国外火山(成)岩油气藏典型实例与成藏条件(精)/火山岩油气藏的形成机制与分布规律研究丛书

**章绪论 中国石油集团经济技术研究院发布《2017年国内外油气行业发展报告》称，2017年，中国石油净进口量达到3.96×108t，同比增长10.8%；对外依存度达到67.4%，较去年上升3.1%；而中国石油产量为1.92×108t，同比下降4.1%。2018年中国的石油1～9月进口量为3.36×108t，同比增长5.9%。石油对外依存度逼近70%，严重威胁我国的能源安全。 虽然近几年中国能源消费增长较快，但人均能源消费水平仅为发达国家平均水平的三分之一，未来能源消费还将大幅增长。尽管我国油气勘探取得一定成功，目前仍处于稳步增长阶段，但是也难以缓解日益严峻的能源供需矛盾，急需新兴能源接替常规油气资源，缓解我国能源压力，保障能源安全。 在油气勘探的过程中，偶然会从非沉积岩中发现油气，*初这些油气被认为是意外形成的。且火山（成）岩储层被认为储集性能有限，经常在油气勘探的过程中被忽略和规避。随着油气勘探开发事业的不断推进，人们对这种非常规油气藏的认识也不断深入，发现在这种岩石中含有油气绝非偶然。许多大型含油气盆地的火山（成）岩中都发现了油气藏，甚至在某些盆地中火山（成）岩油气藏还占有主导地位，而且火山活动和岩浆活动对油气藏的形成也不都是破坏作用，它也能够对油气的生成、运移、聚集成藏发挥建设性的影响，因此，火山（成）岩油气藏作为油气勘探的新领域，引起了广大石油工作者的关注。 **节国内外火山（成）岩油气藏勘探现状 一、国外火山（成）岩油气藏勘探现状 自从1887年在美国加利福尼亚州圣华金盆地首次于火山岩中发现油气以来，火山（成）岩油气藏的勘探已有一百多年的历史，综合起来，对火山（成）岩油气藏的认识及研究大致概括为4个阶段。 （一）早期阶段（20世纪50年代以前） 大多数火山（成）岩油气藏都是在勘探常规油气藏时发现的。当时，相当一部分人认为火山（成）岩含油气只是偶然现象，甚至认为它不会有任何经济价值，因此采取忽略的态度对待。 （二）第二阶段（20世纪50年代初至70年代） 1953年，委内瑞拉成功发现了拉帕斯油田，其**单井日产量达到1828m3，这是世界**个有目的勘探并获得成功的火山（成）岩油田。这一油田的发现标志着对火山（成）岩油藏的认识进入一个新的阶段，人们开始认识到在这类岩石中聚集石油并非异常现象，从而予以一定的关注，之后美国、墨西哥、古巴、委内瑞拉、阿根廷、苏联、日本、印度尼西亚、越南等国家陆续勘探开发了多个大型的火山（成）岩油气藏，其中较为著名的是格鲁吉亚的萨姆戈里油藏、阿塞拜疆的穆拉德汉雷油藏、日本的吉井-东柏崎气藏等，但是由于发现的火山（成）岩油气藏的规模都比较小，大多数的探明储量小于5000×104t，因此对火山（成）岩油气藏并不重视，此时关注的焦点还在常规油气藏方面。 （三）第三阶段（20世纪八九十年代） 在西太平洋岛弧区域陆续勘探开发了多个大型的火山（成）岩油气田，探明储量均超过1×108t，分别是：①贾蒂巴朗油气田（印度尼西亚），储量为油5.91×108t、气850×108m3；②Scott Reef油气田（澳大利亚），储量为油1795×104t、气3877×108m3；③白虎油田（越南），储量为油1.9×108t；④Suban气田（印度尼西亚），储量为气1698×108m3；虽然发现了大型的火山（成）岩油气藏，但多为局部勘探，尚未作为主要领域进行全面勘探和深入研究，目前全球火山（成）岩油气储量仅占总油气储量的1%左右，未能引起足够的重视，火山岩油气藏的勘探潜力及分布规律没有被很好地认识，仍被认为具有偶然性（张子枢和吴邦辉，1994），火山（成）岩油气藏研究还处于起步阶段。 （四）第四阶段（2000年以来） 进入2000年之后，随着人类社会对油气资源的需求急剧增加，而常规油气资源的产量趋于稳定，已经不能满足日益增长的能源消耗，越来越多的目光投向了非常规油气资源，火山（成）岩作为非常规油气资源的一个重要类别，也被纳入重点勘探开发的范围内。阿根廷、泰国和印度等国，已经将火山（成）岩油气藏作为重点勘探开发方向，以接替日益枯竭的常规油气资源。 二、国内火山岩油气藏勘探现状 我国的情况也类似于国外，中国火山岩油气藏*早于1957年在准噶尔盆地西北缘被发现，已经历了60余年的勘探开发。目前在渤海湾盆地、松辽盆地、准噶尔盆地、二连盆地、三塘湖盆地等11个含油气盆地发现了火山岩油气藏。中国火山岩储层油气勘探大致经历了3个阶段。 （一）早期阶段（20世纪50～70年代） 其主要为偶然发现阶段，主要集中在准噶尔盆地西北缘和渤海湾盆地辽河、济阳等拗陷。 （二）局部勘探阶段（20世纪80年代初至90年代末） 随着地质认识的深化和勘探技术的进步，我国开始在渤海湾、准噶尔等盆地个别地区开展针对性勘探，相继在准噶尔、渤海湾、苏北等盆地发现了一些火山岩油气藏，如准噶尔盆地西北缘克拉玛依玄武岩油气藏、内蒙古二连盆地的阿北安山岩油气藏，以及渤海湾盆地黄骅拗陷风化店安山岩油气藏和枣北沙三段玄武岩油气藏、济阳拗陷的商741辉绿岩油气藏等。但未形成持续储量增长规模，火山岩油气藏的勘探潜力及分布规律也没有被很好地认识。 （三）全面勘探阶段（2000年以来） 直到2002年，通过转变思想观念，大庆油田将深层火山岩作为一个目的层，有针对性地布置钻探。在松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩中获得了天然气重大突破，探明天然气储量4000×108m3，这是中国东部至今为止**的气田——庆深气田，展示出松辽盆地火山岩油气勘探的广阔前景，进而带动了全国性的火山岩油气藏勘探开发与突破，相继在三塘湖、塔里木、下辽河和渤海湾等盆地全面开展火山岩油气勘探，探明了一批大中型火山岩油气田，如长岭Ⅰ号、克拉美丽、牛东等，使火山岩由油气勘探“禁区”变成了油气勘探的“靶区”，展现出巨大的勘探潜力（邹才能等，2008；赵文智等，2009；刘嘉麒和孟凡超，2009），使火山岩成为中国陆上油气勘探的重要领域之一。 2009年，我国将火山岩油气藏勘探纳入国家重点基础研究发展计划（973计划），提出“火山岩油气藏的形成机制与分布规律”（2009CB219300）课题，组织有关科研力量，针对该类型油气藏的地质背景、储层、成藏机理等方面开展了广泛和深入的研究。通过历时5年（2009～2013年）的研究发现，各种时代、各种岩性及岩相的火山岩均可成储成藏，其中岩性、岩相是基础，风化淋滤、深埋溶蚀和成岩改造是形成有效储层的关键。基于这样的认识，大庆油田领导组织相关力量，对国外规模较大的火山（成）岩油气藏的储层、岩性、岩相、形成时代和规模等进行文献调研。对比国外典型火山（成）岩油气藏，进行成藏条件分析，以期站在国际火山（成）岩油气藏勘探开发研究前沿，密切追踪国外典型火山（成）岩油气藏勘探开发进展，进而深化大庆油田火山岩油气藏研究，扩大深层火山岩油气勘探场面、勘探层系和勘探领域，为大庆油田可持续发展提供更多的深层天然气资源。 据相关统计，国外储量排名前14的火山（成）岩油气藏中，其探明储量亿吨以上的火山（成）岩油气藏储层几乎都是基性岩，如贾蒂巴朗油气田储层为玄武岩、安山岩；Scott Reef油气田储层为玄武岩；白虎油田储层为花岗岩；Suban气田储层为花岗岩。探明储量5000×104t以上的火山（成）岩油气藏中，中基性岩储层也占了一半。截至目前，国外**的贾蒂巴朗火山岩油气田，已产出1.767×108t石油和760×108m3天然气。国外诸多大型火山（成）岩油气藏相继开发成功，表明基性火山（成）岩油气藏的规模、潜力更大，这为我国进行火山（成）岩油气藏勘探提供了现实的依据。 