海底勘探國內(nèi)海底勘探立法空間與必要

石油勘探，就是考證地質(zhì)歷史，研究地質(zhì)規(guī)律，尋找石油天然氣田。主要要經(jīng)過四大步驟，即:確定古代的湖泊和海洋(古盆地)的范圍;然后從中查出可能生成石油的深凹陷來;第三步是在可能生油的凹陷周圍尋找有利于油氣聚集的地質(zhì)圈閉;最后對評價最好的圈閉進行鉆探，查證是否有石油或天然氣，并搞清它有多少儲量。下面對這四個步驟的工作內(nèi)容作一介紹。(具體的石油勘探技術方法后面有專題論述)

前面已經(jīng)講到了，石油是在古代的湖泊或海洋的沉積物中生成的，油田也是在這里形成的。因此，確定古湖古海(即古盆地)所在及其范圍當屬是首要的。

確定古湖古海的地質(zhì)依據(jù)，主要是研究巖石和化石(古代保存在地層中的生物遺體或印模、痕跡等)。通過地質(zhì)家們的研究，地球上的巖石種類極多，但最基本的可以分為三大類，一是火成巖(亦叫巖漿巖)，它是由地球深部的巖漿噴發(fā)到淺處或地面后，凝固而成的。電視中曾多次報導過現(xiàn)代火山噴發(fā)的壯觀場面，因此對這種巖石的來源與形成是好理解的。二是沉積巖，前面在油氣形成問題時，已談到了它的來源與形成過程了，它就是確定古湖古海最主要的物質(zhì)依據(jù)。也就是說，哪里有沉積巖，哪里就是古代湖泊或海洋，這是毫無疑問的。三是變質(zhì)巖，這主要是各種巖石(包括火成巖、沉積巖)，在地殼的變遷過程中因經(jīng)受高溫高壓而改變了原來的性質(zhì)變成了既堅硬又致密的另一類巖石。

古湖泊和古海洋又怎樣區(qū)別呢?這主要是通過化石來確定和區(qū)分的。因為湖泊與海洋的生物特征是大不一樣的。另外，即使同樣的沉積巖，湖泊和海洋巖石的物理化學性質(zhì)也是不一樣的。簡單地說，是以當時水的咸淡來分的，淡水為湖，咸水為?！?。

古湖古海的保存狀況對找油找氣的影響十分重要，在后來的地質(zhì)變遷中，或遭受過風化剝蝕，造成殘缺不全;或遭到火成巖的侵入破壞;或經(jīng)過嚴重的變質(zhì)過程等等，這些情況也都要通過對巖石性質(zhì)和地層保存的完整程度等方面考證其發(fā)育過程。

不論是湖盆或者海盆，面積都很大，一般也有上萬平方公里，大如新疆的塔里木盆地，竟超過50萬平方公里。盆底的形態(tài)也是凹凸不平，很不規(guī)則的，有高低，有深淺，較低的部分稱之為凹陷，高的部位稱之為凸起或隆起，一般水中的生物遺體比較容易富集在盆底的低處，所以凹陷是被認為盆地中有利于生油的部位，當然也是較深的為好，故在明確了盆地范圍以后的第二步就是查明深凹陷的位置，也就是找出能夠生成較多油氣的地方。

尋找地質(zhì)圈閉是尋找油田的中心環(huán)節(jié)。任何一個找油部門對這一工作都是十分重視的。地質(zhì)圈閉有大有小，有深有淺，形態(tài)各異。例如大慶油田的大慶長垣，其圈閉面積達千余平方公里，是迄今為止我國找到的最大儲油圈閉。當然也有小到不足一個平方公里的，有的單獨的含油圈閉只有一口油井。地質(zhì)圈閉有的可以部分地露出地面，甚至一座高山即為一個完整的地質(zhì)圈閉;有的埋藏很深，地表完全看不出來。我國有能力探測到的圈閉埋深，大約在五、六千米深左右，在這個深度以內(nèi)，用人工地震的方法可以查得比較準確，鉆井也能夠得著。尋找圈閉自然也是一個由淺入深、由大到小的過程，對于深而小的圈閉，找到它當然是很困難的，它要求的技術精度、難度要比一般情況下高的多。

