油氣勘探

油氣勘探，是指為了識別勘探區域，探明油氣儲量而進行的地質調查、地球物理勘探、鑽探及相關活動，是油氣開採的第一個關鍵環節。運用的原理包括“地震地層學”、“數值模擬技術”等，採取的方法有“地震勘探”、“重力勘探”等。新中國的油氣勘探技術堪稱世界一流，在已開發國家視為畏途的地方，找到了很多大型油氣田。

基本介紹

• 中文名：油氣勘探
• 性質：探、採礦術語
• 內容：地質調查、地球物理勘探、鑽探等
• 原理：“地震地層學”“數值模擬技術”
• 方法：“地震勘探？”、“重力勘探”等
• 代表：中國油氣勘探技術

簡介

油氣勘探是指為了識別勘探區域或探明油氣儲量而進行的地質調查、地球物理勘探、鑽探活動以及其他相關活動。油氣勘探是油氣開採的第一個關鍵環節，它是油氣開採工程的基礎，其目的是為了尋找和查明油氣資源，利用各種勘探手段了解地下的地質狀況，認識生油、儲油、油氣運移、聚集、保存等條件，綜合評價含油氣遠景，確定油氣聚集的有利地區，找到儲油氣的圈閉，並探明油氣田面積，搞清油氣層情況和產出能力的過程。

採油平台

原理

地震地層學

地震地層學是把地層學和沉積學特別是岩性、岩相的研究成果，運用到地震解釋工作中，把地震資料中蘊藏的地層和沉積特徵的信息充分利用起來，做出系統解釋的方法。

地震層序

地震層序是沉積層序在地震剖面圖上的反映。在地震剖面圖上找出兩個相鄰的反映地層不整合接觸的界面，則兩個界面之間的地層叫做一個地震層序。但因為受不整合面影響，其間的地層即地震層序是不完整的，沿不整合面追蹤到地層變成整合的之後，這個地震層序才是完整的。

層序地層學

層序地層學是在地震地層學基礎上進一步發展的新學科，是綜合地質、地震資料，詳細劃分並確立地下地層的層序，從而研究其構造活動、沉積環境的變化、岩相分布等。

地震相

地震相是指沉積物(岩層)在地震剖面圖上所反映的主要特徵的總和。地震相標誌分為：內部反射結構；反射連續性；反射振幅；反射頻率；外部幾何形態及其伴生關係。

合成地震記錄

合成地震記錄是用聲波測井或垂直地震剖面資料經過人工合成轉換成的地震記錄(地震道)。它是地震模型技術中套用非常廣泛的一種，也是層位標定、油藏描述等工作的基礎，是把地質模型轉化為地震信息的中間媒介。

數值模擬技術

油氣盆地數值模擬技術主要是從盆地石油地質成因機制出發，將油氣的生成、運移、聚集合為一體，充分研究各種地質參數，建立數位化動態模型，並形成一維~三維的計算機軟體，全方位的描述一個盆地的油氣資源形成及地質演化過程。

多次覆蓋

多次覆蓋是指採用一定的觀測系統獲得對地下每個反射點多次重複觀測的採集地震波訊號的方法。它可以消除一些局部的干擾，有利於求得較準確的訊號。

水平疊加剖面

在用多次覆蓋方法採集的地震資料處理過程中，把共同反射點的許多道的記錄經動校正以後疊加起來，以提高訊噪比(高訊號與噪聲的比例)，壓制干擾，用這種方法處理所得到的地震剖面叫水平疊加剖面。

疊加偏移剖面

在地震資料處理中，在水平疊加的基礎上，實現反射層的空間自動歸位，用這種方法處理得到的地震剖面，就是疊加偏移剖面。

垂直地震剖面

地震源放置於地面，接收的檢波器置於深井中，地面激發震動後由不同深度的檢波器接收地震波訊號，這種方法獲得的地震波訊號是單程的，而不是反射或折射回來的，對分析和認識地下地質構造情況更為準確。

地震資料解釋

地震資料解釋是把經過處理的地震信息變成地質成果的過程，包括運用波動理論和地質知識，綜合地質、鑽井、測井等各項資料，做出構造解釋、地層解釋，岩性和烴類檢測解釋及綜合解釋，繪出有關的成果圖件，對測區作出含油氣評價，提出鑽井位置等。

