精细勘探背景下渤海油田勘探新思路与新进展

薛永安

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300459)

精细勘探背景下渤海油田勘探新思路与新进展

薛永安

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300459)

薛永安.精细勘探背景下渤海油田勘探新思路与新进展[J].中国海上油气，2017,29(2)：1-8.XUE Yongan.New ideas and progresses under refine exploration background of Bohai oilfield[J].China Offshore Oil and Gas,2017,29(2):1-8.

渤海油田经历了以凸起潜山为主的摸索阶段、以古近系为主的勘探阶段、以新近系为主的勘探阶段和多层系立体勘探阶段，目前已全面进入精细勘探阶段。提出了精细勘探背景下渤海油田成熟区勘探新思路，即以差异成藏分析指导重点靶区优选和勘探层系调整，以一体化勘探带动油田周边拓展和油田内部挖潜，以新理论新技术保证勘探空间拓展和钻探成功率。在此基础上，开展了成藏关键要素的精细研究，主要体现在4个方面：①精细生烃单元研究，重视盆缘凹陷的特殊性和富烃凹陷的差异性；②精细沉积与储层研究，重视在差储层背景中寻找优质储层；③精细构造解释，重视隐性走滑断层的作用；④精细复杂断块成藏研究，优先寻找油气富集块。精细勘探背景下勘探新思路的提出,指导勘探取得了新进展，成功发现了渤中34-9、曹妃甸12-6等一系列复杂油气田及一批勘探目标，保证了渤海油田储量发现保持稳定持续增长。

渤海油田；勘探阶段；精细勘探；成熟区；成藏关键要素

渤海湾盆地是在华北中—古生界基底上发育起来的新生代多旋回叠合克拉通裂谷断陷盆地[1]。渤海油田位于渤海湾盆地的中东部，是下辽河坳陷、黄骅坳陷、济阳坳陷在渤海海域的自然延伸(图1)，可划分为32个次级构造单元[2]。受多幕式地幔热隆起(伸展动力学机理)和斜向挤压(走滑动力学机理)双动力源控制，相对周边陆地油田而言，渤海油田具备独特的盆地结构和更为优越的成藏条件[3]，在多旋回盆地演化过程中形成了浅、中、深等3套有利勘探层系，即从新近系明下段至馆陶组的上组合、以古近系东营组和沙河街组为主的中组合以及以潜山为主的下组合。

渤海油田的勘探工作始于1966年，是中国近海勘探开发历史最长和勘探程度最高的油田。经历了50年的勘探开发，截至2015年底，渤海油田共钻探井900余口，落实石油地质储量超过50×108t油当量，发现油气田69个[2]，其中大中型油气田31个(其中有9个亿吨级油气田)。自2010年以来，渤海油田实现油气年产3 000×104t油当量，并稳产至今，成为我国北方重要的石油基地，为国家经济建设发挥着越来越重要的作用。与陆地油区钻井多、钻探成本低、地质认知程度高的勘探环境不同，渤海油田油气勘探钻探成本和经济门槛高，对油气藏规模有着更高的要求。据统计，大中型油气田储量占到渤海油田总储量的78%，大中型油气田的持续发现为渤海油田储量增长做出了主要贡献[4]。经过几十年的发展，渤海油田已成为中国海上最大的油田，也是全国第二大原油生产基地。

然而，随着勘探程度的逐年提高，渤海油田勘探也面临着新的挑战。首先，渤海油田面临着地质条件日趋复杂的局面：圈闭数量和规模持续下降的困境，导致近年来所发现的单体油藏规模减小；圈闭类型多样化，简单的构造圈闭持续减少，岩性圈闭与复合圈闭比重增加；经过近年来的高强度勘探，已基本不存在真正意义的勘探新区。其次，外部环境发生了巨大的变化：国际油价虽有一定回升，但总体呈现低位震荡格局，勘探成本要求越来越苛刻；渤海及其周边工业、航运、渔业等日趋繁忙，用海环境日趋复杂，勘探空间和作业的自由度被大大压缩。上述内外双重挑战的存在，致使渤海油田勘探难度越来越大。本文讨论在新形势下的勘探思路和勘探技术等方面的调整和应对策略以及勘探实践取得的初步成效，从而明确渤海油田“十三五”以及中长期稳定持续发展的方向。

图1 渤海油田勘探形势图[2]Fig .1 Prospecting situation map of Bohai oilfield[2]

