我的石油地質(zhì)生涯（下）
時(shí)間：2023-04-23 11:33
來源：
作者: 李德生院士
在數(shù)十年的科技工作中，我參與了以下七個(gè)方面的創(chuàng)新研究：
1.陸相油氣形成與聚集規(guī)律
我不是“陸相生油論”的創(chuàng)導(dǎo)者，前輩學(xué)者如潘鐘祥、黃汲清、孫健初和陳賁等做了許多開創(chuàng)性的研究工作。我在這一理論的發(fā)展過程中只是起到一些補(bǔ)充發(fā)展和承前啟后的作用。1953年，在《陜西延長(zhǎng)油田上三疊統(tǒng)淺油層的儲(chǔ)油和出油條件》一文中，我提出，陜北盆地是一個(gè)下降盆地，上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組生物群有羊齒植物、新蘆木、銀杏、方鱗魚及小軟體動(dòng)物等，其環(huán)境可以造成有機(jī)物的堆積和石油的生成。在1960年出版的《甘肅石油地質(zhì)》一書中，我寫道：“酒泉盆地第三系油藏的生油巖系為下白堊系下新民堡統(tǒng)的灰黑色頁(yè)巖湖相沉積，因其有豐富的腹足類、斧足類、介形類及魚類等生物遺跡，厚度超過1000米。湖盆的中心在青西凹陷。”1960年至1963年大慶石油會(huì)戰(zhàn)期間，我們對(duì)下白堊統(tǒng)姚家組和青山口組地層在生產(chǎn)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)鉆了多口全部取芯井，在這兩套地層黑灰色泥巖內(nèi)取到了大量富含介形類化石（工人俗稱“芝麻餅”）的巖芯。有機(jī)地化分析生油指標(biāo)很高，證實(shí)了松遼盆地下白堊統(tǒng)陸相生油的理論。大慶油田的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)實(shí)踐，證實(shí)了陸相油氣可以聚集形成超級(jí)巨型油田。中國(guó)克拉通自晚二疊世海水退出中朝地臺(tái)，中三疊世海水退出揚(yáng)子地臺(tái)以后，在中、新生代地質(zhì)時(shí)期，湖相沉積廣泛發(fā)育。因此，我國(guó)陸相沉積盆地具有規(guī)模大、時(shí)間長(zhǎng)、類型多、沉積厚和有機(jī)質(zhì)豐富的特點(diǎn)。這一理論的驗(yàn)證是對(duì)過去以海相生油為主的世界石油地質(zhì)學(xué)的補(bǔ)充和創(chuàng)新。
2.中國(guó)含油氣盆地的構(gòu)造類型
我對(duì)這一學(xué)科有興趣，得益于許多前輩學(xué)者的指導(dǎo)，如李四光、黃汲清、陳國(guó)達(dá)、張文佑和朱夏等教授。對(duì)外開放后，也與一些外國(guó)學(xué)者，如H.D.Klemme和A.W.Bally（美）等教授進(jìn)行過廣泛交流。1959年4月，我在石油科學(xué)研究院曾從事過一項(xiàng)研究任務(wù)，編制“1：300萬中國(guó)沉積盆地分布及地質(zhì)背景圖及說明書”。該項(xiàng)成果在當(dāng)年11月石油工業(yè)部第三屆科研會(huì)上宣讀。我研究了中國(guó)西北、華北、東北、東南、西南、西藏和臺(tái)灣等地區(qū)大小共219個(gè)沉積盆地，奠定了我研究中國(guó)含油氣盆地構(gòu)造學(xué)的基礎(chǔ)。1981年，我在中國(guó)石油學(xué)會(huì)第二次年會(huì)（長(zhǎng)沙）上宣讀了《中國(guó)含油氣盆地的構(gòu)造類型》一文，將中國(guó)含油氣盆地劃分為東部拉張型盆地、西部擠壓型盆地和中部過渡型盆地三大類，后刊登在1982年《石油學(xué)報(bào)》第三卷第三期。含油氣盆地構(gòu)造研究是盆地評(píng)價(jià)、盆地模擬和盆地油氣資源潛力分析的基礎(chǔ)。