对比我国火山岩油气勘探现状，以松辽盆地为例，其火山岩油气勘探以酸性、中酸性火山岩为主，但不乏基性玄武岩到中性安山岩发育和分布。更重要的是，目前的油气钻探证实，松辽盆地发育晚古生代、中生代和新生代三大火山岩构造层系，其中晚古生代和新生代两大火山岩构造层系均以基性、超基性火山岩为主。如果借鉴国外火山（成）岩油气藏以基性-超基性岩占据约一半的成藏规模和分布规律，突破岩性上的限制，有望扩展我国火山（成）岩油气勘探领域，使我国火山（成）岩油气勘探进入新的发展阶段。 第二节国内外火山（成）岩油气藏勘探开发技术 一、国内外火山（成）岩油气藏勘探技术 各国火山（成）岩油气藏勘探方法在宏观方面，着重寻找火山岩体，主要应用野外描述、重力勘探、磁法勘探、声频磁场法、合成地震记录的振幅相位频率分析等技术方法，以及综合这些技术来研究火山岩岩相、岩性、物性和厚度分布，微观方面在火山岩岩石学特征、成岩作用及其对储层物性的影响方面的研究较为细致。 （一）应用常规勘探方法研究火山（成）岩油气藏存在的问题1.火山（成）岩岩性与岩相的测井识别方法与技术方面国外对复杂岩性裂缝储层的测井评价，主要采用成像测井技术研究储层纵向分布、产状、类型等，含油性解释采用均质模型，如Elan**化测井储层分析软件，缺少高精度的储层参数量化和可靠的含油性评价。 2.火山（成）岩储层识别与预测方法技术方面 火山岩具有与其他种类岩石所不同的岩石物性特征及成岩地质背景，因而具有其特殊的地质的或地球物理的特征。在一般情况下，相对其他种类岩石在速度、密度、电阻率及磁化率方面都有很大不同，因而奠定了其所特有的重磁电震异常特征。 由于重磁电异常具有成因的复杂性、体积效应，应用重磁电等非地震物探方法技术圈定深层火山岩在国内外还没有发现特别有效的手段，仍处在探索阶段，并存在以下突出问题： （1）重磁电火山岩响应规律性上不清楚； （2）预测精度上存在不确定性。 但应用非地震物探方法技术研究火山岩也确实是一种重要的宏观预测方法。总体来说，都是通过多种技术方法来突出或分离与火山岩相关的重磁异常，结合地震、测井及正演方法来识别圈定火山岩。目前针对宏观预测火山岩的电法方面，电磁剖面技术、位场三维物性反演与三维可视化结合对于火山岩预测是一个重要的发展方向。 地震勘探方法以其较高的纵、横向波场分辨能力在火山岩储层油气勘探中发挥重要作用，在火山岩地震成像质量可靠的基础上，总结火山岩地震反射特征和可视化技术；用趋势面分析和频谱成像方法，识别火山岩机构的分布；采用地震波阻抗等方法提取火山岩厚度，预测火山岩储层分布。近年来多波多分量地震数据处理、解释方法为火山岩储层流体识别提供了有效手段。 基本形成了火山岩储层地震叠前成像和叠后预测配套技术：推广应用了深层火山岩储层三维叠前偏移技术；建立了火山机构地震相特征识别方法；在火山岩岩性、岩相及有效储层预测技术方面，取得阶段成果。 但层状火山岩的地震相识别，以及在火山机构内部刻画、火山岩储层含油气检测等方面还需要深入研究。 各个油气公司大多是利用以上勘探技术，从几何形态识别方面，寻找火山口，在其分布区进行钻探。我国基本形成了火山岩油气勘探配套技术系列，但是系统的火山岩地震勘探、储层预测和油气藏识别方面公开发表的文献较少。国内中国石油勘探开发研究院北京院区、中国石油勘探开发研究院西北分院、辽河油田、塔里木油田、中国石油大学（北京）和一些油气勘探技术服务公司等都曾开展过火山岩油气藏的研究工作，其中应用重磁电识别火山岩体和应用地震属性分析方面的专项研究较多。 火山岩储层具有岩性复杂、相变快、非均质性强、储集空间复杂等特点，油气受构造、岩性、后期蚀变等多重因素控制，在缺乏系统的技术理论体系情况下，单一探测和评价技术或针对个例油气藏（如酸性火山岩）的预测和评价技术组合通常不具备普适性，对于中性和基性火山岩、层状火山岩、有效储层和油气层的识别还没有有效技术方法。因此，建立适合我国火山岩储层类型的评