彭紀(jì)超，張 渝，張學(xué)慶，于明達(dá)

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué) （北京），北京 100083）

世界含鹽盆地鹽下油氣勘探歷史與展望

彭紀(jì)超，張 渝，張學(xué)慶，于明達(dá)

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué) （北京），北京 100083）

為了研究含鹽盆地鹽下勘探歷史與現(xiàn)狀，通過(guò)查閱收集大量的資料文獻(xiàn)，結(jié)合油氣地震采集技術(shù)，地震資料處理技術(shù)與鉆探設(shè)備和計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，將含鹽盆地油氣勘探分為三個(gè)階段：被動(dòng)勘探階段（1970年前），主動(dòng)探索階段（1970～1990年）和大規(guī)模主動(dòng)勘探階段（1990年至今），并分析總結(jié)了每個(gè)階段的主要油氣藏發(fā)現(xiàn)與技術(shù)設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r。最后，文章從采集技術(shù)、成像技術(shù)和鉆探技術(shù)三個(gè)技術(shù)層面對(duì)世界含鹽盆地鹽下油氣勘探前景做出展望。同時(shí)也提出我國(guó)應(yīng)了解國(guó)外含鹽盆地油氣勘探現(xiàn)狀，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的鹽下勘探技術(shù)，引進(jìn)相關(guān)設(shè)備，對(duì)我國(guó)含鹽盆地油氣勘探具有重要的指導(dǎo)意義與實(shí)踐意義。

鹽下油氣勘探；地震采集技術(shù)；成像技術(shù)；鉆探技術(shù)

世界上許多含鹽盆地含有豐富的油氣資源，并且絕大多數(shù)探明油氣儲(chǔ)量都與含鹽盆地有關(guān)［1－2］。在全球含油氣或具油氣遠(yuǎn)景的近200個(gè)盆地中有一半以上已發(fā)現(xiàn)商業(yè)性油氣田，而其中與鹽系地層有關(guān)的盆地達(dá)到58%。由于含鹽盆地中，鹽構(gòu)造廣泛發(fā)育。鹽構(gòu)造泛指在重力、浮力和區(qū)域應(yīng)力等綜合作用下，鹽巖、泥巖及其他密度低于上覆地層的物質(zhì)形成的底辟構(gòu)造。鹽構(gòu)造不僅提供了油氣運(yùn)移的通道，還提供了豐富的圈閉，因此鹽下油氣儲(chǔ)量豐度很大［3］。波斯灣盆地的石油儲(chǔ)量占世界石油最終可采儲(chǔ)量的65%，其中60%的可采儲(chǔ)量與鹽構(gòu)造作用有關(guān)［4－5］。但是也正因?yàn)橛宣}構(gòu)造的存在，在含鹽盆地油氣勘探中遇到了很多難題。如：鹽下地震數(shù)據(jù)反射能量弱；鹽下目的層反射軸上拉，引起構(gòu)造假象；由于巖鹽層的不穩(wěn)定性，在鉆井過(guò)程中導(dǎo)致的堵塞、卡鉆，以及深海鉆探等問(wèn)題［6］。

本文結(jié)合鹽下油氣藏勘探進(jìn)展和鹽下勘探所遇到的問(wèn)題，將鹽下油氣藏勘探分為三個(gè)階段。

1 鹽下油氣勘探

1.1 被動(dòng)勘探階段

本文1970年前的鹽下油氣勘探劃分為第一階段。西非加蓬含鹽盆地油氣勘探開(kāi)始于1930年，先后發(fā)現(xiàn)了阿里巴、M貝加和羅佩斯角等鹽上油田。直到1963年發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)鹽下油田——?jiǎng)偘陀吞?。該油田的發(fā)現(xiàn)為世界含鹽盆地油氣勘探開(kāi)辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。1967年在緊靠剛巴油田的南部發(fā)現(xiàn)了伊文卡油田，儲(chǔ)層與剛巴油田為同一儲(chǔ)層［1，7］。西非海岸盆地群示意圖，如圖1所示。

