油气田开发地质学论文

油气田开发地质学论文

我国油气田开发地质学的成熟应归功于20世纪60年代初大庆油田的开发。大庆油田是非均质性相当严重的陆相多油层油田，实施了早期保持地层压力的内部注水开发战略。油田决策者在总结前苏联和我国玉门等老油田开发经验的基础上，一开始就非常重视开发地质工作，把石油地质队伍明确划分为 “区域地质” （专于盆地的区域勘探） 和 “油田地质” （专于油田开发中的油田地质工作） 两部分，成立了由140多名地质技术人员组成的油田地质科研队伍，专门从事当时投入开发的喇萨杏油田的油田地质研究。从1960年到1964年，突破了陆相碎屑岩储层的小层对比技术以及测井定量解释分层孔隙度、饱和度，特别是渗透率技术。在此基础上，提出了油砂体的概念，指出了注水开发中控制油水运动的基本单元是油砂体，形成了一套以油砂体为核心的储层地质研究方法。这是大庆油田实施分层开采，实现长期高产稳产的基础，至今仍发挥着重要作用。当时研究成果和水平已处于国际前列，当之无愧地获得了国家科委发明奖的殊荣。

20世纪70年代，随着注水开发的深入，储层非均质性对采收率的影响暴露得更为明显。由于油价上涨，三次采油技术受到重视。在美国，各种先导试验纷纷出现，工业性应用也具一定规模，促使开发地质工作向更深层次发展。最具代表性的是沉积相分析被引进了开发地质的储层研究中，储层地质学 （Reservior Geology） 已初露端倪。美国 《石油工艺》 杂志1977年7月号专刊刊出了1976年美国石油工程师协会秋季年会上两个专题小组讨论沉积相与储层连续性、非均质性的论文，编者称这一期的出版为该刊的里程碑。

我国开展储层沉积相研究始于20世纪60年代初期。在1964年形成油砂体理论以后，当即提出进一步开展 “微观沉积学” 的研究，即把过去以盆地大区域为研究对象和以岩相古地理分析为主体的、为勘探服务的沉积学理论和方法，引进到油田范围内，来研究油砂体的沉积成因、分布和储层性质。当时 “微观” 两字引起一些争论，然而得到了我国著名沉积学家叶连俊院士的支持。而美国直到1982年，在由石油地质学家协会出版的《碎屑岩沉积环境》 专著中，才明确提出了微环境 （Microenvironment） 的概念。

我国能较早地在开发地质工作中开展储层微相研究，仍然离不开大庆油田注水开发的推动。以主力油层单层突进为标志的层间矛盾，注入水平面上的条带状水淹和 “南涝北旱” 的平面矛盾出现，特别是1964年在注入水前缘后面钻成第一口密闭取心井，发现了主力油层在产水90％以上时，仅底部1/3～1/4厚度受到强水洗，这些现象表明水驱油过程存在严重的非均质性，由此推进了储层地质研究的深入。当然，当时也不乏失败的教训。萨尔图油田南一区按600m×600m井网所揭示的储层油砂体面貌，对连续性较差的3类油层进行按油砂体不均匀布井的失败，也是推动开发地质研究深入的动力。20世纪70年代初，微相研究肯定了大庆油田储层属于大型湖盆河流-三角洲沉积，揭示了河道砂体、河口坝砂体及其他三角洲前缘席状砂体的不同水驱油特点，为1972年大庆油田进行第一期加密调整提供了重要的地质依据。1974年，石油工业部在江汉油田召开的全国油田地质会议上，推广了大庆油田开展储层微相研究的经验，开发地质工作中的储层沉积相研究从此在全国各大油田全面开展。

进入20世纪80年代，石油工业出现了一些新的形势以及现代高新技术的飞速崛起，促使开发地质又进一步向更高更深层次发展。首先是石油资源配置的新形势，一些主要产油国都面临如下情况：(1)已开发的含油气盆地和油气进入勘探开发高成熟期，勘探工作转向自然地理条件很差的边远地区，勘探成本大幅度上升。(2) 已有的老油田由于油价疲软，高成本的三次采油技术因经济上原因无法使用，依靠二次采油的平均采收率仅35％左右，大有潜力可挖。一般估计，由于储层各种非均质性的隔挡，尚有20％的可动油未被二次采油驱油剂 （水） 所驱扫到。通过深化认识储层非均质性及改善二次采油技术，这部分可动油完全可以采出。(3)水平井的出现为改善二次采油提供了重要手段。因此，普遍认为，在老油田进一步加强开发地质研究，深化认识非均质性，通过钻加密井 （包括水平井、多底井、侧钻等） 和其他改善采油的方法，进一步提高老油田采收率，所能获得的经济效益远大于边远地区的勘探效益。这就需要更精确地描述地下剩余油的分布，要求油藏描述向更小尺度和定量化描述发展。其次，计算机技术的发展，数学与地质的结合，分形、混沌学等非线性数学新理论和方法的出现，为描述一些地质现象提供了新武器，地质统计学的兴起就是最好的体现；三维地震的发展，使地震技术可以解决开发中的一些储层问题，相应地形成了储层地震。这些都为实现精细定量描述储层提供了可能。开发地质、.油藏描述由宏观向微观、由定性向定量方向大大前进了一步，也由单一的地质学科走向了地球物理、油藏工程、采油工程等多学科协同综合的道路。

1985年由美国能源部主持的第一届国际储层表征会正是以油藏描述为核心的开发地质学这一飞跃的标志。更令人深思的是，一向以讨论石油地质勘探技术为宗旨的AAPG刊物，也在1988年10月为开发地质出版专刊。大声疾呼 “还储层地质以本来面貌”。此后AAPG每年的4月号成为发表以开发地质论文为主的专刊。这些都表明油气田开发地质学科，已非常成熟地按照其本身的特点和规律在向前发展。

近10年来，由于三次采油的发展。油田开发工作又进入一个新的阶段。但是三次采油工艺复杂、费用高，一旦对油藏中剩余油的含量作出错误的估算，在经济上就将得不到收益。而且三次采油的各种方法，对于油藏地质和流体条件有十分严格的要求，只有选择相适用的方法才能有效。因此，三次采油具有较大的风险性。要求油田开发地质工作更加详细而精确地估算油藏内剩余油储量，更加严格地研究油藏和流体特征。随着一套新的剩余油饱和度测井方法的出现，以及高压密闭取心技术和冷冻岩心测定剩余油含量技术的发展和应用，对油层开采以后的状态的研究又有了新的发展。

