全球油氣勘探新發現新領域新理論新技術跟蹤分析與啟示

張大權，苗 淼，張艷飛，姜正龍，蔣 恕

(1.中國地質調查局油氣資源調查中心，北京 100083；2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；3.中國地質大學(北京)，北京 100083)

地質找礦

全球油氣勘探新發現新領域新理論新技術跟蹤分析與啟示

張大權1，苗 淼1，張艷飛2，姜正龍3，蔣 恕3

(1.中國地質調查局油氣資源調查中心，北京100083；2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京100037；3.中國地質大學(北京)，北京100083)

本文通過解剖典型國家、典型地區油氣勘查開發成功案例，總結全球油氣勘探新進展和重大發現；從深水、深層、“連續型”油氣成藏條件出發，分析未來油氣重點勘探領域；提出全球油氣勘探重要地質理論，包括區域構造演化與油氣富集等；從地震、非常規油氣、天然氣水合物、定向鉆井等方面，總結油氣勘探領域應用的新技術。通過對比新發現、新領域、新理論和新技術，提出全球油氣重要勘探方向，包括：中東等地泛特提斯盆地、俄羅斯、南北大西洋至北極的盆地、東非陸上和海上深水、澳大利亞西北大陸架、墨西哥灣等。提出我國油氣勘探戰略領域，包括深層、深水、非常規、海相、老油田挖潛等5個“重視”，以及加強勘探基礎工作和工程技術創新等。

油氣；新發現；新領域；新理論；新技術；勘探

1 全球油氣勘查重大新發現

2015年，全球油氣在南大西洋、中大西洋、南海、南美洲陸上、東非陸上和海域、墨西哥灣、澳大利亞海上和陸上及北美陸上都有延續發現。在北大西洋的加拿大東部海域、挪威西北海域油氣及摩洛哥等地海域發現使北大西洋油氣勘探潛力進一步證實[1]。在東地中海埃及深水區超大型氣田發現及南加勒比海深水油氣發現是亮點。

1.1地中海地區

埃尼公司在東地中海埃及深水的Shorouk區塊發現幾十年來最大氣田，世界級超大規模氣田，面積100 km2，儲量為8 496×108m3，油氣當量折合6.77×108t原油，儲層為中新世碳酸鹽巖，水深為1 450 m。相當于2015年長慶油田新增儲量的1.85倍左右。此外，在黑海的羅馬尼亞深水區EX-30區塊發現氣藏，儲量超過283.17×108m3。

1.2大西洋地區

英國石油天然氣投資公司在英格蘭南部蓋特威克機場附近地底探測到規模巨大的油田，石油儲量或高達1.4×1010t，這是英國30年來發現的最大陸上石油資源。加拿大紐芬蘭-拉布拉多省政府消息稱：該省發現油氣田資源量為石油16.8×108t、天然氣32 001.6×108m3。挪威國家石油公司在北大西洋AastaHansteen、Nise等地發現多處氣藏。巴西持續在南大西洋Reconcavo、Santos、Espirito、Amazon、Sergipe等盆地深水鹽下湖相碳酸鹽巖和鹽上深水濁積砂發現油氣藏。

1.3加勒比海地區

巴西石油公司(合作伙伴為Ecopetrol和Repsol)在哥倫比亞的加勒比海深水Tayrona區塊鉆探Orca-1井。井深4 243 m，水深674 m。在3 657m深處鉆遇氣層。這是在加勒比海南部哥倫比亞深水區首次鉆遇深水油氣藏。

1.4墨西哥地區

墨西哥國有石油公司發現新油田，為其五年來最大的發現。這片新油田位于Tabasco海域，預計儲量可能高達4 794×104t，相當于0.5個長慶新安邊油田，日產量將達到20萬桶。另外，在墨西哥灣深水區中新世及古近系深水濁積砂體也有持續油氣發現。

