中国油气资源的二次创业 -刘光鼎

wangluo

　　
　　主讲人简介
　　中国科学院院士，刘光鼎先生，1952年毕业于北京大学物理系。他长期从事中国海洋大地构造和石油地质、地球物理研究。担任过地质矿产部、石油地质海洋地质局副局长，中国科学院地球物理研究所所长。
　　他先后发表了《海洋油气勘探与开发》、《东海地质与油气勘探》，以及论文80余篇。两次获得国家自然科学二等奖。1992年获中国科学院“竺可桢野外工作奖”。1993年获李四光科学荣誉奖。1997年获香港“何梁何利科学与技术进步奖”。同年获中国科学院技术进步特等奖。
　　他说：促成中国油气“二次创业”是他此生最大的心愿。
　　内容简介
　　石油是工业的血液，也是战略物资。一个国家要是没有石油，或者是石油紧缺，就是个非常危险的问题。实际上中国的原油已经进口到7000万吨，每年要拿出200亿美元，到国际市场上去把原油换回来，这是一个极大的问题。
　　温家宝副总理批示。“要重视油气资源战略勘察工作，争取在前新生代海相碳酸盐岩地层中，有新的突破”。这是一个非常重要的问题。
　　什么叫陆相？什么叫海相呢？我们过去都说中国是陆相生油，就是在海水从中国大陆退出去了以后，还剩了河流、湖泊，还有沼泽，在这些地方同样可以生油，这是中国在世界上的一个极大的贡献。海相就是在浅海里面、海洋的环境里面沉积下来的地层。地质上管它叫做海相，同样也可以生油。
　　在20世纪三、四十年代，全世界的石油都是在海相地层里找到的，1937年，就是咱们国家解放前，年产12万吨原油，就是靠玉门油矿。当时全世界认为，只有在海相地层里找，从没有人提陆相。中国油气第一次创业的成绩是巨大的，1960年人民日报头版头条，发表了一条消息，叫洋油的时代一去不复返了，我们自己的原油能够生产了，1959年开始，我们发现了大庆油田，年产5000万吨。1963年，又发现了胜利油田跟辽河油田，胜利油田产量最好的时候，达到了3300万吨；辽河油田达到2000万吨。等到20世纪六、七十年代，就有1亿吨的产量，等到20世纪80年代以来，中国的原油年产量已经达到了1.67亿吨，占世界第5位。
　　第一次创业就是陆相生油，给中国的石油天然气奠定了基础。总体上来讲，石油年产量是一直在增加的，但是我们的需求量也在增加，1993年进口原油3000万吨。等到2000年已经进口到7000万吨。预计2010年石油缺口要达1亿吨，而天然气缺口要有400亿立方米。
　　但是，另外一个情况是中国的石油跟天然气的资源潜力都很大，最新一次对石油的评价是总资源量达到了940亿吨，而我们现在只发现了22%，天然气总的资源量有38亿万立方米，现在仅仅探明了7%。海相残留盆地，是我们亟待要开拓的。但是这个问题难度相当高的，于是就提出来一个二次创业的问题。二次创业就是要在前新生代，就是在中生代、古生代，甚至于元古代地层里来找石油和天然气。
　　现在在塔里木我们可以在地层六、七千米的深度底下把石油找到，但是在海相地层里找油，还是没有突破。而第二次创业，就要勘探开发前新生代海相残留盆地。前新生代海相残留盆地，是我们21世纪中国油气勘探的新领域，也是我们重点工作的方向，现在已经开始取得了很多成绩，前途也是非常广阔的。这就是《中国油气资源的二次创业》已经来临，还需要大家共同努力。
　　全文
　　我今天来跟大家谈一谈中国的石油问题。石油大家都知道这是工业的血液也是战略物资，一个国家要是没有石油或者是石油紧缺，就是个非常危险的问题。实际上这件事情目前已经在中国发生了。 2001年2月下旬，在人民大会堂有一个报告，当时就讲到了中国的原油，已经进口到7000万吨，每年要拿出200个亿的美元，到国际市场上去把原油换回来，这是一个极大的问题。
