中原油田三大凹陷的勘探開發

張新寶　李玉琪　惠　榮

(1.西安石油大學 期刊中心，陜西 西安 710065； 2.西安石油大學 石油史研究所，陜西 西安 710065)

中原油田三大凹陷的勘探開發

張新寶1李玉琪2惠榮2

(1.西安石油大學 期刊中心，陜西 西安 710065； 2.西安石油大學 石油史研究所，陜西 西安 710065)

摘要：通過回顧中原油田的三個主要凹陷東濮凹陷、中牟凹陷、湯陰凹陷的勘探歷程，并結合中原油田目前的油氣勘探狀況，分析了該區域未來的勘探方向。

關鍵詞：中原油田； 東濮凹陷； 中牟凹陷； 湯陰凹陷； 油氣勘探

0引言

中原油田的探區包括豫東、豫北、魯西及魯西南地區(不包括其后來在國內的其它探區和國外探區，下文同)，整個探區包括二坳三隆，即臨清坳陷*根據《中華人民共和國石油天然氣行業標準》中對“含油氣盆地構造單元”的劃分，坳陷為一級構造單元，凹陷為二級構造單元。(包括莘縣、冠縣、丘縣、南宮、大營、巨鹿、南和7個凹陷)、開封坳陷(包括濟源、中牟、民權、黃口4個凹陷)、內黃隆起、魯西隆起及豫西隆起。共有中、新生代凹陷38個，總面積約40 000 km2(見圖1)。[1]762本文選取的三個凹陷，或者是已經取得重大突破的區域，或者是未來將會有突破的區域，其中東濮凹陷的凹陷有效勘探面積3 769km2，是中原油田唯一取得突破的凹陷，也是中原油田的主力產區；中牟凹陷的凹陷有效勘探面積3 500km2，是中原油田另一較大凹陷；湯陰凹陷的面積雖然只有約1 300 km2，而且目前也沒有取得突破，但近年來部分持無機成油論的科研工作者認為，從無機成油論的角度來看，湯陰凹陷具有較好的勘探遠景。[2]46

1東濮凹陷的勘探歷程

東濮凹陷位于渤海灣含油氣盆地的西南緣，呈北北東向延伸，處于華北地臺中部，屬臨清坳陷的一個組成部分，凹陷北窄南寬(16～60km)，南北長140km，面積5 300 km2。在蘭聊、黃河、長垣三條基底斷裂的控制下，呈現出“兩洼一隆一斜坡一斷階”的構造特點(見圖2)。

1.1東濮凹陷的早期勘探

從1955年開始，地質部、石油工業部、華北石油勘探處、北京石油地質學校等單位相繼在東濮凹陷展開地質調查和地震、重力、磁力、 電法等地球物理勘探，通過這些勘探，對東濮凹陷的地面地質情況、基底和構造面貌有了了解，探明了東明、梁占等一些局部構造。[3]273在前期工作的基礎上，1973年冬至1975年8月，石油工業部石油地球物理勘探局為了提高東濮凹陷地震資料的質量，進行了多次覆蓋作業，獲得了一些高質量的地震資料，落實了構造范圍，初步劃分出了4個二級構造帶：黃河隆起帶、前梨園—葛崗集向斜帶、佘家向斜帶、高平集單斜帶，同時發現和證實了文留、衛城等18個局部構造。[4]8

圖2　東濮凹陷構造分區略圖注：據程申秀等，2005年

1974年，在初步探明一些局部構造后，由勝利油田派出鉆井隊，在東明、梁占、新霍構造上鉆探了東參1井、東參2井、新1井。經鉆探后在東參1井和新1井見油斑油砂，由此認為東明坳陷是最有利的油氣遠景區，主要目的層是沙河街組。[4]7到1975年時，由于獲得了高質量地震資料，為參數井位提供了可靠的資料，石油工業部批準了文留構造上的濮參1井井位，由河南油田派鉆井隊鉆探，9月7日，正在鉆探的濮參1井突然噴出了大量油氣，展現了良好的含油氣遠景，由此發現了文留油田。[4]8至此，東濮凹陷的油氣勘探才算是取得突破。