1.5澳大利亞地區

Woodside石油公司在Dampier洼陷的Pyxis-1井鉆遇侏羅系砂巖氣藏。雪佛龍公司在Carnarvon盆地Gorgon深水區鉆探Isosceles-1井，在三疊系Mungaroo砂巖中發現134 m氣層。Santos石油在陸上Cooper盆地鉆探成功，也是該公司在Cooper盆地的第八個發現。

1.6阿根廷地區

繼YPT在Neuquén盆地VacaMuerta宣布頁巖油/致密油后，Andes Energia也宣布在該盆地頁巖油/致密油的發現。VacaMuerta頁巖油氣資源可采儲量達石油2.268×108t及天然氣8.72×1012m3。

1.7中國及東南亞地區

中石油先后發現新安邊油田和環江油田。中海油在曹妃甸發現淺海油氣藏，在南海北部珠江口、瓊東南盆地持續發現油氣。桑托斯Santos石油宣布在馬來西亞沙巴海域R區塊發現油藏。Pan Orient Energy Corp.油氣公司在印度尼西亞的蘇門答臘島的Batu Gajah區域發現油氣藏等。

1.8非洲地區

在東非裂谷，圖洛Tullow Oil石油公司在肯尼亞Kerio北再次發現油氣，挪威石油Statoil在Tanzania 2區塊發現0.51～6.23×1011m3氣藏，南坦桑尼亞的姆納濟灣MB-4井在溫特沃斯儲層鉆遇天然氣。西非深水區持續發現，如Kosmos Energy在毛里塔尼亞C-8區塊的Tortue-1探井和Marsouin-1探井持續成功勘探，在晚白堊系Cenomanian層分別發現100多米和70 m的砂巖氣層。在西北非地區，Gulfsands石油在摩洛哥陸上Rharb Centre區塊再次發現油氣，Circle石油在陸上Sebou區塊發現氣藏，Kosmos能源在毛利塔利亞深水區深水取得發現。

2 全球油氣勘探重點新領域

未來油氣勘探趨勢：從陸上淺海到深水及極地、從常規到非常規、從儲集層到生油層，從高點到凹陷，從背斜和斷塊構造圈閉到地層巖性及大面積致密油氣層，從淺層到深層。未來10～15 a，非常規和深水是重要增長點[2]。

2.1深水油氣勘探領域

勘探程度低被動大陸及轉換大陸邊緣地區的深水濁積砂巖、深層“鹽下”、“超深水區”(水深大于1 500 m的海域)、拉伸形成的被動大陸邊緣陸坡坡腳處深水、環北極深水盆地群、濱西太平洋低勘探程度深水盆地群區域[3]。

2.2“連續型”油氣勘探領域

重點是非常規油氣資源，包括：頁巖油氣、致密油氣、煤層氣、油頁巖、油砂和天然氣水合物等。EIA于2013年底綜合分析認為，全球非常規天然氣資源量566×1012m3，其中頁巖氣、致密氣、煤層氣資源量合計357×1012m3，約占63.2%，水溶氣、水合物氣資源量合計209×1012m3，約占36.8%。目前，頁巖氣、煤層氣、致密氣實現了工業化開發，全球非常規氣儲量、產量均來自三種資源[4]。

從地區分布看，非常規氣分布比較廣泛，其中亞太地區位居第一，非常規氣資源量96.2×1012m3，占全球非常規氣資源量的27.0%，開發程度低，剩余資源量與資源量等同；北美地區位居第二，非常規氣資源量87.6×1012m3，約占全球24.5%。截至2013年底，累計發現儲量11.0×1012m3，累計采出4.5×1012m3，分別約占北美非常規氣資源量的12.6%、5.1%，相應的剩余資源量83.1×1012m3；中南美、非洲、蘇聯地區屬于第二梯隊，資源量分別約占全球的15.6%、13.9%、10.9%[5]。

2.3未來勘探潛力區

中東等地泛特提斯盆地、俄羅斯、南北大西洋至北極的盆地、東非陸上和海上深水、澳大利亞西北大陸架、墨西哥灣等都是未來有利勘探區。尤其早期裂谷，晚期被動大陸邊緣盆地占77%深水新增的儲量，是未來大油氣田的所在地[6]。