　　我是2001年8月17号通过中国科协给中央写了一个建议，建议叫做《关于中国油气资源二次创业》，我8月17号写上去了，8月27号温家宝副总理就批了。他把这样子一个事情很明确地提出要重视油气资源战略勘察工作，争取在前新生代海相碳酸盐岩地层中有新的突破。这是一个非常重要的问题。
　　我在这儿要说一下，有几个术语，一个什么叫陆相？第二什么叫海相？我们过去都说中国是陆相生油，陆相生油的意思是什么呢？就是在海水从中国大陆退出去了以后，在中国大陆上还剩了河流、湖泊还有沼泽，在这些地方还可以生油，这是中国在世界上的一个极大的贡献。那什么叫海相地层呢？就是在浅海里面沉积下来的，在海洋的环境里面，沉积下来的地层，而这种地层是海相，地质上管它叫做海相，同样也可以生油。
　　在20世纪三、四十年代，全世界的石油都是在海相地层里找到的，所以中国石油界一位先驱者叫孙建初先生，他1937年从国外回来，他跑到了玉门，就是河西走廊去找油，他为什么要去到河西走廊去找油，就因为他认为河西走廊是一个山间盆地,两个山当间的一个盆地，这个盆地会有海相地层。他跑到那儿去，果然就在石油沟和白杨河里头看到了油苗，他就追踪这个油苗，追踪发现了玉门油矿。这也就是咱们国家解放前，年产12万吨原油，就是靠玉门油矿，就是孙建初先生的贡献，但是孙先生发现的石油，不是海相地层，而是陆相地层，是在老第三纪地层里拿到了石油。他从此不说了，再也不说了，不说什么，因为当时全世界认为，要想找到石油，要在海相地层里找到，从来没有人提陆相，结果他在陆相里找到了。当时就是潘钟祥，潘老先生，后来是北京地质学院石油系系主任，他在陕北工作、在四川工作，他就发现中国的湖泊、河流里头的沉积同样也可以生油。他就写文章，结果没有一个杂志给他发表，所以潘钟祥先生1941年他到美国去，在美国把这个文章发表了。他的文章就是论述陕北跟四川的陆相生油，就是说在海水退出了以后，剩下的湖泊、河流里面沉积下来的地层，同样也可以生油。所以我在这儿，我想说的就是孙建初先生跟潘钟祥先生对中国石油做了巨大的贡献，这是我们不应该忘记的。等到全国解放了以后，大规模地开展了油气的勘探，这个时候李四光、黄汲清先生，就应用潘钟祥先生首先提出来的陆相生油的理论来推动了我们全国的油气勘探工作，而且也取得了巨大的成绩。我说中国油气第一次创业的成绩是巨大的。我记得1960年，人民日报头版头条发表了一条消息叫“洋油的时代一去不复返了”，当时我们看了以后真是热血沸腾，确实欢欣鼓舞。因为过去用的石油都是从外国买进来的，而我们自己的原油能够生产了，能够满足国家需要了，这是一个极大的事情。这里面主要是因为什么呢？从1959年开始，我们发现了大庆，因为1949年全国解放，10年我们在大庆的时候，建国10年的时候，在东北松辽平原发现了大庆油田，大庆油田后来发展到年产5000万吨，而且是稳产、高产5000万吨。后来接着1963年，又发现了胜利油田跟辽河油田，胜利油田它的产量可以达到每年3000万吨，最好的时候达到了3300万吨，辽河油田可以达到2000万吨。等到20世纪六、七十年代，咱们东部这些油田，就有1亿吨的产量，等到20世纪80年代以来，中国的原油年产量已经达到了1.67亿吨，占世界第5位。世界石油大会到北京来开会，外国人一致认为中国油气的特点是陆相生油，就是说在中国大陆形成之后，在湖泊、河流、沼泽里面形成的陆相地层里，同样也可以生油，跟海相地层里能够生油一样，认为这是中国的特点、特色。