1.2會戰時期的勘探工作

中原油田歷史上進行過兩次會戰，第一次是在濮參1井出油后進行的石油勘探會戰，第二次是20世紀80年代進行的生產建設科技攻關會戰。

1.2.1石油勘探會戰

濮參1井出油后，石化部正式將東明凹陷和濮陽構造帶命名為東濮凹陷，并決定由勝利、南陽油田和物探局第二指揮部聯合在東濮凹陷組織石油勘探會戰，成立了東濮石油勘探會戰指揮部，隸屬勝利油田。會戰第一批部署了15口探井，次年又部署34口探井。1976年，東濮凹陷的勘探取得了一系列成果，尤其是重點勘探的文留構造，發現了文南油田[5]113、文東油氣田[5]201，此外衛城構造也取得了進展，并在次年發現衛城油田[5]478。1977年，東濮凹陷的勘探再次取得重大進展，橋口構造上的幾口探井均發現工業油流，發現了橋口油田[5]677；文23氣田的發現，使得東濮凹陷的天然氣勘探獲得突破[5]610；此外，文10井、文4井也相繼獲得工業油氣流。鑒于文留構造相繼取得的成果，1978年，東濮凹陷的主要勘探力量都集中在文留構造上，并于當年7月1日，在文中油田建成年產30×104t原油生產能力，到年底生產原油22.6×104t，進入到勘探開發并舉時期。[1]767此后，東濮凹陷的勘探工作繼續進行，相繼發現濮城油田、文明寨油田、馬廠油田、白廟凝析氣田。到1981年時，為了加強地震勘探，開始采用數字地震技術，1982年冬，在文留構造南部使用三維地震勘探技術，提高了地震資料的質量和精度。[1]767

1.2.2生產建設科技攻關會戰

為進一步擴大東濮凹陷勘探成果并進行產能建設，1983年3月12日，國務院批準了中原油田生產建設科技攻關會戰。此次會戰的任務是：盡可能應用當今國內外先進科學技術，力爭攻克地球物理、地質、鉆井、鉆井液、測井、油田開發、地面建設等8項技術，使勘探、鉆井、油田開發、地面建設4項技術達到新水平。具體目標是：石油、天然氣地質儲量和原油產量翻一番，到1985年，石油、天然氣儲量分別達到5×108t和500×108m3，原油產量達到500×104t。[1]768

會戰中引進了國外的三維地震技術，尤其是1986年以后更是以三維地震為主，3年時間完成二維地震6 087km(其中數字地震5 359km，占88%)，三維地震373 km2。經過三年攻關，完鉆各類探井201口，取芯井119口，新獲工業油氣流井89口，[3]274初步形成3個重點深層氣勘探區：杜寨—橋口—白廟含氣區、劉莊—文西含氣區和唐莊—馬廠地區，[3]275發現了橋口氣田、胡狀集油田、三春集油田，1985年石油年產量增至5.5×106t，天然氣年產量增至5.7×108m3。[6]76

1.3會戰之后的勘探工作

生產建設科技攻關會戰之后，由于慶祖集、三春集、馬寨等3個油田的發現，西斜坡一時成為當時的主攻目標，但這一時段的勘探工作除了發現慶祖集油田、劉莊油田、馬寨油田、徐集油田、戶部寨油田等幾個產量不大的小油田之外，整個中原油田的勘探工作都沒能再取得大的突破，年新增儲量下降，甚至補償不了當年采油的需要，儲采比出現負增長。[1]7681988年中原油田的年產量達到最高值722×104t之后，東濮凹陷內較大的圈閉基本已全部投入鉆探，勘探效益逐年下降，油氣產量也持續下降，1989年中原油田共生產原油698.12×104t，1990年下降到630×104t，[6]2061991年下降到610×104t。[6]243

2中牟凹陷的勘探歷程

中牟凹陷位于開封坳陷中部，南為太康隆起，北以蘭考凸起與內黃隆起相連，西為武陟凸起，東為民權凹陷。中牟凹陷處于近東西向構造帶和北東向構造帶的交匯部位，既受近東西向構造帶的控制，又受北北東構造線的影響，因此在地層、構造方面均呈現較復雜的地質結構。其東西長約100km，南北寬30～50km，面積3 500 km2，是中原油田探區比較大的凹陷。中牟凹陷目前已經探明的次級構造有太平鎮次凸、中牟斜坡、延津次凹、原陽次凹、東吳次凹 、杜營次凹、荊隆宮次凹(見圖3)。[4]271