油气田开发地质学现在已经成为一门独立的应用科学。它主要是围绕着油气田开发的一系列工程中遇到的地质问题而展开的，为开发工程提供地质基础，与油气田开发工程紧密结合，因此具有工程地质的性质。虽然它也应用地质学中各有关学科的原理和方法来进行工作，但是它与油气勘探地质工作已经有相当大的区别了。

油气储层地质研究的主要内容

20世纪50年代初期，苏联科学院院士密尔钦科曾著有《油矿地质学》，它曾经是我国石油院校的专业课教材，其主要研究内容是，在油气藏范围内油气层的地质问题，最终归结到油气储量计算。1979年，P.A.迪基［3］著有《石油开发地质学》，它是美国塔尔萨（Tulsa）大学的高年级地质学教材，其主要研究内容包括从沉积环境一直到油气采收率的提高，涉及面宽，但不够深入。1983年，由陈立官主编，马正、程光瑛等［4］参编的《油气田地下地质学》出版，它是我国自行编写的第一部地下地质的高等院校教材。全书编写了钻井地质、油气水层的判断、地层对比、地下构造研究、储层研究、油气储量计算等章节，非常适合中国油气田的实际情况。1987年，由陈碧珏主编［5］的《油矿地质学》出版，该书是我国石油院校使用的统编教材，它系统介绍了地质录井、地层测试、油气水层判识、地层对比、储集物性、构造研究和储量计算等内容。上述两本教材基本奠定了油矿地质的框架。1989年，中国科学院院士李德生［6］著有《石油勘探地下地质学》，该书介绍了钻井地质技术、地下地层和构造的解释，以及国内外已发现油气田的评价实例，它作为石油地质勘探技术干部进修培训的教材，曾培训了一批后来的储层地质专家。

1992年，由裘怿楠、薛叔浩等［7］编著的《油气储层评价技术》总结了十多年来国内外的实践经验，将储层评价划分为单井、区域、开发和敏感性四个部分，提出了评价内容和技术方法。1996年，由吴元燕、徐龙、张昌明等［8］编著的首部《油气储层地质》出版，该书从油气田发现到开发对储层研究提出的要求出发，从宏观到微观、从定性到定量、从描述到评价，建立储层地质模型，并介绍利用地震、测井、地层测试等资料研究储层的方法。同年，裘怿楠、陈子琪主编［9］的《油藏描述》出版，这本书虽然属于中国油藏管理技术手册，但它从构造、流体和储层各级非均质性的描述，到油藏地质模型的建立，都分别进行了详细的介绍。特别是针对我国石油地质的特点，突出了陆相储层和复杂断块油藏的描述方法。手册中附有大量的图例、表格和常用计算公式，可供实际操作时参考。1997年由唐泽尧主编［10］的我国第一部《气田开发地质》出版，这本书以我国已投入开发的150个气田、500个气藏开发的地质实践为对象，系统论述了天然气开发地质理论和开发地质技术，内容包括气田构造、储集层、气田流体、压力和温度、气藏地质特征、开发地震、地球物理测井、气层物性测试、气藏描述和天然气储量计算技术。它既具有我国气田特色，又吸收了现代新理论和新技术，是对我国40年天然气开发经验的系统总结。1998年，方少仙、侯方浩［11］出版了《石油天然气储层地质学》，该书作为高等学校教材系统地介绍了沉积岩石学特征、主要物理性质、沉积环境、相及储集岩发育特征、储层孔隙及孔隙结构特征、储层在成岩阶段发生的成岩变化、储层形成的控制因素以及储层的非均质性等。1999年，文献［12］作者根据多年授课内容并参考了上述教材和专著，编写了《油气储层评价》一书，内容包括了沉积、测井、物性、地震预测、岩溶和裂缝型储层、储层建模和储层模拟等多门学科的先进技术方法，对油气储层进行详细的描述和精确的预测，为勘探布井以及剩余油分布提供准确的油气藏地质模型。

上述专著和教材概括了油气储层地质所要研究的众多内容，为油气储层地质的归纳和提高打下了坚实的基础。

油气储层地质学作为研究生教材的提出来自于生产实践，广大石油地质工作者在长期工作中，认识到油气储层是勘探开发中的主要研究对象，没有油气储层就没有一切。在油田现场，最早流行的是储层的四性对比（即电性、物性、岩性和含油气性），20世纪80年代，一部分学者提出，储层地质研究应该以四性研究为中心，而四性研究中应以物性和孔隙结构为核心；另一部分学者则认为，沉积、成岩是形成现今储层的最重要成因，因此，储层地质学应以沉积学为基础。20世纪80年代是油气储层地质学迅速发展并得到公认的时期，原中国石油天然气总公司将油气储层研究提高到中国石油工业的第三次革命的高度，使一大批石油地质工作者投入到储层研究的行列，发表了许多优秀的论文和专著，油气储层地质研究的学术空气十分活跃，并一直延续至今。

不论研究的重点是什么，油气储层地质学的主要内容应包括：油气藏的构造地质、储层沉积学、孔隙演化和成岩作用、储集物性和孔隙结构、测井地质解释、储层综合预测、储层地质模型、建模和三维可视化表述技术，以及储层所含流体及其动态特征等等。它包含了多门学科，并且在储层解释中涉及许多工程技术方法，因此，作为油气储层地质研究者，不仅要精通地质，而且要懂得有关的工程技术，还需要具有熟练的计算机技术。总之，他应是一个综合能力很强的地质工作者。

