白奮飛，苗小龍，周 康，王菲菲，康 靜

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司 研究院，陜西 西安 710075)

多種礦產(chǎn)資源協(xié)同勘探模式與應(yīng)用
——以延長(zhǎng)探區(qū)為例

白奮飛，苗小龍，周 康，王菲菲，康 靜

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司 研究院，陜西 西安 710075)

為了驗(yàn)證協(xié)同勘探技術(shù)在鄂爾多斯盆地油氣煤鈾巖鹽資源勘探中的適用性，在協(xié)同勘探思想的指導(dǎo)下，依據(jù)資源時(shí)空分布特征、成藏(礦)規(guī)律、各礦種間成生共存關(guān)系和地面工程建設(shè)等方面的因素，利用區(qū)劃技術(shù)將延長(zhǎng)探區(qū)劃為東、西、南3個(gè)協(xié)同勘探區(qū)，分別建立了油氣煤鹽、油煤、鈾油氣煤三種協(xié)同勘探模式，制定了對(duì)應(yīng)的勘探方法。實(shí)踐證明協(xié)同勘探模式在理論上是成立的，現(xiàn)實(shí)可行。

協(xié)同勘探；鄂爾多斯盆地；延長(zhǎng)模式

內(nèi)蒙古大營(yíng)鈾礦煤鈾兼探的成功，極大地鼓舞了國(guó)內(nèi)地勘行業(yè)進(jìn)行協(xié)同勘探的信心。國(guó)內(nèi)對(duì)于協(xié)同勘探研究較為薄弱，但協(xié)同勘探的思路與主張得到了國(guó)內(nèi)各大油氣公司及科研院所的重視。伍天洪等在2007年研究了多種能源礦產(chǎn)的地球物理判識(shí)標(biāo)志在協(xié)同勘探中的應(yīng)用[1]，楊偉利等在2010年建立了鄂爾多斯盆地多種能源礦產(chǎn)的“協(xié)同勘探模式”，將鄂爾多斯盆地劃分為7個(gè)協(xié)同勘探區(qū)[2]，李增學(xué)等在2011年對(duì)協(xié)同勘探的含義進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，認(rèn)為協(xié)同勘探的基本原則是：協(xié)調(diào)有序、經(jīng)濟(jì)合理、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、科學(xué)部署、最大收益[3]。這些都是對(duì)協(xié)同勘探的有益探討，為今后的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。但這些研究均集中在前期理論階段，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐很少。延長(zhǎng)探區(qū)主體位于鄂爾多斯盆地中南部，構(gòu)造區(qū)劃上屬于伊陜斜坡。區(qū)內(nèi)蘊(yùn)藏著豐富的石油、天然氣、煤炭、巖鹽等資源，平面分布廣，縱向上疊置，是開展協(xié)同勘探研究的最有利場(chǎng)所。延長(zhǎng)石油集團(tuán)在勘探開發(fā)實(shí)踐中，遵循協(xié)同勘探的原則，依據(jù)資源時(shí)空分布特征、成藏(礦)規(guī)律、各礦種間成生共存關(guān)系和地面工程建設(shè)、地理?xiàng)l件等方面的要素，將勘探區(qū)劃分為東、西、南3個(gè)大區(qū)，建立了各勘探區(qū)協(xié)同勘探模式。

1 資源時(shí)空分布特征

縱向上，石油分布在中生界侏羅系和三疊系，煤主要分布在侏羅系、三疊系和古生界石炭-二疊系，天然氣主要分布在古生界石炭-二疊系和奧陶系，鹽巖主要分布在奧陶系。平面上，石油、天然氣全區(qū)分布，煤炭主要分布在東部探區(qū)和南部探區(qū)，鹽巖主要分布在東部。

