李玉琪 谷理平

(西安石油大學(xué)石油史研究所，陜西西安710065)

0 引言

在遼河油田的勘探歷史上，有過三次重大的“意外”:第一次意外是其面積最大的東部凹陷油氣產(chǎn)量意外的少，這次意外導(dǎo)致石油部決定將勘探重點轉(zhuǎn)向面積比東部凹陷少1 000多平方公里的西部凹陷;西部凹陷的勘探成果意外的多是遼河油田勘探史上的第二次意外;第三次意外是經(jīng)過勘探后發(fā)現(xiàn)，遼河油田中面積最小的大民屯凹陷，其油氣儲量竟然超過面積最大的東部凹陷。這三次“意外”所蘊含的重大的石油科學(xué)意義是十分值得深入探究的。

1 遼河坳陷的構(gòu)造概況

遼河油田主要分布在遼河中下游平原以及內(nèi)蒙古東部和遼東海灘灣地區(qū)，遼河坳陷是勘探開發(fā)的主要區(qū)域，總面積近15 906平方公里，其中陸地面積約12 400平方公里，有效勘探面積6 660平方公里。遼河油田自1970年成立到2006年，已經(jīng)開發(fā)建設(shè)了 33 個油田，［1］1并建成興隆臺、曙光、歡喜嶺、高升等9個主要的生產(chǎn)基地，曾一度成為中國石油產(chǎn)量第三的大油田。

遼河坳陷為中新生代大陸裂谷型盆地，是渤海灣盆地的一部分，位于渤海灣盆地東北角。根據(jù)遼河坳陷的地質(zhì)構(gòu)造特點，可以將其分為7個次一級的構(gòu)造單元，分別是西部凸起、西部凹陷、中央凸起、東部凹陷、東部凸起、大民屯凹陷和沈北凹陷。東部凹陷面積最大，近3 300平方千米，其油氣儲量最少，探明儲量只有1．41億噸;西部凹陷面積2 560平方千米，油氣儲量最多，探明儲量12．46億噸;大民屯凹陷面積最小，約800平方千米，油氣儲量居于第二，探明儲量2．89億噸。但在油氣勘探開發(fā)的順序上，卻并不是按照其地質(zhì)儲量的多少進行勘探的，而是按照先東部凹陷，再西部凹陷，然后才是大民屯凹陷的順序。這種順序選擇，是根據(jù)有機成油論的以盆地面積大小、油苗顯示狀況良好與否等指標(biāo)來確定的，在這種指導(dǎo)思想下，才導(dǎo)致了遼河油田三大凹陷勘探開發(fā)中“意外”的出現(xiàn)。

2 東部凹陷“油少”的意外

遼河坳陷是繼勝利、大港油田后所確定的勘探區(qū)域，也是最有希望找到油氣的地方。之所以選擇遼河坳陷作為油氣勘探的地區(qū)，主要是根據(jù)當(dāng)時的有機生油理論，即油氣是由地質(zhì)年代的生物遺體沉積而成，生物沉積層最豐富的地區(qū)是盆地、凹陷，海相盆地。故在大慶油田發(fā)現(xiàn)之前，世界上的大油田都是在海相盆地發(fā)現(xiàn)的;陸相(湖相)盆地如果面積足夠大，具有生烴條件，也能形成大油田，大慶、勝利等油田都是在陸相沉積盆地發(fā)現(xiàn)的。遼河坳陷是渤海灣盆地的一部分，自然是地質(zhì)專家們尋找石油的重點所在。

早在1955年，地質(zhì)部松遼物探大隊就在沈陽、鞍山一帶進行了以找油為目的的綜合物探普查，并對松遼的一些地區(qū)做了初步的地質(zhì)勘探。1963年，石油部物探局在這一地區(qū)進行了地震剖面測量。1964年，這一地區(qū)已經(jīng)完成了重磁力、航磁電測普查，做了3 000剖面千米的地震測線，初步探明了遼河坳陷的區(qū)域構(gòu)造輪廓，認為地下分布著三個狹長的凹陷，即東部凹陷、西部凹陷和大民屯凹陷，它們之間被東部凸起、西部凸起和中央凸起間隔。［2］134當(dāng)時普遍認為東部凹陷最有可能找到油氣。其原因主要有三個。