中牟凹陷的勘探工作比東濮凹陷開始的略晚，始于1958年。1958—1965年，華北石油勘探處在開封坳陷進行了區域地質調查及重、磁力測量工作， 其后，又用“51”型地震儀，在西至開封、東至蘭考、北至黃河的區域內開展測量。1960年，石油工業部華北石油勘探處301隊在開封地區完成了1∶105的重力詳查，根據此次成果，并結合往年資料，劃分了華北平原大地構造單元輪廓，并認為開封地區是下古生界埋藏較深的凹陷區。[4]71969—1971年，勝利油田和石油物探局第二指揮部用“51”型地震儀在中牟凹陷進行地震普查，完成地震剖面4 791km。[4]2661975—1980年，石油物探局第二指揮部在東牟凹陷共完成地震6～12次，覆蓋測線3 760km，1986年和1987年在杜營次凹完成24次，覆蓋測線269.91km。[4]266

圖3　中牟凹陷主要斷裂及局部構造分布圖注：據《中國石油地質志》，1993年

中牟凹陷至今仍未發現工業油流，1958年，華北石油勘探處在凹陷南緣邸閣附近鉆探華2井，未見油氣顯示。之后，直到1969年勝利油田才又在凹陷內鉆探開參1井。從1969年到1987年，東牟凹陷共鉆探井12口，絕大多數井未見油氣顯示，僅在開參2井沙三段獲少量原油，開參3井在沙二段和沙三段錄井有氣測異常，6塊井壁取芯有8～9級熒光顯示。[4]266

近年來，隨著頁巖氣的勘探逐漸興起，中牟凹陷在頁巖氣勘探方面也取得一些進展。2013 年初，在國土資源部第二輪頁巖氣探礦權招標中，河南省豫礦地質勘查投資有限公司獲得河南省溫縣、中牟兩個頁巖氣勘查區的探礦權。之后，中牟勘查區塊確定了5個有利勘查區，并在區塊東南部發現了厚度較大、含氣量較好的地層。目前，中牟區塊已經有三口井出氣，分別為通許1井、尉參1井、牟頁1井。2014 年11月24日，通許1井完鉆，發現了天然氣。2015年1月10日，尉參1井完鉆，發現69層氣測異常，日產油氣有望達到3 000～5 000 m3。鉆探效果最好的是牟頁1井，在地下2 700～3 000m之間的地層中發現大量的頁巖氣。[7]38-40經初步估算，中牟區塊3 500m以上頁巖氣總儲量為2 124.99×108m3，技術可采儲量為127.5×108m3；在西姜寨有利勘查區，埋深3 500m以淺的頁巖氣總地質儲量為545.07×108m3。[8]

3湯陰凹陷的勘探歷程

湯陰凹陷是華北地臺上中新生代形成的地塹型盆地，基本是西高東低的箕狀凹陷，呈北北東向，長條狀展布，南北長約100km，東西寬10～15km，面積約1 300 km2，沉積巖厚度達8 000余m，基本是西高東低的箕狀凹陷。自北向南分為安陽、淇縣和汲縣三個次凹，其中安陽次凹的沉積厚度最大，次凹之間以寬平的鞍部相連，沒有明顯的凸起，僅在淇縣次凹南，因鉅橋斷裂的影響形成后河凸起，但面積較小(見圖4)。[4]333

圖4　湯陰凹陷構造綱要圖注：據《中國石油地質志》，1993年

湯陰凹陷的勘探始于1956年，1956—1957年地質部華北石油隊在湯陰凹陷調查完成1∶105、1∶2×105“河南省湯陰輝縣陳昭地區地質圖”，初步建立了湯陰凹陷的地層系統。1957年地質部濟南大隊進行了1∶2×105重力勘探，初步了解了凹陷的區域構造輪廓。1966—1976年，邢臺地震和唐山地震后，河南地震局和北京大學等單位對湯陰凹陷的地質構造和地震活動性做了較詳細的研究和預測。1979—1985年，石油部物探局、河南省煤田地質勘探公司物探隊、石油部物探局第二指揮部相繼在湯陰凹陷進行了地震勘探。通過這些地震勘探，對湯陰凹陷的地層情況有了一定的了解，劃分出了安陽、淇縣、汲縣三個次凹，并認為安陽次凹找油較為有利，最后一次地震完成了安陽次凹的下第三系地面及基底頂面構造圖。[4]327-328

