中國近海油氣勘探新進(jìn)展與勘探突破方向

徐長貴

(中國海洋石油集團(tuán)有限公司 北京 100010)

中國近海是全球海上勘探最活躍的地區(qū)之一[1]。2020年中國近海探井?dāng)?shù)超過全球海上總探井?dāng)?shù)的40%，在全球海上鉆井?dāng)?shù)量前十名的含油氣盆地中，中國近海盆地占了3個，其中渤海海域探井?dāng)?shù)全球排名第一，珠江口盆地和北部灣盆地排名第三和第六。中國近海持續(xù)保持了高強(qiáng)度的海上工作量，切實(shí)落實(shí)了習(xí)近平總書記關(guān)于加大國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度，保障國家能源安全等重要指示精神。在全球資源稟賦日益變差、國內(nèi)油氣劣質(zhì)化程度日益加劇的環(huán)境下，中國近海勘探目標(biāo)規(guī)模變小、儲層物性變差、油氣豐度變低、隱蔽性變強(qiáng)，迫切需要轉(zhuǎn)變勘探思路，突破油氣成藏傳統(tǒng)認(rèn)識以獲得更大的發(fā)現(xiàn)[2-5]。

“十四五”以來，通過強(qiáng)化地質(zhì)認(rèn)識創(chuàng)新對油氣勘探實(shí)踐的指導(dǎo)作用，在渤海海域萊州灣凹陷墾利地區(qū)和遼西凸起斜坡帶、文昌凹陷中央斷裂帶、寶島凹陷深水區(qū)及開平凹陷斜坡帶等多個勘探領(lǐng)域獲得重大發(fā)現(xiàn)，為中國海油“油氣增儲上產(chǎn)攻堅(jiān)工程”行動方案提供了儲量保障，同時也指出了中國近海未來油氣勘探有利方向。

1 中國近海油氣勘探新進(jìn)展

2020—2021年，中國海油繼續(xù)加大勘探投入，中國近海勘探工作量快速增加，采集三維地震3.1×104km2，鉆探井389口，是全球海上鉆探工作量最大的地區(qū)，也獲得了多個重要的領(lǐng)域性勘探突破。

1.1 創(chuàng)新提出湖盆萎縮期連片砂體發(fā)育模式與油氣高強(qiáng)度充注機(jī)制，引領(lǐng)墾利地區(qū)大型淺層巖性油田發(fā)現(xiàn)

傳統(tǒng)認(rèn)為，墾利地區(qū)淺層明下段發(fā)育的砂體以河流相為主，難以形成大面積儲層，加之淺層儲層與深層沙河街組烴源巖距離遠(yuǎn)，油氣發(fā)生高強(qiáng)度充注難度大，導(dǎo)致本地區(qū)淺層長期沒有獲得大的商業(yè)性突破。

近期研究認(rèn)為，中新世后期，墾利地區(qū)整體處于坡度極小的寬緩斜坡帶，湖平面的小幅波動就會造成湖岸線的長距離橫向遷移。分流河道密集交切疊置，形成“網(wǎng)”狀分布砂體骨架，構(gòu)成疊合分布砂體的“藤”；湖浪作用對分流河道砂體席狀化改造后，充填于分流河道之間的厚度相對較薄、平面連片分布的席狀砂體，構(gòu)成疊合砂體的“蔓”，明下段形成垂向厚度薄、分布范圍大、廣泛連通的大型復(fù)合連片砂體[6-7](圖1)。

圖1 湖盆萎縮期河-湖交互環(huán)境下連片砂體發(fā)育模式

鉆井證實(shí)萊州灣凹陷是富烴凹陷，深層沙河街組烴源巖生成充足的油氣，油氣首先沿垂向油源斷裂向上運(yùn)移，當(dāng)淺層相互連通的砂體與垂向油氣運(yùn)移斷層搭接時，既可作為油氣側(cè)向運(yùn)移的“高速公路”，也可作為油氣聚集的儲集層；隨著油氣充注的持續(xù)增強(qiáng)，在浮力作用的推動下，油氣逐漸由“藤”向“蔓”中運(yùn)移，最終形成平面連片含油的分布特征。統(tǒng)計表明復(fù)合巖性砂體最大油柱超過100 m，平均為40～50 m，遠(yuǎn)超過構(gòu)造油氣藏油柱高度。大型復(fù)合砂體“藤蔓式”油氣運(yùn)聚成藏模式指導(dǎo)了墾利6-1和墾利10-2油田多口評價井位部署，最終墾利地區(qū)探明石油地質(zhì)儲量超2億噸。引領(lǐng)墾利地區(qū)超大面積淺層巖性油田發(fā)現(xiàn)，助力建成國內(nèi)海上首個超大面積淺層巖性油田群，也揭開環(huán)渤海凹陷淺層巖性勘探新篇章。

