石油地质学教案 第十章 油气田勘探

第十章油气田勘探

《油气田勘探概述》

第一节概述

一、发展历史综述

1.初期阶段：（1840年以前-古代）

油气成因理论：“可燃的水”（石油）和“永恒之火”（天然气）——迷信化。直至十八、十九世纪，才出现了有关石油成因的假说，其中以无机生油论为主（碳化物说）。

油气勘探依据：地表油气显示，如油气苗。

钻井的方式：顿钻、麻花钻，深度不超过500－1000公尺。

勘探方法：钻井法。勘探领域；局限于油气苗附近和浅层。

缺乏地质研究，勘探效率低，成本高。

代表：我国自流井气田、巴库的苏拉汉、巴拉汗浅油层以及中东的一些油泉和浅油层。

2.中期阶段（1850’S-1940’S）

油气成因理论：无机论、有机论

油气勘探依据：线状分布理论--油气田呈线状分布，沿出油点的直线上找油。背斜理论—石油聚集于背斜构造的顶部，沿构造等高线分布，背斜高点找油最有利。

勘探方法：露头区－地质法；覆盖区－地理物理、录井；

钻井：旋转钻，可>1000米深；勘探领域：扩大，主要－山前坳陷，山间坳陷

代表：老君庙油田（1939）；中东两特大油田：科威特布尔干（K砂岩储层）、沙特加瓦尔

3.近期综合勘探阶段（1940’S-现）：二战后

油气成因：干酪根晚期成油说为主（我国）

找油理论：源控论＋圈闭论、复式油气聚集理论、油气成藏和分布理论

依据：背斜、断层、岩性、地层、水动力、复式圈闭等

方法：多法综合、协同勘探——地质、地球物理、地化、数学地质、钻井、录井…

钻井：电钻、涡轮钻、可达万米以上

领域：地台、海洋、高原、沙漠、极地、甚至更复杂的区域。——对象复杂化

理论研究加强：定量化、系统化、现代化、计算机技术

世界年石油产量：30亿吨/年；三大石油势力：波斯湾、前苏区、美国

二、我国石油工业发展概况

1.古代（1840以前）

公元前1122－770年：西周《易经》、“泽中有火”、“上火下译”；

公元前280年；四川自贡（川西南）自流井气田开始开采；

1900多年前：东汉、班固、《汉书、地理志》；北宋沈括《梦溪笔谈》

1840，自流井地区、磨子井、深1200米处，井喷“火王井”

2.1840-1949：－屈辱、悲惨

外：洋油

勘探：1907－延长油矿；1904台湾；1917美孚公司在华北、东北、西北→“中国贫油论”

1904~1949年累计产油307.4万吨（平均6.7万吨/年）

内：1939，孙建初等，老君庙油田；1941，潘钟祥；1947，黄汲清，陆相生油理论

3.1949-今

（1）山前坳陷盆地边缘找油（1949~1956）

“背斜论”＋“海相生油”指导→重点：西北、四川

①玉门石油沟，1953；②1955.10.31，克拉玛依油田；③1955.12.12青海柴达木油泉子油田；④1956.5，酒西鸭儿峡油田；~方法落后，只有小发现

（2）陆相生油理论指导找油（1956~1978）

1955，松辽踏勘；1957“战略东移”；1959.9.26－大庆油田；1959.927－扶余油田→证明：陆相生油论

1961.4.15，胜利油田；1961.8.22，大港油田；后：威远气田、任丘油田、江汉、南阳……

（3）纵深发展突破阶段（1978年后）

新技术、新方法综合应用，理论发展亦大。1978年，石油产量达1亿吨；现1.3亿吨/年

三、油气勘探的主要理论

1.陆相生油理论

（1）生油深坳陷控制了油气的形成和分布－源控论

（2）面临生油坳陷（凹陷）的同生二级构造带是最有利油气聚集带－圈闭论

（3）生储盖组合丰富；（4）多样化的储集空间

2.沉积盆地构造理论；

3.油气生成理论；

4.油气成藏理论

5.层序地层学；

6.储层地质学

四、油气勘探的技术、方法

（一）勘探方法

1.地质法——最基本的工作方法

（1）油气地质测量

通过踏勘、填图、确定研究区的地层、岩性、构造、预测含油气性。

（2）油气专题地质研究

在油气勘探各阶段结合生产需要，进行各方面的主题或者综合地质研究。例如：地层、构造、岩相、生油、成藏、油藏描述。

2.地球物理法

是用物理原理和技术解决地质问题的方法。按工作方式可分为两大类：

（1）地球物理勘探法（区域性）

简称物探法，主要包括：重力、磁力、电法、地震四种方法。

（2）石油矿场地球物理勘探法（测井法）

在井孔中进行的地球物理勘探法。

3.地球化学法

①研究与生油有关的地化作用及指标（如岩石或者油气水特征、成分、指标）。②地表化探，即研究地下油气藏中高浓度集中的油气向周围（土壤、岩石、地下水）扩散而产生的次生地化变化。它是一种利用地化异常指标和位置资料直接布井找油的方法。