3.陸相湖盆儲(chǔ)層特征
1945年玉門老君廟油田在開發(fā)過程中，只粗淺地將上第三系中新統(tǒng)儲(chǔ)油層劃分為K、L、M三套油層組。開發(fā)方案和調(diào)整方案都按這三套油層組設(shè)計(jì)。
1960年在大慶油田生產(chǎn)試驗(yàn)區(qū)的開發(fā)工作中，我們開展了下白堊統(tǒng)儲(chǔ)油層的詳細(xì)對(duì)比研究工作。我當(dāng)時(shí)擔(dān)任會(huì)戰(zhàn)地質(zhì)指揮所副指揮兼地層對(duì)比大隊(duì)長(zhǎng)，我和我的同事吳崇筠、楊通佑、裘懌楠等根據(jù)沉積的旋回性和夾層分布，把薩爾圖油層和葡萄花油層劃分為五個(gè)油層組：薩一組油層差；薩二組油層好；薩三組油層中等；葡一組油層連通性好，厚度大；葡二組油層巖性變化大。又把五個(gè)油層組進(jìn)一步細(xì)分為14個(gè)砂層組和45個(gè)單油層。其中，薩1組5個(gè)單油層，薩2組16個(gè)單油層，薩3組7個(gè)單油層，葡1組7個(gè)單油層，葡2組10個(gè)單油層。每口探井或評(píng)價(jià)井鉆完后，立即進(jìn)行地層對(duì)比和定量解釋。油層對(duì)比獲得的成果，首先繪成1：200比例尺的油區(qū)對(duì)比剖面圖，確定射孔和開采層位。此外，還繪制了生產(chǎn)試驗(yàn)區(qū)45個(gè)單油層的分層平面圖、夾層等厚圖和物性變化圖等，認(rèn)識(shí)了各油層、各油砂體在平面上的巖性和物性分布規(guī)律。在垂向上的連通性和疊加狀況，成為制定油田開發(fā)方案的重要地質(zhì)依據(jù)資料，超過了當(dāng)時(shí)國(guó)外同類型大油田（如美國(guó)東得克薩斯油田和蘇聯(lián)羅馬什金油田）的油層對(duì)比研究水平，儲(chǔ)層特征研究推動(dòng)了沉積相的研究。1984年，我在AAPG Bulletin 第68卷第8期發(fā)表的《中國(guó)大陸架含油氣盆地地質(zhì)發(fā)展史》一文中將沉積相和沉積模式分為①斷陷型、②坳陷型、③開闊海型等三種沉積類型，分別論述其相特征和模式?！?br />
4.復(fù)式油氣聚集（區(qū)）帶的成油規(guī)律
我從1964年在山東東營(yíng)參加勝利油田會(huì)戰(zhàn)，到1985年在東京向日本石油界和科技界作“渤海灣盆地復(fù)式油氣聚集（區(qū)）帶的開發(fā)前景”報(bào)告，歷時(shí)20年，對(duì)渤海灣盆地的油氣聚集和分布規(guī)律不斷進(jìn)行研究，并深化認(rèn)識(shí)。渤海灣盆地是中國(guó)東部拉張型第三紀(jì)裂谷盆地之一，是一個(gè)極為復(fù)雜的斷塊型大油田，其豐富的油氣資源都聚集在比較復(fù)雜的圈閉之中，勘探難度較大。我國(guó)石油地質(zhì)和地球物理專家經(jīng)過多年的探索、研究和實(shí)踐，在20世紀(jì)70年代初正式提出渤海灣盆地油氣藏分布“源控論”的理論。