引用本文
李清瑶, 高永进, 陈夷, 张远银, 苗苗青, 武建伟, 韩淼, 刘旭锋. 北方重要盆地油气资源战略选区调查工作进展[J].中国地质调查, 2024,11(1): 1-8.
LI Qingyao, GAO Yongjin, CHEN Yi, ZHANG Yuanyin, MIAO Miaoqing, WU Jianwei, HAN Miao, LIU Xufeng. Progress in the strategic selection investigation of oil and gas resources in northern important basins[J].Geological Survey of China, 2024,11(1): 1-8.  
doi: 10.19388/j.zgdzdc.2024.01.01
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北方重要盆地油气资源战略选区调查工作进展
李清瑶1,2,3, 高永进1,2,3,*, 陈夷1,2,3, 张远银1,2,3, 苗苗青1,2,3, 武建伟1,2,3, 韩淼1,2,3, 刘旭锋1,2,3
1.中国地质调查局油气资源调查中心,北京 100083
2.中国地质调查局非常规油气重点实验室,北京 100029
3.多资源协同陆相页岩油绿色开采全国重点实验室,北京 100083

第一作者简介: 李清瑶(1989—),女,工程师,主要从事沉积学与油气成藏方面研究。Email: liqingyao@mail.cgs.gov.cn。

通信作者简介: 高永进(1968—),男,教授级高级工程师,主要从事油气基础地质调查和战略选区研究。Email: gaoyongjin@mail.cgs.gov.cn。

收稿日期: 2024-01-18
基金资助: 中国地质调查局“能源矿产地质调查(编号: YJ002)”“北方重要盆地油气资源战略选区与潜力评价(编号: DD20221674)”“全国油气重点调查区战略性矿产调查评价(编号: DD20230042)”项目联合资助
摘要

北方重要盆地蕴藏着丰富的油气资源,是我国陆上油气资源增储上产的重点地区。“十三五”以来,公益性油气地质调查聚焦国家需求,着力推进“四新”(即新区、新层系、新类型、新领域)油气调查与评价,强力支撑了油气体制改革,取得了塔西北沙井子构造带西段油气调查新发现,以及塔里木盆地数字化建设与选区评价、塔东北奥陶系、塔西北寒武系、三门峡盆地古近系和准东及其周缘地区石炭系油气基础调查等多项新进展; 形成了数字盆地标准方案,塔里木盆地电阻率-极化率异常解释图版2项科技创新成果; 支撑新疆地区油气勘查开采体制改革工作取得实效,助力企业在塔里木盆地东部超深层油气勘探快速实现新突破,有效推动地方经济和社会发展。

关键词: 塔里木盆地; 准噶尔盆地; 三门峡盆地; 油气成藏条件; 有利目标区; 资源潜力评价
中图分类号:P618.1;TE122 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2024)01-0001-08
Progress in the strategic selection investigation of oil and gas resources in northern important basins
LI Qingyao1,2,3, GAO Yongjin1,2,3, CHEN Yi1,2,3, ZHANG Yuanyin1,2,3, MIAO Miaoqing1,2,3, WU Jianwei1,2,3, HAN Miao1,2,3, LIU Xufeng1,2,3
1. Oil & Gas Survey Center, China Geology Survey, Beijing 100083, China
2. Key Laboratory of Unconventional Oil and Gas, China Geological Survey, Beijing 100029, China
3. National Key Laboratory of Continental Shale Oil, Beijing 100083, China
Abstract

Abundant oil and gas resources are contained in northern important basins, which are also key areas for increasing storage and production of onshore oil and gas resources in China. The public welfare oil and gas geological surveys have focused on national needs since the 13th Five Year Plan, and the investigation and evaluation of oil and gas in the “four new” fields were also promoted, including new areas, new series, new types and new territories. And the reform of oil and gas production was also strongly supported, and new discoveries of oil and gas survey have been made in the western section of Shajingzi Structural Belt in Northwestern Tarim. Besides, many new progresses have been made in digital construction and area selection evaluation of Tarim Basin, and in oil and gas foundation investigation in Ordovician of Northeastern Tarim, Cambrian of Northwestern Tarim, Paleogene of Sanmenxia Basin, Carboniferous basic survey of Zhundong and its surrounding areas. In addition, two technological innovation achievements have formed, including the standard scheme of digital basin and the interpretation chart of resistivity polarization anomaly in Tarim Basin. The oil and gas exploration and extraction system reform in Xinjiang was also successfully supported with achieved practical results. And new breakthroughs would be quickly achieved in ultra-deep oil and gas exploration in Eastern Tarim Basin for enterprises, which would effectively promote local economic and social development.