3 全球油氣勘探重要新理論

3.1全球區域構造演化與油氣富集理論

李江海[7]在板塊構造、地幔柱等理論的框架下，依據持續更新的全球古地磁數據、區域地質資料，基于古板塊再造的古地磁方法、ArcGIS方法、地質對比分析方法，在對全球不同時期古板塊構造格局和演化綜合研究的基礎上，編制了11個時間節點的全球古板塊再造系列圖。通過分析板塊演化對全球盆地發育和烴源巖沉積的控制作用，總結了不同類型盆地分布規律和油氣分布特征，從宏觀上剖析了油氣富集規律，對未來油氣勘探領域的預測和評價具有重要的參考價值。

3.2深水油氣勘探新理論

以往的深水勘探目的層主要為白堊系和第三系濁積砂巖。如今，鹽下湖相碳酸鹽是重點。主要新理論如：應用低位體系域在深水環境沉積大型重力流/濁流砂體理論，在墨西哥灣古近系Wilcox深水扇過去10年勘探非常成功。又如：深水盆地模式等[8]。

3.3“連續型”非常規油氣成藏理論

非常規油氣勘探表明滲透率和粘度決定非常規油氣藏類型(K.Bohacs,2013)。近年來，無論是國外還是中國，都曾圍繞這樣的命題展開研究：頁巖油氣藏儲層是純頁巖嗎？目前趨于一致的答案是混合型，如：綠河湖相混合型(頁巖+砂巖夾層)等。中國近年來在非常規油氣領域研究發展迅速，提出深水陸棚相頁巖、穩定的構造保存、地層超壓“三位一體”的頁巖氣富集高產理論、逆斷層封堵向斜成藏模式、古老隆起邊緣頁巖氣控藏模式[9]等，指導貴州、湖北頁巖氣取得重大突破。

4 全球油氣勘探主要新技術

隨著油氣勘探難度越來越大，全球油氣勘探相關技術也在快速發展，一批油氣勘探、開發、工程等新技術和新工藝不斷涌現[10]。

4.1地震勘探技術

高密度、寬方位的地震勘探技術、三維地震精細采集和疊前偏移技術、時延(4D)地震技術、全數字地震采集系統和高密度地震采集技術等；地震采集方面，高密度精細采集、全數字地震采集、基于微電子技術MEMS數字檢波器應用、三維全波場采集、光纖地震采集等技術，以及海上寬方位、時延地震觀測、全方位等系列采集方法；地震處理方面，波動方程靜校正、表面相關多次波消除(SRME)、層間多次波消除(IME)、真振幅處理、多分量資料處理、寬方位資料處理、各向異性處理等技術；地震解釋方面，地震與地質綜合解釋方法技術等。

4.2非常規油氣勘探技術

與常規油氣相比，非常規油氣勘探過程更注重“甜點”識別。致密油方面，包括：儲層物性納米級實驗分析技術、介電測井技術等極大改善儲層評價效果；頁巖氣方面，主要依靠水平井和壓裂技術，通過水平井軌道設計、隨鉆測量與導向、井跡控制等提高鉆井準確性，通過儲層改造壓裂技術，包括LPG無水壓裂技術、無級數限制/無限級壓裂、全通徑分段壓裂完井、免鉆銑大通徑橋塞壓裂、定點騎跨式壓裂、壓裂和納米技術結合等增加水力壓裂裂縫網絡的密度及表面積。煤層氣方面，比較有效的有水力壓裂增產改造、多元氣體驅替、采煤采氣一體化等技術。油頁巖開采的關鍵技術是熱采、油砂常用的技術有SAGD開采技術等[11]。

4.3天然氣水合物勘探技術

目前我國已實現六大技術體系二十項關鍵技術自主創新，包括：防砂技術3項：“地層流體抽取”、未成巖超細儲層防砂和天然氣水合物二次生成預防技術。儲層改造技術3項：儲層快速精細評價、產能動態評價等技術。鉆完井技術3項：窄密度窗口平衡鉆井、井口穩定性增強和井中測試系統集成技術?？辈榧夹g4項：4 500 m級無人遙控潛水器探測、保壓取樣、海洋高分辨率地震探測和海洋可控源電磁探測技術。測試與模擬實驗技術4項：微觀測試、開采現場測試、地球物理與地球化學參數模擬實驗和開采模擬實驗技術。環境監測技術3項：多學科多手段環境評價、立體環境監測和井下原位實時測量技術。

