鄂尔多斯地质勘探到长武县干什么
1. 石油勘探是干什么工作的
石油勘探,就是寻找和查明油气资源,利用各种勘探手段了解地下的地质状况专,认识生油、储油属、油气运移、聚集、保存等条件,综合评价含油气远景,确定油气聚集的有利地区,找到储油气的圈闭,并探明油气田面积,搞清油气层情况和产出能力的过程,为国家增加原油储备及相关油气产品。
做这些工作都需要专业学校毕业的人才能胜任。如地质专业,物探、水文地质、化探、勘探等。
完整的石油勘探过程主要包括的工作岗位大类:有地质类工程师,油藏类工程师,物探资料采集、解释、处理工程师,数值模拟、测井、监督岗位等。
2. 鄂尔多斯盆地地质概况
鄂尔多斯地区位于华北地台的西部,西临贺兰山西麓,东至吕梁山,北起阴山,南到秦岭,包括甘肃的东部、陕西的中部和北部、宁夏的大部、内蒙古的西南部以及山西的西部,面积约32×104km2。
鄂尔多斯地区在中国大地构造图上称谓“鄂尔多斯中坳陷区”。该区大地构造位置是北连内蒙地轴,南接秦岭地轴,西邻阿拉善隆起,东毗山西中隆起区,呈矩形轮廓(王鸿祯等,1985)。
一、鄂尔多斯盆地基底构造
1.基底构造的地球物理解释
自20世纪50年代以来,对鄂尔多斯盆地曾投入大量地球物理勘探工作,积累了丰富的地球物理资料。从区域重力异常图中可以看出,在盆地北部、东部和南部,区域重力场较高,而在西部偏南地区最低。从地磁场总强度的分布来看,鄂尔多斯地区地磁场总强度的分布也是由北向南、由东向西逐渐减小。地层岩性物探测试表明,凡是密度值高的老地层或出露地表或埋藏较浅的地区,都将产生重力高异常,相反,老地层埋藏深大的地方,将出现重力低异常;盆地内结晶基底为磁性基底,与上覆沉积层之间有明显的磁性界面,是区内出现正异常或异常带的主要原因之一(魏文博,1993)。
2.鄂尔多斯盆地结晶基底的构造格架
根据对鄂尔多斯盆地重、磁场的分析,可推断盆地结晶基底构造总貌为东高西低、北高南低、中部相对隆起,具体可划分出4个构造单元,有的构造单元还可进一步作坳陷和隆起的次一级构造单元的划分(图9-1)。
4个构造单元是:
1)北部隆起区,位于伊金霍洛旗弧形断裂以北,为一西倾鼻状隆起。
2)东部褶皱区,东以离石大断裂为界,西以神木—志丹—正宁一线为界,南至耀县-韩城大断裂。区内隆凹相间呈北东向雁行排列,隆起和坳陷均有翼部陡窄、轴部宽缓的特点。自北向南次一级构造单元为府谷-安塞坳陷、延安-直罗隆起、石楼-彬县坳陷、运城-渭南隆起。
图9-1 鄂尔多斯盆地结晶基底构造图
Ι—北部隆起区;Ⅱ—西部坳陷区;Ⅲ—中部隆起区;Ⅳ—东部褶皱区
A—府谷-安塞坳陷;B—延安-直罗隆起;C—石楼-彬县坳陷;D—运城-渭南隆起
3)中部隆起区,东临东部褶皱区,西连鄂托克旗—环县—庆阳一带,边界为折线状。北界为伊金霍洛大断裂,轴向近南北,顶部开阔平缓。
4)西部坳陷区,东邻中部隆起区,西界为铁盖苏木-白杨城大断裂,为一近南北向深坳陷,坳陷深度自北向南增大,最深达9400m。坳陷内有多个次级坳陷分布。
鄂尔多斯盆地的这种基底构造格局对盖层的沉积一直起着控制作用。
二、鄂尔多斯盆地早奥陶世马家沟期古构造特征
早奥陶世马家沟期继承了晚寒武世的构造轮廓,即南北隆(伊盟古陆、庆阳古陆)、中间凹(米脂凹陷、盐池凹陷)(冯增昭等,1990)。