1 渤海油田勘探阶段战略性划分

从1966年12月至2016年12月，渤海地区的勘探开发经历了整50年的时间，渤海油田已成为全国第二大、中国海油最大的原油生产基地，目前已经进入勘探成熟期。在前人研究基础上[1,5]，对渤海油田勘探阶段进行了战略性划分，认为渤海油田目前已进入精细勘探阶段(表1)。

表1 渤海油田勘探阶段划分表Table 1 Classification table of exploration stage in Bohai oilfield

1.1 以凸起潜山为主的摸索阶段(1966—1984年)

摸索阶段始于1966年渤海油田首口探井海1井——中国海上第一口工业油流井的钻探，也是渤海油田乃至海洋石油的起步阶段。海1井钻探成功坚定了渤海油田的勘探信心，但由于缺乏海上勘探经验，基本的石油地质研究薄弱，二维地震资料仅覆盖重点区域，并且测网密度低，导致对渤海的地质情况认识不清楚，勘探主攻方向不明确。因此，该时期主要参考周边陆地油田勘探经验。1975年任丘元古界碳酸盐岩潜山大油田发现后，渤海油田也掀起了“潜山热”[6]，形成了“占山头，打高点”的主导思想，在“源控论”指导下，以凸起潜山为主进行摸索勘探，但结果是“一败石臼坨，二败沙垒田”(康世恩语)，基本没有较大的油气发现，与周边陆地油田的最大区别在于没能实现在勘探早期就发现主力油田的目的，油气发现以中小型油田为主，总地质储量不到3.1×108t，经济效益差。

1.2 以古近系为主的勘探阶段(1985—1994年)

1985—1994年，当周边的胜利油田、辽河油田在古近系相继获得重要发现后，渤海油田转而借鉴周边油田勘探成功经验，积极推进对外合作，在“复式油气成藏理论”指导下，明确了大型披覆背斜是油气大规模聚集的有利场所，将古近系东营组大型三角洲作为重点勘探对象。本阶段的合作勘探总体成效不佳，但积累了丰富的地质资料和勘探经验，二维地震测网覆盖大部分海域，重点地区实现三维覆盖。而自营勘探取得了重要进展，相继在辽东湾、渤西和渤南地区获得成功，累计发现石油地质储量7.1×108t，发现锦州20-2气田和绥中36-1亿吨级大油田，但随后渤海油气勘探再次经历了“十年沉寂”，难有较大突破。

1.3 以新近系为主的勘探阶段(1995—2005年)

20世纪90年代，针对渤海海域晚期构造活动强烈等特点，渤海油田创新建立了“浅层油气运聚理论”，勘探重点转向新近系[7-9]。同时，绥中36-1稠油油田的成功开发，推动了凸起区新近系油气的积极勘探，掀起了新近系勘探高潮。以歧口17-2、秦皇岛32-6大中型油田的相继发现为标志，渤海油田进入了以新近系为主的勘探阶段[10]。本阶段对外合作勘探与自营勘探并举，三维地震资料已经覆盖渤海大部分地区，能够满足对渤海构造演化、烃源岩展布、浅层聚烃条件等开展系统研究。分析认为，渤海海域晚期构造运动活跃，继承性发育大断层与生油岩内砂体构成油气运移“中转站”，是渤中坳陷及周边浅层油气成藏的关键因素[11]。通过加强新近系的勘探力度，本阶段先后发现了歧口17-2、秦皇岛32-6、旅大10-1、渤中25-1、蓬莱19-3、曹妃甸11-1等20余个新近系大中型油田，累计发现石油地质储量超过20×108t,渤海勘探取得跨越式发展，为上产3 000×104t奠定了储量基础。

1.4 多层系立体勘探阶段(2006—2015年)

系统的立体勘探概念是针对叠合盆地提出来的，是指对不同含油气领域、不同含油气层系、不同类型油气藏的整体综合勘探[12]。渤海油田具备盆地结构的叠合性，发育多层生烃岩系，形成多套成藏组合，圈闭类型也呈多样性特征，总体具备了开展立体勘探的条件，但操作上与陆上油田明显不同。本阶段渤海油田以寻找规模优质油气田为指导思想，将勘探领域从凸起稳定区转向活动断裂带，创新提出了“活动断裂带油气差异富集理论”，开展多层系立体勘探。具体而言，通过全海域覆盖的三维地震资料，把每个凹陷及构造带的主要构造识别出来，加强区域整体解剖，针对浅、中、深层不同目标的成藏特征，科学优选主力目标，系统性进行钻探。本阶段渤海油田不再简单学习其他油田经验专攻某一重点层系，而是系统地认识各层系的成藏条件后分别对浅、中、深等3套目的层系进行立体勘探，基本完成了渤海各凹陷易于识别的主要构造的钻探，发现了锦州25-1、蓬莱9-1、垦利10-1等多个亿吨级油田，油气勘探保持良好的发展势头。