圖1 西非海岸盆地群示意圖

該階段主要屬于探索階段。發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)油田都是鉆穿了較薄的鹽層之后發(fā)現(xiàn)的。由于鹽下地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)、鹽下成像、鉆探技術(shù)的不成熟，沒(méi)有更多的鹽下油氣發(fā)現(xiàn)。

1.2 主動(dòng)勘探階段

鹽下油氣勘探第二階段為1970～1990年。濱里海盆地是眾多含鹽盆地中勘探較早的，其油氣勘探始于19世紀(jì)末。90%的勘探都集中在鹽上，一直沒(méi)有重大發(fā)現(xiàn)。直到把勘探工作集中于鹽下地層，才于20世紀(jì)70年代陸續(xù)發(fā)現(xiàn)：肯基亞克（1970）、扎納諾爾（1978）、卡拉恰甘納克（1979）三大油田；阿斯特拉罕（1976）、田吉茲（1980）兩大氣田［8－9］。其中田吉茲在世界最大油氣田中排名第13位（中國(guó)人大網(wǎng)）。截至～1985年，在該地區(qū)一共發(fā)現(xiàn)了30個(gè)油氣田。1984～1985年，殼牌公司在西非海上鹽下地層發(fā)現(xiàn)的拉比－昆加油田是迄今加蓬陸上和海上最大的油氣發(fā)現(xiàn)，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量2.07×1011t。我國(guó)于1985年首次在塔里木盆地發(fā)現(xiàn)石炭系巴楚組鹽體，1986年部署的S10井鉆遇了厚度超過(guò)200m的鹽體。墨西哥灣自1983年鉆第一口鹽下探井以后，7年的勘探工作都沒(méi)有找到油氣，但在1986年鉆的South Marsh Island 200＃1井，鉆穿了303m的鹽層［1，10－11］。濱里海盆地鹽下大型油田分布見(jiàn)圖2。

圖2 濱里海盆地鹽下大型油田分布圖

該階段鹽下油氣藏發(fā)現(xiàn)以陸上為主。70年代后期，模擬磁帶記錄又為數(shù)字磁帶記錄所取代，形成了以高速數(shù)字計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字記錄、多次覆蓋三維地震采集技術(shù)、大大提高了記錄精度。由于三維地震采集技術(shù)及其配套的處理解釋技術(shù)的成熟，鹽下地震分辨率有大幅度提高，大幅度增強(qiáng)了解決地質(zhì)問(wèn)題的能力。這些技術(shù)應(yīng)用在濱里海盆地和西非加蓬盆地取得很好的效果。針對(duì)于鹽下成像的問(wèn)題，提出了疊前深度偏移的概念，但是由于當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)計(jì)算能力無(wú)法滿(mǎn)足疊前深度偏移龐大的計(jì)算量，因此鹽下成像的問(wèn)題還是沒(méi)有得到解決。由于海上地震采集技術(shù)和鉆探技術(shù)不成熟，在海上沒(méi)有什么重大發(fā)現(xiàn)。