每個(gè)下第三系生油凹陷都是一個(gè)獨(dú)立的油氣聚集區(qū)，勝利油田地質(zhì)工作者進(jìn)一步提出“油氣田環(huán)繞生油凹陷呈多環(huán)式展布”的模式，將源巖、儲(chǔ)集巖、圈閉、運(yùn)移，聚集和時(shí)間等匹配關(guān)系聯(lián)系起來。1985年在遼河油田舉行的東部地區(qū)勘探工作會(huì)議上，我作了一個(gè)報(bào)告，進(jìn)一步發(fā)展了同一油源區(qū)內(nèi)由不同儲(chǔ)油層系和不同圈閉類型形成疊合連片的復(fù)式油氣聚集（區(qū)）帶的成油理論；建立起一個(gè)在箕狀凹陷或地塹凹陷油源區(qū)內(nèi)有特定位置的中央背斜型、低潛山型、高凸起型、同生斷層、滾動(dòng)背斜型、斜坡型和凹槽內(nèi)砂體型等6種復(fù)式油氣聚集（區(qū)）帶。由于勘探工作大力發(fā)展三維數(shù)字地震勘探技術(shù)，以搞清復(fù)雜的斷層系統(tǒng)和尋找高產(chǎn)富集油氣斷塊，并靈活運(yùn)用滾動(dòng)勘探開發(fā)的做法，推動(dòng)了濟(jì)陽、遼河、黃驊、冀中、中原、冀東和渤海海域各油區(qū)的勘探進(jìn)程，使渤海灣盆地建成我國(guó)又一個(gè)重要的石油產(chǎn)區(qū)，并造就了一大批能攻堅(jiān)啃硬，善于做地震二維、三維解釋，巧于布井，實(shí)施滾動(dòng)勘探開發(fā)的石油地球科學(xué)工作者。
5.古潛山油氣藏
1975年7月，在華北平原冀中坳陷發(fā)現(xiàn)任丘高產(chǎn)大油田，當(dāng)時(shí)我從大港油田調(diào)到任丘油田工作了3年。這是一個(gè)古潛山油田，儲(chǔ)層為中元古界霧迷山組硅質(zhì)白云巖，油藏高度達(dá)870米，不整合面之上被2600至3000米厚新生界地層覆蓋，油水界面在負(fù)3500米，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)。油田西側(cè)為正斷層，落差達(dá)1600米，被分支斷層切制成4個(gè)斷塊山。地層向東北傾斜，傾角約10度至20度。這個(gè)油田具有高產(chǎn)的特點(diǎn)，每口探井完鉆經(jīng)過酸化后，初期單井日產(chǎn)油量在1000噸至3000噸之間。這一重要發(fā)現(xiàn)，震動(dòng)了國(guó)內(nèi)的石油界和科技界。為了研究其成藏條件，我們首先到燕山薊縣和太行山易縣等地，詳細(xì)觀察和丈量霧迷山組硅質(zhì)白云巖的構(gòu)造、巖性和多組的裂縫系統(tǒng)；然后制定了“稀井高產(chǎn)、底部注水”的開發(fā)方案。只用了一年半時(shí)間，就將任丘油田建成年產(chǎn)油量1000萬噸以上的高產(chǎn)油田。由于在元古界儲(chǔ)集層內(nèi)產(chǎn)出的原油內(nèi)含有第三紀(jì)的孢子花粉化石，所以地球科學(xué)工作者認(rèn)為任丘油藏具有“新生古儲(chǔ)”的成油史，即下第三系生油巖的油通過油源斷層和不整合面儲(chǔ)聚到霧迷山組白云巖內(nèi)。針對(duì)這種拉張型盆地內(nèi)新的油氣圈閉類型，我在1985年寫了一篇論文《傾斜斷塊—潛山油氣藏——拉張型斷陷盆地內(nèi)新的油氣圈閉類型》，發(fā)表在《石油與天然氣地質(zhì)》第6卷第4期，并于1986年2月在新加坡舉行的“第六屆東南亞海洋會(huì)議”上用英文宣讀，引起與會(huì)勘探家的極大興趣。