1.5 精细勘探阶段(2016年至今)

渤海油田经过几十年的快速发展和勘探程度的提高，勘探新区持续减少，大型构造圈闭已很难发现，岩性地层圈闭和复合圈闭比例不断增加，油气勘探面临日趋复杂的地下地质条件和地面用海条件双重挑战，以简单的大型构造圈闭为主的勘探思路已经难以保证油田储量的稳定发展。

从近年来发现的目标来看，尽管数量较多，但大的勘探目标越来越少，几乎没有一个目标的预测储量规模能够达到亿吨级。再分析渤海油田近2年的探井类型，一个非常显著的特点是定向井达到了28口，占到了总探井数(55口)的51%，其中，一次就位侧钻几口井的情况近年来也逐渐增多。这些都说明了一个问题，即过去易于识别的较大型、相对完整的构造已经变得相对较少，精细勘探势在必行。

因此，笔者认为渤海油田已全面进入精细勘探阶段，新形势下的油气勘探需要新思维和新做法。具体而言，除了不放弃少量可能存在的大构造外，主要方向是要不断利用新的物探技术，精雕细刻，一是把过去难以识别的构造(如隐性走滑断裂圈闭)识别出来，二是把中小型破碎断块集成大中型目标，采用不同的钻井模式(如一次就位多井眼侧钻)进行钻探，从而形成横向叠置、纵向叠覆的新型大中型油气田。

2 精细勘探背景下渤海油田成熟区勘探新思路

渤海油田进入精细勘探阶段以来，恰逢国际油价持续低迷，受地下地质条件与成本因素共同制约，以思路的优化、创新和做法的改变促进成熟区精细勘探进程，对储量增长和效益提升起到了决定性作用。

1) 以差异成藏分析指导主力勘探目的层系调整和重点靶区选择。成熟区地质研究相对深入，但传统地质认识往往会成为束缚勘探的重要因素。在勘探层系调整方面，以辽东湾北部地区为例，以往认为与辽河西部凹陷相似，油气主要集中在古近系，而且过去几十年勘探发现了以绥中36-1、锦州25-1等油田为代表的大中型油田，也证实了这一认识的正确性。但是随着勘探研究的深入，发现辽中凹陷北部地区新构造运动强烈，在总体河流相沉积背景下形成了局部的汇水区，发育湖相沉积，能够形成较好的储盖组合，从而在新近系浅层发现了以锦州23-2为代表的大中型油气田[13]。因此，成熟区勘探中传统的非主力层系需要得到重视。在重点靶区优选方面，垦利16-1就是一个典型案例(图2)，正是通过莱州湾南次洼咸化条件下浅盆生烃精细研究，明确了垦利16-1油田东侧的4井区沙河街组和潜山的勘探信心，进而指导勘探评价获得了成功。

2) 以勘探开发一体化带动油田周边拓展和油田内部挖潜。渤海油田勘探实践证明，成熟区一体化勘探成功率高，一经发现，能够较快投入开发，并且能够带动油田拓展和油田内部新层系方面的挖潜，能够充分体现价值勘探理念。2015年钻探的渤中34-1油田一体化滚动探井F25井，其探明石油地质储量仅258.34×104t，但转为开发井之后仅半年时间就已经收回全部投资，取得良好的经济效益。曹妃甸6-4油田ODP工作初期，油田的经济效益是最大风险，但随后的2口一体化井接连获得成功，新增探明石油地质储量近2 000×104t，使该油田预期的经济效益大幅提升。一体化勘探也能发现大油田，渤中26-3油田2013年复算三级石油地质储量为1 767.43×104t，经过2口一体化井的钻探，目前三级石油储量已经增至2 918.98×104t，净增37%，成为渤海油田浅层复杂岩性油气藏勘探典范。就目前形势而言，精细勘探背景下的一体化勘探仍然是成熟区重要的勘探方式。

