国内外油气勘探理论和技术研究现状

一、国外油气勘探理论和技术发展的现状

1、国外油气勘探理论进展：

合油气系统”概念是石油天然气地质学与系统科学相结合的产物，由美

国石油地质学家M G Dow在1972年在AAPG年会上首次提出后，后来经

Perrodon ( 1984) , Demason ( 1984) , Meissner ( 1984) , Ulmishek (1986)及 Magoon (1987、1988、19)等人补充、修改而完善，认为：“含油气系统强调 特殊桂源 岩与形

成石油聚集之间的成因关系，盆地研究强调构造凹陷及所包含的沉积岩，而不考虑与油 藏的关系，对含油气区带和远景圈闭的研究强调应用现有 的可行的技术或方法探测出现今存在 的圈闭”。含油气系统一词代表了所有形态的桂类(固态的、液态的和气态的)，而系统则 代表了所有相互关联的基本要素

姪源岩、储集层、盖层和上覆岩层)以及所有成藏作用(圈闭的形成、石油的生成一运移一 聚集)。

“层序地层学”概念早在1948年Sloss, Krumbein及Dapples等就提岀了。

后经 Vail ( 1 977 , 1988) , Payton (1977) , Posarnentie (r 1988),

Galloway (19),

Sagree ( 1988) , Wagoner ( 1988)等人进一步完善，层序地层学理论进入到系统 化与综 合

化阶段，形成经典层序地层学理论(Va订a nd P osame ntie, 1988)和成因层序地层 学新学派(Galloway, 19)。以最大水进面(海泛面或湖泛面)泥 岩作为层序边界，强 调在海平面或湖平面从下降到上升所完成的进积一退积一加积作用过程，形成一个完整的成因 地层单元，层序内部具有向上变粗再变细的演 化序列；1994年，Cross等提出了高分辨率层 序地层学，根据基准面旋回原理和可容空间变化原理，揭示基准而旋回层序与沉积动力学和地 层响应过程的关系，研究相对应的沉积相演化序列，预测有利储集砂体的产出位置和发育情 况。2002

年AAPG年会对层序地层学研究新进展进行总结，主要为：①提出运动学层序 和体系域、地球 半径周期性变化引起的深海盆地千米级规模的海平而变化、深海页岩层序识别和陆架边缘崩塌 基准面及崩塌层序等新理论，提出气候变化是高频 层序形成的主控因素，验证了米兰柯维奇旋回中

40X 10 a离心率周期造成海平

面变化的理论；②在碳酸盐岩层序地层学、成岩作用与层序地层学关系研究方面以及层序地 层学在

含油气系统、团闭预测、储集层和油气藏精细描述、怪源岩预

测以及油藏开发动态模拟等方面的应用均取得较大进展；③除传统的露头观察、岩心描述、地 震和测井资料处理与解释之外，新增加了古生物高分辨率层序地层研究、样品分析测试与有机 地化研究、三维可视化、地震智能化分析、地质统计、数值模拟与模式识别等新方法。

“碳酸盐岩”理论，缓坡（Ahr ,1973; Read, 1985）、陆架（Wilson, 1975;

Read, 1985）和克拉通背景（Irwin, 1965； Shaw, 19）的碳酸盐岩相的静态

描述，但以静态的观点考察时间和相对海平面变化使相模式的预测能力大为降低。运用层序地层 学来分析碳酸盐台地的发育及其历史是一种实用方法（Eberli

和 Gins, burg, 19； Handford 和 Loucks, 1990, 1991； Hardie 等，1991； Hunt 和 Tucker, 1991 ； Jacquin 等，1991； Rudolph 和 Lehmann, 19； Sarg, 1988） o 碳酸盐岩层序地层研究在很大程度上借鉴于硅质碎屑岩的层序模式。利用Exxon

公司的硅质碎屑沉积层序地层模式有助于解释碳酸盐沉积层序的发育与演化。与硅质碎屑沉积 物相比，碳酸盐沉积物具有复合成因、坏境因素对碳酸盐岩沉积作用具有强烈的控制作用 （Davies 等，19; Hop ley, 1982； Schlager, 1991； Wi.lson ,

1975）以及碳酸盐岩响应于相对海平面变化所产生的分散方式不同的特点，

应用

以硅质碎屑岩为基础的Exxon公司的沉积层序模式解释碳酸盐台地地层与相对 海平面的发展 历史。目前，对于地层模式的研究基于现代与古代的碳酸盐沉积体系的地质和地球物理学资料, 应用了碳酸盐岩沉积原理、己有的碳酸盐岩沉积相模式和层序地层的分析方法。

2、国外油气勘探技术进展:

