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我国海洋油气调查发展回眸

2017-06-08 10:06:00    来源: 中国国土资源报    作者:张涛 刘守全

【阅读提示】今天是第9个“世界海洋日”,全世界的目光将聚焦这占地球表面积71%、浩瀚无垠的蔚蓝。

海洋,不仅调节地球气候,使地球成为适于人类居住的地方,还是蕴藏丰富资源的宝地——全球34%的石油和天然气资源赋存于海底,产量占全球油气产量的30%,据专家预测,不远的将来这一数字还将上升至50%。在我国,海洋油气也是能源矿产的重要组成部分——在300万平方千米的管辖海域中发育着38个中新生代沉积盆地,拥有丰富的油气资源。

如今,南海上天然气水合物试采点燃的熊熊火焰正在告诉人们,中国的海洋油气事业已经进入了一个崭新的阶段,天然气水合物等过去缺乏认识的海洋资源,现在不仅可以调查勘探,还将逐步进入商业性开发的轨道;而南黄海盆地中古生界油气、东海陆架盆地的中生界油气、南海北部深层高温高压的天然气、南海300米以深的深水油气、南海的礁相油气、海域深盆气等资源,也已不再神秘,完全可以成为探索的对象。

回首新中国成立至今的60余年,我国海洋油气事业从零起步,伴随着科学的发展、技术的进步和地质人的不懈奋斗,形成了年产5000万吨油气的大产业,为国民经济发展和社会进步作出了巨大贡献。今天,让我们共同回顾我国海洋油气调查工作的发展历程,看我国海洋油气事业是如何“扬波大海,走向深蓝”的……

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渤海  从零开始,在艰难中起步

渤海湾盆地的形成与演化,为油气生成创造了良好条件。早在1916年,我国地质工作者就陆续在渤海周边地区进行过地质调查。1954年3月,时任地质部部长、著名地质学家李四光将渤海湾盆地列为中国三大石油勘探远景区之一。从1959年开始,原地质部对渤海湾及周边地区进行了多次地质概查,并推断渤海是个大坳陷,北与小辽河坳陷相通,南和济阳、黄骅坳陷相连。

1959年12月16日,国家科委将海洋石油天然气调查列入国家科技发展规划,并将开展浅海地质工作列为1960年全国科学技术发展计划重点项目,而开展渤海湾石油地质综合普查是其中心任务。1960年5月12日,原地质部物探局在天津塘沽成立了我国第一支海洋地质专业队伍——渤海综合物探大队,下辖地震队、电法队、测量队和重力队;1962年,该队改名为原地质部第五物探大队。并于1960~1967年基本查明了渤海湾地质构造主要特征,预测了其含油气前景,为石油部门在渤海地区进一步进行油气勘探提供了基础资料和科学依据。

海洋地质调查,装备至关重要。为此,时任原地质部副部长何长工给原总参谋长罗瑞卿写信,请海军给予支援,原总参谋部从海军的运输舰船中调拨两条 “801型”渔船给原地质部使用。1963年两船改装成功。李四光部长将其命名为“星火一号”和“星火二号”。1965年又改装了两条“802型”渔船,命名为“燎原一号”“燎原二号”。1966年还专门设计建造了两条海洋物探地震专业船,命名为“奋斗一号”“奋斗二号”。由此开始,地质部门以“星星之火,可以燎原;只有奋斗,才能发现”之义命名的海洋地质地球物理调查专业船队逐步形成。

1964年12月,原地质部海洋地质科学研究所在南京正式成立,并于1965年在渤海地区开展油气会战,完成了全海区地震概查,指出渤海是一个大型含油气盆地。同年,原石油部也决定组建队伍在渤海开展大规模的油气勘探开发工作。渤海的油气勘探开发迈入了新阶段。

1966年12月,中国第一座海上钻井平台矗立在渤海歧口“凹陷一井”构造带并开钻,1967年6月,“海一井”试出油流,日产油119吨,成为中国第一口海上见工业油气流的开发井。1975年,原石油部海洋石油勘探局在渤海建成“海四井”海上采油平台,成为中国第一个海上油田。