6.海相古生界儲(chǔ)層研究
1965年至1967年，我在四川參加四川盆地開氣找油會(huì)戰(zhàn)，擔(dān)任會(huì)戰(zhàn)總部總地質(zhì)師兼地質(zhì)指揮所指揮。四川盆地主要含氣層為震旦系、石炭系、二疊系和三疊系等海相碳酸鹽巖，包括各層累計(jì)厚度1900米的碳酸鹽巖和1000米的頁(yè)巖。生油巖長(zhǎng)期深埋，成熟度很高。儲(chǔ)集層物性差，基質(zhì)孔隙度平均僅1.86%，滲透率小于3毫達(dá)西。許多高產(chǎn)氣井是靠碳酸鹽巖裂縫系統(tǒng)和溶洞產(chǎn)氣。為了弄清儲(chǔ)層特征和高產(chǎn)規(guī)律，我于1965年組織了幾個(gè)研究隊(duì)：①開展重慶中梁山煤礦二疊系坑道118.5米洞壁觀察，對(duì)茅口灰?guī)r觀察井測(cè)繪裂縫3.6338萬條，溶洞1.4542萬個(gè)。最大的橫裂縫寬達(dá)1.02米，最大的洞（一號(hào)溶洞）連通空隙體積達(dá)1.26萬立方米。從1960年9月到1965年7月，該溶洞已累計(jì)采出天然氣1232萬立方米。②開展成昆鐵路樂山范店鄉(xiāng)震旦系隧道104米洞壁觀察；共測(cè)繪溶洞3萬多個(gè)，裂縫1230條。最大的溶洞直徑0.6米，最小的如針孔狀。③開展自流井氣田三疊系嘉三組氣藏縫洞分布規(guī)律的研究；共調(diào)查64口氣井的鉆井資料，在雷口坡統(tǒng)鉆遇裂縫次數(shù)為30井次，嘉五組68井次，嘉四組為86井次，嘉三組為215井次。每一層都有裂縫分布，但裂縫發(fā)育程度是不一樣的。在鉆井過程中，鉆遇大縫大洞，經(jīng)常有鉆具放空和泥漿漏失現(xiàn)象，完井后都是高產(chǎn)氣井。我們還在野外露頭上人工采集了3套儲(chǔ)層各約1立方米大小的巖石標(biāo)本，運(yùn)回威遠(yuǎn)地質(zhì)指揮所實(shí)驗(yàn)室，準(zhǔn)備建立碳酸鹽巖儲(chǔ)層定量地質(zhì)模型和鉆孔后進(jìn)行壓裂酸化模擬試驗(yàn)。1967年，科研隊(duì)伍離散，這項(xiàng)研究工作被迫中斷。
7.低─特低滲透儲(chǔ)層的勘探開發(fā)
我在20世紀(jì)50年代參加過鄂爾多斯盆地的石油地質(zhì)普查和陜北地區(qū)的石油地質(zhì)詳查，后來?yè)?dān)任延長(zhǎng)油礦主任地質(zhì)師。那段工作中，探索上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組特低滲透性儲(chǔ)層油田地質(zhì)規(guī)律和鉆采工藝技術(shù)的實(shí)踐，是對(duì)我人生觀和科技生涯的一次嚴(yán)格鍛煉。在延長(zhǎng)油礦極端困難的交通和物資供應(yīng)條件下，我們住的是黃土窯洞，辦公室是幾間平房，外出地質(zhì)調(diào)查騎毛驢。面對(duì)特低滲透儲(chǔ)集層的復(fù)雜地質(zhì)條件，測(cè)量了數(shù)百個(gè)地質(zhì)點(diǎn)的儲(chǔ)層露頭剖面；觀察了上千米延長(zhǎng)組砂巖的巖芯、巖屑和分析、測(cè)試數(shù)據(jù)；摸索出一套因地制宜、適應(yīng)特低滲透淺油藏勘探開發(fā)的工藝技術(shù)。