谢俊的专著及代表性论文

1. 谢俊，张金亮. 《剩余油描述与预测》，石油工业出版社，2003，北京2. 张金亮，谢俊. 《储层沉积相》（教材），石油工业出版社，2008，北京3. 张金亮、谢俊，《油田开发地质学》[M]，石油工业出版社，2011，北京4. 2009, Xie Jun, Yu Jiangtao, Lin Peng,Meng Ningning. The Application of 3D Geological Modeling on below 7 oil group in Henan Shuanghe oilfield, 2009 Second ISECS International Collopuium on Computing, Communication, Control,and Manegement(CCCM2009), IEEE Technology Management Council,USA, 2009.8, pp474-477【EI收录】5. 2009, Xie Jun, Lin Peng, Yu Jiangtao, Meng Ningning. The Model Building Study of Henan Shuanghe Oilfield Updip Area, 2009 Second ISECS International Collopuium on Computing, Communication, Control,and Manegement (CCCM2009), IEEE Technology Management Council,USA, 2009.8, pp478-481【EI收录】6. 2009, Xie Jun, Meng Ningning, Yu Jiangtao, and Lin Peng. The Research of Fine Geological Modeling for a Single Well in 7 Lower Unit of Shuanghe Oilfield, 2009 Second International Conference on Future Information Technology and Management Engineering(FITME2009), IEEE Computatioanal Intelligence Society, 2009.12, pp555-558【EI收录】7. 2009, Hui-zhen Liang, Jun Xie, Jiang-tao Yu, Ning-ning Meng. The BP Network Study of the Time Series Overrolling Modek for Forecasting. 2009 IITA International Conference on Services Science, Management and Engineering (SSME2009), IEEE Computatioanal Society, 2009.7, pp307-310【EI收录】8. 2009，梁会珍，谢俊，张金亮. 下二门油田中上层系剩余油成因及可动油定量分布研究. 西安石油大学学报，24（6）9. 2009, 武英利，谢俊. 英吉苏凹陷盖层评价. 《石油地质与工程》，23（3）10. 2008，谢俊，张金亮，梁会珍. 濮城油田沙二上1砂组末端扇沉积体系研究. 西南石油大学学报， 30（2）11. 2008，谢俊，张金亮，梁会珍. 塔里木盆地志留系柯坪塔格组沉积相与沉积模式研究. 西安石油大学学报， 23（2）12. 2008，谢俊，张金亮，梁会珍等. 濮城油田末端扇储层隔夹层成因及分布特征. 中国海洋大学学报， 38（4）：653－65613. 2008，谢俊，张金亮，刘宝珺. 英吉苏凹陷天然气藏成岩演化模式及成藏机理. 西安石油大学学报， 23（3）14. KYPAM和MO-4000聚合物性能对比.特种油气藏，2008 15（1）15. 2008，李伟，谢俊，高晓辉. 吐鲁番坳陷侏罗系泥岩超压特征及其对尤其成藏的控制. 石油勘探与开发， 35（1）【EI收录】16. 2008，鲁明辉，谢俊，王金凯. 濮城油田西区沙二上1气顶油藏剩余油研究及方案调整. 山东科技大学学报（自然科学版），27（4）17. 2008，司学强，张金亮，谢俊. 成岩圈闭对气藏的影响，天然气工业，28（6）：27-3018. 2008，Zhang Jinliang，Xie Jun, Research on Reservoir Heterogeneity, the Interlay and Insulating layers and Controlling Factors on the 2+3 layer of the upper Second Member in the Shahejie Formation, the West of the Pucheng Oilfield. Petroleum Science ，Vol. 5, No.2，pp135-144【SCI收录】19. 2008, Jun Xie, Lin Peng, Huizhen Liang, and Minghui Lu. The improved rapid convergence algorithm of the connecting rights in the BP network, 2008 International Symposium on Knowledge Acquisition and Modeling (KAM2008), IEEE Computatioanal Intelligence Society, 2008.12, pp819-822【EI收录】20. 2008, Jun Xie, Minghui Lu, Huizhen Liang, and Peng Lin. The research and Application of bp Network Tracking Model for Forecasting Oil Well Yield, 2008 IEEE Pacific-Asia Workshop on Computational Intelligence and Industrial Application (PACIIA2008), IEEE Computatioanal Intelligence Society, 2008.12, pp18-22【EI收录】21. 2007, Xie Jun, Zhang Wei. Discussion on Particularities of Reservoir Heterogeneity in Later Development of Reservoirs. Journal of China University of Geosciences，2007.8，Vol.18【SCI收录】22. 2007，Si Xueqiang, Xie Jun, Zhang Jinliang. The Mechanism of Secondary Pore of the Beach-Bar Sandstones and Prediction of Favorable Region in the Upper Es4 of the Palaeogene,Boxing Sag. Journal of China University of Geosciences，2007.8，Vol.18【SCI收录】23. 2007，谢俊，张金亮，梁会珍. 适于高温高盐油藏的聚合物性能指标评价. 中国海洋大学学报， 37（2）24. 2007，谢俊，王金凯，刘法平. 胜坨油田聚合物驱转后续水驱技术对策研究. 山东科技大学学报（自然科学版），26（2）25. 2007，谢俊，刘法平. 用于提高油田采收率的聚合物降解与防护. 山东科技大学学报（自然科学版），26（5）26. 2007，谢俊，张金亮，梁会珍等. 胜坨油田聚合物驱油效果的影响因素分析. 复杂油气田，16（3）27. 2007，孙绪宝，谢俊. 基于频域方法混叠信噪比的研究. 电波科学学报，22（增刊）28. 2006，王金凯，谢俊. 油层韵律特性对驱油效果以及剩余油分布的影响. 山东科技大学学报（自然科学版），25（增刊）29. 2005，苏维，谢俊. 法哈牛油田法21断块剩余油分布研究. 山东科技大学学报（自然科学版），24（4）30. 2005，谢俊. 我国海上油田强化采油提高采收率配套技术研究. 我国近海油气勘探开发高技术发展研讨会文集，中国北京31. 2005，张金亮，谢俊. 我国高含水油田剩余油描述技术与预测方法. 我国近海油气勘探开发高技术发展研讨会文集，中国北京32. 2005，谢俊，张金亮，梁会珍. 渤海稠油油藏开采技术对策研究. 中国深水油气开发工程高技术论坛，中国上海33. 2005，张金亮，谢俊. 我国海上油田强化采油配套技术研究. 中国深水油气开发工程高技术论坛，中国上海34. 2005，张金亮，谢俊，梁会珍. 我国海洋石油剩余油描述技术研究. 中国深水油气开发工程高技术论坛，中国上海35. 2004，谢俊、张金亮. H31断块东二段水淹特征及剩余油分布研究. 山东科技大学学报(自然科学版)，23(1)：108-111.36. 2004，谢俊、张金亮、梁会珍. H26断块东二段水淹特征及剩余油分布研究. 河南石油，18(1)：25-28.37. 2004，谢俊，武英利，梁会珍等. 应用流动单元寻找油田有利挖潜区的新思路. 西北地质， 37（4）38. 2004，谢俊、张金亮、梁会珍. H31断块稠油油藏常规注水开发效果评价，全国矿井地质会议论文集，地质出版社，北京：357-36139. 2004，刘宝珺，谢俊，张金亮. 我国剩余油技术研究现状与进展. 西北地质， 37（4）40. 2003，谢俊，梁会珍. 黄原胶作为油田驱替剂的性能研究. 矿物岩石， 23（2）【EI收录】41. 2003，谢俊、张金亮. R11井山头油藏改建地下储气库方案设计. 中国海洋大学学报(自然科学版)，33(3)：413-419.42. 2003，谢俊、张金亮. PS剂驱油矿场先导性试验研究. 中国海洋大学学报(自然科学版)，33(1)：095-100.43. 2003，谢俊. 微积分法计算抽油井井底压力. 山东科技大学学报（自然科学版），22（1）44. 2003，谢俊、张金亮、梁会珍. 法哈牛油田法21断块剩余油分布规律研究. 特种油气藏，10(增刊)：53-55.45. 2003，谢俊、张金亮. 法21断块储层非均质性研究. 山东科技大学学报(自然科学版)，22(3)：10-13.46. 2003，谢俊，张金亮，梁会珍. 法哈牛油田法21断块低效开采技术对策研究. 复杂油气田，12（4）47. 2003，谢俊、张金亮、梁会珍. H31断块稠油油藏常规注水开发效果评价. 内蒙古石油化工，29(3)：136-138.48. 2002，谢俊，张曙光，梁会珍. PS剂驱油提高采收率室内评价研究. 矿物岩石，22（4）【EI收录】49. 2002，张曙光，谢俊. 基于广义Копытов模型及乙型水驱曲线的综合预测法. 矿物岩石， 22（4）【EI收录】50. 2002，谢俊，张金亮. 黑液木质素提高采收率现场试验研究. 《油藏地质与油藏表征》论文集，西安地图出版社，陕西西安233-27451. 2002，谢俊，张金亮. 京11断块提高采收率方法筛选及室内实验研究. 《油藏地质与油藏表征》论文集，西安地图出版社，陕西西安：275-30552. 2002，张金亮，谢俊等. 法哈牛油田法21断块沙三段储层地质. 《油藏地质与油藏表征》论文集，西安地图出版社，陕西西安：139-17653. 2002，张金亮，常象春，谢俊. 外海河油田东营组储层地质特征. 《油藏地质与油藏表征》论文集，西安地图出版社，陕西西安：198-23254. 2000，梁会珍，谢俊，李建召等. 微生物采油技术在华北油田的应用. 西安石油学院学报（自然科学版），15（4）【EI收录】55. 1998，谢俊. 剩余油饱和度平面分布方法研究及应用. 西安石油学院学报（自然科学版），13（4）56. 1998，谢俊、吴行才、宋富霞等. 华北油田提高采收率技术评价及潜力分布，华北油田勘探开发科技文选，石油工业出版社，北京：177-18657. 1997，李论，谢俊，薛中天. 应用人工神经网络预测油井产油量和产水量. 西安石油学院学报（自然科学版），12（1）