2 多種礦產(chǎn)成藏(礦)機(jī)理

鄂爾多斯盆地的形成和演化具有階段性，劃分為4個(gè)階段：中新元古代坳拉谷盆地階段、古生代克拉通盆地階段、中生代前陸盆地階段和新生代周緣斷陷盆地階段。根據(jù)盆地演化和沉降歷史，綜合油氣煤鹽鈾的成礦過(guò)程、成礦特點(diǎn)，認(rèn)為盆地多種礦產(chǎn)聚集成藏(礦)的順序依次為：鹽巖、氣、煤、油、鈾(見圖3)。

奧陶系下統(tǒng)馬家溝組沉積期處于鄂爾多斯盆地的第一個(gè)“潮濕-干旱” 旋回[4]，為一套淺水碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積，厚度近千米，鹽巖主要發(fā)育在馬家溝組一、三、五段。加里東運(yùn)動(dòng)使奧陶系碳酸鹽巖整體抬升，頂部馬家溝組鋁土質(zhì)泥巖中富集了一定量的鈾元素。

煤炭主要形成于石炭-二疊紀(jì)、三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)，由于古氣候的變化和構(gòu)造的轉(zhuǎn)折和沉降作用，存在3個(gè)重要的聚煤期。石炭-二疊系煤層演化程度高，具有較大的生排烴潛力，是上下古生界天然氣的最主要源巖。中生界煤層演化程度低，一般僅達(dá)到氣煤、長(zhǎng)焰煤，生氣能力較弱[5，6]。

中生代晚三疊世沉積的延長(zhǎng)組，有效生油巖分布面積達(dá)到了5×104km2，生油指標(biāo)為好—較好[7]。三疊系油藏主要受到生烴中心的控制，延長(zhǎng)組的三角洲前緣河口壩、水下分流河道是石油聚集的最有利相帶。侏羅系油藏也受到三疊系烴源巖的控制，深切的早侏羅世古河道溝通延長(zhǎng)組油源[8]，延安組的油藏大多數(shù)分布在古河道的兩側(cè)。

鈾元素在盆地發(fā)展的各個(gè)時(shí)期均有一定程度的富集，這主要取決于當(dāng)時(shí)地球化學(xué)條件的變化。鈾與煤的形成和富集相關(guān)性較強(qiáng)，與油氣的相關(guān)性則較差，鈾的放射性生熱積累對(duì)提高烴源巖成熟度有一定的促進(jìn)作用。

3 依據(jù)資源組合特征劃分協(xié)同勘查區(qū)

魏永佩等2004年提出了鄂爾多斯盆地六個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元的協(xié)同勘探模式[9]，楊偉利(2010)、魏永佩(2014)[10]根據(jù)礦產(chǎn)的空間分布、共存關(guān)系和協(xié)同勘探模式將鄂爾多斯盆地劃分為7個(gè)協(xié)同勘探區(qū)，其中延長(zhǎng)主體勘探區(qū)位于C區(qū)(O-G-C-U)區(qū)，小部分位于B區(qū)(G-C)和D區(qū)(C-U)。本區(qū)主要以石油、天然氣、煤炭、鹽巖資源為主，鈾礦主要富集在西南部。

在前人研究思想及勘探開發(fā)生產(chǎn)實(shí)踐的指導(dǎo)下，將勘探區(qū)劃分為東、西、南3個(gè)大區(qū)，建立了延長(zhǎng)勘探區(qū)協(xié)同勘探模式，如圖2所示。

東區(qū)：油-煤-氣-鹽勘探模式。該區(qū)上部油(T)、煤(T)資源豐富，目前已發(fā)現(xiàn)子長(zhǎng)、延長(zhǎng)、青化砭、南泥灣等大-中型油田，石油資源是該區(qū)勘探開發(fā)的第一選擇；煤炭資源主要富集在以子長(zhǎng)-蟠龍地區(qū)為中心的小范圍區(qū)域內(nèi)，該煤層厚度較小，但煤質(zhì)屬市場(chǎng)緊缺的配焦用煤，開發(fā)價(jià)值高。下部主要為煤(C-P)、氣(C-P)、鹽(O)，巖鹽分布廣泛，厚度極大；但煤層、巖鹽埋藏較深，不具有開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益，只做勘探研究；本區(qū)天然氣勘探已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，突破了鄂爾多斯盆地“南油北氣”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，提交了上千億方的探明地質(zhì)儲(chǔ)量，是本區(qū)勘探的第二資源選擇。因此，自上而下，上部三疊系油煤并舉，下部(中生界地層以下)石炭-二疊系在天然氣勘探時(shí)可兼顧煤層，適當(dāng)加深便可兼顧勘探鹽巖。