油氣檢測技術

油氣檢測技術是一種綜合利用烴類存在的多種地震特性參數(速度、頻率、振幅、相位等)來確定油氣富集帶的方法。這類技術有許多種，目前常用的有亮點技術和AVO技術等。

儲集層預測技術

儲集層預測技術是綜合套用地震、地質、鑽井、測井等各項資料對地下儲集層的分布、厚度及岩性和物理性質變化進行追蹤和預測的一項先進技術。

地震橫波勘探

地震波(彈性波)的傳播有縱波與橫波兩種，縱波質點位移的方向與波的傳播方向平行，橫波的質點位移方向與波的傳播方向垂直。現在通用的地震勘探方法採集的是縱波的訊號，採集橫波訊號的稱做地震橫波勘探。橫波在判斷岩性、裂縫和含油氣性方面有其固有的優點。此種勘探方法在我國正處於研究和實驗階段。

行業發展的有利因素

（1）國家政策推動行業發展我國近年相繼出台了多項政策鼓勵油氣資源勘探開發，有利於油田服務行業發展。2009年，國務院發布《石化產業調整和振興規劃細則》，明確提出：“增強資源保障能力。加大國內石油資源勘探開發力度，穩定石化產業原料的國內供給。”2010年，國務院發布《國務院關於鼓勵和引導民間投資健康發展的若干意見》，指出：“鼓勵民間資本參與石油天然氣建設。支持民間資本進入油氣勘探開發領域，與國有石油企業合作開展油氣勘探開發。”2011年，《我國國民經濟和社會發展十二五規劃綱要》提出：“加大石油、天然氣資源勘探開發力度，穩定國內石油產量，促進天然氣產量快速增長，推進煤層氣、頁岩氣等非常規油氣資源開發利用。”

（2）石油消費需求不斷提高促進了油田服務行業發展以中國、印度為主的新興市場國家是世界能源消費增長的主要驅動因素，從長期來看，我國石油消費需求將保持持續增長。據《中國2050年低碳情景和低碳發展之路》預測，2050年在基準情況下，我國一次能源需求量將由2005年的21.08實際22.47）億噸標準煤增加到66.57億噸標準煤，其中石油占27.57%。國內外石油能源長期需求的不斷擴大，將使全球石油公司不斷加大石油勘探開發的投資力度，油田工程技術服務行業市場空間廣大。

（3）我國的資源國際化戰略帶動油田服務行業走出國門近年來，我國原油消費對外依存度逐步提高，2013年達到57.39%。為了保證國家能源安全，推動全球性能源儲備，國家積極鼓勵國內石油巨頭走出國門，通過收購、戰略合作等方式在世界石油資源豐富地區開拓市場，帶動國內油服公司登入海外，參與國際化競爭，為國內油服公司的發展提供了更為廣闊的平台。

（4）行業競爭促使油服公司技術升級，優勝劣汰伴隨著油氣開採力度的加大，老油田產能下降，油氣勘探開發逐步朝邊遠地區、油區深層、複雜結構地區轉移。同時對非常規資源進行大規模開發，油氣勘探開發難度加大，對油田工程技術服務也提出了更高的要求。行業內技術水平較低的公司逐步被淘汰，市場資源逐漸集中，留存公司的綜合實力逐步增強，為行業的長期穩定發展奠定基礎。

方法

地震勘探

是油氣勘探中一種套用廣泛的最重要的方法。它的原理是由人工製造強烈的震動(一般是在地下不深處的爆炸)所引起的彈性波在岩石中傳播時產生的反射波或折射波，確定發生反射波或折射波的岩層界面的埋藏深度和形狀，認識地下地質構造，以尋找油氣圈閉。

地震勘探方法是在地面上布置一條條的測線，沿各條測線進行地震施工採集地震信息，然後經過電子計算機處理就得出一張張地震剖面圖。經過地質解釋的地震剖面圖就象從地面向下切了一刀，在二維空間(長度和深度方向)上顯示了地下的地質構造情況。

地震勘探的數據處理把記錄採集到地震信息的磁帶上的大量數據輸入到專用的電子計算機中，按照不同的要求用一系列功能不同的程式進行處理運算，把數據進行歸類編排，突出有效的，除去無效和錯誤的，最後把經過各種處理的數據以波形、線形的形式繪製在膠片上或靜電紙上，形成一張張地震剖面。這個過程就稱做數據處理。

地震勘探所說的速度即是地震波的傳播速度。常用的是平均速度，它是地震波垂直穿過某一岩層界面以上各地層的總厚度與各層傳播時間總和之比，可以用來把地震記錄的時間轉換為深度(距離)。此外，還有層速度、均方根速度、疊加速度等。

