中國東部富油凹陷高效勘探歷程與啟示
——以濟陽坳陷博興洼陷為例

張 宇 邱貽博 賈光華 劉志勇 韓 敏

（ 1中國石化油田勘探開發(fā)事業(yè)部；2中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院 ）

濟陽坳陷是中國東部重要的陸相含油氣盆地[1-2]，自1961年東營凹陷華八井在東營組獲得日產(chǎn)8.1t的工業(yè)油流以來，經(jīng)歷了50多年的大規(guī)模油氣勘探開發(fā)，目前已進入高勘探程度階段。截至2017年初，探井密度已達到0.24口/km2，研究區(qū)全部被三維地震資料所覆蓋，石油資源探明率超過了50%，累計上報探明石油地質(zhì)儲量53.02×108t，特別是1982—2012年期間連續(xù)31年年新增探明地質(zhì)儲量上億噸，2002—2012年期間連續(xù)11年年新增探明、控制、預(yù)測三級地質(zhì)儲量均超億噸。2012年以后面對日趨復(fù)雜的勘探地質(zhì)對象和勘探國際形勢，通過實施高效勘探，仍保證了較高的探明、控制、預(yù)測石油地質(zhì)儲量增長率，為勝利油田的原油穩(wěn)產(chǎn)、國家能源戰(zhàn)略的安全作出了重要貢獻[3-4]?；仡檮倮吞飽|部探區(qū)的高效勘探之路，從早期背斜勘探理論所主導(dǎo)的構(gòu)造油氣藏勘探階段，到后來復(fù)式油氣聚集理論所主導(dǎo)的復(fù)式油氣藏勘探階段，再到現(xiàn)在隱蔽油氣藏勘探理論所主導(dǎo)的隱蔽油氣藏勘探階段，油田的高效勘探無不體現(xiàn)著科技理論的進步和勘探思路的轉(zhuǎn)變。博興洼陷作為濟陽坳陷內(nèi)的一個重要的富油洼陷，它的高效勘探歷程是勝利油田高效勘探30多年的縮影。

1 博興洼陷概況

博興洼陷位于濟陽坳陷東營凹陷的的西南部[5-6]，是東營凹陷內(nèi)一個相對獨立的富油洼陷。該地區(qū)西北臨青城—平方王凸起，南接魯西隆起，東北部以石村—純化斷裂帶為界與牛莊洼陷、利津洼陷相鄰，呈西北斷陷、東南超覆的不對稱箕狀洼陷，勘探面積約為 2000km2（圖 1)。

圖1 博興洼陷區(qū)域位置圖

博興洼陷的勘探始于20世紀60年代，勘探歷程可分為4個階段。階段一：構(gòu)造油氣藏勘探階段（1990年之前），早期主要以尋找構(gòu)造相對簡單的背斜圈閉和斷塊圈閉為目標，勘探主要集中在純化、樊家—正理莊—金家、高青等正向構(gòu)造帶，發(fā)現(xiàn)了一批中淺層構(gòu)造油氣藏。中后期，隨著勘探的深入，尤其是“上坡、下洼”尋找地層油氣藏、巖性油氣藏過程中，對構(gòu)造翼部的隱蔽油氣藏進行了一些有益的探索，但由于復(fù)雜地質(zhì)條件和巖性多變的特點，雖然發(fā)現(xiàn)了部分地層油氣藏、巖性油氣藏，但是發(fā)現(xiàn)的儲量規(guī)模較小，使得博興洼陷勘探進入低谷。階段二：隱蔽油氣藏勘探階段（1990—2010年），隨著三維地震資料的全面覆蓋、儲層預(yù)測描述技術(shù)的廣泛應(yīng)用，洼陷帶巖性油氣藏實現(xiàn)突破，尤其是洼陷內(nèi)沙三段濁積巖、沙四段灘壩砂等隱蔽油氣藏勘探有了較大的進展，正理莊油田、大蘆湖油田、純化油田實現(xiàn)含油連片，使博興洼陷呈現(xiàn)出滿洼含油的態(tài)勢。階段三：多層系、多類型油氣藏整體勘探階段（2010—2015年），在富油洼陷認識指導(dǎo)下，通過構(gòu)造、沉積、油源、成藏的重新系統(tǒng)梳理，在成熟層系、成熟區(qū)帶有不斷發(fā)現(xiàn)的同時，油氣勘探也逐漸向盆緣、向深層、向非常規(guī)油氣藏轉(zhuǎn)移，在此期間，紅層、非常規(guī)、盆緣地層等多類型油氣藏都有大的突破，油氣勘探呈現(xiàn)“多元化”“規(guī)?；碧攸c，保持了穩(wěn)定增儲的發(fā)展態(tài)勢。階段四：精細評價、效益勘探階段（2015年至今），適時調(diào)整勘探思路，在全球低油價新常態(tài)下，發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)儲量、提高勘探效益是當前油田勘探面對的核心問題[1]，通過重點區(qū)帶的精細評價，在凸起帶、儲量空白區(qū)、低認識層系不斷拓展，實現(xiàn)了經(jīng)濟、可動用儲量不斷發(fā)現(xiàn)。