　　应该说中国油气这个时候做出了巨大贡献，这是我们的第一次创业，就是陆相生油，给中国的石油、天然气奠定了基础。但是，存在着问题。1993年我们开始重新进口原油，而且一进口就是3000万吨，等到2000年，进口原油达到了7000万吨。也就是说我们国家每年要拿出200个亿的美元，跑到国际市场上去把原油换回来。这对一个国家是极大的问题，石油有一个在国际上通行的一个警戒线，就是说你国家产原油产多少，你进口的原油不能是超过你国家原油产量的三分之一，而我们达到40%。咱们的石油天然气总公司做了一个预测，总体上来讲，石油年产量是一直在增加，但是我们的需求量也在增加。而且到1993年以后，增加的就比生产量还要快，这时候进口原油3000万吨。等到2000年已经进口到7000万吨。预计2010年石油缺口要达1亿吨，而天然气缺口有400亿立方米。这就是一个极大的问题，这是摆在我们面前迫切要解决的问题。
　　但是，另外一个情况是什么呢？是中国的石油跟天然气的资源潜力都很大。我们解放以来，做过几次石油预测，最新的一次对石油的评价是这样子，就是石油的总资源量达到了940亿吨，而我们现在只发现了22%，还有78％还没找到。天然气总的资源量，有38亿万立方米，现在仅仅探明了7%，就是有更大的天然气还没有发现。所以应该说是还有很大的潜力可以挖，但是请大家注意一件事情，就是过去50年，我们从1949年建国，20世纪50年代开始来抓石油，现在整整50年了，过去的50年我们的石油，只是在新老第三纪里头来找油，只有大庆是白垩纪的、是中生代的，其他的地层都没有涉及到，因此我们目前，摆在我们面前的任务是两条，第一条就是新生代油气藏应该继续深化，来发掘隐蔽的地层--岩性油气藏，过去我们都是找构造的油气藏，所谓的背斜，就跟一个锅扣过来那样，我们找到它，来打钻，来发现油气。现在在这种背斜之外，还要找古代的河道，古河道砂里面也含油气，现在胜利油田就靠找到这古河道砂。我们地球物理勘探，在最近这20年里头进步非常之快，地震已经发展到高分辨率地震，在高分辨率地震的基础上，来发展出层序地层学，就可以帮助把河道砂给找出来。最近特别是今年，胜利油田的增产，主要是找到了河道砂，在河道砂里头发现了新的油气。这个还是在新老第三纪的领域里头，我这儿想说的就是在新老第三纪之前，还有前新生代海相的残留盆地，这是我们亟待开拓的，但是这个问题是难度相当高的，这样子就提出来一个二次创业的问题。第一次创业就是我们在陆相地层里，在新生代，包括了白垩纪的陆相地层里找到了油气藏。二次创业就是要在前新生代，就是在中生代、古生代，甚至于元古代地层里来找石油和天然气。
　　所以半个世纪以来，中国油气勘探在陆相生油理论指导下，除了大庆是白垩纪储层之外，全部局限在新老第三纪地层里头，那么我们今天是不是应该能够向前新生代，就是向中生代、古生代，甚至于元古代地层来寻找石油呢？我就提了这样子一个问题。这件事情我们在从“六·五”期间就开始注意到，“六·五”期间，我当时在地质矿产部，石油地质海洋地质局主持这些工作，当时我就提出了这么几个课题，其中一个叫煤层气取得了成绩，现在中联煤层气公司已经成立了，全国开发了好多地方的煤层气开发了，但是在“六·五”期间的南方碳酸盐岩，就是在海相地层里想来找油气，没有突破，经过5年的奋战没有突破，然后“七·五”，煤层气进展到天然气，也取得了成绩，另外在东海，在海底大陆架上也找到了油气，也开发出来了西湖坳陷的油气藏，也开发了，而现在在塔里木也找到了，在塔里木我们可以在地层六、七千米的深度底下把石油找到，但是在“七·五”期间，制定的南方碳酸盐岩，也就是在海相地层里找油，还是没有突破。我记得我在上海的时候，主持东海的油气调查，我们打了一口井，就在温州的外面、海里面，给它起了个名字叫灵峰1井，这口井打到了2800米的地方，打到了花岗片麻岩，在花岗片麻岩里头，发现了有1桶的原油，谁也不敢说话了，究竟是怎么回事，花岗片麻岩里能够生油，这是过去地质学家、地球物理学家都没敢想这个问题，这个地层经过同位素测定是17.6亿年，是元古代地层，在地质上认为元古代，就是前寒武纪那个时候还没有生物呢，那怎么会有油呢？所以地质学家也不讲话了，地球物理学家也不讲话了。