第一，東部凹陷是遼河坳陷三個凹陷中面積最大的凹陷，約3 300平方千米。根據(jù)中國當(dāng)時已成功發(fā)現(xiàn)的玉門油田、克拉瑪依油田、大慶油田等一系列油田的經(jīng)驗，認為盆地面積越大，越有可能找到油田，油氣的儲量也就越豐富。因而將面積最大的東部凹陷作為勘探開發(fā)的第一站。

第二，當(dāng)時，判斷一個地區(qū)是否具有油氣的另一重要因素是“油苗”的多寡。東部凹陷的地表的油苗顯示較多，這也是首要選擇東部凹陷的一個重要原因。

第三，石油勘探遵循的是“先易后難”的原則，東部凹陷面積最大，地表油苗顯示多，意味著儲量多，地質(zhì)條件好，較容易取得勘探成果。所以，石油部決定先從這里開始進行鉆探。

1964年，遼河坳陷區(qū)域勘探第一口基準(zhǔn)井——遼1井開鉆，該井定在東部凹陷南端的黃金帶構(gòu)造上，在沙河街組有良好的油氣顯示，但由于工程上的問題，遼1井中途報廢。1965年在東部凹陷大平房構(gòu)造上鉆探遼2井，獲得工業(yè)油流。截止1966年3月，先后在東部凹陷鉆探了13口井，7個構(gòu)造，在歐力坨子、熱河臺、大平房、榮興屯等地區(qū)均獲工業(yè)油氣流，發(fā)現(xiàn)了大平房、榮興屯油田，揭示了該地區(qū)具有的油氣勘探前景。

然而經(jīng)過幾年的勘探開發(fā)，卻發(fā)現(xiàn)東部凹陷油氣儲量與面積嚴重不符，儲油構(gòu)造數(shù)量嚴重低于預(yù)期，而且一些油田間斷出油，產(chǎn)量很不穩(wěn)定。且含油氣構(gòu)造皆位于東部凹陷南部，北部幾乎沒有什么產(chǎn)出，產(chǎn)量和投入不成比例。1966年到1970年間，先后在東部凹陷北部牛居—青龍臺構(gòu)造帶上打了幾口探井，結(jié)果全部落空，沒有發(fā)現(xiàn)油藏。直到1980年的第三次勘探，才打開了局面。

可見在1970年以前，東部凹陷的石油勘探成果遠不如當(dāng)初預(yù)期的那樣好，這使得東部凹陷的勘探陷入困境，促使石油部重新考慮勘探方向。

現(xiàn)在看來，造成東部凹陷勘探結(jié)果不理想的原因主要是東部凹陷里火山巖比較發(fā)育，按照占主流的有機成油論的說法，火山巖不易形成生物殘骸沉積，因此在找油的時候，一般都是人為避開火山巖，［3］2而專門尋找沉積巖。這種理論影響到了找油的物探手段，比如地震技術(shù)上，對火山巖的探測與分析就非常欠缺?？墒聦嵣?，遼河油田東部凹陷各套地層中均有大量的火山巖，平面上基本覆蓋了整個東部凹陷，［4］576所以東部凹陷所發(fā)現(xiàn)的油氣藏，有很大一部分就是火山巖油氣藏，如黃金帶、歐利坨子、大平房、榮興屯等構(gòu)造基本都是在火成巖地區(qū)，［5］390初期所鉆探的油井，也大多屬于火山巖油氣藏，只是當(dāng)時由于火成巖資料少，不被人們認識。這種油氣藏初始產(chǎn)量高，后期衰減太快，無法形成長期穩(wěn)定的產(chǎn)能。所以，石油部決定停止在東部凹陷地帶繼續(xù)勘探，轉(zhuǎn)而以西部凹陷為勘探重點。