找到地質(zhì)圈閉以后，還要對圈閉進行是否具備儲油條件的研究和評價工作。一般來說，在靠近生油凹陷的地質(zhì)圈閉，有利于油氣運移進去，成為有希望的油田，而對其他地方的圈閉，評價就要低一些。再則各個圈閉本身的保存是否完整，可儲藏油量的大小等情況也需要進行研究和評價。

對所找到的地質(zhì)圈閉，里面是否儲藏著石油或天然氣，在沒有對它進行鉆井驗證之前，一般是很難給以定論的。因此，對地質(zhì)圈閉進行鉆探，這是尋找油田的最后一個步驟，也是極其重要、極其關鍵的一個步驟。其重要性及關鍵性在于，這個步驟中所采取的一切技術和手段，它都關系到一個油田能否順利誕生以及它的實際命運問題。

在油田發(fā)現(xiàn)史上有不少這樣的情況:一個圈閉本來是充滿了石油的，但因鉆探技術及方法不當，而沒有發(fā)現(xiàn)其中的油氣，直到若干年后，人們再次認識，再次鉆探時才證實是個油田;還有的在首次鉆探中就發(fā)現(xiàn)了油層，但其中油氣就是出不來或油氣產(chǎn)量很低、結果評價為沒有工業(yè)開采價值而棄置一旁，可是以后的重新鉆探或經(jīng)過一定的技術措施，又噴出了高產(chǎn)油氣流?？梢?，鉆探是發(fā)現(xiàn)油氣田至關重要的一步，它與前面的工作關系，如同十月懷胎與一朝分娩那樣，所以必須十分認真對待。

在盆地內(nèi)或一個圈閉上第一口或第一批探井應該打在什么位置，這是要綜合考慮多種資料以后才能確定的。其實，第一口井就找出油田來的可能性是比較小的，如新疆克拉瑪依因為旁邊有黑油山可以看得見，它就是第一號探井生油的。至于我國東部在覆蓋區(qū)找油田，就不那么容易了，大慶油田的第一口出油井是松基3井，說明在此以前至少已有了兩口空井;勝利油田的第一口出油探井是華8井，說明在此之前曾經(jīng)至少打了7口干井;大港油田是在打了近20口探井以后才發(fā)現(xiàn)的;任丘油田的第一口出油井是任4井，在它以前，曾經(jīng)有5口以上的井落了空。當然，確定探井井位也不是無章可循、完全盲目的，簡單而言，以找油為目的的探井(另有以探明地層為目的的井稱之為基準井或參數(shù)井)總是盡可能定在圈閉的最高位置，其理由就是油和氣總是浮在水的上面。這里的所謂"高"是指含油層的"高"。地質(zhì)結構十分復雜，因而"高"也不是絕對的高，形象地比喻:如果要鉆探的圈閉象個反扣著的碗或盆，第一口探井就定在拱起的碗或盆底上;如果這個圈閉象一條豎放著的大魚，第一口井位就定在其脊背的高處;如果圈閉象一塊傾斜的板(克拉瑪依),探井就定在它的上方。也有極少的例外，比如一般人的頭發(fā)都在頭頂上最密，但禿頂者卻在頭部的周圍才有頭發(fā)，如果一定要在頭頂去剪發(fā)，只會徒勞無益，新疆準噶爾盆地就有這樣的實例，五十年代在其最高處打成了一口探井，一無所獲，到了八十年代又在四周較低處打井，卻出了油，用"禿頂"周圍的頭發(fā)來比喻，確有相似之處。也有確實在"盆底"找到油的，猶如炒菜的鍋里放點油，它不可能停在鍋沿上，這是因為這里的地層里幾乎沒有水，石油不占密度差的優(yōu)勢浮起來，只好"沉底"了，這種實例很少，所以"高處找油"仍然是首先應當遵循的準則。

當一個地質(zhì)圈閉經(jīng)鉆探后，有一口井獲得了有工業(yè)開采價值的油氣流，這就算是找到了一個油田。但是，還必須進一步把這個油田的具體范圍和出油能力搞清楚。因此，在鉆探過程中發(fā)現(xiàn)油氣之后，就應立即查清油層的層數(shù)、深度、厚度，并要搞清油層的巖性和其他物理性質(zhì)，還要對油層進行油氣生產(chǎn)能力的測試和原油性質(zhì)的分析。然后再進行擴大鉆探，進一步探明圈閉含油氣情況，算出地下的油氣儲藏量有多少。這樣，對單獨個油田來說，它的初步勘探工作就算結束了。