1.2 創(chuàng)新建立源-渠-匯模式下巖性精細(xì)預(yù)測技術(shù)，遼中凹陷中深層巖性油氣藏勘探獲突破

遼西凸起是渤海油田勘探程度最高的地區(qū)之一，隨著勘探程度深入，勘探方向由凸起區(qū)構(gòu)造油氣藏轉(zhuǎn)向遼中凹陷斜坡帶巖性油氣藏。研究表明，遼西凸起斜坡帶東營組發(fā)育多個湖底扇巖性圈閉。物源來自盆外渤海海域北部的燕山褶皺帶[8]，物源區(qū)規(guī)模大、剝蝕時期長，為遼中凹陷西斜坡帶長距離搬運(yùn)提供了充足的物質(zhì)條件；遼西凸起發(fā)育了一系列“U”型、“V”型和“W”型的大型溝谷體系，與斜坡帶、坡折帶共同形成了東營組富砂型湖底扇高效匯聚體系；基準(zhǔn)面轉(zhuǎn)換體系控制了沉積體系的類型與分布，基準(zhǔn)面低位時期，三角洲沉積體系占據(jù)斜坡帶可容納空間；基準(zhǔn)面高位時期，斜坡帶三角洲體系供源變?nèi)酰饕l(fā)育盆外遠(yuǎn)源重力流湖底扇沉積體系。在基準(zhǔn)面轉(zhuǎn)換控制作用下，兩種沉積體系交替發(fā)育，形成了垂向上砂泥互層的沉積特征,如旅大10-6區(qū)(圖2)。

圖2 旅大10-6區(qū)東營組湖底扇控砂機(jī)制模式

上述認(rèn)識突破了遼中凹陷斜坡帶主要發(fā)育厚層砂體的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，指出斜坡帶具備發(fā)育富砂型湖底扇和前三角洲湖相泥巖組成的良好儲蓋組合。在該認(rèn)識指導(dǎo)下實(shí)施鉆探LD10-6-A井，獲近百米油氣層，探明儲量超3 000萬噸(油當(dāng)量)，取得了遼中凹陷斜坡帶油氣勘探的重大突破。遼中凹陷中深層巖性油氣藏預(yù)測技術(shù)思路與旅大10-6的勘探突破，對渤海海域乃至中國近海其他盆地斜坡帶巖性油氣藏領(lǐng)域的勘探具有重要的啟發(fā)和指導(dǎo)意義。

1.3 創(chuàng)新建立斜向伸展增壓型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控圈模式，實(shí)現(xiàn)文昌凹陷原油勘探歷史性突破

文昌A凹陷是珠江口盆地西部油氣勘探重點(diǎn)區(qū)域，早期勘探集中在凹陷中部斷裂帶和周緣大型背斜圈閉，僅發(fā)現(xiàn)多個小型氣田。“十四五”以來轉(zhuǎn)變勘探思路，重點(diǎn)圍繞油氣運(yùn)聚條件較好的鼻狀隆起帶與構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶開展研究，創(chuàng)新建立“斜向伸展增壓型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控圈模式”[9-10]，指出始新世北西向應(yīng)力場形成了北東向控洼斷裂，并且同向大斷裂在伸展過程中發(fā)育了大型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。漸新世南北向應(yīng)力場與先存大斷裂走向斜交，使得該區(qū)發(fā)生斜向伸展，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶在斷裂差異活動和周緣次洼構(gòu)造沉降影響下形成大型北西向鼻狀隆起。中中新世以后，區(qū)域應(yīng)力場持續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)，形成一系列北西走向斷層，將大型鼻狀隆起復(fù)雜化，從而形成了現(xiàn)今破碎的斷塊構(gòu)造圈閉群。