4.钻井法

油气勘探工作中必须采用的重要手段，从调查、发现油气藏一直到油气藏的开采，都要第十章油气田勘探

第二节油气勘探的程序及任务

《油气勘探的任务及程序》

一、总任务★

高水平，高效率地寻找油气田，最大幅度地增加油气工业后备储量，并要查明油气田的基本情况，取得油田开发所需的全部数据，为油气田开发作好准备。概括地说，就是要寻找油气田，查明油气田。而寻找油气田，是勘探阶段的核心问题。

二、油气勘探的工作程序（勘探阶段划分）

勘探由大区到小区，由面到点，前阶段为后阶段作准备，后阶段又是前阶段的继续深入和验证。一般说来，各阶段之间不可超越，应逐步进行，稳扎稳打。

区域勘探阶段——普查、面积详查

工业勘探阶段——构造（圈闭）预探、油田详探

区域勘探→构造预探→油藏详探。

《区域勘探》

一个地区开展油气勘探的最初阶段。是对于盆地或盆内相对独立的部分地区或盆地未勘探过的新构造层系，运用各种手段，从区域出发进行的最基础的、整体的油气勘探。

~体现了：综合性（由面到点）、区域性、整体性

区域勘探的重点，是区域石油地质条件，包括油气生运聚条件，在此基础上解决勘探方向问题，即找油方向问题，而不是急于直接找油气藏。

区域勘探部署原则：

1.从区域出发，整体解剖，由面及点，着重研究区域石油地质条件。

2.重视生储盖组合，正确选择目的层。

3.因地制宜，进行综合勘探。

4.提高圈闭准备质量，保证预测探顺利进行。

区域勘探工作步骤：

1.收集、分析已有资料、成果，编制工作设计，多工种综合应用，找到有利区和层系。

2.开展地质、地球物理调查→资源评价。

3.综合物探－区域综合大剖面－参数井。

4.地震详查→二级构造带和圈闭的评价、对比、选择。

5.井的设计。

主要任务

从区域（盆地、坳陷、凹陷）出发，进行整体调查→了解区域地质和石油地质概况，初步查明生、储油条件，评选油气聚集有利地带，进行早期的含油气远景评价和地质含量估算，预测可能的圈闭类型，为开展油气钻探工作做好地质准备。

具体研究：

1.基底（时代、性质、起伏、断裂类型）。

2.区域地层、岩相条件，建立标准地层对比剖面，查清地层接触关系、生储盖层及组合。

3.区域构造：①盆地大地构造性质；②盆地发展历史；③一级二级构造单元划分。

4.生油条件：生油凹陷分布（生油层系、岩性、主生油岩、控制因素、资源量）。

5.油气聚集条件（圈闭形成、油气藏类型、生储盖组合），与不整合关系大。

6.油气水性质：油气：生排运聚，都离不开水；水：水文地质条件及其变化、水动力条件。

7.综合研究

（一）普查——区域勘探的主体（比例尺1/100万~1/10万）

（一）普查——区域勘探的主体（比例尺1/100万~1/10万）

1、对象：盆地（凹陷、坳陷）、新构造层系。

2、主要任务：调查油气生成的区域地质条件。具体地说，是着眼于全盆地，了解区域地质概况，划分一级构造单元，查明区域生储盖组合和生油条件，寻找有利于油气聚集的二级构造带，评价含油气远景，提交详查面积。

3、工作方法：地质测量、重力、磁力、电法、地震、化探、钻基准井（或参数井）、区域综合大剖面、地球物理综合剖面。

4、成果：远景资源量、报告、有关图表。

远景资源量是根据与相似地质区的类比及勘探资料统计，用类比法、体积生成法、沉积速度法、纯理论推测、勘探及生产外推等推测存在的资源。一般先估出总资源，再扣除证明储量和潜在资源量，所余者即远景资源。