1.3 大規(guī)模主動(dòng)勘探階段

從1990年至今為第三階段。1990年?？松驹诿芪魑鞅群庸?11Midkey遠(yuǎn)景區(qū)有了墨西哥灣第一個(gè)重大的鹽下油氣發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)量約（1.6～3.2）×107t，水深1310.6m。1993年開(kāi)始美國(guó)三大石油公司（Philips，Anadarko，Amoco）又在路易斯安娜的近海發(fā)現(xiàn)鹽下油田。截至2000年，據(jù)Philips預(yù)測(cè)，墨西哥灣已探明的25個(gè)鹽下油氣藏的開(kāi)采量可達(dá)1.9×108t原油和4.25×1011m3天然氣［1］。2000年，在哈薩克斯坦里海鹽下地層發(fā)現(xiàn)卡什干大油田，探明儲(chǔ)量70億～90億bbl。該油田是當(dāng)時(shí)世界上最大的油氣發(fā)現(xiàn)，引起了全世界的關(guān)注［12－13］。2003年部署在我國(guó)新疆塔里木盆地塔河油田南部石炭系鹽體分布區(qū)的S106井，在奧陶系一間房組獲工業(yè)油氣流，日產(chǎn)輕質(zhì)原油270m3、天然氣10000m3，取得了我國(guó)鹽下勘探領(lǐng)域的重大突破。至2006年4月底，塔河油田南緣鹽區(qū)就累計(jì)產(chǎn)油20.56萬(wàn)t［10］。近年來(lái)，在巴西東南部的桑托斯海灣發(fā)現(xiàn)多個(gè)油氣田，Bern－Te－Vi氣田、Jupiter氣田、Guara氣田、Iara油田，卡里奧卡油田和Tupi油氣田等，其中2007年發(fā)現(xiàn)的Tupi油田是繼2000年發(fā)現(xiàn)卡什干大油田以來(lái)全球最大的油氣發(fā)現(xiàn)，初步估計(jì)可采儲(chǔ)量將達(dá)50億～80億bbl油當(dāng)量。2010年9月28皇家荷蘭殼牌公司在巴西桑托斯盆地的鹽下層系區(qū)塊內(nèi)又發(fā)現(xiàn)了石油。巴西石油公司稱(chēng)整個(gè)鹽下油氣帶總儲(chǔ)量可達(dá)560億 bbl油當(dāng)量［14－15］。2012年，Cobalt公司在安哥拉Kwanza盆地找到一個(gè)鹽下大型發(fā)現(xiàn)Cameia油田，2013年又在該盆地找到另一個(gè)大型油氣田。在墨西哥灣也新發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量為10億桶油當(dāng)量。

該階段在海上發(fā)現(xiàn)了大量的鹽下油氣田主要得益于海上采集技術(shù)、鹽下成像技術(shù)和鉆井技術(shù)的進(jìn)步。20世紀(jì)90年代，海底多分量電纜的出現(xiàn)，海上多波采集技術(shù)和高密度三維地震采集技術(shù)取得突破，挪威PGS公司、美國(guó) Wester Geco公司、法國(guó)CGG等公司在深海鹽下地震勘探中應(yīng)用這些技術(shù)取得了很好的效果［16－17］。

20世紀(jì)90年代，隨著并行計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，由70年代提出的疊前深度偏移技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)?？讼；舴蚍e分法疊前深度偏移成功應(yīng)用在墨西哥灣和北海南部等含鹽地區(qū)的鹽下油氣勘探，提高了鹽下目的層的成像精度，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。雙梯度鉆井技術(shù)、膨脹管技術(shù)、欠壓實(shí)鉆井技術(shù)的出現(xiàn)，大大降低深水鹽下勘探事故發(fā)生率，擴(kuò)大了油氣資源的勘探區(qū)域。2003年11月，Transocean和雪佛隆－德士古公司在美國(guó)墨西哥灣11011ft水深處打了一口井，首次超過(guò)了11000ft水深進(jìn)行油氣勘探［18－21］。

2 技術(shù)現(xiàn)狀與展望

2.1 采集技術(shù)

由于多波多分量技術(shù)和高密度三維采集技術(shù)所得資料具有高信噪比、高分辨率和高保證度的特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足鹽下勘探的要求。但是由于采集原始資料比常規(guī)三維地震多得多，給后期的處理和解釋帶來(lái)許多不便，無(wú)形中增加在油氣勘探的成本，使這些技術(shù)難以得到推廣。但是由于鹽下油氣勘探的巨大利潤(rùn)，許多大型石油公司投入大量的資金與精力，將這些技術(shù)應(yīng)用在鹽下油氣勘探中，取得了較好的勘探效果。隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)難度的加大和科技的進(jìn)步，這些技術(shù)在將來(lái)也會(huì)成為常規(guī)采集技術(shù)。

2.2 成像技術(shù)