在“斜向伸展增壓型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控圈模式”認(rèn)識指導(dǎo)下，成功落實(shí)了一個大型斷塊圈閉群(圖3)。優(yōu)先部署鉆探文昌9-A構(gòu)造，獲日產(chǎn)近300 m3高產(chǎn)工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了文昌A凹陷原油勘探歷史性突破，證實(shí)了“斜向伸展增壓型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控圈模式”的理論正確性和實(shí)踐價值，對類似凹陷復(fù)雜斷塊圈閉勘探具有較好的指導(dǎo)意義。

圖3 文昌9-10-14區(qū)珠海組三段頂面大型增壓型斷裂轉(zhuǎn)換帶分布圖[9]

1.4 創(chuàng)新提出轉(zhuǎn)換斷階控藏模式，寶島凹陷寶島21-A天然氣勘探獲重大發(fā)現(xiàn)

瓊東南盆地寶島凹陷的勘探最早始于20世紀(jì)90年代，歷經(jīng)近30年的勘探，一直未獲得突破。天然氣富集規(guī)律認(rèn)識不清等地質(zhì)難題，是制約油氣勘探進(jìn)程的關(guān)鍵。研究表明構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶對大中型油氣田形成具有重要的控制作用，指出寶島21-A構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶具有優(yōu)越的成藏條件，三洼環(huán)抱、烴源條件優(yōu)越，大型辮狀河三角洲、扇三角洲儲集體廣泛分布，大型構(gòu)造脊匯聚油氣。明確了多級構(gòu)造轉(zhuǎn)換斷階控制了沉積砂體分布位置、類型及規(guī)模。提出了“多級斷階控脊—近源匯聚成藏”天然氣富集模式[11-12]，指出轉(zhuǎn)換斷階帶與近凹構(gòu)造脊是油氣優(yōu)勢運(yùn)聚區(qū)(圖4)。

圖4 寶島21-A構(gòu)造天然氣藏剖面

2021年，寶島21-A構(gòu)造喜獲天然氣勘探戰(zhàn)略突破，其中多口井氣層超過百米，測試日產(chǎn)氣無阻流量超百萬方，天然氣三級地質(zhì)儲量近千億方，展示了良好的勘探前景。寶島21-A天然氣田是瓊東南盆地寶島凹陷領(lǐng)域性風(fēng)險勘探的重大突破，揭開了寶島凹陷天然氣勘探的序幕，圍區(qū)寶島29-A等多個潛力目標(biāo)總資源量超過4 000×108m3，具有巨大的勘探潛力，將為南海萬億大氣區(qū)建設(shè)做出突出貢獻(xiàn)。

1.5 創(chuàng)新提出“早斷晚拆、雙向運(yùn)移”新認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)開平凹陷新區(qū)勘探突破

開平凹陷勘探始于20世紀(jì)80年代，由于該凹陷構(gòu)造復(fù)雜、烴源巖不明確、油氣運(yùn)移方向不清等地質(zhì)問題，雖鉆了多口探井，且多口井見較好油氣顯示，但均無規(guī)模型油氣田發(fā)現(xiàn)。近兩年通過深入剖析洼陷結(jié)構(gòu)、演化過程以及烴源分布規(guī)律等地質(zhì)問題，創(chuàng)新提出了開平凹陷“早斷晚拆、雙向運(yùn)移”新認(rèn)識。開平凹陷總體表現(xiàn)為受拆離斷層控制的北斷南超的結(jié)構(gòu)特征，具有“厚文昌、薄恩平”的地層特點(diǎn)。早期洼陷總體為寬盆深湖環(huán)境，發(fā)育了文五、文四段兩套烴源巖，具有較好的生烴潛力。晚期北側(cè)控洼斷層角度變緩，發(fā)生了強(qiáng)烈的拆離伸展作用，發(fā)育優(yōu)質(zhì)的辮狀河三角洲儲層[13]。同時開平主洼烴源巖分布具有東、西分異的特征，西側(cè)由于斷層強(qiáng)烈活動造成地層的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，烴源巖地層主要向北傾，東側(cè)基本保持半地塹形態(tài)，烴源巖地層主要向南傾。受烴源巖傾向控制，開平主洼具有南北“雙向運(yùn)移”的特點(diǎn)。