图2 垦利16-1油田油气成藏模式Fig .2 Hydrocarbon accumulation pattern in KL16-1 oilfield

3) 以新理论新技术保证勘探空间拓展和钻探成功率。近年来渤海油田创新形成了隐性走滑断层识别、基于源汇系统分析的储层预测[14]、断砂耦合控藏分析等多项适合于渤海复杂地质条件的实用勘探技术，且已在相关领域的应用中取得良好成效。以辽西低凸起北段为例，长期以来认为该区沙河街组不存在物源区，不发育富砂沉积体。但通过源汇系统研究发现，该区发育隐伏性局部物源体系，能够形成优质储层，以此指导精细刻画沉积体，促进了勘探进程。再如，通过隐性走滑断层识别技术的应用，在以往认为无圈闭的地区找到了众多圈闭，指导了渤中34-9等多个油田的圈闭精细解释工作。因此，成熟区精细勘探要重视创新技术的应用，才能更准确地开展钻前预测，从而提高钻探的成功率，从根本上实现降本增效。

3 精细勘探背景下渤海油田成藏关键要素研究新进展

3.1 精细生烃单元研究，重视盆缘凹陷的特殊性和富烃凹陷的差异性

随着富烃凹陷探明率提升至40%，渤海油田勘探越来越注重围绕盆缘凹陷开展。特别是近些年在盆缘凹陷勘探中不断获得大规模的油气发现，但“资储倒挂”的情况时有发生。据2010年资源评价结果，秦南凹陷整体资源量为4.4×108t，而在其边缘的面积仅占1/6的东南洼发现了秦皇岛29-2亿吨级油气田；庙西凹陷资源量仅为0.3×108t，但在其北洼发现了蓬莱15-2亿吨级油田。这些无不展现了盆缘凹陷巨大的勘探潜力，因此，下步勘探尤其要重视盆缘凹陷烃源岩的精细研究。目前渤海经过多轮次深入研究，提出了“咸化湖盆-地壳减薄-走滑改造三因素浅盆成烃”的新认识，形成了一套适合盆缘凹陷资源评价的方法体系，重新评估了盆缘凹陷资源量，使其占比从“十二五”期间的2%升至目前的11%，为盆缘凹陷的勘探奠定了坚实的物质基础。

传统认为富烃凹陷处处有油、洼洼富烃，但在勘探实际中发现富烃凹陷勘探也是烃源问题频出。以辽东湾坳陷为例，面积占比近半的辽西凹陷发现的油气地质储量只占22%；具体到辽西凹陷，面积占3/4以上的辽西中洼和南洼已发现油气地质储量不到整个凹陷的一半；更有甚者，辽西南洼中烃源岩埋深相似的南、北两个次洼勘探境遇相差巨大，北次洼已发现油气地质储量超亿吨，而南次洼还未有发现。这表明凹陷内部各次洼资源存在巨大差异，未来勘探中资源评价需要缩小至次洼甚至更小尺度进行精细评价，即使在富烃凹陷内，也要注重生烃条件的非均质性研究，进而围绕相对较富的生烃单元进行饱和勘探。

3.2 精细沉积与储层研究，重视在差储层背景中寻找优质储层

渤海海域为一复杂的陆相断陷湖盆，多洼、多凸、多物源导致深部勘探目标的储集体横向相变快、埋深大、储层物性差，成为制约深部勘探的重要瓶颈。近年来，关注整体差储层背景下的优质储层寻找，针对性开展混合沉积中优质储层的形成机制与预测、斜坡区沙二段薄地层中优质储层预测、强化构造演化研究和精细微古地貌恢复基础上的精细储层预测等，指导勘探获得一系列突破。垦利16-1油田就是一个典型的精细储层差中找优的案例，通过识别动态剥蚀(物源)区，在剥蚀区寻找剥蚀、风化、淋滤型潜山储层；在剥蚀区下降盘寻找大套粗粒碎屑岩储层；在斜坡部位寻找台地型碳酸盐岩储层(图3)。通过对甜点型优质储层的准确预测，指导勘探，获得了非常好的成效，相继在陡坡带、缓坡带等打开了勘探新局面。

图3 垦利16-1油田古近系沙四段、沙三下亚段沉积体系分布Fig .3 Sedimentary system distribution of Es4 and Es3L of Paleogene in KL16-1 oilfield