由于勘探人員認為安陽次凹找油氣較為有利，1984—1986年，在安陽次凹鉆探了湯參1井和湯參2井2口探井，于中生界地層完鉆，[4]328均未發現油氣顯示。[4]338此后，湯陰凹陷沒有再展開勘探，到目前為止，仍未突破出油關。

目前，按照主流的有機生油理論觀點來看，湯陰凹陷的生油條件較差，中新生代地層基本為一套氧化環境下的紅色砂泥巖沉積，不具備生油條件。古生界的油氣生成條件較復雜，只能作為可能的生油(氣)層。[4]337不過，近些年，碳酸鹽巖地層的油氣勘探受到了重視，湯陰凹陷的碳酸鹽巖厚達1 000余m，埋深較大，可能具備一定的生油條件。[4]337

4中原油田目前的勘探情況

由于近幾十年來，中原油田的傳統探區的勘探工作一直沒有再度取得大的突破，中原油田將增產的希望主要寄托在了新增探區上。傳統探區中僅在東濮凹陷已獲油田進行滾動勘探和加深鉆探中取得了一些新的發現，在文留、濮城、馬寨—慶祖集有新的發現，另外在凹陷西南洼南部取得了一些新的進展，在濮深8井發現了工業油流。中牟凹陷雖然發現了頁巖氣，但其勘探、開發前景如何還有很大的不確定性，其它凹陷的勘探基本處于停頓狀態，也沒有取得新的進展。

按照主流的觀點，中原油田的最有利探區是東濮凹陷，主要的產區也是東濮凹陷，但在1988年產量達到峰值之后，東濮凹陷的勘探形勢并不樂觀，出現了新增探明儲量補償不了當年采油需要的情況，[1]768也就是說，后續補充嚴重不足，產量難以為繼?，F實的情況是，年產量從近700余萬t下降到不足300萬t，可見，按照傳統的思路，東濮凹陷的勘探前景極不樂觀。而其它凹陷也沒有發現好的生、儲、蓋條件和構造，沒有發現油氣田的潛力。因此，整個中原油田的勘探前景都不容樂觀。

5中原油田未來的勘探方向

目前，關于石油的形成原因，主要有兩種解釋，一種是有機生油論，另一種是無機生油論。有機生油論認為石油是由地表的動植物(主要是浮游植物和浮游動物)在地質運動過程中沉積到地下，在一定的溫度和壓力條件下反應生成的；無機成油論則認為，石油是由地下深處如上地幔涌上來的無機物在一定的溫度和壓力條件下反應生成的。這兩種不同的成因模式，對油氣藏的評價指標也有很大不同，有機生油論主要是以烴源巖、儲層、蓋層等指標來對油氣藏進行評價，無機生油論則主要是以地下深部的油氣來源、溝通地下深部與淺部的通道、儲層和蓋層等指標來對油氣藏進行評價。按照有機論的觀點，中原油田的勘探前景極不樂觀，尤其是中牟凹陷和湯陰凹陷的生油條件比較差，勘探難以取得進展，但如果轉變觀念，以無機成油論的觀點來看，中原油田未來的勘探前景也不是全無希望的。

(1)從20世紀90年代開始，中原油田的年產量一直保持在兩百多萬噸，沒有進一步下降。根據全俄地球物理研究所院長科學顧問特羅菲莫夫教授的觀點，俄羅斯的羅馬什金油田現在的產量衰減到了高峰值的28%，而這28%中，有14%被證明是深部新補充進來的油，這14%的產量預計可以延續200年。*[俄]特拉菲莫夫的專題報告，2015年8月，莫斯科。按照這一觀點，中原油田現在的產量中，有一部分也是來自深部的持續補充，也就是說，即便是保持現在的勘探狀況，不再擴大勘探，中原油田的產量也將長期維持在一個水平上。