　　第二，当时的想法只要是在海相地层里，浅海生油的环境会比湖泊、河流这陆相的环境好，浅海肯定有油，那么浅海沉积下来地层是什么，主要是碳酸盐岩，所以那我们就从四川一直到江苏，上、中、下扬子，我们就花了10年在那儿干，有一些地球化学家就提醒我们，说你拿来那个碳酸盐岩，经过分析，生油量都很低。我那个时候到贵州去，贵州有一个“八普”（第八普查大队），当时有几位同志就跟我说，你到贵阳东面100公里的样子，有一个地方叫麻江，你到那儿去看看，很有启发，他们就领着我去了，一看，麻江是个古油藏，现在已经破坏了，但是古生代的时候，它确实是个油藏，这个油藏有10亿吨的储量，就是当时我去的时候，咱们国家的石油拿到手的储量只有14亿吨，而这个麻江的古油藏，如果没有破坏，它一个油藏竟有10亿吨的储量。那就给我一个想法，如果我们要找到麻江这样的油藏，找到这么一个古油藏，实际上是大功一件呀，因为国家储量也就是14亿吨，它这一个就是10亿吨，找一个就够了，是不是，咱们现在每年增加的储量也就是在5亿吨左右，所以就产生一个想法，是不是应该往古生代走？然后第二个问题，这麻江古油藏已经给抬升暴露到地表了，剥蚀了、破坏了，所有油气都挥发了，这确实是很遗憾的一个事儿，但是，中国960万平方公里的陆地，近300万平方公里的海域，是不是所有的古生代油气藏都破坏了？古油藏会不会还有没破坏的，那我就返过来再认识，就发现了破坏的时期，主要是在中生代，就是印支期、燕山期、喜马拉雅期，这三期构造运动破坏得很厉害，但是我深信还有残留下来的，所以我给起个名字叫海相残留盆地，这是我觉得经过了10年，才开始认识了这么一点儿。当然另外还有一个，为什么用10年的工作，对上、中、下扬子海相地层集中勘探没有解决呢？就是仪器设备跟方法准备不足，我想在座的很多都是今后咱们国家的地球物理学家了，我想大家要下决心，立志发展地球物理，在中国把石油找出来，我这一辈子在地质界里头做了很多工作，从地球物理上来看，我最后得出一个非常简单的认识，叫做三横、两竖、两个三角，中国大地构造的格架是三横、两竖、两个三角。第一横，天山--阴山--燕山，基本是一个东西方向的，在这个地方以北是蒙古，以南这边是塔里木，那边是华北，在这个地方当初在古生代以前有个蒙古洋，蒙古洋闭合南北这两面儿碰撞到一块儿，形成天山--阴山--燕山，这样子一个结合带。另外一个，就是昆仑--秦岭--大别，大别从这个地方一块挪到这边来，就是郯卢断裂往北延伸了，但是它的主体是这一部分，就是昆仑--秦岭--大别，又是一个东西方向，北边是塔里木，南边青藏，北边是柴达木，南边是松潘，北边是华北，南边是扬子，所以这一个造山带，又是一个不同块体的结合带。还有第三，就是扬子跟南华的界限，就是南岭，基本上也是一个东西方向，所以三横是不同块体的结合部位。
　　两竖，一个是大兴安岭--太行山--武陵山这条线，这条线在重力图里，它是一个陡变的梯阶带，就是地壳厚度变化很快的一个地带，还有一个是贺兰山--龙门山。这两条竖的，就把中国分成了三块儿，当间这一块儿是鄂尔多斯和四川，地壳厚度都在45公里左右，非常稳定，贺兰山--龙门山以西，地壳厚度从50公里增加到70公里，世界上地壳最厚，喜马拉雅就在这个地方，也就是世界的第三极。完成了这个地壳增厚，是在中生代时期内。然后，大兴安岭--太行山--武陵山，以东地壳是减薄的，地壳的厚度从38公里向东逐渐减低，到冲绳海槽变成了18公里。这样子一个减薄的过程，是在新生代完成的。在这个格架里头还有两个东西，一个就是在柴达木跟祁连山的一个三角，而另一个三角，就是松潘地区。所以，如果对中国大地构造的格架，宏观最简洁的表达，就是三横、两竖、两个三角。这个在指导生产，指导我们应用实践里头，意义非常之大。在这个三横、两竖、两个三角的当间儿，都是沉积盆地所在的地方，我想说的是这样，沉积盆地是指的新生代沉积盆地，也就是说，咱们第一次创业集中工作的地方，就在三横、两竖、两个三角的当间儿，而第二次创业，就要在三横、两竖、两个三角当间儿的新生代沉积盆地的下面来找，我这儿还想说一下中国大地构造演化的历史。