Keyword: Tarim Basin; Junggar Basin; Sanmenxia Basin; oil and gas accumulation conditions; favorable target area; resource potential evaluation
0 引言

油气资源是保障国家安全、经济发展和社会稳定的重要战略资源。塔里木、准噶尔、三门峡等我国北方重点盆地油气资源潜力雄厚, 矿权空白区面积大, 前期公益性油气调查在上述3个盆地获得了一些油气调查突破和进展, 但是复杂山前带油气成藏及分布规律、新区新层系原型盆地及后期改造等一系列关键地质问题尚未得到解决, 制约了勘探进程和决策部署[1]。

2022年中国地质调查局围绕塔里木、准噶尔和三门峡3个盆地的重点区带, 按照“ 理论创新引领、基础调查先行、战略选区突破” 的工作思路, 开展了野外地质调查、时频电磁剖面测量、调查井钻探、油气成藏条件分析、系统编图与地质评价等工作, 取得了多项重要进展和突破, 形成了一系列油气地质理论创新认识和勘探新技术, 有力支撑了国家油气勘查体制改革, 促进了多个新的油气资源接续基地建设, 为保障国家能源资源安全做出了较大贡献[1, 2]。

1 油气调查进展与成果
1.1 新苏地2井钻获志留系厚气层, 拓宽了油气勘探新领域

新苏地2井位于塔里木盆地西北部沙井子构造带西段(图1), 完钻井深3 133.6 m, 依次钻揭第四系、新近系、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系和奥陶系等, 完钻层位为奥陶系大湾沟组。该井在志留系塔塔埃尔塔格组和柯坪塔格组均见良好显示: 下志留统塔塔埃尔塔格组综合解释气层12.60 m/2层、差气层3.20 m/1层、含气层23.30 m/9 层、气水同层3.50 m/1层, 为志留系一个新发现的含油气层系; 下志留统柯坪塔格组综合解释气层16.50 m/3层, 差气层19.40 m/6层, 含气层4.80 m/2层(图2)。

图1 研究区位置[9]
1.工业油流井; 2.工业气流井; 3.低产油井; 4.油气显示井; 5.干井; 6.地名; 7.火成岩; 8.一级构造分界线; 9.二级构造分界线; 10.断层; 11.探明油藏; 12.探明气藏; 13.烃源岩; 14.露头; 15.坳陷; 16.凹陷; 17.凸起; 18.冲断带Fig.1 Location of the study area[9]

图2 新苏地2井志留系综合柱状图
1.含砾粗砂岩; 2.中砂岩; 3.细砂岩; 4.粉砂岩; 5.泥质粉砂岩; 6.灰质泥岩; 7.碳质泥岩; 8.泥岩; 9.页岩; 10.黏土; 11.泥灰岩; 12.泥质灰岩; 13.灰岩; 14.白云质灰岩; 15.油迹Fig.2 Comprehensive histogram of Silurian System in Well XSD2

气测总烃最高达6.068%, 与沙井子构造带东部的新苏地1井、新苏参1井相比, 气测显示更为活跃, 钻遇含气砂岩层系多且物性好。此外, 志留系依木干他乌组区域性优质泥岩盖层保存完整, 区域最大厚度达507 m, 说明该区盖层封闭条件较好, 有利于油气大规模聚集成藏。下一步将对志留系塔塔埃尔塔格组和柯坪塔格组这2个有利含油气层系的5个层段进行含油气测试工作, 研究流体性质和产能, 分析沙井子构造带西段油气资源潜力。