2 理論創(chuàng)新、技術(shù)進步及思路轉(zhuǎn)變是油田高效勘探的基石

2.1 斷坡控砂理論的提出極大提升了下洼找油的信心

與所有地區(qū)的油氣勘探相似，博興洼陷的油氣勘探是從構(gòu)造圈閉的勘探開始。自1964年部署二維地震勘探到20世紀80年代末，博興洼陷的油氣勘探主要集中在樊家—正理莊—金家鼻狀構(gòu)造帶上，發(fā)現(xiàn)了金家、正理莊、大蘆湖、博興等構(gòu)造油氣田。其中1965年在正理莊北部樊家構(gòu)造帶鉆探的Ton2井在沙三段鉆遇濁積巖油藏，成為大蘆湖（樊家）油田發(fā)現(xiàn)井。之后的20多年，針對沙三段濁積巖相繼部署了Fan3井、Fan4井、Fan6井、Fan7井、Fan9井、Fan11井等6口探井，其中Fan3井、Fan7井、Fan11井獲得工業(yè)油流，同時Fan4井、Fan6井、Fan9井試油分別為油水同層、水層、干層，表現(xiàn)出濁積巖油藏的復(fù)雜性，同時濁積巖油藏由于埋藏深、厚度薄、面積小、產(chǎn)量低、工藝要求高等特點，洼陷帶濁積巖的勘探工作一直停滯不前。

“九五”乃至“十五”期間，隨著勘探程度的提高，隱蔽油氣藏的勘探比例在逐漸增大，這意味著濟陽坳陷進入了隱蔽油氣藏為主的勘探階段[7]。針對隱蔽油氣藏形成機制、分布規(guī)律的復(fù)雜性問題，勝利油田在“低位扇”“坡折帶”等理論基礎(chǔ)上[8]，逐步發(fā)展形成了以“斷坡控砂、復(fù)式輸導(dǎo)、相勢控藏”為主的隱蔽油氣藏勘探理論，認識到陸相斷陷盆地的“斷坡”對沉積體系的發(fā)育和砂體分布起著重要的控制作用[8-9]。在上述認識指導(dǎo)下，在構(gòu)造分析的基礎(chǔ)上對博興洼陷沙三段沉積體系進行了再認識，從沙三段沉積早期古地貌圖可以看出（圖2），在沙三段沉積時期，博興洼陷從南向北劃分為南部斜坡區(qū)、中部坡折區(qū)和北部深洼區(qū)，中部的斷階坡折區(qū)圍繞洼陷沉積中心呈帶狀分布，控制了南部金家三角洲向前進積，在坡折帶的前方成為濁積砂體的重要卸載區(qū)。在此認識的指導(dǎo)下，90年代末，運用新采集的樊家、樊東三維地震資料對洼陷帶濁積砂體進行了儲層描述，在樊家西北部、東部部署的Fan124井、Fan128井等20多口井均鉆遇油層，從此洼陷帶濁積巖油藏的勘探進入高峰期，到2010年底洼陷帶濁積巖已上報探明石油地質(zhì)儲量5896×104t。洼陷帶濁積巖油藏的成功顯現(xiàn)了洼陷帶巖性油藏較大的規(guī)模潛力，同時也更加堅定了下洼找油的信心。