3 西部凹陷“油多”的意外

轉(zhuǎn)戰(zhàn)西部的決策，有以下兩個重要的原因:

一是東部凹陷油氣勘探開發(fā)不理想。1970年前，遼河?xùn)|部凹陷雖經(jīng)多次勘探，但所打之井幾乎全部落空，油氣勘探狀況很不理想，沒有大規(guī)模油田的發(fā)現(xiàn)，與遼河?xùn)|部凹陷的面積極不相符，沒有達到預(yù)期的目的，轉(zhuǎn)戰(zhàn)西部實屬“不得已而為之”。

二是西部凹陷是遼河坳陷三大凹陷中的第二大凹陷，面積為2 560平方千米，是除了東部凹陷外最受關(guān)注的開發(fā)區(qū)域。當(dāng)東部凹陷勘探進入僵局之后，西部成為首要的勘探開發(fā)區(qū)域。

遼河西部凹陷的勘探工作于1969年正式開始，第一個發(fā)現(xiàn)的是興隆臺構(gòu)造，當(dāng)年9月，興1井在沙河街一組中段試油，獲得百噸以上高產(chǎn)油氣流，日產(chǎn)高達152．4噸，興2井也于1970年獲得工業(yè)油流。鑒于西部凹陷興隆臺地區(qū)良好的油氣勘探前景，石油部向國務(wù)院提出集中人力、物力繼續(xù)擴大遼河石油勘探的報告。1970年2月24日，國務(wù)院下發(fā)(70)27號文件，批準(zhǔn)了石油工業(yè)部《關(guān)于加速遼河盆地石油勘探的報告》，要求在確保江漢石油會戰(zhàn)的前提下，進一步勘探開發(fā)遼河油田。1972年，在興隆臺構(gòu)造較低的地方布置了6口探井，其中有兩口探井日產(chǎn)原油百噸以上。證實了興隆臺地區(qū)含油氣的遠景，促成了1973年重點勘探興隆臺的決策?？碧疥犕ㄟ^對興隆臺地區(qū)的整體解剖，先后找到了興20、馬7等高產(chǎn)斷塊。［6］356到1973 年底，遼河油田的原油產(chǎn)量上升到104萬噸，1974年上升到212萬噸，1975年原油產(chǎn)量已經(jīng)達到245．4萬噸，年產(chǎn)油速度達4．07% ，［7］9達到了遼河地區(qū)前所未有的高度。

興隆臺成功之后，西部凹陷勘探的第二個重點區(qū)域是西斜坡。西斜坡總面積約1 230平方千米，占整個西部凹陷面積的一半以上。1974年，在西斜坡帶上先后鉆探了錦2井、曙1井等多口探井，普遍有油氣的顯示。1975年位于歡喜嶺構(gòu)造上的杜4井獲得百噸以上高產(chǎn)油流，日產(chǎn)油113．8噸。位于曙光構(gòu)造上的杜7井也獲得高產(chǎn)油流，日產(chǎn)油 98．3 噸。［7］11

雖然在歡喜嶺和曙光構(gòu)造上都發(fā)現(xiàn)了油氣，但由于曙光構(gòu)造位于西斜坡中部，構(gòu)造相對平緩，容易勘探開發(fā)，因此成為勘探開發(fā)的首選目標(biāo)。截止1975年9月底，曙光地區(qū)共完成探井19口，其中有17口獲得工業(yè)油流，探測成功率高達89．5%。年底石油工業(yè)部又組織的曙光石油勘探隊，大慶油田的勘探隊伍亦南下共同對曙光地區(qū)進行了全面的勘探和開發(fā)。截止1977年3月，全油田共完成鉆井254口，其中資料井15口。1977年11月和1978年12月，根據(jù)會戰(zhàn)的要求，遼河油田對曙二區(qū)、曙三區(qū)和曙四區(qū)做了較大的調(diào)整，全油區(qū)建成累計年產(chǎn)油112．8萬噸的生產(chǎn)能力。

