氣遠景》的學術論文,文中對中國海相碳酸鹽巖層系油氣分布規律進行了總結。他認為,海相碳酸鹽巖層系將成為中國未來油氣資源很重要的一個組成部分。
保存是關鍵,找油找氣先找“蓋”
“我國海相地層的特殊性決定了保存條件是海相碳酸鹽巖層系形成大油氣田的關鍵”,金之鈞說。自2000年以來,金之鈞率領他的科研團隊就將目標鎖定在海相層系油氣保存條件的研究上。
“石油、天然氣與煤、鐵等固體礦產不同,它具有很大的流動性,即使成藏,也會因為地質條件的變化而跑掉。”金之鈞指出,與國外含油盆地海相碳酸鹽巖相比,我國海相地層有兩大特征。一個是地層老。大致以地質年代2億年為界,國內海相層系主要形成于2億年以前(青藏地區除外),而國外含油氣盆地的碳酸鹽巖大多在2億年以來。另一個是構造活動強烈。我國處于印度板塊、西伯利亞板塊和太平洋板塊三大板塊的圍限處,地質構造不穩定。不僅如此,我國地塊的面積也遠小于北美地臺、東西伯利亞和西西伯利亞地臺,它的抗構造運動的能力就比較弱。因此,我國海相層系油氣成藏對保存條件的要求就非常苛刻。他說,“國外海相地層形成的時代晚,經受的構造運動相對較弱,所以國外海相巖層油氣保存條件相對較好。”
保存條件很重要,但是哪些地方保存的條件好?面對這個問題,老一輩專家曾提出在“活動區找穩定區”的勘探思路,但是一直沒有取得大的突破。
“我們利用美國地質調查局的數據對全世界油氣區帶進行了宏觀統計,發現一個規律:大油氣田和成片的膏鹽巖分布是緊密共生的。”金之鈞進一步解釋到,就評價單元而言,在全世界沉積蓋層中,膏鹽巖為蓋層的油氣田占油氣田總數的8%,但它控制了80%的油氣儲量。泥巖作為蓋層,個數很多,但它只控制了20%的儲量。“這就表明,膏鹽巖是最優質的蓋層。”
膏鹽巖具有塑性流動的特性,在地下相當于一個塑性體。在斷層運動中,它邊斷邊蠕合。另外,鹽顆粒晶體的晶間空隙比天然氣的分子還要小,膏鹽巖下的油氣分子也不易擴散掉。“膏鹽巖就像個鍋蓋,把下面的石油天然氣蓋的死死的,找油氣就要先找這個‘鍋蓋’。”金之鈞說。
定源定蓋,探斜坡探樞紐帶
決定海相油氣資源的另一個關鍵因素是烴源巖,它是生成天然氣和石油的母質。長久以來,烴源巖的研究始終被放在頭等重要的位置。
“定洼探邊、定洼探隆”是陸相油氣盆地勘探的非常有價值的一條規律。在陸地湖盆,深水區有機質豐富,烴源巖發育。由于比重較輕,油氣會向上走,聚集在洼地的邊坡和隆起部位。“定洼探邊、定洼探隆”就是找到地質上的洼地后,再找洼子的邊坡和隆起部位。在這個思路的指導下,我國東部油氣資源的勘探獲得了巨大成功。
在塔里木、四川等地的海相巖層油氣勘探中,這條規律卻失靈了!為什么?
據統計,大陸斜坡面積占整個海洋面積的17%左右,它擁有的生物量卻占到整個海洋的70%以上。“海相層系中烴源巖發育的區域往往不在深海區,而在斜坡區。這一點與陸相沉積完全不同。”金之鈞提醒記者注意。
大陸斜坡有兩種演化模式:一種是地面抬升,海水退卻,形成蒸發臺地(薩布哈)沉積環境。在薩布哈環境下,膏鹽沉積,形成很好的蓋層;另一種是海平面升高,海水入侵,泥質含量增加,可以形成泥質蓋層。同時,在斜坡的過渡帶上,碳酸鹽巖易受海水的淋濾與溶蝕作用,喀斯特地貌發育,儲油條件也非常好。金之鈞特別提出,盆地中的隆起與坳陷容易發生來回反轉的蹺蹺板運動,蹺蹺板的核心部位,也就是樞紐帶是盆地中相對穩定的區域,它的儲存環境最好。“斜坡與構造樞紐帶是海相碳酸鹽巖層系大中型油氣田(藏)有利富集區。定好‘源’和‘蓋’,然后就要找斜坡和樞紐帶。”金之鈞說。
海相油氣勘探按三個層次展開
“根據對中國海相碳酸鹽巖層系油氣資源分布規律的研究,我們總結出10個字的勘探思路——‘定源定蓋,探斜坡探樞紐帶’。”金之鈞告訴記者,因此我國海相大型油氣田勘探應從三個戰略層次展開。第一個層次為戰略展開區,集中在四川盆地的東北部、塔里木盆地的塔北地區、塔中地區和鄂爾多斯盆地的中部地區。塔里木盆地有石炭系的膏泥巖,庫車有第三系的膏巖層,特別是四川盆地及其周邊地區有下三疊統膏巖,這些膏巖層系覆蓋的地區將是我國近期重大發現的主戰場。第二個層次為戰略突破區,包括四川盆地南部深層、鄂西渝東地區、江漢平原、塔里木盆地巴楚地區深層、鄂爾多斯下古生界等膏巖層系下覆區域。第三個層次為戰略準備區,主要在下揚子、江南雪峰西緣、華北地區深層以及青藏等地區。“斜坡樞紐富集,由此我國海相石油勘探將聚焦在這些區域,如四川盆地的大巴山、米倉山山前帶,這里既分布著下三疊統、中寒武統的膏鹽巖,烴源巖也發育,油氣資源非常豐富。除此外,在鄂西渝東等其他地區也值得我們關注。”金之鈞說。
石油勘探是個高投入、高風險、高回報的行業。在金之鈞的眼里,油氣地質理論就是勘探的靈魂,同時又依靠勘探實踐去豐富和檢驗,多次反復所形成正確的勘探思路將有效地提高油氣勘探的成功率。同時,他也坦言,從理論認識到實踐往往還需要很長的路要走,油氣田勘探不僅要看它的經濟意義有多大,技術上是否可行,而且還要有決策層的長遠眼光和勇于承擔風險的魄力。
金之鈞說:“未來的10年是能源的10年。中國經濟的發展與我國能源保障狀況密切相關。我國油氣資源保障一要立足國內,二要面向海外。”對于到2015年我國油氣產量將達到2億—2.2億噸的預測,金之鈞認為,提高老油區采收率技術,開拓海域和海相領域都會對它產生影響。其中,海相碳酸鹽巖層系能否獲得重大突破是我國能否達到預期或超過預期的關鍵所在。