在新認(rèn)識基礎(chǔ)上，在開平主洼南部斜坡帶開平11-A構(gòu)造部署探井獲得領(lǐng)域性風(fēng)險勘探突破，3口井油層均超過百米(圖5)，其中KP11-A-1井測試日產(chǎn)原油超過150 m3，實(shí)現(xiàn)了開平凹陷新區(qū)勘探重大突破。

圖5 開平11-A油藏關(guān)鍵井綜合柱狀圖

2 中國近海油氣勘探挑戰(zhàn)、策略與勘探方向

2.1 挑戰(zhàn)與勘探策略

中國近海走過了近60年的油氣勘探歷程，勘探難度越來越大，面臨形勢嚴(yán)峻。鶯歌海盆地、白云凹陷深水天然氣勘探成功率偏低，中深層優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測難度大、技術(shù)手段有限，低滲儲層產(chǎn)能釋放尚未獲得實(shí)質(zhì)性突破[14]；同時勘探作業(yè)環(huán)境復(fù)雜化，公司面臨巨大挑戰(zhàn)。

中國近海將繼續(xù)堅(jiān)持以“大中型油氣田發(fā)現(xiàn)”為勘探指導(dǎo)思想。2020年以來，中國近海勘探新發(fā)現(xiàn)探明地質(zhì)儲量超8億噸(油當(dāng)量)。其中大中型以上油氣田26個，探明地質(zhì)儲量超6億噸(油當(dāng)量)，占總儲量的75%，大中型油氣田仍然是中國近海新增儲量的主要貢獻(xiàn)者。堅(jiān)持油氣并舉、向氣傾斜、穩(wěn)定渤海、甩開南海、拓展東海、攻堅(jiān)黃海，統(tǒng)籌戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)、戰(zhàn)略突破、戰(zhàn)略展開三個層次有序部署，實(shí)現(xiàn)儲量穩(wěn)定增長，加大深水、深層、高溫高壓等風(fēng)險勘探和領(lǐng)域勘探，努力尋找儲量接替區(qū)，深化地質(zhì)認(rèn)識、加強(qiáng)地球物理和勘探作業(yè)技術(shù)攻關(guān)，提高勘探成功率，強(qiáng)化成本管控，實(shí)現(xiàn)勘探高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

2.1.1加大巖性油氣藏和潛山油氣藏勘探

目前巖性油氣藏儲量占比首次超過構(gòu)造和潛山油氣藏，已經(jīng)成為中國近海儲量增長的主力軍。2020年以來巖性油氣藏在中國近海海域多層系獲得重大突破。渤海油田墾利6-1、墾利10-2都是淺層巖性億噸級油田；旅大10-6東營組湖底扇巖性勘探獲得突破；西湖凹陷杭州西斜坡巖性油氣藏展現(xiàn)了千億方儲量規(guī)模；陸豐南文昌—恩平組古近系巖性油氣藏取得重要進(jìn)展。中國近海已經(jīng)全面進(jìn)入了巖性油氣藏勘探階段。

潛山油氣藏也是中國近海重要的儲量增長點(diǎn)之一，2020年以來，潛山油氣藏探明儲量1.77×108t，占中型以上規(guī)模儲量發(fā)現(xiàn)的27.8%。渤中19-6潛山千億方大氣田的發(fā)現(xiàn)突破了渤海灣油型盆地的傳統(tǒng)認(rèn)識，證實(shí)了環(huán)渤中凹陷天然氣勘探具有廣闊前景。

今后需重點(diǎn)加強(qiáng)巖性及潛山油氣藏成藏機(jī)理、地球物理儲層預(yù)測技術(shù)及巖性圈閉刻畫技術(shù)的攻關(guān)。

2.1.2加快推進(jìn)“南海萬億大氣區(qū)”和“渤海萬億大氣區(qū)”建設(shè)

加快中國近海天然氣勘探，推進(jìn)“南海萬億大氣區(qū)”和“渤海萬億大氣區(qū)”建設(shè)，是貫徹執(zhí)行習(xí)近平總書記能源的飯碗得牢牢端在自己手里重要指示精神，落實(shí)“3060”雙碳目標(biāo)的要求。