1978年，遼河油田開始了歡西斜坡喜嶺油田的勘探開發(fā)工作。先前杜4井日產(chǎn)油113．8噸、天然氣13 953立方米，這個高產(chǎn)油流的發(fā)現(xiàn)，顯示了該地區(qū)良好的油氣勘探前景?？碧疥犑紫瓤碧搅烁邏編系腻\16井和歡26井兩塊高產(chǎn)區(qū)，探明高壘帶上有良好的油氣前景，隨后以滾動勘探方式向外擴展，對上臺階和下臺階進行了油氣勘探，取得了重大成果。1979年9月，歡喜嶺油田正式投入生產(chǎn)，年產(chǎn)原油136．45萬噸，1980年達186．83萬噸。西斜坡地區(qū)也有著極為豐富的油氣資源，截止1988年底，西斜坡帶探明油氣地質(zhì)儲量達整個遼河坳陷的60．6%，占西部凹陷的86．4% ，而且還在不斷地發(fā)現(xiàn)新油田。［8］214

關(guān)于西部凹陷油氣資源豐富的原因，諸多學(xué)者事后給予了相同的解釋:西部凹陷有著良好的石油儲藏條件，故而油氣資源豐富。遼河坳陷西部凹陷古近系斷裂發(fā)育、斷層為油氣的運聚提供了條件。并且由于構(gòu)造變動，西部凹陷現(xiàn)在整體表現(xiàn)為一個常壓凹陷，但是明顯具有早期超壓和晚期泄壓的特點。［9］478早期的超壓為油氣資源的運氣提供了動力，使油氣向泄壓區(qū)運移，形成泄壓區(qū)油氣聚集的特性，從而有利于油氣大規(guī)模聚集。再者遼河坳陷西部凹陷儲層極其豐富，砂巖累積厚度達500米，一般砂巖孔隙度高達20% ～30% ，滲透率最大可達 6 000mD，［10］146儲集空間較大。陡坡帶沖積扇、近岸水下扇等沉積相和疊置樣式為主的油氣儲集體，遇到油氣可以形成“泵吸”的作用，［9］479使大量的油氣沿著儲集層向上運移成藏，形成了西部凹陷油氣富集的特性。但是，這些解釋實際上只是對勘探結(jié)果的反復(fù)描述，并不是對預(yù)期成油和成藏理論的驗證。

4 大民屯凹陷“晚開發(fā)”的意外

大民屯凹陷又叫前進凹陷，位于遼河坳陷的東北部，是遼河坳陷三個凹陷中面積最小的一個凹陷，約800平方千米，但探明的地質(zhì)儲量卻有2．89億噸，在三個凹陷中居于第二位。然而大民屯凹陷的開發(fā)卻是三個凹陷中最晚的一個。

大民屯凹陷的開發(fā)可以分為兩個階段:1971年到1975年為一個階段;1980年以后為一個階段。1971年3月，首鉆沈1和沈2兩口探井，兩口井都有油氣顯示。隨后又鉆探了沈5井和沈6井，這兩口井也都獲得了工業(yè)油流和氣流，發(fā)現(xiàn)了大民屯油田。到1975年，大民屯凹陷共鉆井82口，其中探井66口，找到了大民屯、法哈牛兩個油氣田，發(fā)現(xiàn)了靜安堡、曹臺、大荒地等含油構(gòu)造，證明了大民屯凹陷的油氣前景。1975年到1980年，由于主攻西斜坡地區(qū)，大民屯凹陷的勘探開發(fā)被擱置，直到1980年以后，才又慢慢恢復(fù)。1980年新的地震預(yù)測顯示，大民屯凹陷的油氣儲量可達數(shù)億噸。1982年在沈95井利用熱水循環(huán)的方法，實現(xiàn)了日產(chǎn)油17．6噸的能力。1983年，沈84井勘探取得新突破，日產(chǎn)油42噸，同年，又在勝3井發(fā)現(xiàn)了工業(yè)油氣流，隨后幾年在靜安堡油田東側(cè)又發(fā)現(xiàn)了邊臺油田。