　　在太古代和元古代的时候，中国有四个陆核，这个陆核就是华北、扬子、南华、塔里木，这里头以华北最老，基底可以达到38亿年，是属于太古代，扬子、南华跟塔里木，都是十几亿年元古代形成的。也就是说当时海水里冒出来了这么几个陆核。它们在海水里出现，也就是说在前寒武纪的元古代跟太古代时候，陆核在海水里涌现出来了，然后就向块体过渡。为什么第三十届地质大会要到中国来开？外国人都要跑到中国来开，是因为对中国大陆的地质不了解，所以希望大会以后，给他们开辟100条地质路线，让他来考察。但是他跑完了以后，也不敢讲话，因为都没见过，所以板块大地构造，只管印支期以后这么一个阶段，这个阶段开始的时候，中国古大陆形成了，但还没有青藏。青藏形成通程中，对于整个中国大陆是一个强烈的挤压改造的环境，然后等到了晚白垩，到中渐新世的时候，东部太平洋这边开始起作用了，所以太平洋这个板块就逐渐往中国大陆靠近，结果在中国的东部就出来了一些箕状的坳陷，在这个坳陷里面的湖水就沉积下来了陆相地层，在板缘聚敛通程中，板内就形成一个拉张的环境，拉张使地壳沉降并形成盆地，等到晚渐新世到第四纪的时候，这个板缘俯冲下来，而板内有沉降，所以在中国东部这些油气盆地上面都盖了一层第四纪的被子。就是中国大地构造一个演化历史。我这儿想强调两条，第一条就是陆核之间，为海水覆盖，因为有海相地层存在。也就是说，就在古全球构造的时候，中国有广泛的海相沉积。第二，是中国古陆形成，海水退出，河流、湖泊沉积下来了陆相地层，而陆相地层主要是新全球构造时形成的。
　　勘探开发前新生代海相残留盆地，这是中国的油气二次创业。这时候就是中晚元古代和古生代，海相碳酸盐岩是有广泛分布的，其中有机质生烃的条件，要比湖泊、河流、沼泽的陆相沉积优越，至少它生物繁殖要比湖泊丰富得多；第二，古生代海相地层遭受中生代多期造山运动的破坏，挤压改造，其中油气藏受到了剥蚀和破坏，但是肯定会有残留盆地，或者没有受到破坏的部分，其中仍旧赋存有大量的油气资源，麻江古油藏给我们一个很明确的提示，所以在找海相地层的时候，只要保存条件好，古生代海相残留盆地，就会比新生代陆相碎屑岩盆地更有利于油气的生成和储集。但是古生代海相残留盆地的储集空间跟我们过去50年找的都不一样了，我们过去总都是在砂岩里头，总都是找背斜，或者找断层复杂化了的背斜，现在要找的是洞、缝、孔，它的储集类型是古风化壳、裂缝、溶洞、白云岩孔隙、鲕粒灰岩的孔隙等，最近在四川的东部，湖北的西部，找到鲕粒灰岩就有天然气，而且天然气量是非常丰富的。古风化壳在渤海周围，在塔里木都已经有所发现，关键是要把缝、洞、古风化壳，其中很重要的是白云岩的风化壳，这是很重要的，我再把前面说的再概括一下，这边是一个地质的一个柱子，这是古生代，这是中生代，这是新生代，跟这边柱子相应的地质的一个简图在这儿，我们50年，第一次油气创业50年，我们就在这一个地方找，顶多包括了白垩纪的上部，就是这一块儿地方，我们就是在这儿找到了油气，而且这点儿油气就占了世界第5位，1.67亿吨，既然在这儿，这么一点儿地方就有这么多油气，为什么我们不能够往前再走一步，往深再走一步，这就是我们的一个命题。