对新区，远景资源是进一步勘探的依据；对老区，则是深挖细找，寻找隐蔽油气藏的依据。

（二）详查（比例尺1/10万~1/2.5万）

1、对象：有利含油气区的控制油气聚集的二级构造带，或凹内局部构造。

2、任务：划分二级构造单元，确定有利局部构造（即圈闭），提供预探井位，提交潜在资源量。

3、工作方法：地震为主（地震详查），结合重磁、地化、构造地质测量、参数井。

4、成果：报告、图表、提交潜在资源量

在生、储层发育区，据已查明的各类可靠圈闭所推算的资源，即潜在资源。

《圈闭预探》

是指从盆地区域勘探优选出的有利含油气区带进行圈闭准备开始到圈闭钻探获得工业油气流的全过程。构造预探，简称：预探。

1、对象：有利二级构造带或者局部构造（圈闭）。

2、任务：在已备好的构造上，综合评价其“生、储、盖、运、圈、保”，选最有利处钻预探井，试图获工业性油流，发现油气田（藏），提交含油面积和预测储量（精度可达50%）。

主要解决如下基本问题：（1）圈闭类型及分布、形态及发展史；（2）储层性质与分布；（3）油气水性质，分布及控制因素。在这三点基础上：（1）识别和优选圈闭，计算潜在资源量；（2）发现油气藏，计算预测储量；未发现油气、则作圈闭再评价。

3、工作方法：地震精查，钻预探井

预探井部署原则：以发现这块面积上所存在的所有油藏为目的。

①井位：A.关键部位：背斜高点、断层、岩性特征、刺穿体（边部）；B.兼顾平面和深度；C.针对各种油气藏。

②井深：结合实际情况而定，钻穿目的层，较深。

③井数：断裂带3－7口；长垣1－3口

④井类型：A.独立井：第一批预探井；B.附属井：必要井，依据独立井面定位置、深度、目的层；C.后备井。

⑤布井系统：十字型、平行系统、放射状

长垣、大隆起的预探：

①以三级高点上布置单井；②证实二级构造带整体含油后，重点解剖三级构造。进行甩开型钻探，选择最有利三级构造分布井，针对所有类型的油气藏。

二级背斜构造带：

简单、正常背斜：沿长轴占高点，十字型或者平行系统。断层复杂化背斜：具体分析。裂缝化背斜：沿长轴布井。

断裂构造带预探：~整体设计，分批实施及时调整

复杂性：油气分布复杂；含油层系多、井段长；次生油藏多；平面迭加连片；勘探难度大。

①第一批井放在重点断块区，了解整个二级构造含油气性（3－7口井）；

②出油断块重点解剖，迅速建成生产能力。

《油田详探》

是指从圈闭预探获工业性油气流开始到探明油气田的全过程。（又称油气田评价勘探，简称：详探）（比例尺：小井距）

1、对象：油气藏

2、任务：查明油气田的各项参数（油田构造形态、主要断层分布和性质、油气水边界、油藏类型、油层储集类型、流体性质，产油能力等），从而探明油气田，提交探明储量，为编制开发方案提供依据。

3、方法：钻评价井、试油、测井、分析化验。

评价井分类

1）快速钻进井－不取芯，不系统分层试油：全套电测、录井、井壁取芯、大段：合层试油。

2）分层试油井－少取心、重点分层试油：测井、录井，了解分层含油性。

3）重点取心井－油层取芯，了解储层物性资料。

滚动勘探开发：

★复式油气聚集区，在预探一开发阶段，在整体控制的基础上，采取探一块采一块，预探、评价、开发交叉进行的工作方法，称作滚动勘探开发。

程序：

①地震细测；②录井、测井、测试、取心~油层评价，单井评价、区块评价。③评价、开发、建设相结合。

~节能、增效、成功率70~80%。

用钻井。根据任务，可分为以下几类井：

①制图井：任务是在覆盖区编制地质图。一般深度不大，几米到十几米。

②参数井：在新区为查明地下沉积剖面、接触关系，生储油层情况而钻的深井。一般应钻至基岩或主要可能生、储油层段，或最大井深。于重要层段及界面上应取芯。与基准井类似。

③构造井：任务是查明地下地质构造情况，编制构造图，已渐被地震代替。

④探井：任务是找油和探明储量。可细分为预探井和详探井以及初探井。

⑤生产井：为了采油和开发油田而钻的井。

另外还有剖面井、资料井、科学探索井等。