疊前深度偏移技術(shù)主要分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是目前使用比較廣泛的克?；舴蚍e分法，另一類(lèi)是基于波動(dòng)方程方法，即基于波動(dòng)理論的波長(zhǎng)遞歸延拓方法（有限差分法、相移法、廣義偏移等）。基于波動(dòng)理論的方法比基于射線(xiàn)理論的積分法，在計(jì)算上更加精確可靠。但是基于波動(dòng)理論的方法計(jì)算量大，成本高，因此沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。隨著超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展，目前這兩種方法在生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)并存，并且波動(dòng)方程的方法使用率正處于上升的趨勢(shì)。此外，由于巖體的電阻率比周?chē)练e巖的電阻率高出十倍，這種差異可能可以使我們很容易確定巖體構(gòu)造的范圍和厚度。因此，有多家實(shí)驗(yàn)室和石油公司正在研究海上大地電磁勘探方法進(jìn)行巖體勘探的可能性。結(jié)合疊前深度偏移技術(shù)和海上大地電磁技術(shù)能夠?qū)}下沉積層與厚度進(jìn)行準(zhǔn)確成像，能夠?yàn)辂}下油氣勘探提供可靠的信息［22］。

2.3 鉆井技術(shù)

在過(guò)去的20年，深水鹽下油氣勘探和開(kāi)發(fā)工作大規(guī)模開(kāi)展。雙梯度鉆井技術(shù)、膨脹管技術(shù)、欠壓實(shí)鉆井技術(shù)和微流量控制鉆井技術(shù)等適合深水鉆井的方法的出現(xiàn)，解決了深水鹽下油氣開(kāi)發(fā)的一系列難題。但是深水鉆井仍然是一個(gè)不完全成熟的前沿領(lǐng)域，一不小心就會(huì)釀成大錯(cuò)。例如：2010年4月墨西哥灣鉆井平臺(tái)發(fā)生爆炸，導(dǎo)致了墨西哥灣歷史上最嚴(yán)重的原油泄漏事故。但是隨著深水鉆井理論與工藝的發(fā)展，深水鉆探將會(huì)向信息化、智能化為和更加注意QHSE等方向發(fā)展［23］。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著鹽下油氣藏理論認(rèn)識(shí)的持續(xù)深化以及鹽下勘探技術(shù)方法的不斷成熟，世界鹽下油氣勘探將不斷取得突破。巴西、墨西哥灣、西非海岸及濱里海盆地鹽下油藏也將成為今后世界油氣儲(chǔ)量極為重要的儲(chǔ)量增漲點(diǎn)。非洲和東南亞國(guó)家也將會(huì)顯示出快速的發(fā)展勢(shì)頭。我國(guó)含鹽盆地分布很廣，如：中原、江漢、塔里木、南海等地，因此，總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外含鹽盆地油氣勘探現(xiàn)狀，學(xué)習(xí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)鹽下勘探技術(shù)，對(duì)我國(guó)含鹽盆地油氣勘探具有重要的指導(dǎo)意義與實(shí)踐意義。

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History and prospect of presalt oil－gas exploration in the salt basin of the world

PENG Ji－chao，ZHANG Yu，ZHANG Xue－qing，YU Ming－da
（China University of Mining and Technology （Beijing），Beijing 100083，China）

The paper aims to study the history and present state of the presalt oil－gas exploration in the world．Combined with the seismic acquisition technology，drilling technique，seismic data processing technology and the equipment of computer and drilling，the paper collected large amounts of documents and litertures in order to analysis the presalt oil－gas exploration situation which can be divided in to three stages：passive exploration stage（before 1970），active exploration stage（1970～1990）and the large－scale active exploration phase（1990～today）．In the each stage，the paper lists the main important discoveries and summarizes the advantage and dis advantage of the development of equipment technology．Finally，the paper makes a prospect view from three aspects，acquisition technology，imaging technology and drilling technology respectively．At the same time，the paper put forward China should understand the situation of the presalt oil－gas exploration of the world，and study the foreign advanced exploration technology and import the equipment．It has the guiding significance and practical significance for the presalt oil－gas exploration in the salt basin of China．

presalt oil－gas exploration；seismic acquisition technology；image technology；drilling technology

2014－08－15

P618.13

A

1004－4051（2014）S2－0114－04