西區(qū)：油-煤勘探模式。本區(qū)石油資源豐富，三疊系延長(zhǎng)組和侏羅系延安組均有分布，但煤炭只賦存在侏羅系延安組。天然氣埋藏深，鉆探成本高，是勘探的重要接替領(lǐng)域。協(xié)同勘探的時(shí)候，以石油資源為主要目標(biāo)，兼顧侏羅系煤層。

南區(qū)：鈾-油-煤-氣勘探模式。南部探區(qū)鈾礦主要賦存在侏羅系直羅組，石油、煤炭、頁(yè)巖氣賦存在三疊系延長(zhǎng)組，常規(guī)天然氣賦存在石炭-二疊系。鄂爾多斯盆地陸相頁(yè)巖氣是延長(zhǎng)石油的一大勘探亮點(diǎn)，勘探開發(fā)的兩套主要目的層系是延長(zhǎng)組長(zhǎng)7及長(zhǎng)9?？碧绞偷耐瑫r(shí)，可以兼顧勘探煤、鈾；同時(shí)，煤炭企業(yè)在勘探煤的時(shí)候，也應(yīng)該兼顧鈾。在勘探常規(guī)天然氣的過(guò)程中可兼顧上部延長(zhǎng)組的頁(yè)巖氣。

4 協(xié)同勘探應(yīng)用與實(shí)踐

4.1 東部探區(qū)油氣煤鹽一體化勘探

延長(zhǎng)石油集團(tuán)很早就對(duì)鄂爾多斯盆地多種資源疊置的現(xiàn)象給予了重點(diǎn)關(guān)注，“十一五”以來(lái)在東部探區(qū)專門實(shí)施過(guò)4口氣鹽兼探井，主要目的是石炭-二疊系天然氣，兼顧奧陶系鹽巖。通過(guò)4口井揭示奧陶系馬家溝組鹽巖厚度達(dá)百m，具有非常廣闊的勘探前景。2014年，于延安市永坪鎮(zhèn)實(shí)施了一口油氣煤鹽綜合探井-延綜1井。該井以三疊系煤層、油層、石炭-二疊系煤層、氣層及奧陶系鹽巖層為主要鉆探目的。鉆探過(guò)程中，對(duì)上部瓦窯堡組煤層、三疊系油層、古生界氣層、鹽巖層分別進(jìn)行了取心，并對(duì)煤層進(jìn)行了測(cè)井。其中，針對(duì)奧陶系馬家溝組上部鹽巖層取心時(shí)，將普通油基泥漿更換為飽和鹽水泥漿，防止井壁滑塌。

4.2 西部探區(qū)油煤綜合勘探

西部定邊-靖邊地區(qū)延安組油煤同層疊置，在油田勘探時(shí)優(yōu)選了一部分探井，對(duì)煤層進(jìn)行了取心、測(cè)井、分析測(cè)試，確定煤層的電性及物性特征。

4.3 南部探區(qū)鈾-油-煤-氣綜合勘探

本區(qū)煤、石油與頁(yè)巖氣主要富集在三疊系延長(zhǎng)組?？碧竭^(guò)程中以油氣為主要目標(biāo)，兼顧煤、鈾的方式。延長(zhǎng)組采用遇煤層以煤炭勘探方式取心、測(cè)井，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)放射性異常的關(guān)注；延長(zhǎng)組油層、頁(yè)巖氣層使用更先進(jìn)的測(cè)井方式及氣測(cè)錄井和密閉取心的方式加強(qiáng)頁(yè)巖氣研究。