油气勘探认识与实践过程推动了中国陆相石油地质学理论的发展

中国陆相石油地质理论的发展历程，与石油天然气勘探事业的发展密切相关，经过了一个探索、创立和日趋完善的过程。新中国成立之前，我国石油工业基础十分薄弱，石油地质理论主要是从国外引入，并根据传统的背斜说和地面油气显示找油。新中国成立后，石油工业进入一个蓬勃发展的崭新阶段，石油地质学理论体系也获得了不断充实和发展。与我国勘探事业发展阶段相对应，陆相石油地质学理论经历了20世纪50年代初创阶段、60～70年代勘探东移的快速发展阶段和80年代以来充实完善阶段。

（一）近代石油地质学理论的引入及陆相生油观点的提出

中国近代，伴随着石油地质勘探事业的发展，逐步从国外引入科学的石油地质学理论，主要是背斜油气聚集成藏理论及追踪油气苗的勘探方法。

近代石油工业，先是从美国发展起来的，而且发展较快。石油地质学也是于19世纪末期先从美国逐步发展起来的。

1859年，美国人德拉克（Drake，E.L.）在阿巴拉契亚山区，以蒸汽机为动力，在宾夕法尼亚州Tilusville区，成功地钻成了世界上第一口工业油井，井深21.69 m，日产油1.817 m3，从而成为石油工业的起点。这一口井也被命名为德拉克井（Drake well）。

国外把寻找石油与地质结合起来，是在19世纪末期才开始的。由此诞生了石油地质学。在Drake井完成后的第三年，加拿大人亨特（Hunt，T.S.）研究了安大略油田，指出石油多储于背斜顶部多孔隙灰岩之中。与此同时，美国人安德鲁斯（Andrews，E.B.）也提出同样的观点，但均未引起石油界的注意。

怀特于1883年研究了美国阿巴拉契亚区油气井后，指出石油聚集与背斜构造有密切关系。为证明他的观点，他选了 3 个背斜，在其顶部拟定了 3 口井位，于 1884 年开始，先后获得油气流。于是怀特于1885 年发表了论文《天然气地质学》（The Geology of Nature Gas），提出背斜理论，并开始为石油界重视。到 1915 年，大部分石油公司均先后建立了地质部门，因而把1885年被定为石油地质学的诞生年。

至1919年，按石油地质学家多西·瓦格尔（Dorsey Huager）1915年出版、1919年所修订的《石油地质学》（Oil Geology）一书，在原理方面已不局限于背斜理论，而且包括了石油的成因、聚集、物理化学性质、地层、构造地质等。在勘探方法方面，包括测图、井位确定、钻井、石油生产以及石油地质野外方法与用具等。书中关于石油的成因，分为“无机说”与“海相有机说”及“无机与有机复合说”3种。