(2)中原油田現在的產量基本是靠東濮凹陷維持的，從深部剖面來看，東濮凹陷下有上地幔隆起，中下地殼存在低速層(見圖5)，按照無機生油論的觀點，這預示著東濮凹陷深部有良好的油氣來源，而且東濮凹陷的斷裂也很發育，除了蘭聊、黃河、長垣三條基底斷裂外，還發育了大量的斷裂系統，[4]39說明存在深部油田向上運移的通道，也就是說，東濮凹陷存在良好的生油和運移條件，其油氣勘探有進一步擴大的可能性。

圖5　長治—菏澤斷面地殼結構圖注：據張景廉，2013年

(3)雖然目前中牟凹陷在傳統的油氣勘探上沒有取得突破，但是，頁巖氣的發現，證明中牟凹陷是有油氣賦存的。此外，中牟凹陷的深部剖面也存在上地幔隆起和中地殼低速層，而且斷層發育，目前已經發現的落差大于100m的斷裂有100多條，全部為正斷層，凹陷邊界的5條主要斷裂的落差都在1 500m之上，[4]269位于凹陷西部的原武斷裂在奧陶系頂面落差達8 000m，[4]270說明中牟凹陷深部可能蘊藏著較大的油氣藏，且深部油氣藏有較好向上運移的條件。

(4)湯陰凹陷的勘探雖然沒有突破出油關，但深部剖面存在上地幔隆起和中地殼低速層，而且斷層發育，目前勘探程度比較高的安陽次凹共發現斷裂13條，其中比較大的有廟口—山莊斷裂和小寨—鉅橋斷裂，這兩條斷裂都引發了多次的地震，[4]332無機生油論者張景廉先生認為，湯陰凹陷深部具有良好生油條件，而且構造比較活躍，非常有利于深部油氣藏向上運移。

6結語

(1)中原油田的勘探工作在近二十多年沒有取得大的突破，說明有機生油論已經不能解決中原油田的勘探問題，因此，中原油田要想取得勘探上的突破，應該開闊視野，打破有機生油論的理論限制。

(2)目前，無機生油論在俄羅斯已經是主流觀點，在油田勘探中也有實際應用。國內也有專家提出，以無機成油論指導勘探實踐，不僅能推動對現有油田的進一步勘探開發，比如推動東濮凹陷油氣產量的增加，而且對一些原本有機生油論認為的不利區域，也提出了新的看法，比如張景廉先生就認為湯陰凹陷有很好的勘探前景。因此，按照無機成油論的觀點，中原油田的勘探前景是相當廣闊的，而取得突破的關鍵就在于轉變觀念，并加深對地下深部情況的認識，將深部與淺部結合起來，綜合考慮整體地質條件。

[參考文獻]

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[4]中原油田石油地質志編輯委員會.中國石油地質志(卷七)上冊：中原油田[M].北京：石油工業出版社，1993.

[5]《中國油氣田開發志》總編纂委員會.中國油氣田開發志：中原油氣區油氣田卷[M].北京：石油工業出版社，2011.

[6]中原石油勘探局史志編委會.中原油田大事記：1975—1991 [M].北京：石油工業出版社，1993.

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[8]高長嶺.河南中牟地下發現豐富頁巖氣[N].中國礦業報,2014-11-29.

(責任編輯鄔靜)

Exploration and Development of Three Depressions in Zhongyuang Oilfields

ZHANGXinbao1,LIYuqi2,HUIRong2

(1.JournalCenter,Xi'anShiyouUniversity,Xi'an,Shaanxi,710065,China;2.InstituteofPetroleumHistory,Xi'anShiyouUniversity,Xi'an,Shaanxi,710065,China)

Abstract:Reviewing the exploration history of three main depressions in Zhongyuanoilfields-Dongpu depression,Zhongmou depression and Tangyin depression,the paper analyzes the orientation of future exploration in this area based on the current oil-gas exploration state in Zhongyuan oilfields.

Key words:Zhongyuan oilfields;Dongpu depression;Zhongmou depression;Tangyin depression;oil-gas exploration

收稿日期：2015-11-24

作者簡介：張新寶，男，陜西寶雞人，西安石油大學期刊中心副編審，研究方向：科技傳媒，石油科技史。

中圖分類號：F407.22

文獻標識碼：A

文章編號：1008-5645(2016)01-0027-06