米脂凹陷北靠乌审旗隆起,西邻安边鞍部,南接庆阳隆起,东连岢岚-离石隆起。该凹陷属继承性凹陷,它是在结晶基底形成之后,在坡上继承了基底北东向地背斜、地向斜的隆凹背景上发展起来的凹陷。在早奥陶世马家沟期蒸发岩沉积时,离石断裂继承性活动,致使凹陷靠近离石断裂一侧变得更深了,加之凹陷南、北部均有古隆起包围,使得凹陷封闭状态变好,利于成盐。尤其值得注意的是,凹陷通过西边的安边鞍部以水道与银川海相通,保证有海水的补给,利于成盐成钾。
三、奥陶系概述
这里重点叙述米脂凹陷即陕北盐盆的奥陶系,也谈及盆外乃至华北地区的一些资料。
地层由底到顶叙述如下。
下伏地层:上寒武统凤山组,其岩性为泥质白云岩夹薄层“竹叶状”砾屑灰岩和灰绿色、黄灰色白云质泥岩。
主要出露下奥陶统。
1.冶里组(O1y)
由于怀远运动的影响,在盆地内部亮甲山组或冶里组于局部地区被剥蚀,厚度不一,仅零星出露于盐盆东侧的内蒙古清水河至山西柳林、河津一带。主要岩性为浅灰黄色薄—中厚层白云岩、泥质白云岩夹少量薄层竹叶状砾屑白云岩。该层段在盐盆西南部陕15井处缺失。盆内厚0~31m。华北地台东部以京西丁家滩为最厚(150m),中条山区最薄,仅20m。
2.亮甲山组(O1l)
分布范围与冶里组相近。在盐盆内部仅鄂1井、鄂4井、鄂5井及榆9井钻穿本层,而陕15井则缺失。厚0~39m。华北地台上的分布特点是北部厚、南部薄,河北北部最厚达190m,吕梁山南段厚约60m。
亮甲山组岩性为浅灰、灰白色厚层白云岩,以含燧石条带和团块为特征。
3.马家沟组(O1m)
马家沟组在华北地台分布极广且能对比。盐盆内钻穿马家沟组的井有榆9井、陕15井、鄂4井、鄂5井、鄂1井、鄂6井及中参1井。马家沟组底部为怀远运动侵蚀面,与下伏地层为假整合。根据岩性和物探资料,将马家沟组自下而上分为6段,即马一段至马六段。其中,马一段分为两个亚段(
(1)马一段(O1m1)
1)马一段一亚段(
2)马一段二亚段(
本组地层厚度变化很大,从数米至数十米,榆9井揭示的厚度为105.5m。
测井曲线特征:
(2)马二段(O1m2)
深灰色中厚层状泥、粉晶石灰岩,夹两层厚度不大的薄层泥质白云岩和白云质硬石膏岩。这在野外露头上非常清晰。地质工作者俗称其为“三厚夹二薄”,又称“三白夹二黑”。从沉积韵律角度来看,“三白”顶部的“一白”实为淡化段,应归于马三段。下部的一“白”一“黑”恰划分为两个亚段,即马二段一亚段和马二段二亚段。中厚层灰岩中生物碎屑、藻迹、虫迹发育,而相当该层的层位在盐盆内(榆9井、陕15井揭示)则以泥质白云岩和泥灰岩为主且中上部夹有石盐岩和硬石膏岩,厚度为48~99.9m。盐盆东部厚度渐增,河北北部、辽宁、山东等地,厚度多在150m以上。
测井曲线特征:石灰岩或白云岩段为低声速,硬石膏岩段为高声速。整个岩组显示为锯齿状中伽马。
(3)马三段(O1m3)
该组不论岩性还是厚度在华北地台赋存状态都不同。在陕北盐盆厚度为68~182m,岩性为石盐岩、泥云岩和硬石膏岩,为主要含盐段;在山西吕梁、临汾一带为灰色、浅黄色泥粉晶白云岩和硬石膏岩;在河北中部厚度为80~100m。该组出露于地表处都可见盐溶角砾岩。
测井曲线特征:高声速、锯齿状中、高伽马。
(4)马四段(O1m4)