3.3 精细构造解释，重视隐性走滑断层的作用

渤海海域受郯庐、张蓬两大走滑断裂体系影响，构造破碎，成因复杂，地震资料品质偏低，给构造解释带来极大挑战。目前渤海油田仍是以构造圈闭为主要目标的勘探阶段，因此精细构造解释是提高勘探成功率的一个重要保障。近期通过边界大断裂的碎片化解释、隐性走滑大断裂的连片解释、隐性小断裂的精细解释新发现落实了一大批目标，并经过钻探获得了很好的储量发现。如在蓬莱20-3构造的精细研究中，通过应力场分析、构造物理模拟与数字模拟，并结合基于断层算子的分频倾角滤波技术组合、最大似然属性等高精度相干体制作技术，创新隐性走滑断裂解释模式，在蓬莱20-3构造的低部位新发现了蓬莱20-2构造(图4)，新增圈闭面积14.9 km2，通过钻探发现新增探明石油地质储量3 782.35×104t。

图4 蓬莱20-2/3构造隐伏走滑断裂解释模式Fig .4 Interpretation mode of concealed strike-slip fault in PL20-2/3 structure

3.4 精细复杂断块成藏研究，优先寻找油气富集块

随着渤海油田勘探程度的不断提高，大规模简单的构造圈闭所剩无几，勘探目标主要表现为复杂的断块型油气藏，而且单个断块的圈闭面积小，多以1 km2以下为主。必须进行精细的成藏研究，明确油气富集的主控因素，确定油气富集块，优先钻探。近年来加强油气富集规律的精细研究，在多参数、定量—半定量、机理化、模式化等方面进行了大量有益的尝试，指导勘探获得了很好的效果。比如曹妃甸6～12构造区通过差异富集成藏主控因素的深入剖析，建立 “断-隆联控、差异富集”成藏模式(图5)：断-隆联合控制了油气的富集层位；同时断层结构、活动性、断砂耦合程度控制了油气差异聚集，通过建立断砂耦合与油气充注定量关系来预测未钻圈闭的油柱高度。最终确立了该区新近系为主要勘探层系，断-隆耦合区为油气富集带，在此认识指导下曹妃甸12-6油田评价喜获成功。

图5 曹妃甸12-6油田断-隆耦合油气差异富集模式Fig .5 Oil and gas difference enrichment pattern of fault-uplift coupling in CFD12-6 oilfield

4 结束语

渤海油田目前已全面进入精细勘探时代，通过转变成熟区勘探思路，精细成藏关键要素研究，陆续成功发现了渤中34-9、曹妃甸12-6、垦利16-1和蓬莱20-2等一批大中型油气田，落实了渤中29-6等一批勘探目标，保持了近期渤海储量发现的稳定持续增长，同时为下一步的可持续勘探寻找到了突破的方向和落脚点。因此，精细勘探之路将是渤海近期及下一步勘探的必由之路。另外，面对复杂、严格的海域管控，可以考虑按照“细分市场法”进行灵活应对。

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(编辑：冯 娜)

New ideas and progresses under refine exploration background of Bohai oilfield

XUE Yongan

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300459,China)

Bohai oilfield has experienced the early exploration stage of buried hill, the stages with the Paleogene and the Neogene as main exploration targets and the multi-layer system of three-dimensional exploration, and presently enters fully fine exploration stage. New exploration thoughts in mature area of Bohai oilfield are proposed under the background of fine exploration. These are, using differential analysis to guide the selection of key targets and the adjustment of exploration stratum, using integrated exploration to expand the oil field and tape the internal potential, taking new theory and technology to ensure exploration expansion and drilling success rate. On this basis, the fine research on the key elements of reservoir formation is carried out as follows: ①refine the hydrocarbon generation unit，and pay attention to the particularity of the basin edge depression and the difference of the hydrocarbon depression; ②refine the research of sedimentation and reservoir, and pay attention to high quality reservoirs in the background poor reservoirs; ③refine structural interpretation,and pay attention to the role of recessive strike-slip faults; ④refine complex block reservoir formation research, and search oil and gas enrichment first. The proposed new ideas cause the new progresses in exploration, and such complex oilfields as BZ34-9，CFD12-6 and other exploration targets being successively discovered, and the continuous reserves enhancing in Bohai oilfield being guaranteed.

Bohai oilfield; exploration stage; refined exploration; mature area; key elements of reservoir formation

薛永安，男，博士，教授级高级工程师，现任渤海石油管理局总地质师，长期从事海上油气勘探研究与管理工作。地址：天津市滨海新区海川路2121号渤海石油管理局(邮编：300459)。E-mail：xueya@cnooc.com.cn。

1673-1506(2017)02-0001-08

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.02.001

TE121.3

A

2017-01-06