三維地震勘探

由於地震勘探的測線只提供了二維的信息，要了解一定面積內的地下情況需要把各條測線的地震剖面進行對比，找出相關的信息推斷測線之間的地下情況，才能形成整體概念，這就可能產生相當大的人為誤差。三維地震是在一定的面積上採用地下地震信息的方法，它可從三維空間(立體的)了解地下地質構造情況。這種方法可以提供剖面的、平面的，立體的地下地質圖構造圖象，大大地提高了地震勘探的精確度，對地下地質構造複雜多變的地區特別有效。

重力勘探

各種岩石和礦物的密度(質量)是不同，根據萬有引力定律，其引力也不相同。椐此研究出重力測量儀器，測量地面上各個部位的地球引力(即重力)，排除區域性引力(重力場)的影響，就可得出局部的重力差值，發現異常區，這一方法稱做重力勘探。它就是利用岩石和礦物的密度與重力場值之間的內在聯繫來研究地下的地質構造。

磁力勘探

各種岩石和礦物的磁性是不同的，測定地面上各部位的磁力強弱以研究地下岩石礦物的分布和地質構造，稱做磁力勘探。由於地球本身就是個大磁體，所以對磁力的預測值應進行校正，求出只與岩石礦物磁性有關的磁力異常。一般鐵磁性礦物含量愈高，磁性愈強。在油氣田區，由於烴類向地面滲漏而形成還原環境，可把岩石或土壤中的氧化鐵還原成磁鐵礦，用高精度的磁力儀可以測出這種磁異常，從而與其它勘探手段配合，發現油氣田。

電法勘探

電法勘探的實質是利用岩石和礦物(包括其中的流體)的電阻率不同，在地面測量地下不同深度地層介質電性差異，用以研究各層地質構造的方法，對高電阻率岩層如石灰岩等效果明顯。電法勘探種類較多，我國目前石油電法勘探一般用直流電測深、大地電磁測深、可控源聲頻大地電磁測深等方法，近期又發展了差分標定電法、大地電場岩性探測法等新方法。

地球化學勘探

根據大多數油氣藏的上方都存在著烴類擴散的“蝕變暈”的特點，用化學的方法尋找這類異常區，從而發現油氣田，就是油氣地球化學勘探。油氣地球化學勘探方法的種類比較多，常用的是土壤烴氣體測量、土壤硫酸鹽法、穩定碳同位素法、汞和碘測量法等，還有地下水化學法及井下地球化學勘探法。

地球物理測井

地球物理測井簡稱測井，是在鑽孔中使用測量電、聲、熱、放射性等物理性質的儀器，以辨別地下岩石和流體性質的方法，是勘探和開發油氣田的重要手段。

測井系列

不同的測井儀器有不同的性能和作用，在某種地質條件和鑽孔條件下，根據一定的地質或工程目的，採用多種有針對性的測井儀器組合起來進行測井，稱為達到這種目的的測井系列。

電阻率測井

是在鑽孔中採用布置在不同部位的供電電極和測量電極來測定岩石(包括其中的流體)電阻率的方法。通常所用的三電阻率測井系列是：深側向、淺側向和微側向電阻率測井。

聲速測井

聲速測井是利用不同的岩石和流體對聲波傳播速度不同的特性進行的一種測井方法。通過在井中放置發射探頭和接收探頭，記錄聲波從發射探頭經地層傳播到接收探頭的時間差值，所以聲速測井也叫時差測井。用時差測井曲線可以求出儲集層的孔隙度，相應地辨別岩性，特別是易於識別含氣的儲集層。

放射性測井

放射性測井即是在鑽孔中測量放射性的方法，一般有兩大類：中子測井與自然伽馬測井。中子測井是用中子源向地層中發射連續的快中子流，這些中子與地層中的原子核碰撞而損失一部分能量，用深測器(計數器)測定這些能量用以計算地層的孔隙度並辨別其中流體性質。自然伽馬測井是測量地層和流體中不穩定元素的自然放射性發出的伽馬射線，用以判斷岩石性質，特別是泥質和粘土岩。

井溫測井

井溫測井又稱熱測井，它可以進行地溫梯度的測量；可以在產液井中尋找產液的井段，在注入井中尋找注入的井段；對熱力採油井，可以通過鄰井的井溫測量檢查注蒸汽的效果；可以評價壓裂酸化施工的效果等。

地層傾角測井

地層傾角測井是在鑽孔中測量地層傾斜方向和傾斜角度的方法。根據測得的數據，可以研究地質構造與沉積環境，從而追蹤地下油氣的分布情況。

井徑測井

井徑測井儀是用來測量鑽孔直徑的。在未下套管的井中可以測量井徑不規則程度，提供下套管固井施工所需要的水泥用量參數；還可根據鑽孔的不規則形態，分析判斷地下岩層裂縫的發育程度和裂縫的方向。在套管受損壞的井中，可以測量套管損壞的位置和變形情況。