新苏地2井试油一旦获得突破, 意义重大。一是解决沙井子构造带西段深层关键基础问题, 了解柯坪断隆沙井子构造带志留统— 中上奥陶统油气地质条件, 提升柯坪断隆沙井子构造带油气成藏理论认识, 为整体资源评价提供关键参数[3]; 二是在钻井和资源量评价的基础上, 可提供3个有效招标区块, 助力新疆油气体制改革稳步推进, 有望实现“ 温宿凸起— 沙井子构造— 柯坪冲断带” 的含油气连片, 形成东西长约180 km的油气富集区, 极大带动周边石油企业的勘探部署, 形成新的油气产能建设基地。

1.2 塔里木盆地数字化建设与选区评价取得新进展

(1)基本建成多地质要素齐全配套的塔里木盆地数据库。按照自然资源部《自然资源三维立体时空主数据库建设方案》, 建设塔里木盆地三维立体时空数据库。以盆地为单元, 实现地质调查数据立体化统一管理, 形成地球科学立体“ 一张图” , 为开展三维地质建模、盆地模拟与资源评价等提供数据支撑。完成约20 000 km二维地震、5 000 km电法、56万km2重磁等物探资料, 以及90余口钻井的入库及标准化处理、36个图层的整合处理、70份综合研究报告及500余篇专著文献的收集与整理。

(2)初步构建塔里木盆地多尺度三维地质模型, 编制盆地下古生界烃源岩层系基础图件, 开展生烃模拟与资源评价。在塔里木盆地数据库基础上, 通过井震标定、物探-露头剖面综合解释等, 完成重点钻井地层对比与全区地质统层, 基本明确了重点层系地层展布与构造样式, 编制构造、岩相古地理等基础地质图件, 初步构建盆地级(塔里木盆地)和区带级(柯坪断隆)三维地质模型[4]。编制了塔里木盆地下寒武统— 上奥陶统岩相古地理图, 分析了有利烃源岩分布, 并进行成因法生烃模拟。预测塔里木盆地地质资源量约300亿t, 其中, 柯坪断隆— 阿瓦提凹陷地质资源量约50亿t。

1.3 塔东北奥陶系油气调查取得新发现

通过对库尔勒凸起140 km新采集的时频电磁解释分析, 结合重磁电震联合解释, 获得以下认识: ①库尔勒凸起地质结构寒武系— 奥陶系大面积分布, 厚度为1 000~4 000 m, 从南向北逐渐减薄; ②库尔勒凸起发育近EW向、NE向、NW向3组断裂, 且断裂多期活动有利于碳酸盐岩储层改造和油气纵向运移; ③通过成藏条件分析研究, 库尔勒鼻状凸起东部和北翼的两段背斜构造为有利钻探靶区。

1.4 塔里木盆地西北部寒武系油气调查评价取得新进展

通过分析柯坪断隆及周缘寒武系盐下油气成藏条件与分布规律, 得到了3方面新认识: ①肖尔布拉克组中下段为一套潜力烃源岩, 具有厚度大、分布广且品质好的特点; ②中寒武统膏盐层盖层在塔西北地区广泛分布, 向盆缘方向有加厚趋势, 厚度150~450 m; ③盐下发育基底卷入型+盖层滑脱型构造, 刻画了圈闭样式, 估算了寒武系盐下油气资源潜力。共发现寒武系盐下构造圈闭63个/5 390 km2, 估算天然气资源量约9 433亿m3, 主要分布在柯坪断隆第3~5推覆体, 发育多个隐伏构造, 勘探潜力大[5, 6]。