该段岩性厚度在大范围内较稳定,可作为区域性地层划分标志。岩性为灰色、深灰色厚层状粉晶、泥晶灰岩,虫迹、藻迹(生物扰动构造)发育,含多种生物,尤以头足类化石丰富为特点。中部夹纹层状粉晶白云岩和燧石条带,局部可见“云斑”、“豹斑”灰岩。在陕北盐盆中,该段中部夹有硬石膏薄层和石盐团块。该段厚度不一,盐盆内厚62~173m,盐盆外一般厚80~110m,东部增厚为100~250m。
测井曲线特征:低声速、低伽马。
(5)马五段(O1m5)
为主要的含盐段,其间夹特征的3套白云岩和泥质白云岩。根据岩性组合特征,可分为10个亚段。自下而上为:
1)马五段十亚段(
2)马五段九亚段(
3)马五段八亚段(
4)马五段七亚段(
5)马五段六亚段(O
6)马五段五亚段(
7)马五段四亚段(
8)马五段三亚段(
9)马五段二亚段(
10)马五段一亚段(
(6)马六段(O1m6)
浅灰色—深灰色厚层状泥—粉晶灰岩,部分地区藻迹、虫迹发育,局部白云石化。本段在北纬38°以北地区均遭剥蚀,仅在华北中部保存。其中,太行山南段残留厚度最大,为80~120m。盐盆内仅在榆11井、延深1井和陕15井有残存,厚度最大为19m。
上覆地层为中石炭统本溪组,岩性为灰黑色炭质泥岩夹煤层。
3. 鄂尔多斯盆地的勘测历史
鄂尔多斯盆地石油勘探开发早在二十世纪初就开始了。清光绪二十九年(1903年),陕西于彦彪、郑明德与德国商人汉纳根合约开采延长石油。清光绪三十二年(1906年),创办延长石油官厂。次年钻成中国陆上第一口井———延一井(井深81m)。民国三年(1914年),北洋军阀政府与美国美孚石油公司签订《中美合办油矿条约》。油量甚微,无重大发现。
长庆油田在鄂尔多斯盆地的石油勘探始于1950年。历经筹划启蒙时期(二十世纪50年代)、起步时期(二十世纪60年代)、创业时期(二十世纪70年代)、调整时期(二十世纪80年代)、大发展时期几个阶段(二十世纪90年代至今)。 1950年,组建陕北勘探大队,开展石油地质调查与钻探。在北起延安、延长,南至铜川、韩城一带进行地质调查,在中生界地层发现了20多个构造和40多出油苗,筛选3个重点构造提供钻探。1951年,扩大勘探范围至内蒙及贺兰山地区。1954年,在永坪、枣园见低产油流。1958年,勘探区由陕北地区转向内蒙的伊克昭盟和西部宁夏灵武、盐池一带;同时开展盆地构造和含油岩系岩相比那湖研究,寻找新的含油有利地区,在盆地西部断褶带发现三叠系和侏罗系油层,但未获工业性油流。
20世纪60年代,在宁夏灵武境内李庄子、马家滩钻探发现低产油流,第一次采用压裂技术改造低渗透油层获得工业性油流。李庄子、马家滩钻探发现,拉开了长庆油田会战前的序幕,虽然达不到奠基的作用,起码起到了引领的作用。 20世纪80年代,侏罗系油田综合调整,开展特低渗透油藏开发试验和科研攻关,推广新工艺、新技术。由侏罗系找油转向三叠系找油。1983年12月,中生界三迭系延长统塞一井出油,日产六十四点四五吨。至此,陕北勘探,石破天惊,安塞油田八年科技攻关成功,解长庆倒悬之急,挽长庆徘徊之势,有拨云见日之功,指点山河之力,开低渗油田之先河。为此,安塞油田被誉为“安塞模式”,在全国推广。