最后這里還需加以說明的是，在實際尋找油田的工作中，這個步驟不可能絕然分開進行，而總是相互聯(lián)系、交錯進行的。找有利生油凹陷的過程中，往往也同時就找到了地質(zhì)圈閉;在找地質(zhì)圈閉過程中，也會發(fā)現(xiàn)新的沉積地層或新的生油凹陷;在鉆探圈閉時，也會發(fā)現(xiàn)新的生油層和儲集層，以致給人們增加許多新的認識。總的來說，尋找油田的過程，一方面是人們對地下情況不斷積累資料、深化認識的過程，一方面又是找油技術不斷進步的過程。

埋藏在海底的石油和天然氣，不論其生成條件是否屬于海洋環(huán)境，都列入海底石油資源。

近40多年來海上石油勘探工作查明，海底蘊藏有豐富的石油和天然氣資源。據(jù)1979年統(tǒng)計，世界近海海底已探明的石油可采儲量為220億噸，占當年世界石油探明總可采儲量的24%;近海海底已探明的天然氣儲量為17萬億立方米，占當年世界天然氣探明總可采儲量的23%。

美國石油地質(zhì)學家H.D.赫德伯格認為全球具有含油氣遠景的海洋沉積盆地面積共有7800萬平方公里，約與陸地上具有含油氣遠景的沉積盆地面積相當。

據(jù)美國石油地質(zhì)學家L.G.威克斯1973年估計:世界上水深300米以內(nèi)海底潛在的油氣資源量約有1000億噸原油和相當于556億噸原油的天然氣，還有500億噸二次可采原油以及300億噸重質(zhì)原油。

油氣藏的形成包括油氣的生成、運移和儲集等一系列復雜過程。海底沉積物內(nèi)富含有機殘余物，其主要來源為浮游生物(如藻類)和細菌。這些有機碎屑物隨同泥沙沉到海底后，富含有機物的細粒沉積在缺氧的條件下開始有機物化學性質(zhì)的轉變。微生物活動是這種轉變的主要因素之一。細菌作用產(chǎn)生的甲烷氣體可在沉積淺部儲層中出現(xiàn)或形成氣體水合物。石油生成需要50~60°C以上的溫度、一定的壓力和一定的地質(zhì)年代。這樣的條件在埋藏深度大于1000米時才能達到。原始有機物質(zhì)的類型在生成油或氣的相對豐度方面起著重要作用。富含浮游生物、細菌等有機質(zhì)的沉積物與湖泊、瀉湖或海洋沉積環(huán)境有關，這類有機質(zhì)被認為是生成石油的主要母質(zhì)。植物表皮、孢子、花粉、樹脂質(zhì)和木質(zhì)素等有機質(zhì)的沉積物與近岸環(huán)境和河流相沉積環(huán)境有關，樹脂質(zhì)和木質(zhì)素等被認為是生成天然氣的主要母質(zhì)。殘余有機碳達 0.5%以上的泥巖和頁巖被認為是有利的生油巖。殘余有機碳超過0.1%的碳酸鹽巖也可以是好的生油巖。

沉積巖內(nèi)生成的烴類，經(jīng)過運移進入多孔粗粒的沉積層或有孔隙和裂隙的巖層內(nèi)聚集。這類孔隙性儲集層多屬于海退或海侵期的濱海相、河流相或生物礁相沉積。粗粒沉積物還可能被海洋濁流帶到海底形成濁積巖，與細粒富含有機物的生油巖間互成層，形成良好的生油、儲油和蓋層組合。

石油與天然氣只有聚集在具有封閉條件的各種類型圈閉內(nèi)(如構造圈閉、地層圈閉或混合圈閉等)才能形成油氣藏。海底油氣藏的圈閉類型大多屬于穹窿背斜構造，其次為由斷層活動形成的滾動背斜或傾斜斷塊構造，不整合面形成的生物礁構造或潛山構造，鹽膏層、軟泥巖或火山巖形成的底辟構造，以及深海扇、濁積砂、沿岸砂壩、河道砂和三角洲形成的地層-巖性圈閉等。由于重力分異作用，天然氣聚集在含油氣構造的頂部，中部為油環(huán)，低處為水體?；蛞蛏湍纲|(zhì)類型不同和差異聚集或油氣運移等因素，一個構造帶可能全部為氣田，另一個構造帶全部為油田。