　　我再说一下，我们过去50年找的沉积盆地，找油气都是在什么地方呢，都是这样，在这个基底是一个向外的、拉张的一个盆地，它一拉张，地壳减薄，上面就沉降下来了，就造成盆地，起了个造盆作用，在这儿就形成了盆地，我们就是在这么一个简单的情况底下找到了油气，现在要讲前新生代，海相残留盆地，那就是个造山作用，复杂复杂在这儿。新生代它是个拉张的，等到古生代的时候，它是个挤压的，特别经过中生代，它是挤压的，两面一挤，这个山就起来了，它底下还有个盆儿，等这个山暴露到地表以后，就被地表剥蚀掉了，就是这块灰色的被剥蚀掉了，现在剩下来的这个盆地叫做残留盆地，它是处在一种挤压环境下，所以我们在这种环境底下，你要找断层的话，都不再是正断层，是逆断层，所有出现正断层都要在逆断层的约束下出现的。挤压环境在中国非常广泛，这是个造山带，这个山，就叫山间盆地，这个造山带前边儿，叫前陆盆地，这是陆内盆地，是不同的环境。我一开始讲孙建初先生从国外回来，第一件事儿，他就钻到河西走廊，去找到了玉门油矿，他就是在两个造山带当间找山间盆地。他一心想去找古生代的油藏，去找海相油藏，结果他找到了陆相油藏，海相油藏没找到，当初孙建初先生找海相油藏的想法，去年在河西走廊终于实现了。一般来讲，陆相的油藏，打一口井，出油也就十吨、八吨，等到海相地层里却往往出现千吨井，例如在河西走廊，前年（2000年）的冬天打到了海相地层，一下子井喷，把井架子都给弄垮了，再如1982年在塔里木第一口井，沙参2井出油，打到5800米的白云岩风化壳上，一下就喷了，这一喷，一天产原油1000吨，天然气100万立方。我们过去解决油气主要靠地震，反射地震，但是在海相地层里头，所有的地震的前提条件都是水平层状介质，但是到了海相地层是个复杂地质体，前题条件改变了，因此就需要创新，从根本上解决成象问题。在陆相生油，我们考虑盆地就行了，它就是基底拉张，沉降成盆儿，现在海相就要考虑挤压环境，挤压上面造山，山剥蚀了以后，剩下的那个盆儿，就是残留盆地，这样盆地和山，中间是什么偶合关系，这个难度就大得多，因此你要想动手解决这个，只有两条途径，我这儿写了一条叫做保幅的，就是振幅得到保持，在处理之前跟处理之后，振幅都要能够不变的叠前深度偏移技术，在叠加之前做深度偏移这种技术，这种技术我可以毫不夸张地来讲，在世界上都是高难度的。
　　我在这儿最后强调一下，区域地质地球物理研究，区域地质就是应该在全球构造理论的指导下，对区域控制局部，深部约束浅部。我们现在陆陆续续在开始，现在以渤海，科学院给立了一个大课题，主要是搞区域地质，地球物理的综合研究，希望在这儿能够有所突破，取得经验，在全国来推广。这个课题想能够把前新生代主要构造事件的界面起伏和分布搞清楚，想把断裂体系搞清楚，岩浆活动、应力场、残留盆地的分布以及构造演化史，然后我们底下就好下手来解决油气的问题了。我这儿想说，在渤海的残留盆地有各式各样、多种形态，在渤海这个地区，重点要想解决的叫做古潜山，大家可以看在这儿，这是一个山头儿，这是一个山头儿，在这儿又是一个山头儿，就想把这些古潜山能够搞明白，现在，最近在这儿，大家看这个，车22、车58、车571，在这儿已经都开始打钻了，而且已经开始见油了，因为我们一旦从规律上来认识它，我们就可以解决一串儿的问题。我想前新生代海相残留盆地，是我们21世纪中国油气勘探的一个新的领域，也是我们重点工作的一个方向，而且残留盆地不是一个学说、一个说法了，而是现在已经开始取得了很多成绩，刚才讲的胜海古2井2900米，1059吨的日产原油，已经达到这个数字了，还有车镇，刚才讲到了一个古潜山，发现一系列的古潜山，大港千米桥那儿，板深7井，日产天然气百万方，另外塔河油田，前途也是非常广阔的。这样就有待于大家一块儿来努力了，这就是，这边是钻塔，这边是出油情况，这都是一些实际测试的数据，就是二次创业已经来临，还需要大家共同努力，我想我的报告就到这儿，好谢谢。