20世纪90年代,鄂尔多斯盆地石油开发生产稳步增长。90年代中期,制定了陕北石油二次勘探的部署思路,5年内新增石油储量4亿吨。在盆地内发现并高效开发了三叠系油藏为主的大型特低渗透油田———靖安油田。侏罗系滚动勘探开发取得成功,原油储量、产量连续突破历史最高水平。 很长一段时间,长庆等于低渗透,低渗透等于长庆。“井井有油,井井不流”;是“破棉袄”,穿上太烂,不穿太冷;是鸡肋,“食之无味,弃之可惜”等,这些观念影响了鄂尔多斯盆地低渗透油田开发达70年。后来,又有“磨刀石”、“三低”、“四低”、“特低”、“超低”油气藏,“边际油气田”、“难动用”、“贫矿”、“穷折腾”等帽子戴在头上,一戴又是30年。进入二十一世纪,鄂尔多斯盆地石油勘探开发步入大发展的快车道。地质上提出辫状河三角洲成藏理论,认识上提出“三个重新认识”、找油“原点论”、“宏观找油论”、“自然能量开发压差论”、“低渗透相对均质论”和“开发经济界限论”,实现勘探开发领域向新领域转移,2001年,第三次挺进董志塬,发现西峰油田,经过3年勘探,三级储量超4亿吨,被誉为中国石油近10年来最大发现。接着提出再上姬塬的部署,2002年初上就获得了一批高产油流井,揭开了姬原勘探开发的序幕。姬塬勘探六上五下,终获大发现。不到3年时间,初步落实了3个亿吨级有利目标,为盆地石油储量稳定增长提供了新的接替区。
按照国务院批准的《找矿突破战略行动纲要(2011—2020年)》,3年来,我国新增石油探明储量39.47亿吨、天然气探明量2.3万亿立方米,在鄂尔多斯、塔里木和渤海湾盆地连续发现8个亿吨级油田,在鄂尔多斯、四川和塔里木盆地连续发现6个千亿立方米的气田。煤层气在沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘新增探明量2877亿立方米,比2010年底前累计探明量翻了一番。页岩气率先在重庆取得突破,探明首个千亿立方米整装页岩气田,形成15亿立方米产能。煤炭新增查明资源储量1886亿吨,新疆和山西新增一批大型和超大型煤炭矿产地。铀矿勘查在鄂尔多斯盆地查明一个超大型砂岩型铀矿,有望形成我国铀矿开发利用新格局。 鄂尔多斯盆地石油开发从无到有。解放前,人们用了约50年的时间,将鄂尔多斯盆地的石油产量才搞到2000吨;解放后的50年代—60年代的20年间,年产量也没有突破2万吨;70年代—90年代,人们再用24年时间,年产量终于上升到了200万吨;1994年东部会议提出33551目标后的6年间,盆地产量平均以年增长近100万吨的速度上升,到2000年产量水平已达750万吨(其中长庆占500万吨);到2003年,原油产量突破1000万吨(其中长庆占701万吨);2007年,原油产量突破2000万吨(其中长庆占1201万吨),累计生产原油超1亿吨。
鄂尔多斯盆地石油总资源量超过100亿吨,实际比这数还大。截至2007年底,已探明石油地质储量16.67亿吨,占总资源量的19%。建国以来,中国先后进行了三次油气资源评价。1987年,对鄂尔多斯盆地石油资源评估只有40亿吨,1994年的评估结果是85.88亿吨,2006年的评估结果是100亿吨。但从盆地侏罗系11套油层,延长统10套油层的实际看,对储量资源量的认识还有巨大空间。曾有一位专家计算,光是延长统10万平方公里,就已大面积稳定分布着石油,按一平方公里石油丰度40万吨的常规蕴藏,意味着400亿吨的石油埋藏量,除去一半折扣,也有200亿吨石油资源量。所以,石油勘探开发的前景不可限量。
鄂尔多斯盆地探明石油地质储量、石油产量年均增长速度均居中国第一位,每年新增石油地质探明储量均超过1亿吨以上。是建立石油生产基地的最有利地区,也是最现实的地区。2002年整个盆地生产的石油超过了1200万吨,2007年2000万吨(包括延长)。