在世界大洋中，深海洋盆與大陸邊緣、小洋盆的油氣遠景有明顯的不同。

深海洋盆區(qū)上覆沉積層一般較薄(平均為0.5公里)，有機質(zhì)含量較低，地溫偏低，地層多呈水平產(chǎn)狀，沉積物粒度細等，缺乏良好的儲集條件。大洋中脊頂部雖然地溫高，但沉積層極薄或缺失。因此，90%的深海洋底缺乏油氣遠景。但在某些被動大陸邊緣的外側，巨厚的陸緣沉積物延伸至深洋區(qū)，可有一定油氣遠景，如北美東部、阿根廷、南極洲和非洲西部岸外的深洋區(qū)。一些由大陸邊緣延伸至洋盆區(qū)的海嶺，如鯨魚海嶺、科科斯海嶺和納斯卡海嶺等，其附近可堵截形成較厚的沉積層，可望含有油氣。洋盆中的微型陸塊及其周緣海域，一些火山島和無震海嶺的周圍海域，也可能含有油氣。

大陸邊緣與小洋盆鄰近陸地,常有大河注入，通常覆有較厚的富含有機質(zhì)的沉積物。在南、北美洲東緣、亞洲南緣、非洲和歐洲西緣、非洲東緣、歐亞和北美洲北緣以及南極洲周緣的一些海域，沉積厚度可達10公里以上。有的沉積層粒度較粗，三角洲沉積、生物礁和濁流沉積層可構成良好的儲層。一些小洋盆海域閉塞，海水循環(huán)受阻;在被動大陸邊緣發(fā)育的早期(大陸破裂階段)，環(huán)境也比較閉塞，故有利于有機質(zhì)的保存。可見，大陸邊緣和小洋盆地區(qū)蘊藏著豐富的油氣資源。海上油氣田，大都分布在淺海陸架區(qū)。

大陸架對石油的生成和聚集具有許多有利條件。陸架區(qū)生油有機物來源豐富?？焖俚某练e和沉降有利于有機物的保存。較高的地溫有利于有機質(zhì)轉化成石油和天然氣。儲油層的多孔性和滲透性有利于生油巖中烴類的排出和運移。構造運動形成多種類型的圈閉。巨厚的沉積蓋層足以防止油氣的散失。加之水深較小，便于開發(fā)，因此海底石油資源的勘探和開發(fā)主要集中在大陸架區(qū)。然而，水深較大的大陸坡和大陸隆，也擁有良好的油氣遠景。

近20年來，世界各地共發(fā)現(xiàn)了1600多個海洋油氣田，其中70多個是大型油氣田。已開發(fā)的近海油氣田主要有中東波斯灣的背斜圈閉型油氣田，美國墨西哥灣和西非尼日利亞的三角洲相沉積滾動背斜型油氣田和鹽丘構造型油氣田,委內(nèi)瑞拉馬拉開波湖的斷塊型油氣田，歐洲北海南部的二疊系斷裂背斜氣田、中部的第三系背斜油氣田和北部的侏羅系傾斜斷塊-潛山油氣田,東南亞在印尼、馬來西亞、文萊和泰國灣亦已發(fā)現(xiàn)了一系列第三系背斜油氣田。

中國有遼闊的海域和大陸架。渤海、黃海、東海和南海水深淺于200米的大陸架面積為100多萬平方公里。渤海、黃海和北部灣屬于半封閉型的大陸架。東海和珠江口外屬于開闊海型的大陸架。幾條流域面積廣大的江河由陸地攜帶入海的泥沙量每年超過20億噸。中國大陸架的生儲油條件是有利的。經(jīng)物探工作查明，中國近海具有含油氣遠景的沉積盆地有7個，面積共達70萬平方公里(表2)。

中國于1960年開始在海南島西南的鶯歌海進行海上地球物理測量和鉆井。1967年以來，先后在渤海(1967)、北部灣(1977)、鶯歌海(1979)和珠江口(1979)獲得工業(yè)油流。中國近海大陸架海底石油資源的勘探和開發(fā)工作已逐步開展。