圖2 博興洼陷沙三段沉積早期古地貌圖

2.2 咸化湖盆和濱淺湖灘壩的認識創(chuàng)新堅定了滿洼含油的信心

2003年，勝利油田提出了陸相斷陷盆地咸化湖盆優(yōu)質(zhì)烴源巖的概念，認識到濟陽坳陷古近系發(fā)育多套優(yōu)質(zhì)烴源巖，經(jīng)歷了鹽湖—咸化—淡化湖盆的演化過程[10-12]。其中沙四上亞段烴源巖是咸水環(huán)境形成的一套優(yōu)質(zhì)烴源巖，與沙三中—下亞段淡水湖泊烴源巖相比較，沙四上亞段咸水湖泊環(huán)境的烴源巖具有生烴時間早、周期長、排烴效率高的特點[13]。這些認識突破了以往以沙三中—下亞段淡水湖泊烴源巖為主的傳統(tǒng)認識，確立了咸化湖泊烴源巖在濟陽坳陷的主體地位，成為油氣資源再認識的重要理論基礎(chǔ)[3]。在此認識的基礎(chǔ)上，對博興洼陷烴源巖進行資源再評價，油氣資源量達到8×108t左右，為博興洼陷的油氣持續(xù)勘探奠定了資源基礎(chǔ)。

與此同時，勝利油田勘探工作者在沙四上亞段烴源巖之下發(fā)現(xiàn)了灘壩砂巖油藏。灘壩砂巖是濱淺湖相廣泛發(fā)育的一種砂體類型，是灘砂和壩砂的總稱，其形成主要受波浪的控制[14-17]，具有近油源、儲集性能好、生儲蓋組合配置完善的有利地質(zhì)條件。由于受早期鉆探及認識程度的局限，認為灘壩砂具有“層薄、局限、構(gòu)造控藏”的特點，勘探主要是圍繞古地貌高地和正向構(gòu)造帶進行，雖發(fā)現(xiàn)了純化、小營、博興等灘壩砂構(gòu)造油藏，但勘探一直無法大面積展開，例如在純化構(gòu)造帶周緣鉆探的Ch37井、Ch43井、Chx46井、Lg241井等，除Ch37井獲工業(yè)油流外，其他井鉆遇儲層較薄、物性較差，未獲油流，嚴重制約灘壩砂巖的下步勘探部署。隨著勘探的不斷深入，在斜坡區(qū)、洼陷區(qū)灘壩砂也有了發(fā)現(xiàn)，以往的觀點和認識遭遇挑戰(zhàn)?！笆晃濉逼陂g，在系統(tǒng)研究古物源、古地貌、古水動力以及沉積基準面旋回對灘壩砂體成因與分布控制作用的基礎(chǔ)上，建立了灘壩砂“三古控砂、時空一體”的沉積模式[18-19]；在斷裂裂隙、有效儲層和烴源巖壓力等油氣成藏要素分析的基礎(chǔ)上，提出了“三元控藏、壓吸充注”成藏模式[20]，認識到灘壩砂巖具有大面積分布、大面積成藏的特點；同時得益于壓裂試油工藝（特別是大型壓裂）的提高，實現(xiàn)了深層低滲透薄互層灘壩砂油層的工業(yè)產(chǎn)能關(guān)。在此認識的基礎(chǔ)上，2004年在博興洼陷南部斜坡區(qū)部署的Gao89井，在沙四段鉆遇20.8m/8層油層，試油壓裂獲日產(chǎn)21.5t工業(yè)油流。2007年在北部深洼區(qū)完鉆的Ch110井在沙四段鉆遇12.7m/7層油層，試油壓裂獲日產(chǎn)7.57t工業(yè)油流。Gao89井、Ch110井的成功也證實了博興洼陷具有大面積發(fā)育灘壩砂的這一認識。“十一五”期間，博興洼陷新增灘壩砂探明石油地質(zhì)儲量9908×104t，實現(xiàn)了博興洼陷南部斜坡區(qū)、北部深洼區(qū)灘壩砂油藏的整體含油連片（圖3）。