1907年至1952年采用頓鉆鉆井，裸眼完井，提撈采油，每年只能鉆幾口油井，鉆井井深平均150米，年采油量1000噸以下，只能保持很低的生產(chǎn)水平。1953年至1970年，采用爆炸油層增產(chǎn)，加深新層接替，每年能鉆幾十口油井，平均井深300米。旺油井安裝抽油機(jī)，低產(chǎn)井提撈采油，年產(chǎn)油量逐步達(dá)到1萬噸以上。1971年以后，延長(zhǎng)油礦配備了壓裂車，開始實(shí)施油層水力壓裂增產(chǎn)措施，采用旋轉(zhuǎn)鉆井、套管固井、射孔完成、加砂壓裂等措施。2000年，延長(zhǎng)油礦8個(gè)采油廠年產(chǎn)油量達(dá)到100萬噸以上。2004年8月，我應(yīng)邀去延安參加由中國(guó)石油學(xué)會(huì)舉辦的“延長(zhǎng)油礦特低滲透油田百年發(fā)展座談會(huì)”，聽了工作報(bào)告，還去七里村油礦、青化砭油礦、川口采油廠和永坪煉油廠參觀考察。老礦換新貌，黃土塬上叢式采油井組，發(fā)展了定向斜井鉆井技術(shù)、數(shù)字測(cè)井技術(shù)，并在有條件的油田開展了注水試驗(yàn)。油礦建設(shè)和地方經(jīng)濟(jì)正在發(fā)生深刻的變化：2005年陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）公司共生產(chǎn)原油838萬噸，加上中石油長(zhǎng)慶油田公司年采油940萬噸，鄂爾多斯盆地低─特低滲透油層的產(chǎn)油量達(dá)到1778萬噸，歷年累計(jì)產(chǎn)油量已達(dá)1.22億噸。我寫了一篇論文《重新認(rèn)識(shí)鄂爾多斯盆地油氣地質(zhì)學(xué)》，刊登在《石油勘探與開發(fā)》第31卷第6期，2004年12月。
寄語
新中國(guó)成立后，由于堅(jiān)決貫徹自力更生、艱苦奮斗的精神，我國(guó)石油工業(yè)由小到大，由依賴洋油過日子，逐步建設(shè)成為一個(gè)石油生產(chǎn)大國(guó)。石油科研隊(duì)伍重視實(shí)踐、刻苦鉆研，在陸相生油理論、復(fù)式油氣聚集（區(qū)）帶成藏規(guī)律、低─特低滲透儲(chǔ)層勘探開發(fā)、古潛山油氣藏發(fā)現(xiàn)、煤成烴研究與實(shí)踐、海相古生界油氣勘探突破等方面取得了舉世矚目的自主創(chuàng)新成果。
當(dāng)前，我國(guó)石油工業(yè)已步入了一個(gè)“開源節(jié)流”的發(fā)展新時(shí)期。我們要加大本國(guó)陸地和海洋油氣勘探開發(fā)的力度，通過精細(xì)勘探，在陸相老油區(qū)內(nèi)再造青春；在海相新層系、新領(lǐng)域、新圈閉類型中取得重大發(fā)現(xiàn)；加速淺海區(qū)、灘海區(qū)、海洋大陸架和深海區(qū)油氣資源的勘探開發(fā)。與此同時(shí)，積極穩(wěn)步開展海外油氣資源勘探開發(fā)；依靠科技進(jìn)步逐步開發(fā)國(guó)內(nèi)非常規(guī)油氣資源，并著手開展對(duì)清潔能源和可再生能源的研發(fā)工作。
原文刊載于中國(guó)科學(xué)院院士工作局編的《科學(xué)的道路》，地質(zhì)部，李德生，1102—1109頁(yè)，2005年，上海教育出版社。
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