4. 鄂尔多斯盆地勘探方向
鄂尔多斯盆地具备形成大、中型气田的有利条件。在前文中已有评述,以下仅探讨寻找大、中型气田的勘探方向和有利地区。
(1)乌审旗隆起西侧是寻找上古生界大、中型气田的有利场所
该带北起鄂尔托克旗,经乌审旗至城川附近,成环形分布。在早古生代,该带南部紧邻盐池生气中心东坡,上、下马家沟组源岩在印支-燕山期进入主生气期,最大生气强度分别为25×108m3/km2和45×108m3/km2。由于印支期的改造使鄂尔多斯构造格局由原先的南北高、东西低、中间成鞍部的面貌改变成西南低、东北高的面貌,燕山早期大量生成的天然气向乌审旗隆起西侧运移。同时,在其西侧上古生界有一个煤成气中心(位置在鄂3井与伊15井之间),最大生气强度达60×108m3/km2。晚燕山运动使鄂尔多斯盆地构造面貌发生大改观,成为现今的东高、西低的大单斜。上古生界煤成气在晚燕山期进入生气高峰期,大量的天然气向乌审旗方向运移。目前在城川西部约20km的陕56井山西组3714~3721.4m井段,发现5m厚砂岩,加砂压裂后日产气3.59×104m3。此区奥陶系气藏直接顶板———本溪组铝土质泥岩缺失,会导致天然气向上运移或扩散,在上方储集层中聚集起来。该区石炭系—二叠系砂体发育,为天然气提供了较好的储集场所。因此在该区有可能在上古生界中发现新的天然气富集带。
(2)盆地东部盐洼区是寻找复合型大、中型气田的有利场所
盆地东部盐洼区,北起神木,南至延川,西起横山,东达柳林。该区是米脂凹陷的分布范围。在米脂膏盐湖生气中心,上、下马家沟组最大生气强度分别为30×108m3/km2和35×108m3/km2,中、上石炭统生气强度为30×108m3/km2,下二叠统生气强度为12.5×108m3/km2,上古生界煤成气生气强度为37×108m3/km2。该区有4套气源岩叠置,累计生气强度可达100×108m3/km2以上。晚燕山运动末,鄂尔多斯盆地构造格局呈东高、西低的单斜形态,天然气的主力运移方向为由西而东,该区一直处于天然气运移的主力方向。在叠置的多套含气层系中,已相继发现不同产能的工业气流,所以东部盐洼区是寻找奥陶系内幕气藏、风化壳气藏、上古生界煤成气藏最有利的复合区。目前的勘探实践也证明了上述的预测,如洲1井下部奥陶系气层日产气为4×104m3;中部石炭系气层,以太原组斜道灰岩段为主体,镇川2井、洲3井、麒参1井、榆5井、榆11井等均获日产气1×104m3以上气流;上部二叠系碎屑岩气层米1井、麒参1井、榆9井均获日产1×104m3以上气流。因此该区可能形成多产层叠置的复合型大、中型气田。
(3)中部气田奥陶系风化壳上方是寻找上古生界大型煤成气藏的最有利场所
在勘探中部气田奥陶系风化壳气藏的同时,上古生界中也获得了可喜的成果。在185口探井中,钻遇气层井率达94.1%,气层集中在石炭系本溪组(本1)、太原组(太1、太2)、二叠系山西组(山1、山2)、下石盒子组(盒5、盒6、盒7、盒8)9个气层段中。据42口井试气结果统计:大于1×104m3/d以上的井有23口(占54.1%),其中工业气流井9口(占24.3%),最高日产气45.64×104m3(陕99井)。中部气田山1、盒7、盒83个气层,含气面积可达3035.6km2。展现出中部气田巨大的资源潜力。只要加强对这一部分资源的勘探,在中部气田同一地区,于奥陶系风化壳气藏之上,可望探明一个复式大气藏。如果这个理想得以实现,气田的储量丰度就能成倍增长,气田的开发价值和经济效益将进一步提高。