圖3 博興洼陷沙四段灘壩砂巖含油面積圖

2.3 油氣分布的有序性、連續(xù)性推動多層系、多類型油藏的整體立體勘探

近年來，隨著勘探程度的不斷提高，博興洼陷油氣分布規(guī)律越來越清楚，油藏類型、富集程度呈現(xiàn)有序、連續(xù)分布特點。油氣分布的有序性、連續(xù)性是指從盆地中心到盆地邊緣，縱向上多層系、橫向上多類型的油氣藏構(gòu)成一個分布有序、連續(xù)統(tǒng)一的油氣分布整體[21-22]。陸相箕狀斷陷盆地內(nèi)的構(gòu)造演化和沉積充填特征，決定了成藏要素發(fā)育的規(guī)律性，形成了不同類型油藏分布的有序性[23]，盆地內(nèi)發(fā)育的多套烴源巖層系、復(fù)雜沉積體系以及多種圈閉類型與多期構(gòu)造活動、多期生烴排烴、多期運聚成藏有機結(jié)合，是油氣分布有序性、連續(xù)性的重要控制因素。隨著對油氣分布有序性、連續(xù)性特征認識的不斷加深，采用整體立體勘探思路，博興洼陷在洼陷帶巖性油氣藏、斜坡帶構(gòu)造—巖性油氣藏以及正向構(gòu)造帶的構(gòu)造油氣藏等常規(guī)油氣勘探的基礎(chǔ)上，不斷拓展老區(qū)的油氣勘探，發(fā)現(xiàn)了大量源下“紅層”油氣藏、盆緣超剝帶地層油氣藏，大大拓展了油氣的勘探領(lǐng)域[24]。博興洼陷從洼陷帶到盆緣帶各類油氣藏在空間上、平面上呈現(xiàn)出有序、連續(xù)分布的特點，逐漸形成滿洼連片含油的局面。近年來，由于對盆緣地層油氣藏的論述較多，同時考慮到源下“紅層”成藏的特殊性以及對儲量的貢獻，因此，本文主要對博興洼陷源下“紅層”油氣藏進行論述。

博興洼陷的“紅層”為斷陷湖盆初始期（古近系孔店組—沙四下亞段沉積期）發(fā)育的一套紅色陸相碎屑巖地層[25]。由于紅層本身不具備生烴能力，并位于研究區(qū)沙三段—沙四段烴源巖以及沙四段灘壩砂之下，油氣成藏條件復(fù)雜，勘探難度較大，需要在立體勘探思路指導(dǎo)下，上、下層系兼探，認識“紅層”成藏的特殊性。通過對已發(fā)現(xiàn)油氣藏的精細解剖認為，源儲對接關(guān)系、宏觀構(gòu)造背景以及良好沉積相帶是控制紅層成藏的重要因素[26-27]。從圖4可以看出，博興洼陷內(nèi)Gao94、FanS1斷層斷距可達到500m，下降盤烴源巖排出的油氣可直接通過斷層側(cè)向進入上升盤儲層成藏。構(gòu)造背景決定了油氣相對聚集，金家—樊家鼻狀構(gòu)造帶為博興洼陷最重要的構(gòu)造單元，也是洼陷內(nèi)部重要的隆起帶。該鼻狀構(gòu)造帶不僅對砂體的分布影響較大，也對后期油氣的聚集起到了一定的控制作用，是油氣聚集的有利場所。在此認識的基礎(chǔ)上，采用立體勘探思路，2010年在Gao94油源斷層上升盤部署實施了重點預(yù)探井Gao94井，在鉆遇沙四上亞段灘壩砂油藏的同時，又發(fā)現(xiàn)了沙四下亞段和孔店組兩套含油層系。該井的成功，首次揭示了博興洼陷深部“紅層”儲層發(fā)育及含油性，極大提升了“紅層”的勘探評價?！笆濉逼陂g，博興洼陷“紅層”上報控制地質(zhì)儲量2128.17×104t，預(yù)測地質(zhì)儲量5317.69×104t，成為博興洼陷重要的增儲陣地之一。