经原地质部、中国科学院和原石油部共同工作,自1959~1999年,渤海全海域累计完成海洋地震测线约25万千米,钻预探井、评价井320多口,发现含油气构造87个,油气田18个。我国海域所发现的8个亿吨级油田,几乎都集中在渤海海域,尤其是“蓬莱19-3”油田,地质储量达6亿吨,是我国近海发现的最大整装油田。渤海周边的胜利油田、大港油田、冀东油田和辽河油田也相继在渤海海域开展海洋油气勘探开发工作并取得显著成效,获得较大产能。目前,渤海已成为我国海上油气资源开发的大型重要基地之一。

1980年开始,渤海油田开展对外合作,并分别于日本和法国石油公司签订了合作勘探合同和开发合同。从1982~2005年,渤海油田共完成二维地震测线96637千米,三维地震18943平方千米,钻预探井和评价井376口,探明石油地质储量近17亿吨,溶解气700多亿立方米,天然气储量400多亿立方米,凝析油600多万吨。目前,渤海已成为我国第二大产油基地。

黄海  潜心耕耘,期待新发现

黄海的油气地质调查工作略迟于渤海,是我国管辖海域中最后一个尚未实现商业性油气突破的海域。1964年,原地质部第五物探大队就在南黄海部分海域开展了地震初查。第五物探大队于1968年3月20日从天津塘沽南迁上海,改名地质部第一海洋地质调查大队,承担了南黄海的石油地质和地球物理调查工作,开展了1:100万的海底重力、磁力、水深测量和石油地震调查。

1970年4月,国务院业务组决定为原国家计委地质局改装、进口、新建钻井船各一条。1970年6月,原国家计委地质局在上海成立“627工程”筹备组,负责筹备改装钻探船及南黄海施钻工作。上海海运局提供了一对3000吨尾机型旧货船,由沪东造船厂改装成自航式双体钻探船,命名为“勘探一号”。

1973年11月,“627工程”筹备组改名为原国家计委地质局海洋地质调查局。1975年9月,国家地质总局从二普、五普及海军等单位调配人员在上海成立第三海洋地质调查大队,负责海上钻探施工。1974年5~7月,“勘探一号”在南黄海南部坳陷271-3构造上设计施工“黄海1井”。这是我国在外海钻探的第一口石油普查井,首次揭示了南黄海新生代渐新世及其以上地层。1974~1979年间,“勘探一号”在南黄海北部坳陷、南部坳陷6个构造上先后钻探了7口石油普查井,验证了物探成果资料,建立了新生代地层层序,探索了南黄海海区新生代地层的含油气性,推进了我国在外海海洋油气勘探的进程。

通过以油气为主要对象的海洋地质调查工作,基本查明了南黄海18万平方千米海域面积的区域地质构造状况,圈定了南部和北部两个坳陷,发现了一批有利于油气聚集的不同类型的构造带;揭示了海区南、北两个坳陷中有厚达5000~7000米新生代沉积,查明了海区的基本构造特征,并进一步指出了海区南北两个坳陷是寻找中、新生代油气的远景区,为进一步开展油气普查勘探工作提供了地质依据。

1999年,中国地质调查局成立以后,在南黄海盆地持续进行了地质、地球物理、地球化学综合调查;开展了南黄海盆地地震资料采集和处理解释技术攻关,油气地球化学分析测试和解释技术探索,油气地质、地球物理和地球化学的海陆资料对比和综合研究等工作。调查和综合研究工作坚持以海相中—古生界新层系为调查重点,兼顾陆相中—新生界调查。在此基础上,首次创新性地提出了南黄海盆地是下扬子的主体,中古生代有与上扬子四川盆地相似的沉积背景、沉积建造和沉积演化特征,具备形成大中型油气田物质基础的重要认识。

2015年,在南黄海盆地中部崂山隆起古生界首次圈出6个大型构造圈闭,总面积达690 平方千米,并圈定了油气远景区和有利区带。同年完成的大陆架科学钻探项目CSDP-2井证实了南黄海中部崂山隆起存在中—古生代海相地层,并在下三叠统及上古生界多个层段发现油气显示,展示了崂山隆起具有良好的油气资源前景,为锁定南黄海海相古生界钻探目标,落实南黄海的油气发现奠定了有利基础。目前,拟在优选的构造上施工的第一口钻井的井位论证、地质设计及相关综合研究工作都在紧锣密鼓地加紧进行中。