隨著“深海一號”超深水大氣田投產(chǎn)，南海萬億大氣區(qū)建設(shè)已駛?cè)肟燔嚨馈?021年南海鉆探深水天然氣探井14口，全年新增天然氣地質(zhì)儲量近千億方，這是近五年來天然氣勘探成效最好的一年，南海有望在近幾年實(shí)現(xiàn)萬億方儲量規(guī)模大氣區(qū)的建成。

近年來，渤海海域發(fā)現(xiàn)渤中19-6千億方大氣田，天然氣勘探成效顯著。目前，渤海油田向國家提交天然氣探明地質(zhì)儲量近5 000億方。“十三五”資源評價表明，渤海海域天然氣資源規(guī)模2.92萬億方，探明率僅為18%，天然氣剩余資源潛力大，下一步重點(diǎn)將圍繞渤中凹陷和遼中北洼兩個相對富氣的凹陷開展天然氣領(lǐng)域勘探。

2.1.3加強(qiáng)中國海上重大風(fēng)險領(lǐng)域勘探，拓展油氣儲量接替區(qū)

風(fēng)險勘探是新形勢下中國海油為實(shí)施資源發(fā)展戰(zhàn)略，以新區(qū)新領(lǐng)域勘探為目標(biāo)運(yùn)行的一種勘探管理模式[15-16]。風(fēng)險勘探由總部投資、不考核各地區(qū)公司，極大調(diào)動了各地區(qū)公司甩開勘探積極性。近年來，中國海油加強(qiáng)風(fēng)險勘探投入，對新區(qū)、新凹陷采取整體評價-組合目標(biāo)-集中部署-風(fēng)險勘探的組合方式，加快新區(qū)、新凹陷的整體部署。2021年中國近海鉆探了多口領(lǐng)域性風(fēng)險探井，共獲得3個商業(yè)性/潛在商業(yè)性油氣發(fā)現(xiàn)，拓寬了勘探領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了原油勘探領(lǐng)域和天然氣勘探領(lǐng)域重大突破。近期中國近海將持續(xù)加大風(fēng)險勘探投入，在常規(guī)油氣的新區(qū)、新領(lǐng)域、超淺層領(lǐng)域及海上非常規(guī)頁巖油氣領(lǐng)域開展風(fēng)險探索。

2.2 中國海域近期主要勘探方向

基于近幾年研究認(rèn)識與勘探成效，中國近海原油領(lǐng)域近期勘探方向主要包括：渤海環(huán)渤中凹陷、黃河口凹陷新近系規(guī)模型巖性勘探；環(huán)渤中凹陷西環(huán)古近系大中型巖性勘探、石臼坨凸起南段陡坡帶和黃河口凹陷北部陡坡近緣巖性-構(gòu)造勘探、遼東灣東營組湖底扇巖性勘探；遼東凸起中北段中低位潛山勘探；文昌凹陷斷裂轉(zhuǎn)換帶多層系巖性勘探；惠州凹陷、恩平凹陷及開平凹陷近源巖性-構(gòu)造勘探。

中國近海天然氣領(lǐng)域近期勘探方向包括：環(huán)渤中凹陷深層超深層古近系和潛山勘探；遼東凸起北部和遼西凸起南段潛山勘探；西湖凹陷西斜坡地層-巖性勘探；西湖凹陷中央背斜反轉(zhuǎn)帶巖性-構(gòu)造勘探；鶯歌海北部高溫高壓天然氣勘探；南海深水區(qū)白云凹陷天然氣勘探及瓊東南盆地超淺層巖性天然氣勘探。

3 結(jié)束語

勘探實(shí)踐證明，地質(zhì)認(rèn)識創(chuàng)新是中國近海油氣勘探持續(xù)突破的關(guān)鍵，湖盆萎縮期河-湖交互環(huán)境下連片砂體發(fā)育模式、源-渠-匯控砂模式、增壓型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶控圈、轉(zhuǎn)換斷階控藏等地質(zhì)新認(rèn)識進(jìn)一步豐富和發(fā)展了油氣勘探理論，推動相似成藏背景條件下油氣勘探實(shí)踐。同時，堅(jiān)持以大中型油氣田勘探為指導(dǎo)思想，加大巖性油氣藏和潛山油氣藏勘探，加快推進(jìn)渤海和南海2個“萬億大氣區(qū)”的建設(shè)，加強(qiáng)風(fēng)險領(lǐng)域勘探是未來中國海油近海盆地油氣勘探重要舉措。