经计算,鄂尔多斯盆地的上述3个区块的天然气预测储量为2900×108~3100×108m3。
5. 鄂尔多斯地质是如何演化的
鄂尔多斯盆地在距今4亿年前是一片汪洋大海,沉积了大量的生物灰岩,为日后的陕北天然气专生成提供了物质来源。到属3亿年前,海水逐渐向南退去,盆地成为内陆海,其间形成了一些生煤地层。到2亿年前的三叠纪,变成了与海隔绝的大湖,湖的中心在庆阳、志丹县一带,后来形成的石油多集中在当时的湖边三角洲一带,像如今的安塞油田就是。到1.5亿年前,湖盆消失,盆地内由大大小小的河流组成了河网体系,水量充分、气候温暖、阳光明媚、森林茂盛。现今在陕北的川道中能见到高大的古树化石,盆地内的煤矿主要是这时期的植物埋在地下后变成的。
在距今一千多万年的新生代时期,盆地内的大河变窄变浅,成为一片沼泽地,大量动物聚集繁殖。如今盆地内遍布着虎、象、马、牛、鹿、狗、羊、鼠等古动物化石,著名的黄河古象就是在甘肃庆阳地区出土的,这里盛产中药材“龙骨”就是各类动物的骨头化石,“龙牙”就是动物的牙齿化石。
随着时间的推移,盆地逐渐抬升沼泽变成了平原,温湿的气候变成干旱的气候,加速了沙漠化的进程。但直到百年前,盆地大部分仍是一片片郁郁葱葱的植被覆盖着,仍有虎豹等动物存在。现今,只有子午岭等少数地方还留存有茂密的森林植物。
6. 鄂尔多斯盆地煤成气勘探领域广
华北含煤成气区以鄂尔多斯盆地为主。鄂尔多斯盆地是中国最主要的产气基地之一,也是中国以地层、岩性为主要圈闭类型的大型含气盆地,是中国发现特大型煤成气田最多、煤成气田储量最大的盆地。虽然探明储量的丰度普遍较低,但是石炭纪—二叠纪含煤岩系“三明治式”岩石组合的广泛分布,全盆地都具有形成大型煤成气田的岩性及地层-岩性圈闭条件。
(1)气田区勘探有新的进展
1)近年来,苏里格气田含气面积不断扩大,2011年又新增天然气储量1717×108m3;大牛地气田也在奥陶系风化壳储层中取得很大进展,2011年新增储量241×108m3。
2)靖边气田奥陶系风化壳气藏面积向西、向南有较大扩展。在西侧(古隆起东侧),发现奥陶系古风化壳大面积含气(图13-33),少数井获得高产气流,苏203井在马家沟组五段(马五5)试获气104×104m3/d;苏345井试获225×104m3/d;统46、苏东39-61、陕398、G54-3 等井区也钻遇马五5气层,其中苏东39-61试获气105.74×104m3/d(无阻流量)。
图13-38 鄂尔多斯盆地西缘奥陶系顶面风化溶蚀模式图
(据长庆油田分公司,2010)
7)鄂尔多斯盆地目前发现的特大型、大型煤成气田主要分布在盆地北部伊陕斜坡区,气藏面积不足2×104km2,在上古生界石千峰组、石盒子组、山西组、太原组及本溪组和下古生界马家沟组勘探发现的煤成气地质储量仅为预测资源量的25%。
但是,盆地广覆式富煤成气凹陷丰富的煤成气资源,因为长期极其稳定的构造环境,缺乏高效运移输导运聚能力,所生成的煤成烃只能就近聚集,为在全盆地形成以岩性及地层-岩性圈闭为主的大型煤成气田创造了有利的地质条件。因此,在积极地开展对盆地北部煤成气田勘探的同时,也要重视对盆地南部及盆地外围煤成气的勘探与评价。