东海  维护权益,肩负多重责任

东海陆架沉积盆地拥有丰富的油气资源,但与韩国、日本存在海域疆界划分争议。为了维护国家海洋权益,原国家计委地质局于1974年8月在上海召开了大陆架调查会议,决定从南黄海石油普查勘探中抽出一定的物探力量挺进东海,开展区域地质调查工作。

1974年9月~1977年,第一海洋地质调查大队对东海38.8万平方千米的海域进行了区域地质概查,圈出了一个沉积巨厚的东海陆架盆地。并于1978年提出了沉积盆地面积大、沉积厚度大、构造带规模大、构造显示多“三大一多”和“今海古海”(现在是海,新生代也是海)的沉积环境推论,首次将东海作为一个统一新生代沉积盆地,称为东海盆地。

1980年8月,原国家地质总局确定了“在近3年内,海洋地质工作应以东海为重点,在全面分析综合评价的基础上,力争尽早实现突破”的方针,对东海第一口普查井井位进行研究,并决定将原在珠江口盆地作业的“勘探二号”钻井平台调往东海。1980年11月,“勘探二号”平台在龙井构造带的2号高点打了“龙井一井”,在井深2565~3505米渐新世地层中钻遇5层油气层,厚达100米,但因事故未能测试。1982年,原地质部第三海洋地质调查大队使用“勘探二号”在龙井构造施工了“龙井二井”发现了多层油气显示,7月4日,“龙井二井”经测试获得了天然气流。

1982年11月,“勘探二号”平台在东海平湖构造施工了“平湖一井”,并于1983年4月完钻。试油后获得工业性油气流,日产原油174立方米,天然气41万立方米,实现了东海油气的首次突破。

1984年,原地质矿产部所属的“勘探三号”钻井平台在浙江省温州以东海域施工,发现了海相古新世和始新世油层,并在变质岩系中见油气显示,扩大了在东海的找油领域。

1986年9月,原地矿部石油地质海洋地质局确定“立足平湖,先南下,后北上,待机出击温东”的战略部署,要求在东海尽快探明天然气储量,以满足华东沿海对能源的需求。在平湖断阶带的八角亭构造上打了“平湖二井”,于1986年4月完井,有6个层位试获工业油气流,共计日产轻质油346立方米、天然气68万立方米。

1980年,我国著名石油地质学家、中国科学院院士朱夏教授提议对东海陆架盆地构造和油气田按西湖名胜命名,这才有了西湖凹陷以及平湖、春晓、宝云亭、天外天、断桥、残雪、孔雀亭等富有诗意的名字。东海油气调查的突破不仅为上海和华东地区经济的发展产生重大影响,而且对于掌握东海资源分布情况和维护国家主权权益具有重大意义。

1989年4月~2001年3月,原地矿部上海海洋地质调查局(1998年更名为中国新星石油公司上海海洋石油局)在残雪构造、春晓构造、天外天构造,先后钻探了残雪一井、春晓一井、春晓二井、春晓三井、春晓四井(评价井)、春晓五井、天外天二井、天外天三井(评价井)、残雪二井(评价井)。其中,1995年3月~5月,在春晓构造钻探的“春晓一井”,试获日产油196.4立方米,天然气126.99万立方米,实现了东海油气勘探的第二次重大突破。在这9口钻井中,除春晓四井外其他都获得高产工业油流,相继发现了天外天、残雪、春晓油气田。目前,西湖凹陷由中海油和中石化合作经营,已成为由4个油田组成的、面积达2.2万平方千米、探明天然气储量700亿立方米的油气基地。

1999年以来,中国地质调查局对东海陆架盆地和台湾海峡盆地西部进行调查,发现东海陆架盆地西部发育中生界新层系、东南部发育新生界油气新区,并圈定出闽江凹陷中生界远景区和闽江—夏澎斜坡带,生烃条件好,油气资源潜力大;开展台湾海峡盆地西部油气资源调查和评价,重新圈定盆地面积约4 万平方千米,以新生界为主,最大沉积厚度超过8 千米,局部存在中生界;在台湾海峡盆地西部坳陷发现3 个大型三角洲—深水扇沉积体系,表明西部坳陷油气成藏条件优越、生烃潜力巨大;优选出晋江凹陷和九龙江凹陷2 个远景区,面积各为4000 平方千米;圈定出晋江凹陷西南断阶带、中部鼻隆构造带,九龙江凹陷北部断阶带、南部洼陷带4 个有利区带,总面积3500 平方千米。