4.4定向鉆井技術

通過改進鉆井工具性能和效力，不斷優化鉆井技術與工程模式，進而在井眼軌跡控制、井下數據傳輸、定向鉆井、鉆井作業管理以及配套技術等方面取得重要進展。

5 我國油氣勘探啟示與建議

我國油氣勘探開發僅限于幾大油田公司在自己的區塊內開展，區塊之外的廣大潛力地區工作程度很低。我國具備基本油氣地質條件的盆地面積595萬km2，目前除已登記勘查區塊外，尚有200多萬平方千米盆地面積有待開展油氣調查工作。在北方已有大型油氣盆地的外圍還有178個工作程度極低的中小盆地，近年來公益性地質調查工作已陸續在10余個盆地取得油氣新發現，展示出良好的資源前景。

5.1重視海相油氣

目前，我國探明的海相油氣資源基本上位于四川盆地、塔里木盆地，除此之外，尚有廣袤區域亟待開展深入勘探和調查，主要是基于新區、新層系、新領域、新類型，重點加強四川盆地古隆起帶、四川南部的下古生界、塔里木盆地下古生界、鄂爾多斯盆地下古生界等，這些地區都具有海相油氣勘探價值。

5.2重視深層油氣

開展油氣資源地球深部探測，進軍地球深部油氣賦存和儲集空間。深部勘探的目標將是顯著提升6 500～10 000 m油氣勘查技術能力，這需要加強基礎理論研究，形成高水平的理論創新成果，同時加強先進技術和裝備研發，提高深部資源探測能力，有效拓展第二找礦空間和地下發展空間，為人類認識和利用地球提供“深部范本”。

5.3重視海域及深水油氣

一直以來，我國海域和深水油氣勘探面臨較多挑戰，海域勘探技術、盆地形成機理、海底地形條件等都一定程度上影響了勘探進程。這需要大力開展油氣基礎地質調查，進行海域和深水油氣科技攻關，并不斷提升裝備和技術能力，逐步摸清盆地規模、分布和烴源巖條件等關鍵問題，不斷拓寬海域和深水區油氣勘探新層系和新領域。

5.4重視非常規油氣

目前，我國頁巖氣在重慶涪陵、四川威遠-長寧建成開發基地，另外，在貴州遵義、湖北宜昌等地區正在開展頁巖氣調查，已取得較好成果，基本掌握了頁巖氣勘探開發的關鍵技術。但是，理論上仍需建立不同類型頁巖氣成藏模式和評價模型、多期構造作用下的高演化海相頁巖氣的富集機理；方法上仍需形成適合我國地質特點的頁巖氣資源評價方法體系、依據主控因素劃分評價單元等；技術上仍需攻克頁巖氣評價關鍵參數測試技術難題、高演化海相頁巖有機地化分析關鍵技術等。2017年5月，我國南海海域天然氣水合物試采宣告成功，為世界首次成功實現資源量占全球90%以上、開發難度最大的泥質粉砂型天然氣水合物安全可控開采，累計產氣量超過30×104m3，為后續科學研究積累了大量的翔實可靠的數據資料，但后續如何安全和經濟的開采可燃冰，依然需要開展大量調查和研究工作。

5.5重視老油田挖潛

針對老油田的新領域，采取多種新的采收率方法(包括混相和不混相二氧化碳驅、烴類混相驅、蒸汽驅、化學驅等)提高剩余油的采收率。大力開展利用二氧化碳提高常規和非常規油氣采收率的技術研究攻關。