关于油气聚集的要素，提出了五个方面，即背斜（包括单斜）构造、地层水与挤压作用、毛细管作用、储层、盖层和底板层。书中对石油地质学的主要方面均已涉及，只是因为勘探程度和分析化验技术水平的局限，在认识程度上比较肤浅。

中国近代石油地质科学原理，基本上是从国外引进的。1932年著名地质学家谢家荣编著出版《石油》一书，这可以说是中国人写的第一本石油地质学著作，难能可贵。该书主要引用外国书刊理论综合编写，对中国石油地质涉及较少，但却成为国外油气地质科学引入中国的第一本中文书籍。

在近代中国石油地质事业发展中，老一辈地质家在极其艰难的条件下，在惟海相生油论气氛笼罩下，通过在中国的实地调查，提出了陆相生油的观点。从而使中国这个在印支构造运动后陆相沉积广泛分布的国土上，勘探石油天然气的前景变得乐观起来。

首先是潘钟祥教授，他根据从1931～1934年先后4次去陕北进行石油地质调查，1935年又去四川作石油地质调查，获得的比较系统的实际资料，于1941年在美国石油地质家协会杂志上发表了《论中国陕北及四川白垩系陆相生油》的论文，向当时流传的只有海相地层才能生油的论点提出了挑战，认为陆相沉积同样可以生油。

接着黄汲清、翁文灏等，根据1942年在新疆石油地质调查的资料，在1943年初编写的《新疆油田地质调查报告》中也提出陆相生油的观点，指出新疆二叠系、三叠系、侏罗系及下第三系均为可能生油层。文中说：“至少可以说某些新疆石油，显然来源于纯粹的陆相侏罗纪沉积”。

此后，还有不少地质学家，如谢家荣、李春昱（1944）、陈贲（1945）、王曰伦（1947）、阮维周（1947）、尹赞勋（1948）、王尚文（1949）等，先后在地质调查报告中论述过陆相沉积可以生油的观点，他们认为玉门老君庙油田的生油层，应是白垩系黑色湖相页岩。尹赞勋更提出由于火山喷发，淡水湖泊中生物暴亡，成为玉门石油之来源。这些观点虽然是以区域地质分析为基础的，但它无疑是对中国石油地质学发展的一个重要贡献。

正是由于有了比较明确的陆相地层也可生油的认识，才指导了许多地质学家不畏艰难，锲而不舍地在中国广袤的国土上进行石油地质调查和钻探，发现了玉门油田，为现代中国石油天然气工业发展，指出了良好的勘探前景。

中国对近代石油地质学的贡献是，指出了惟海相生油理论的局限性，提出陆相沉积也可以生油的新观点，这是在石油海相成因观点占绝对优势的条件下，地质认识的一种革命性变化和飞跃。

（二）20世纪50年代现代油气勘探的首次突破与中国陆相石油地质学理论的初步创立

新中国诞生后，石油天然气勘探事业是在旧中国遗留下来的技术十分落后、基础极其薄弱的情况下起步的。指导油气勘探的是背斜理论，勘探目标选定的依据，一是地表背斜，二是地面油气苗。

鉴于西北地区的山前坳陷和山间盆地内背斜构造明显，又有众多的油气苗，而且已发现了老君庙和独山子油田，因此，勘探重点在西部。从1952年起，主要力量移向甘肃西部，开展了酒泉西部、民和、潮水盆地的石油勘探。同时，在新疆准噶尔盆地南缘、四川盆地西部龙门山山前坳陷开始了地面地质调查。1954年进入青海省柴达木盆地。

1950～1954年共计完钻探井420口，进尺24.5万米，平均井深583 m。先后发现了永坪、白杨河、石油沟等3个小油田，勘探成效不大。究其原因，有的是储层物性差，如陕北枣园；有的是目的层缺失，如潮水盆地窖水构造；有的是地面背斜构造与地下构造不吻合，如川西海棠铺构造。在挫折中人们开始认识到，一个油气藏的形成，需要具有多方面的条件，找油气田不能简单理解为就是找地面背斜构造、找油气苗，还要研究储层的变化、地层分布、构造发育历史以及深浅层构造吻合情况等。并认识到区域构造稳定地区，也可形成油气田。对油气藏形成方面的这些新认识，是油气勘探指导思想的一次提高。

鉴于前期的认识，本时期油气勘探逐步向盆地腹地和构造平缓地区拓展，即所谓的上“地台”。在此认识指导下，1955年末首次突破，发现了克拉玛依油田。1958年发现了川中含油区。

到1959年底，川中地区共发现平缓背斜24个，钻探了10个，发现了7个油田，产油层位包括有中、上三叠统和侏罗系。储集空间主要为裂缝、由裂缝连通的晶洞、溶洞、介壳间隙等。凉高山层为既有裂缝、又有孔隙的双重介质储层，油层的分布受裂缝发育产状的控制。大安寨层既是生油层，又是较好的介壳灰岩储层。表明川中地区油层纵向上为多层系，横向上分布广泛，并不局限于背斜圈闭。

从1950年到1959年8月，是我国现代石油天然气地质理论发展的初创时期。在实践中初步总结出了一套具有中国特色的油气地质理论雏形。

经过10年的油气地质勘探，通过野外地质调查和油藏所处的地质环境研究，使广大地质学家进一步确立了陆相生油的观点。各勘探盆地已先后确定了本地区的主要生油层系及分布范围。

1960年前后，石油工业出版社出版了有关这方面的若干著作，代表了这个阶段石油地质学家对陆相生油认识的水平。但由于种种原因，多数未能与广大读者见面。《中国陆相沉积生油和找油论文集》（第一集，1960年3月）是公开发行的一本。该书各篇论文，有的从大地构造条件、沉积环境、古气候及有机物沉积特点，来论述石油的生成；有的从陆相沉积、沉积建造与生油关系，来论述陆相沉积的生油条件；有的从岩石性质及动物、植物化石来论证陆相生油；有的论文还谈到在陆相沉积中，如何找油的问题等等。

关于生油的地质条件，当时已经提出，在内陆盆地的沼泽相、湖泊相（淡水、半咸水），甚至三角洲相，都是生油层的沉积环境，并大体明确了中国已勘探盆地的主要生油层系。关于生油层与储油层的分布关系，该书认为，储油层在生油层剖面内，或在其上，或在其附近。陆相生油岩是在沉积盆地不断扩大、水体封闭、湿润气候条件下堆积而成的，其直观标志与海相一样是灰绿色到黑色粘土岩。