20世纪90年代以来，世界油气勘探科技有了迅猛的发展，取得了性的进展,新的油 气勘探技术得到不断发展和完善,主要有（1）石油勘探的新思路、

新技术和新方法不断涌现。如新墨西哥矿业技术学院的React小组研制开发岀一

种模拟勘探家思维的新系统一一勘探家思维模拟系统； 2）油气系统分析与模拟 技术已成为地质勘探的核心技术。该技术是以油气的生、

运、散、聚成藏过程为 直观地再现了油气藏的形

主线,通过确定能反映油气聚集层位和位置的资源量，

成过程与分布，为区带评价和井位部署提供直接依据；价技术成3）资源与目标一体化评 为必不可少的勘探决策工具。该评价技术可以有效指导勘探，增

强市场敏感性和反应能力，提高勘探成功率，为高效勘探和资源动态管理提供最佳研究构架和 动作模式；（4）地球化学和遥感技术获得成功应用。以前人们是通过地球 化学方法直接测量 土壤里的甲烷和乙烷含量来确定油气资源，经过对该方法进行 改进，将被动吸收式探测器置于 地下0. 6m深处17天来探测油气，分别在已知的

油区和无油气地区取样，最终确定油气区域；（5）成藏年代学研究取得重要进展。随着油藏 地球化学、流体包裹体方法、同位素测年法等多种新方法和新技术的引入，成藏年代学研究 技术取得了重要进展，实现了由传统的间接研究向直接研究、

宏观研究向微观研究、定性研究向定量研究的重要转变；

（6） 3S技术极大地推

动了地学发展。即遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）技 术的不断发展 为当今地学研究提供了各种分辨率的对地观测数据；（7）数字地球

为油气勘探提供了新的思路。其核心思想是应用地球空间信息技术，用数字化的手段从更高 的层次、系统论和一体化的角度来整体性地描述和解决地球问题，并使信息资源共享利用最 大化，为实现世界油气勘探的飞跃、跨越式的发展提供了新的思路和途径；（8）地震勘探技 术得到快速发展。从宏观上看，地震勘探的采集、处理、解释技术的进步主要得益于油气勘探 实际需求的拉动、相关学科发展

的推动和地球物理勘探科学自身发展规律的引导。

如美国的Texas大学提出了一

种叠前反演方法，这种方法采用自适应规则化技术、高效的计算

Frechet导数技

术和并行算法，在计算速度、稳定性等方面展示了良好的发展前景，并成功地在泰国湾对 OBC数据进行了反演；（9）测井技术不断创新。主要体现在测井界在 努力改善已有的测井仪 器和评价方法的同时，也在不断地推出新的测井仪器和评价方法；（10）钻井技术取得长足 进步。体现在世界钻井设备、工艺取得了一系列新进展，如激光钻井新技术、分支井的欠平衡 钻井及深井钻井等。

可见，以含油气系统理论为指导，以技术方法进步为动力，以层序地层学

分析为基础，以地球物理方法为主导，以目标评价系统为手段，以综合研究为特点，以优化 勘探决策为目的的新的油气勘探技术得到不断发展和完善。其中对勘探成功率影响最大的是油 气资源的更精确描述技术、高分辨率地震深度成像和先进的地震采集技术。

二、国内油气勘探理论和技术发展的现状

1、国内油气勘探理论现状：

国内学者对“含油气系统”

（Petroleum system）的认识有以下共同点：①有

—个有效的生桂灶；②含有具有成因联系的一族油气藏；③生一运一圈一聚一保 一散在特定的时间、空间范围内发生；④是一个借助于现有方法可以认识的对象、如其边 界、内部构成、形成时期、演化特点等；⑤是介于含油气盆地和油气成藏组合或区带（Play） 之间的含油气地质单元；⑥可以提高油气地质评价的可靠性，研究结果可用作油气勘探战略选区 的依据。

天然气”有煤成桂理论、生物成因气理论和无机成因气理论研究：

就煤成桂的成因机理和成因模式，我国学者傅家谟等（

1975、1983、1990）、黄

第藩等（1984、1995）、戴金星等（1980、1992、1994）认为：煤化作用的各个 阶段都可能有一定数量的天然气产岀，煤成气具有普遍性；煤成气不一定是干气，只是比相

同热演化阶段腐泥型干酪根生成的油型气干；比较富氢的腐殖煤在低

中等煤化作用阶段也有一定数量的液态桂产出，煤成油往往为低成熟的轻质油、凝析油；煤成 桂产出模式中往往具有多峰、沉降一抬升一沉降型、多阶段分布特征，生气量大于生油量。

（2）生物成因气理论，国内专家认为半腐殖型和草木腐

殖型有机质是形成生物气的主要母质（张义纲等，

1983；包茨等,1988）,产甲

烷菌在代谢过程中主要利用C02和乙酸作为生存的能源和碳源。张洪年等（1994）通过对具有 n型和m干酪根性质的海相、湖相及沼泽相沉积物的生物气模拟实验，认为有机质含量丰富、 有机质组成中有较多的蛋白质和类脂化合物的n型干酪根湖相泥岩具最大的生气潜力［90m/

3

（t岩石）］,是较为理想的生物气源岩。（3）无机成因气理论研究，张义纲（1990）发现 深

源气与腐殖气的混合气，甲烷约一

半以上为无机成因；郭占谦、王先彬（1994）系统报导了松辽盆地芳宋地区的部分天然气属 无机成因；戴金星（1995）对中国高CO2气藏天然气成因类型进行了系统研究，认为CO2含 量高于60%的气藏中的C02主要是无机成因的。