5.6重視調查和創新

緊密圍繞國家重大能源戰略需求，突出“新區、新層系、新類型、新認識”戰略方向，大力開展油氣基礎地質調查和科技創新。按照科技創新驅動、基礎調查先行、戰略選區突破、勘查示范引領四個層次，統籌規劃部署陸域能源地質調查。通過精心組織實施南方頁巖氣、北方新區新層系油氣、煤系氣等非常規油氣等科技攻堅戰，充分依托“三深一土”專項，向大型盆地、向深層進軍，實現油氣資源調查突破，進而帶動我國油氣勘探與開發。

[1] 油氣勘探發現報道[EB/OL].http:∥www.oilandgas360.com;http:∥www.rigzone.Com;http:∥www.aapg.org/publications/news/explorer/;http:∥www.worldoil.com等.

[2] 劉雅馨,錢基,熊利平,等.我國深水油氣開發所面臨的機遇與挑戰[J].資源與產業,2013,15(3)：30-34.

[3] 天工.全球深水油氣勘探的4個新領域[J].天然氣工業,2016,36(7):39.

[4] 鄒才能,翟光明,張光亞,等.全球常規-非常規油氣形成分布、資源潛力及趨勢預測[J].石油勘探與開發,2015,42(1):13-25.

[5] 鄒才能,張光亞,陶士振,等.全球油氣勘探領域地質特征、重大發現及非常規石油地質[J].石油勘探與開發,2010,37(2):129-145.

[6] 王紅軍,馬鋒,童曉光，等.全球非常規油氣資源評價[J].油氣勘探,2016,43(6):850-862.

[7] 李江海.全球古板塊再造、巖相古地理及古環境圖集[M].北京：地質出版社，2013.

[8] 劉亞雷,柳永杰,李梅，等.西非寬扎盆地鹽下構造特征及成藏條件分析[J].斷塊油氣田,2017,24(1):1-5.

[9] 翟剛毅,王玉芳,包書景，等.我國南方海相頁巖氣富集高產主控因素及前景預測[J].地球科學,2017,42(7):1057-1069.

[10] 何文淵,郝美英.油氣勘探新技術與應用研究[J].地質學報,2011,85(11):1823-1833.

[11] 思娜,安雷,鄧輝,光新軍.SAGD重油、油砂開采技術的創新進展及思考[J].石油鉆采工藝,2016,38(1):98-105.

Trackinganalysisandenlightenmentofsomenewdiscoveries,fields,theories,andtechnologiesofglobaloilamp;gasexploration

ZHANG Daquan1，MIAO Miao1，ZHANG Yanfei2,JIANG Zhenglong3，JIANG Shu3

(1.Oil amp; Gas Survey，China Geological Survey,Beijing100083，China;2.Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037,China;3.China University of Geosciences (Beijing),Beijing100083，China)

The article collected some successful cases of oil and gas exploration in typical countries and areas to analyze new progress and major discoveries,and summarized some new exploration fields,new important geological theories and new technologies.By comparing these “4new”,the global important oil and gas exploration target is proposed,including:Middle East Tethys extensive basin,Russia,North and South Atlantic Ocean to the Arctic Onshore and Offshore deep water basin,East Africa,and Australia’s North West shelf,Gulf of Mexico,etc.Strategic territories of oil and gas exploration in China are put forward,including Marine phases,deep stratum,deep water,unconventional oil and gas,the new field of old oil field and residual oil with improved recovery method,and also the basic exploration work and engineering technology innovation,etc.

oil amp; gas;new discoveries;new fields;new theories;new technologies;exploration

F416.22

A

1004-4051(2017)11-0150-04

2017-09-10責任編輯宋菲

中國地質調查局地質調查二級項目“‘一帶一路’64國礦產資源供需格局與產能合作選區分析”資助(編號：121201103000150007)；國家開發銀行項目“我國戰略性新興產業可持續發展戰略研究”資助

張大權(1976-)，男，遼寧丹東人，博士，教授級高級工程師，主要從事礦產資源規劃和戰略研究，E-mail:495298325@qq.com。

張艷飛(1989-)，女，研究實習員，碩士，主要研究方向為礦產資源戰略，E-mail：zhyf1014@163.com。