在此期间，中国科学院兰州地质研究所于 1959 年提出中国陆相生油的地质条件是“内陆潮湿坳陷”。地质部系统对陆相生油也进行了大量的研究工作，在描述生油层地质条件时，特别强调了还原环境。

1955年，第一次走出山前坳陷，在背斜构造不明显的单斜带，发现了当时中国最大的克拉玛依地层超覆和地层不整合大油田。之后，又在玉门鸭儿峡发现了变质岩风化壳油藏、在川中发现了裂缝性油藏，证实了中国油气藏类型是多种多样的，勘探领域十分广阔。

在油气藏形成的过程中，水文地质条件有很大影响，克拉玛依油田在这方面的研究较为深入和系统（《石油地质报告集》，1959）。

这期间开始认识到油气藏分布不仅受单个构造的控制，就总体来看，是被构造带控制的。因此，相应地提出了油气聚集带的概念，如准噶尔盆地北部划分出3个含油区、7个油气聚集带；克拉玛依-乌尔禾为1个油气聚集带。

关于找油方向，这期间已经明确提出必须在具有生油岩系的盆地范围内去找，首先是要在有生油岩系的整个盆地里去找储油构造。

对含油气的评价工作，也逐步摒弃了单个背斜的排队方法，而着眼于全盆地或一个含油气地区的综合评价。在勘探方法上，开展了如川中、川南等地区的构造连片细测和克拉玛依的地面地质、钻井及地球物理的综合勘探，从而能够较全面而且较快地认识地下地质构造。

（三）中国油气勘探战略东移与陆相石油地质学理论快速发展阶段

中国石油天然气勘探重点由西部向东部转移的原因，一是油气地质学理论水平的提高，认识到东部地区有较大的含油气潜力；二是勘探手段的改进与发展，特别是地震与深井钻探技术已开始广泛使用，于是才有可能在一无地面背斜，二无油气显示的广袤大平原内进行油气勘探。

关于我国东部地区的含油性，早在1948年1月，翁文灏教授在美国油气杂志上就著文指出，中国松辽、华北、江汉和鲁、苏、浙、闽、粤沿海以及台湾省西部定碳比小于70%，为有利含油气区。从1952年以后，又有一些中国地质专家先后提出，应该开展中国东部地区的地质勘探。

从1955年开始，地质部和燃料工业部石油管理总局加强了在东部地区进行的石油地质普查工作。1955年1月，燃料工业部石油管理总局召开了第六次全国石油勘探会议，确定了开展中国东部地区石油地质普查。同年1～2月，地质部第一次石油普查工作会议也决定开展东部的勘探。

1956年，石油工业部成立华北石油勘探大队，并开钻了第一口石油参数井——华1井，同时派出地质队到二连盆地进行石油普查。

1958年，又在长春市成立了松辽石油勘探局，在上海成立了华东石油勘探局，为中国石油勘探的重点东移做好了组织准备。

1.大庆油田的勘探开发和中国油气地质理论的逐步建立

松辽盆地以找油气为目的的地质普查勘探是从1955 年开始的。首先是地质部东北地质局进行了两条路线踏勘。通过调查认为，松辽平原是一个沉降区，有很厚的白垩系与第三系沉积，总厚度约4000 m。在松花江岸及公主岭西之黑山嘴子找到了具有油味和荧光显示的含介形虫化石的暗色泥岩，并提出有海相地层存在的可能。预测平原中部可能有储油构造，建议尽快开展地球物理勘探。1956 年，地质部松辽石油普查大队和第二物探大队，在松辽平原进行重磁力普查，初步了解了松辽平原的基底起伏状况。

大庆油田的发现，进一步证明了陆相沉积盆地不仅可以生油，而且可以形成丰富的石油，形成特大型的世界著名的大油田，从而极大地提高了对陆相盆地含油气潜力的评价，对中国油气资源的认识就更加乐观。

在大庆油田的勘探开发实践中，系统地研究和总结了陆相盆地石油地质学的主要内容，使中国石油地质学理论水平和相应的勘探指导思想水平，有了大幅度的提高。

（1）在陆相生油方面有重大进展

陆相生油研究，不再局限于过去单纯的地质定性分析，开始大量应用岩石化学分析资料，确立了定量鉴别生油层的有机质丰度和沉积环境参数，这是一个很大的进步。在大庆油田陆相生油研究的推动下，全国各油气区，陆续进行了这方面的工作，明确了中国陆相原油和海相原油相比，多数具有高蜡、低硫、低卟啉含量、低w/（V）/w（Ni）比值等特点。陆相生油层沉积水体矿化度多数较低，氯根含量一般只为海相的10%～20%，碘含量为海相的20%～50%，溴的含量也低，还原硫、钒、镍、铜、铬等元素含量也普遍低于海相，说明多数陆相生油层形成于淡水和半咸水中。能否构成生油层，关键是有机质的丰度和沉积环境，而不取决于古水体的矿化度。

陆相生油层的形成与沉积时水体的氧化-还原程度密切相关。提出利用铁还原系数（k）来确定还原程度：氧化相k=0～0.2，还原相k=0.2～0.8，其中，弱还原亚相k=0.2～0.3，还原亚相k=0.3～0.55，强还原亚相k=0.55～0.8，硫化氢相k>0.8。以此为标准，分析了中国主要含油气盆地生油层的分布特点，指出陆相生油层主要沉积于弱还原亚相和还原亚相，而海相生油层则主要沉积于还原亚相、强还原亚相和硫化氢相。

还原环境有利于有机质的保存和有机质向石油转化，有机碳含量则是衡量生油层优劣的标准。中国陆相生油层有机碳含量比较高，它的下限值为0.4%，而一般值为1%～2%；海相生油层有机碳含量一般为1%左右或更高。陆相生油层的沉积环境，为长期下沉、并为较深水体所覆盖的湖盆，非补偿区是形成良好生油层的最佳部位。气候条件不是最主要的，但温暖湿润的气候更有利于水体的长期保持与动植物的繁衍生长。