圖4 博興洼陷近南北向“紅層”油藏剖面圖

2.4 新形勢下精細化、效益化勘探理念確保優(yōu)質(zhì)、可動用儲量的發(fā)現(xiàn)

在全球低油價新常態(tài)下，發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)儲量、提高勘探效益是當前整個油田勘探面對的核心問題。針對這個問題，油田勘探工作人員從勘探思路和方向上進行了適時調(diào)整，以勘探開發(fā)的整體效益為目標，把勘探方向逐漸轉(zhuǎn)移到精細化效益勘探，利用新技術(shù)、新方法對重點區(qū)帶展開精細評價，在盆緣凸起帶以及其他低認識層系不斷拓展，實現(xiàn)了經(jīng)濟、可動用儲量不斷發(fā)現(xiàn)。

青城凸起位于博興洼陷的西部，高青—平南大斷裂的上升盤，成藏條件有利，自北向南發(fā)育多層系、多類型油藏，是一個多層樓式復(fù)合油氣聚集帶[28]。從近幾年的勘探成果來看，青城凸起作為勝利油田純梁采油廠勘探的主戰(zhàn)場，從中淺層的沙河街組直至深層的孔店組、中生界均有重大發(fā)現(xiàn)，但由于深部地震資料品質(zhì)較差，古生界勘探一直未有突破。2015年青城凸起進行了地震資料逆時偏移目標處理，通過針對性的處理，深部地震資料品質(zhì)得到顯著提高，高青大斷層實現(xiàn)了精確歸位，確保了研究區(qū)的精細勘探。在地震資料重新精細解釋的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了構(gòu)造形態(tài)精細落實，同時通過油源條件分析、儲層精細對比，2015年底在青城凸起南部部署的HGX101井在上古生界二疊系獲得突破，試油獲得日產(chǎn)油50t的高產(chǎn)工業(yè)油流，次年上報400×104t的優(yōu)質(zhì)控制地質(zhì)儲量（圖5）。該井的成功表明在當前的勘探形勢下，通過技術(shù)的進步，以及精細化勘探，老區(qū)新層系仍然具有較大的勘探空間。

圖5 青城凸起HGX101井儲量分布圖

3 結(jié)論

博興洼陷作為濟陽坳陷內(nèi)富油洼陷的典型代表，歷經(jīng)50多年的油氣勘探開發(fā)，累計上報探明石油地質(zhì)儲量超4×108t，為油田的原油穩(wěn)產(chǎn)和國家能源戰(zhàn)略安全作出了重要貢獻。博興洼陷的勘探歷程表明，理論創(chuàng)新、技術(shù)進步及思路轉(zhuǎn)變是油田高效勘探的基石。其中斷坡控砂理論的提出、咸化湖盆和濱淺湖灘壩的認識、油氣分布有序性和連續(xù)性特征以及現(xiàn)今精細化、效益化勘探理念持續(xù)推動了博興洼陷油氣的穩(wěn)定、高效勘探。同時博興洼陷的高效勘探歷程也啟示我們，對于濟陽坳陷內(nèi)部的其他富油洼陷，應(yīng)該正確認識當前的勘探形勢。雖然都已經(jīng)達到高勘探程度階段，但只要精細評價工作，積極創(chuàng)新認識，勇于轉(zhuǎn)換思路，勝利油田富油洼陷老區(qū)勘探仍有大作為、大貢獻。