南海  钻研创新,实现历史性突破

南海蕴藏有丰富的油气资源,被国内外地质学家誉为“第二个波斯湾”。从20世纪60年代后期起,外国的一些石油公司、科研单位的调查船纷纷非法进入我国南海海域调查。为了改变这种状况,加强南海油气地质调查工作,1970年9月,原国家计委地质局决定将南京海洋地质科学研究所南迁到广东省湛江市,更名为第二海洋地质调查大队,承担南海油气资源调查任务。1971~1974年,第二海洋地质调查大队对北部湾东部海域进行了海洋地质、地球物理综合调查,发现北部湾是一个中新生代的沉积盆地,具有良好的油气远景。

1974年9月,第二海洋地质调查大队建议把珠江口海域作为油气普查的主战场,开展综合性调查工作。1975年11月,该队正式宣布发现了珠江口盆地,是油气勘探需重点关注的对象。1975年12月初,原国家地质总局领导孙大光、张同钰等听取第二海洋地质调查大队的汇报后,决定成立南海地质调查指挥部,组建第四海洋地质调查大队,负责海上钻探,并从国外引进一条物探船加强调查工作。

1977年10月~1979年3月,按照“区域展开、重点突破”的方针,珠江口盆地已完成了4口井,“珠二井”和“珠四井”均已见到油砂。1979年5月31日,由“勘探二号”平台施工的“珠五井”开钻,7月9日完井,井深3124米。8月11日进行射孔,8月13日试获高产工业油流,日产原油295.7立方米。这是首次在珠江口盆地取得具有重大意义的突破。南海北部陆架区油气勘查的重大突破,把整个南海的油气勘探推向了一个新的发展阶段。

1977年8月,石油工业部“南海一号”平台在涠西南1号背斜构造上施工开钻的“湾一井”在第三系中试获工业油流,日产原油28.8立方米,天然气9490立方米,成为北部湾的第一口工业油气井。1979~2005年,中国海洋石油总公司在南海的北部湾、莺歌海、琼东南盆地和珠江口盆地西部实施二维地震测线256452千米、三维地震13498平方千米、钻探井247口,发现含油气构造40个,探明油气田25个。目前,该区成为了中国海洋石油公司的油气主产区。

从1999年开始,中国地质调查局也加强了在南海北部陆架区及西沙盆地的油气地质调查工作。利用自主研发的“长排列大容量”地震探测技术,圈定了西沙海槽、尖峰北、笔架、台西南和双峰5个深水区新生代沉积盆地,总面积约13 万平方千米;首次系统开展南海北部中生界油气调查,圈定1个远景区,远景区内发育10 余个大型局部构造,其中多个构造发现异常明显;通过调查发现西沙海槽盆地是南海北部具有油气远景的深水盆地,其中央坳陷、北部断阶带是油气勘探有利区带;目前已圈定局部构造33个,其中,面积大于50平方千米的20个,最大面积达380平方千米。西沙海槽盆地中心区域为盆地的主力生烃灶,是盆地最有利的油气富集区。在该油气富集区内优选出2个油气钻探有利目标,面积分别为116和123平方千米。其中一目标区,预测天然气地质储量约750 亿立方米,为实现深水区油气勘探新发现奠定了基础。

从1998年开始中国地质调查局开始了对南海北部天然气水合物的调查,并于2007年5月1日第一次发现了可燃冰,证实了我国南海北部蕴藏有丰富的天然气水合物资源,预测资源量达800亿吨油当量。今年5月18日,宣布在南海神狐海域天然气水合物试采成功,截至6月2日已连续22天产出甲烷含量高达99.5%的天然气,日均产气量达到8350立方米。天然气水合物的成功试采为实现天然气水合物商业性开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验。

随着地质调查的继续深入,南海的油气资源将进一步被发现,南海必将成为我国海洋油气勘探开发的主战场。

(作者单位:中国地质调查局发展研究中心;青岛海洋地质研究所)

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