（2）推动了陆相沉积学的发展

大庆油田发现后，在储油层岩性、物性、沉积环境及其分布规律方面的认识，极大地推动了陆相沉积学的研究与进展。

对陆相沉积环境的研究，早在20世纪50年代末期，在大庆油田发现前业已开始。1958年冬，石油工业部石油科学研究院在北京举办岩相古地理学习班，由各石油管理局派人参加学习。之后，各探区借鉴海相沉积学研究方法，应用地层、岩性和古生物资料进行岩性分区和岩相古地理恢复研究。石油工业部石油科学研究院于1959年成立岩相古地理研究队。该队于1959～1960年，先后研究了鄂尔多斯盆地延长组（T3y）和延安组（J1y），渤海湾盆地济阳坳陷的下第三系，松辽盆地松花江群和四川盆地的侏罗系。由于资料短缺，研究单元划得大、方法少，因此，对陆相沉积特点体现较少。但是，在认识盆地的发育历史和沉积特点方面起到了一定的作用。

1960年11月，石油科学研究院召开了“全国油气田分布规律与岩相古地理会议”，交流了各油气区的经验。把湖相细分为滨湖、浅湖、半深湖和深湖亚相。并提出了深湖亚相利于生油，以及陆相沉积有明显的旋回性，地层剖面多生储盖组合的观点。认为生油层、盖层位于细粒段，储层位于粗粒段，从而形成了生储盖组合。

（3）进一步认识陆相油气藏形成的特征

大庆油田发现后，总结提出油气藏形成的生（油层）、储（集层）、盖（层）、运（移）、圈（闭）、保（存）等6个条件，对中国陆相盆地油气藏形成及分布规律有了进一步认识。归纳起来大体有如下几点：①由于陆相沉积岩性、岩相变化大，油气运移距离小，油气藏分布严格受生油凹陷的控制；②二级构造带控制油气聚集；③斜坡区，往往形成非背斜油气藏；④盆地中央宽缓部位，往往发育有平缓的长垣背斜，油气最为富集，如大庆长垣背斜。因此，在勘探上形成了“定凹探边”，以二级构造带为目标的指导思想。所谓定凹，首先要确定生油凹陷，然后在有利生油凹陷周边有利储集相带区，以二级构造带为目标，进行整体勘探。这种勘探做法，在随后的渤海湾盆地油气勘探初期，应用见到了实效。

2.渤海湾大型油气区的勘探进展推动了油气聚集理论的完善和提高

渤海湾油气区的发现和发展过程，是认识张性裂谷盆地油气藏形成和分布特点的过程，也是中国陆相石油天然气地质理论长足发展，进一步完善提高的过程。

1964～1977年的10多年间，通过全面而系统的研究，中国石油天然气地质理论，包括陆相沉积学、陆相生油层评价、陆相储集岩特征、陆相流体性质和陆相油气田分布规律等内容，都有很大的丰富和发展。进展最明显的是油气藏形成条件及复式油气聚集带理论的产生。

（1）油气藏形成条件认识的发展

如前所述，在大庆油田发现后的初期，对油气藏的形成曾提出了生（油气层）、储（集层）、盖（层）、圈（闭）、运（移）、保（存）等6个要素，经过渤海湾盆地大规模油气勘探和深入研究后，认识深化了，对油气藏形成条件也进行了补充和发展。首先认为烃源岩是基础，储、盖层两个条件不应分割开来单独分析，而应当把两者联系起来，从其组合的角度分析它们在油气藏形成中的作用。另外也应把烃源岩与运移两条件结合起来，分析油气源的状况。因此实际上油气藏形成的最基本要素，就是油气源、储盖层组合和圈闭。

上述3个条件也并非就是油气藏形成的充分条件，有不少地区这3个条件都有，但是有的圈闭成为油气藏，有的却含油气很少，有的甚至成为“空”圈闭。这是为什么呢?经过深入研究，认为油气藏形成的 3 个要素，并非是互相联系发展的，而是各自独立变化的。只有当3个要素在时间、空间上具最佳配置和组合的地方，才能形成油气藏。特别是油气运移和圈闭形成的时间、空间的配置就更为重要，即在时间上是在油气生成前或与油气生成同时形成的圈闭。而在空间上，则是距油气源近，或虽然远，但有通道沟通的圈闭，才最有利于油气藏的形成。比如济阳坳陷的胜-坨地区，是一个同沉积的逆牵引背斜构造，发育于沙三期（E2-3 s3），定型于油气运移开始的东营中晚期（E3 d1-2）。在空间上，这个背斜带紧邻东营生油凹陷陡侧，有多条断层与主要生油层沙三段沟通，因而在沙二段（E2-3 s2）形成丰度很高的油气藏。黄骅坳陷孔店凸起，不仅距歧口生油凹陷较远，而且披覆于凸起上的馆陶组背斜形成也较晚，但在时间上仍早于油气主要生成运移期明化镇期（N1-2 m）。在空间上圈闭与油源区有不整合面和断层沟通，因此也形成了油气藏。

油气藏形成的关键是3个成藏要素的时空配置和组合。在此观点指导下开展了渤海湾盆地油气生成、运移与圈闭形成诸要素的时空关系研究，随后的找油勘探工作就更有针对性，成效有了明显提高。

（2）复式油气聚集带理论的产生

对以拉张断陷为特征的渤海湾盆地油气聚集与分布的认识，大体上经历了3个阶段。

第一阶段———简单背斜油气藏模式阶段：在勘探初期，认为华北平原和松辽平原一样，油气聚集于背斜中，因此用简单背斜油气藏的模式来指导勘探，采用等距离布探井、大剖面控制的办法来探明含油气的范围，但使许多井遇到了意想不到的情况。如在济阳坳陷的勘探中，发现在构造高部位的探井为水层，在低部位的探井却见到油层；在一口井中，油层之上有水层，水层之下有油层；同一油层在不同井中，其流体性质、产能、产量、油气比等变化都很大，有些井落了空。再如，辽河坳陷在整体勘探黄金带———热河台二级构造带，套用大庆油田油气分布模式部署井位，致使第一批定在翼部及鞍部的探井落空。一度曾出现了仅在“构造高点有油”的论点，认为含油面积只能依靠钻井来确定。于是出现了“打到油层往外扩，打到水层往里缩”的完全被动和“不可知”的状况。