1.5 三门峡盆地东部油气基础地质调查取得重要进展

鄂尔多斯盆地周缘发育多个中生代— 新生代断陷盆地, 其西北部为河套盆地, 东南部为三门峡盆地。2022年在三门峡盆地部署时频电磁采集110 km, 结合以往钻探资料, 开展综合地质研究, 取得以下新进展: ①通过井震结合, 查明了三门峡盆地地质结构特征, 认为三门峡盆地正断层发育, SN向为堑垒构造, EW向为台阶式结构, 芮城凹陷和灵宝凹陷地层厚度最大(图3); ②开展烃源岩地化分析, 灰质泥岩总有机碳(total organic carbon, TOC)含量平均为0.68%, 最高可达1.5%, 泥岩有机碳平均1.16%, 炭质泥岩有机碳普遍达到3.5%以上, 地面露头的成熟度Ro值为0.7%~1.1%; ③通过油源对比初步判断三门峡盆地的一套油源来自于古近系; ④开展圈闭评价、含油气性预测, 初步建立成藏预测模式, 圈定有利区面积460 km2, 类比法估算古近系油气资源量约4.5亿t; 在中央构造带优选钻探目标2个, 为实现盆地油气新发现奠定了资料和认识基础。

图3 三门峡盆地SN向地质结构剖面Fig.3 Geological structure profile of north-south direction in Sanmenxia Basin

1.6 准噶尔盆地东部及其周缘石炭系油气基础地质调查取得新进展

准噶尔盆地东部地区整体勘探程度较低, 剩余资源潜力大, 石炭系为重点评价层系。围绕地层、烃源岩两个关键基础地质问题开展攻关研究。2022年, 在准东地区部署了地质调查、物探解释和老井复查工作。通过野外地质调查, 明确了下石炭统姜巴斯套组发育一套暗色泥-页岩, 厚度70~200 m, 说明该区具有烃源岩沉积背景[7]。野外剖面可观察到石炭系火成岩占据主体, 沉积岩夹在火山喷发间歇期, 沉积岩中发育的暗色泥页岩在全区可对比, 可形成较好的源储配置[8]。结合邻区钻探资料, 在准噶尔盆地东部隆起梧桐窝子凹陷及周缘圈定油气远景区1个, 面积6 900 km2(图4)。

图4 准东地区油气远景区综合评价Fig.4 Comprehensive evaluation of oil and gas prospects in Zhundong area

2 地质理论与勘查技术创新
2.1 形成数字盆地标准方案

针对盆地各类地质数据量大、多源、异构等特点, 分析了数据孤岛、共享、治理和应用等方面存在的问题与难点, 重点围绕数据综合治理与建库、三维地质建模技术和含油气系统模型等开展广泛调研与分析, 编制形成《数字盆地建设实施方案》(征求意见稿)。

搭建了数字盆地建设技术架构, 主要由数据资源建设、三维地质建模、综合信息系统和应用服务4个部分组织。方案结合塔里木盆地深层地质结构研究工作实践, 提出了数字盆地建设工作流程, 并针对数据集成与治理、资料品质评价、地震剖面拼接处理、三维地质建模、含油气系统模拟等关键工作环节规定了主要技术要求[10]。通过实现“ 三建一用” (数据库建设、地质模型建设、综合信息系统建设、业务应用服务), 构建了可计算、可更新、可迭代的全要素地下三维“ 地质图” , 从而实现由传统的“ 资料服务” 转为大数据驱动的“ 数据服务” 。

2.2 建立塔里木盆地电阻率-极化率异常解释图版

分析塔里木盆地有时频测线穿过的钻井资料共158口, 其中获油气流井69口, 油气显示井53口, 干井36口。按照碎屑岩和碳酸盐岩两类储层分别统计分析, 结果显示, 实钻含油气情况与时频反演电阻率和极化率之间呈现明显的正相关性[11]。中— 高电阻率、高极化率与良好的含油气性有较好的匹配关系。同时, 由于岩石物性的区别, 碳酸盐岩储层相对于碎屑岩储层, 具有较高的油气流评价门槛值, 同时与钻井含油气性的匹配性也更高。

通过定量统计分析, 得到两种岩性储层的电阻率-极化率异常综合解释图版(图5), 为时频资料解释与目标含油气性评价提供依据。其中, 对于碎屑岩储层, 以电阻率≥ 50 Ω 、极化率≥ 0.235作为油气流评价门槛; 对于碳酸盐岩储层, 以电阻率≥ 100 Ω 、极化率≥ 0.27作为油气流评价门槛。