在油气勘探理论方面，继陆相生油理论提出之后，取得复式油气聚集带理论和陆相断陷 盆地隐蔽油气藏勘探理论里程碑式的突破，为寻找接替储量，特别是稳定东部老油田产量， 提供了有力支撑。另国内研究的陆相断陷盆地隐蔽油气 藏勘探理论及其配套系列勘探技术是继 我国陆相生油理论和复式油气聚集带理论之后，又一项重大理论创新，同时在成藏组合体研究 及成藏动力学研究上都取 得了创新性的丰硕成果，整体达到国际领先水平。这些理论的取 得，有效地推动了国内油气地质研究的进程和油气的勘探。

在油气运移上，国内研究对油气二次运移机理的认识有了很大提高，油气

二次运聚模拟实验设计更加科学，实验结果更为可信，而且油气二次运聚数值模 拟水平有了 长足进步。

在层序地层学研究上，陆相层序地层学在中国有了较大的发展。针对中国

陆相盆地层序地层的特点，国内学者提出了陆相盆地“三而”（断层面、最大湖 泛而、不整合 面）控藏规律及构造（沉积）坡折带油气富集规律的层序地层学观点，并在生产实践中总结出 层序地层学研究的工业流程，得到了较好的应用效果。

而国内高分辨率层序地层学研究也取得的丰硕成果，不仅体现在理论上的创新、 也体现在油气勘探开发应用领域的拓宽和其他方面上的应用。

在油气地球化学勘探上，通过研究油气微运移现彖或化探异常，达到找油

找气的目的，并兼顾其它基础地质研究的一种直接找矿方法。它可以在评价沉积 盆地的含油 气远景、缩小有利的勘探靶区、验证含油气构造（圈闭）、查明油气田特征等方面发挥作用， 不仅可以提高油气勘探的成效，而且可以大力缩短油气发现周期，是一种很有发展前途的方 法，在油气勘探中具有广阔的应用前景。

2、国内油气勘探技术现状：

随着科技的发展，国内油气勘探技术也得到了一定的发展。

1）、油气地球化学勘探技术的发展

在国内油气化探分析检测技术上，开发了新的测试技术及油气化探分析检测技术，主要 涉及有机指标检测技术、无机指标检测技术和微生物指标检测技术；同时国内研制了新的数据 处理与解释评价系统，建立了中国主要含油气盆地油气 化探数据库，化探方法得到了发展。

2）、油藏描述技术进展

油藏描述方面技术主要有：①微地质界面研究技术，②细分沉积微相研究技术，③储集 层岩石物理相研究，④流动单元的空间结构研究，⑤储集层随机建模技术，⑥储集层预测模型 建立技术。这些技术具有两大特点：①油藏描述技术手段的多样性。以多种信息、多种学科 相互渗透，多层次交互检验，全面反映地下油气藏情况；②油藏描述技术的先进性。对人机 对话交互式工作站技术、彩色图形显示技术、网络技术、数据库技术、专家系统、模糊数学、 分形、系统论、信息论、控制论、预测论、图论等新兴的前沿科学技术的吸收和使用，使该技 术具有先进性、科学性和新颖性。

3） 盆地模拟技术

盆地模拟问世于20世纪70年代末，经过国内众多学者的不懈努力，该技术在盆地分 析和早期油气资源评价中发挥了重要的作用。主要的盆地模拟技术有：①就模拟对彖而言，主 要是区域性的盆地模拟，而区带、特别是勘探目标的模拟评价技术整体上还停留在方法探索阶 段，没有形成一套成熟的商业性技术；

②就维数而言，技术比较成熟，运用比较广泛的是一维盆地模拟技术，二维盆地模拟技术某 些方面还有待完善，三维盆地模拟正处于方法探索阶段；③就方法而

言，主要是单一的数值模拟，缺乏整体系统性；就内容而言，岩体模拟、构造模拟和运聚模拟 是相对比较薄弱的环节；④就参数而言，大部分还使用封闭式的全过程模拟，对复杂的模拟 过程缺乏透明度，缺乏专家对参数设置的可视化人工干预。

未来盆地模拟技术的发展方向是以成藏动力学系统模拟为核心的地质综合 应用平台，适 合各种地质单元体的综合模拟评价，具有人机联作的参数设置界面、人机联作的图形编辑 及三维可视化界面、开放式信息管理系统。

4） 地震及测井技术

面对日益复杂、隐蔽的油气藏，国内地震技术（地震采集技术，地震数据

处理技术，偏移技术）、测井技术（裸眼井测井，套管井测井，随钻测井）、多尺度油气地 质与地球物理勘探方法及GIS技术空间数据分析技术的发展，为该类油气藏勘探提供了有力 的技术支持及丰富的信息，达到以较小的勘探投入、准确的目标定位、合适的分辨率匹配获 得最佳的勘探与评价效果，同时将数字化技术、虚拟现实技术的融合，以及与空间定位系统

（GPS）和遥感系统（RS）技术的结合，进一步加强了勘探信息共享、决策智能化、跨时空 实时合作，促进油气勘探，提高钻探成功率。