第二阶段——勘探小断块阶段：经过初期勘探实践，已认识到渤海湾盆地断层多、断层活动时间长、构造破碎和断块控制油气分布的特点。针对断块油田的特殊性，一部分勘探家曾产生过必须先搞清每一个断块的油层分布情况，然后才能进行油田开发的想法。这一做法一度使勘探工作陷入复杂小断块中，导致探井密度越来越大，钻井越来越多，使勘探步子难以迈开，以致于在一段时间里，勘探上没有重大发现。如某一个坳陷的勘探初期，对其中2个构造带，勘探了2年，仍然没有超出3～4 km2的范围。

第三阶段——复式油气聚集带观点的建立阶段：渤海湾盆地在下第三系沉积时，有47个凹陷。多数凹陷自成一个独立的沉积系统，在其周围有大小不等、数量众多的水系注入湖盆，形成了各类砂体与生油岩在平面上共生、剖面上错叠交互的组合。而且又因湖盆中心不断迁移，从而使生油岩和储油岩构成良好的生储盖匹配。这与我国一些大型湖盆，如松辽盆地构成的统一沉积盆地不同而且要复杂得多。另外，在沉积过程中及沉积后，盆地又经历了多次强烈的断裂活动，使生、储油层被一系列不同方向的断层切割、错动，或呈垒堑相间、或呈阶梯变化、或呈群楼式的镶嵌体。每一个油田都是由很多含油层系、很多类型油藏和大小不等的一系列含油断块组成。每个断块的每个含油层段又都是一个独立的油水系统。实际上一个油田是由成百上千个油藏组成的。

有关复式油气聚集带的理论，就是在这样的地质条件下，经过反复实践和全面系统的综合研究，才逐步总结出来的。

复式油气聚集带理论的提出，在我国东部地区的油气勘探中发挥了重要作用，提高了勘探、开发成效。

断陷盆地既有它复杂的一面，也有它简单的一面，既有差异性，又有统一性。所谓统一性，就是一个断裂构造带一般都有相对统一的形成史、主要目的层与主要的生储盖组合及主要的油气藏形成期。油气分布受构造带控制，在一个成藏地质体中构成多层系、多类型油气藏组合含油的基本面貌。所谓差异性，是一个断裂构造带被众多的断层切割，油、气、水在各断块中又自成系统，断块间在含油气层系、油层段、油水界面、油气水层组合、流体性质、压力系统、驱动类型与能量方面均有差异。在勘探上，要从统一性出发，整体着眼，立足于油气藏聚集带进行整体部署，对含油规模进行控制和探明。而在开发上，则要立足于断块，区别对待，力求稀井高产，早期补充能量，及时注水。

（3）滚动勘探开发方法应运而生

如上所述，复杂油气聚集带内油气藏数量众多、类型多样，是不可能通过一次勘探就能完全搞清的。因此，要把勘探开发交叉进行，从而产生了滚动勘探开发的具体实践，使勘探开发成效明显提高，这是中国石油勘探专家、油藏工程师与油田开发专家基于对断陷盆地油藏特征与油、气、水分布复杂性的深刻理解，在实践中描述总结出的行之有效的方法，是对世界油气勘探开发实践的重要贡献。

（四）1979年之后中国陆相石油地质学理论进一步丰富完善阶段

为了深化对中国含油气盆地石油地质特征的认识，以便更有效地发现油气储量，从1979年开始，原石油工业部组织强化了对中国石油天然气地质理论的研究。一是健全和建立研究组织机构，在北京充实和加强了石油勘探开发科学研究院，在全国各地区的各油田管理局（公司），先后建立和健全了石油天然气地质勘探开发研究院（所）；二是加强了科学研究工作的协调和计划管理，以及广泛应用先进的分析、实验技术；三是强调了基础学科研究，如构造、沉积相、生油层、储层、煤成气及天然气地质、资源评价和油气藏分布规律等。经过几轮分专业分地区的系统综合总结和全国性专业系统综合总结，中国石油天然气地质学有了很大的充实和提高。

1981年开展的全国油气资源评价研究，促进了油气地质学理论的发展。在统一的研究大纲和计划安排下，进行了5年工作，于1986年完成了构造、沉积、生油、煤成气、油气聚集与分布、资源评价等专题研究和全国143个盆地的资源评价。预测了全国石油和天然气资源量。这次资源评价工作，重视基础研究，从专题研究入手，取得了丰硕的成果。在该项研究工作结束之后，先后汇总出版了中国油气区构造、沉积相、陆相生油、煤成气、油气资源评价方法及油气聚集与分布规律等6个专题研究论文集。

1985～1995年的《中国石油地质志》编写工作，包括中国海洋石油总公司及中国石油天然气总公司所属各石油管理局、勘探局（公司）的研究院（所），按照统一的提纲，对各油气区的石油天然气地质理论，包括地层、沉积相、构造、生油层、储层、油田水文地质、天然气地质、原油性质、油气运移、油气藏分布规律、资源潜力和勘探前景等，进行了更为全面和系统的总结，使中国石油天然气地质理论水平又向前跨进了一大步。

1992年开始的第二次全国资源评价，促进了对我国石油天然气地质特征的认识进一步深化。

随着油气勘探的发展，很多油气地质问题需要重新认识和研究。为此，中国石油天然气总公司和中国海洋石油总公司从1992年4月到1994年底，组织全国各有关24个单位按照统一要求，进行了第二次全国油气资源评价研究工作。地质评价主要进行盆地评价和区带-圈闭评价。盆地评价研究统一采用先进的盆地模拟技术，在对盆地石油地质进行综合研究的基础上，建立地质模型和数学模型，随后编制成软件，应用计算机，定量模拟沉积盆地的形成、发展及其中烃类的生成、运移和聚集过程，从而指出盆地有利的勘探区带。区带-圈闭评价研究，采用地质风险方法，主要对区带-圈闭的含油气性进行基础地质研究，指出成藏条件及与其相关区带-圈闭的对比研究。

第二次资源评价研究与第一次相比，采用技术方法先进，规范标准统一，认识深入和可信度显著提高。不少区带-圈闭评价研究，直接为探区提供了勘探目标。特别对于油气藏形成条件与规律、陆相生油理论、低熟油以及若干新区勘探新成果、新理论编写了专著，使对中国含油气盆地的地质认识进一步深化。