图5 塔里木盆地时频电磁电阻率-极化率异常综合解释图版Fig.5 Comprehensive interpretation chart of time-frequency electromagnetic resistivity-polarization anomaly in Tarim Basin

3 成果转化与有效服务

(1)支撑新疆油气矿权体制改革取得实效。依托“ 四新” 领域油气调查成果, 结合盆地数字化建设、推出区块资料二次开发与评价, 优选和储备了一批有利区块。支撑自然资源部2022年度完成新疆4轮18个油气勘查区块出让, 出让区块总面积12 497.58 km2, 成交总金额42.5亿元, 增加了地方财政收益, 获得良好经济和社会效益, 有效支撑新疆油气勘查开采体制改革。

(2)支撑中标企业实现快速勘探, 出让区块再获新突破。油气中心全技术流程支撑中标企业勘探开发工作, 支撑新疆互盈公司在柯坪北1、大有和尉犁西1取得重大突破。在柯坪北1区块完成194.8 km/4 条时频采集、338.68 km/9条二维地震采集、三维地震350 km2, 探井2口。其中博源1井完钻井深4 152 m, 完钻层位震旦系奇格布拉克组, 在寒武系两个层组分获日产40万m3和128万m3的高产天然气(无阻流量), 查明了一个面积193 km2的含气构造, 预测储量规模超千亿m3, 柯坪断隆发育 4~5个类似的含油气构造, 具备良好的油气勘探前景。

在大有区块支撑完成大有1井、大有2井钻探工程, 大有1、2井完钻井深分别为5 580 m、5 174 m, 目的层段气测异常明显, 目前正处压裂返排阶段, 其中大有2井已获得日产10 m3的轻质工业油流[12]。初步研判该区位于吉南凹陷油气向南运移的主要方向, 且断裂发育, 油源条件有利, 发育常规、非常规油气藏, 有望取得二叠系芦草沟组页岩油重大突破。

在尉犁西1区块部署设计三维地震398.5 km2, 设计探井9口, 其中已完钻3口, 正钻探井3口(图6)。信源1、信源2、信源3井已完钻, 井深分别为8 303 m、8 710 m、8 784 m, 目的层奥陶系一间房组— 鹰山组分别在1.88 g/cm3、1.65 g/cm3、1.9 g/cm3 的泥浆比重下控压钻进, 循环节流管线持续点火, 焰高3~10 m, 油气藏呈高温高压特征[13]。目前信源1井常规试油获得日产30万m3凝析气, 正在酸化改造, 对比邻区钻井, 试油有望获得更高产量。

图6 新疆尉犁— 且末地区区块划分Fig.6 Block division of Yuli-Qiemo region in Xinjiang

4 下一步工作建议

北方重要盆地油气资源战略选区工作取得多项新进展和重要成果, 对盆地油气资源高效勘探开发利用发挥了重要作用。但随着工作的不断深入, 问题和挑战也不断展现, 本次研究主要提出了以下工作建议。

(1)加快新苏地2井地层含油气性测试工程, 力争获得工业油气流, 支撑能源接续基地建设。

(2)落实好塔里木盆地东部、准噶尔盆地东部及周缘、伊犁盆地、三门峡盆地等北方重要盆地和地区油气战略拓展区, 支撑新一轮找矿突破战略行动目标实现。

(3)加快油气退出区块二次资料开发评价力度, 助推实现高效勘查开采, 带动油田企业新区勘探发现与突破, 高效支撑自然资源管理改革工作。同时服务中标企业后续勘探开发, 全生命周期支撑油气资源接续基地建设, 助推形成新疆油气勘探开发新格局。

致谢: 本文是项目组成员共同努力取得的集体成果, 对白忠凯、杨有星、尹成明、刘亚雷、孙相灿、刘丽红、田亚、王丹丹等表示感谢!感谢周新桂研究员给予关键技术指导; 付锁堂教授、乔德武研究员、陈永武教授等在项目工作中提出了宝贵意见; 罗卫锋、程明华、虎北辰、尚振广等专家在目标优选与野外工作中给予了大力支持。在此, 一并谨致谢忱。

(责任编辑: 常艳)

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