自然伽馬射能譜測井

自然伽馬能譜測井是測量地層中放射性元素鈾、釷和鉀40的伽馬射線強度譜，從而確定它們在地層中的含量，用於分析岩石及流體性質。

聲波變密度測井

補償聲波測量的是接收到的聲波波列的首波達到時間，用於測定地層的聲波傳播速度，源距較短，其資料用來計算地層孔隙度和確定氣層。全波列聲波測井記錄的是接收到的聲波全部波列，可測定岩層的彈性模量，其源距較長，用於求解岩層強度、檢查壓裂效果及固井質量等，在求解地層孔隙度及判斷氣層方面比補償聲波更為準確。

三孔隙度測井

指補償中子、補償密度及補償聲波測井。

測井解釋的“四性”

“四性”是指地層的岩性、儲集性(孔隙度、滲透率)、含油性和物理性。

形成發展

（一）初期階段－原始找油理論（19世紀40年代以前）

早期油氣勘探活動中，由於人們缺乏對地質規律的認識，沒有相應的理論指導，找油工作主要是依賴對自然現象的直觀感覺進行的。如利用油氣苗找油，靠迷信觀念布井等。

鑽井的方式為頓鑽及麻花鑽，深度不超過500～1000公尺。勘探方法僅限於鑽井法。勘探領域局限於油氣苗附近和淺層。缺乏地質研究，勘探效率低，成本高。

代表性成果：我國自流井氣田、巴庫蘇拉漢、巴拉汗淺油層及中東的一些油泉和淺油層。

（二）中期階段－圈閉找油理論（19世紀40年代至20世紀40年代）

人們在長期尋找和利用石油和天然氣的生產實踐中，隨著地學水平的提高，逐漸認識到，油氣的聚集常和地下構造有關。

·找油理論1：線狀分布理論--油氣田呈線狀分布，沿出油點的直線上找油。這一認識對解釋鹽丘翼部分布的油田有效，因鹽丘構造多沿斷裂分布。

·找油理論2：背斜理論—石油聚集於背斜構造的頂部，沿構造等高線分布，背斜高點找油最有利。19世紀後期，美國的懷特發表了背斜聚油的論文。

“背斜聚油理論” 大大提高了油氣勘探的成功率。在“背斜論”的指導下，油氣勘探由單純依據油氣顯示，轉為依據背斜構造。地面地質測量尋找背斜構造成為找油的主要依據，地質家正式成為找油必不可缺少的專業人才。1917年美國石油地質家協會成立，確立了石油地質家在油氣勘探中的主導地位。勘探領域擴大，主要為山前坳陷，山間坳陷。在石油成因理論上，認為石油是由生物形成的有機成因理論逐漸抬頭，最後占據主要地位。該理論指導油氣勘探工作已有一百多年的歷史，該理論至今仍起著重要的作用。

油氣勘探方法也有了很大發展，除在露頭區採用地質法（地質填圖找背斜）外，在覆蓋區產生並逐步完善了重、磁、電、地震等地球物理勘探方法，在尋找背斜圈閉方面起了重要作用。為在鑽井中劃分出油氣水層，電測和地質錄井方法都有了相應的發展。鑽井技術普遍提高到旋轉鑽水平，井深超過千米。

通過進一步的勘探實踐，人們發現油氣聚集的場所不僅包括背斜，還包括其它場所，如地層圈閉，於是提出圈閉的概念及找油理論，後來又逐漸提出複合圈閉、隱蔽圈閉等概念。

這一時期的代表性成果：我國老君廟油田、科威特布爾乾披覆背斜油田（K砂岩儲層）、沙特加瓦爾油田（J碳酸鹽岩）。

（三）世界油氣勘探進展階段－盆地找油理論（20世紀中葉以後）

20世紀中葉，隨著圈閉聚油理論進一步發展，人們開始認識到控制油氣聚集的更巨觀因素。沉積盆地找油理論的提出，是石油地質學從實踐到認識的一次重要飛躍。從沉積盆地整體出發，系統分析油氣藏形成的基本地質條件、油氣源與圈閉在時間和空間上的配置關係，逐漸縮小勘探靶區，提高油氣勘探成功率。

盆地找油的實質是源控論和圈閉論的有機結合，系統研究油氣藏形成的石油地質條件和油氣分布規律，這是現代油氣勘探理論的基本指導原則。70年代後期提出和迅速發展起來的含油氣系統理論，是對盆地找油理論的系統總結和發展。