5 結(jié)論

延長(zhǎng)探區(qū)資源種類豐富，平面分布廣，縱向疊置，是開展協(xié)同勘探的天然實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)協(xié)同勘查區(qū)的劃分、協(xié)同勘查模式的建立及現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐，證明協(xié)同勘查從理論上是成立的，實(shí)踐上是可行的。延長(zhǎng)石油集團(tuán)利用得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)、精細(xì)的組織優(yōu)勢(shì)、雄厚的資金優(yōu)勢(shì)，建立了適用于延長(zhǎng)探區(qū)的油氣煤鹽、油煤、鈾油煤氣三種協(xié)同勘探模式并進(jìn)行了實(shí)踐，供其他相似盆地、地區(qū)在協(xié)同勘探中借鑒。

[1] 伍天洪，王毅，王傳剛.多種能源礦產(chǎn)的地球物理判識(shí)標(biāo)志及其在協(xié)同勘探上的應(yīng)用[J].中國(guó)地質(zhì)，2007，34(3)：486-489.

[2] 楊偉利，王毅，王傳剛，等.鄂爾多斯盆地多種能源礦產(chǎn)分布特征與協(xié)同勘探[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，84(4)：579-586.

[3] 李增學(xué)，王佟，王懷洪，等.多能源礦產(chǎn)協(xié)同勘查理論與技術(shù)體系研究[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2011，24(4)：69-72.

[4] 趙軍龍，譚成仟，劉池陽(yáng)，等.鄂爾多斯盆地油、氣、煤、鈾富集特征分析[J].石油學(xué)報(bào)，2006，27(2)：58-62.

[5] 姚素平，張景榮，胡文瑄，等.鄂爾多斯盆地中生界煤成烴潛力的實(shí)驗(yàn)研究[J].煤田地質(zhì)與勘探，2004，32(1):24-28.

[6] 晉香蘭，張泓.鄂爾多斯盆地延安組煤層對(duì)常規(guī)天然氣的貢獻(xiàn)率研究[J].天然氣地球科學(xué)，2008，19(5):662-664，682.

[7] 楊華，張文正. 論鄂爾多斯盆地長(zhǎng)段優(yōu)質(zhì)油源巖在低滲透油氣成藏富集中的主導(dǎo)作用：地質(zhì)地球化學(xué)特征[J].2005，34(2)：147-150.

[8] 郭正權(quán)，潘令紅，劉顯陽(yáng)，等.鄂爾多斯盆地侏羅系古地貌油田形成條件與分布規(guī)律[J].中國(guó)石油勘探，2001，6(4)：20-27.

[9] 魏永佩，王毅.鄂爾多斯盆地多種能源礦產(chǎn)富集規(guī)律的比較[J].石油與天然氣地質(zhì)，2004，25(4)：385-391.

[10] 魏永佩，楊偉利，鄧軍，等.多種能源礦產(chǎn)同盆共存富集成礦(藏)體系與協(xié)同勘探[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2014，88(5)：815-823.

Mineral Resources Exploration and Application of Collaborative Model —Yanchang Exploration Area

BAI Fen-fei, MIAO Xiao-long, ZHOU Kang, WANG Fei-fei, KANG Jing

(Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd, Xi’an 710075, Shaanxi, China)

In order to verify the applicability of co-exploration technology of oil, gas,coal,uranium and rock salt in the Ordos Basin, based on time-space distribution of resources, accumulation (mine) law, minerals coexistence relationship and facilities construction factors, Yanchang exploration area is divided into east, west, and south collaborative exploration areas. Three kinds of collaborative model are established named the oil-gas- coal- salt model, the oil-coal model and the uranium-oil-gas-coal model. Then we developed a corresponding exploration method according to the three model. Practice has proved that the collaborative exploration theory was realistic.

collaborative exploration; Ordos Basin; Yanchang mode

2016-06-17

白奮飛(1982-)，男， 陜西榆林人，工程師，主要從事石油天然氣綜合勘探研究工作,郵箱baifenfei@163.com。

TE132

B

1008-9446(2016)06-0015-04