大民屯凹陷雖然面積較小，但是油氣儲量卻很豐富，僅次于西部凹陷，它之所以最后勘探開發(fā)，主要有以下三個方面的原因:

第一，大民屯凹陷位于遼河坳陷的東北部，是三大凹陷中面積最小的凹陷，僅有800平方千米，根據(jù)先前盆地面積越大油氣儲量越多的經(jīng)驗，大民屯凹陷的勘探工作理所應(yīng)當(dāng)?shù)呐旁诘谌唬佑跂|部凹陷和西部凹陷之后。

第二，大民屯凹陷內(nèi)部斷裂發(fā)育，圈閉類型較多，但規(guī)模較小，地質(zhì)條件復(fù)雜，油藏埋藏較深，最深可達3 500 米，平均深度2 200 米。［11］4而且大民屯凹陷內(nèi)石油性質(zhì)復(fù)雜多樣，有低凝油、高凝油、普通稀油等多種類型，但主要以高含蠟、高凝固點的高凝油為主，約占大民屯凹陷總儲量的66%。［12］292高凝油開采難度較大，難以形成大規(guī)模的開發(fā)，投入產(chǎn)出不成比例，所以放在最后。

第三，大民屯凹陷的勘探時間和西部凹陷的勘探時間相當(dāng)，但是由于當(dāng)時興隆臺地區(qū)石油鉆井顯示油氣資源豐富，西斜坡地區(qū)獲得大量高產(chǎn)油流，曙光、高升地區(qū)也獲得了良好的油氣顯示，加之當(dāng)時的人力、物力全部傾斜向西部凹陷，實行大會戰(zhàn)，所以大民屯凹陷的勘探開發(fā)被擱置。

由于西部凹陷主要以稠油為主，稠油的開采難度大，國內(nèi)平均采收率只有25%，所以大民屯凹陷的勘探開發(fā)，是遼河油田提高石油產(chǎn)量的重要一環(huán)，同樣也是遼河油田西部凹陷油氣勘探的一個補充，因而有了大民屯凹陷的第二階段的勘探開發(fā)。三大凹陷的共同勘探開發(fā)，使遼河油田1986年的石油產(chǎn)量突破一千萬噸，1995年底達到1 552．3萬噸，創(chuàng)下歷史的最高峰，成為繼大慶、勝利之后的中國第三大油田。

5 結(jié)語

遼河油田勘探史上的“三個意外”實際上對石油成因和勘探理論提出了重大的挑戰(zhàn)，值得深入總結(jié)。但遺憾的是相關(guān)領(lǐng)域的研究人員對此未給予足夠的重視，最突出的表現(xiàn)是:缺乏對發(fā)生“意外”的原因進行有意識的深刻總結(jié)，凡是找到了油田，就分析其油藏好的原因，如本文第二節(jié)中所描述的那樣;而找不到油藏，就會以“地質(zhì)情況復(fù)雜、儲油構(gòu)造不好”的理由搪塞過去，很少有人追問:地質(zhì)情況復(fù)雜、儲油構(gòu)造不好，那當(dāng)初為什么還要以此地為重點勘探地區(qū)呢?

筆者認為，遼河油田勘探史上的“三次意外”，不僅是遼河油田本身的問題，也是中國石油工業(yè)普遍存在的問題，不能等閑視之，必須予以深入追問。

首先，要搞清楚“意外”的性質(zhì)，何謂“意外”?無非是出乎預(yù)料之外，可見，“意外”的前提是有個“預(yù)料之內(nèi)”;何謂“預(yù)料之內(nèi)”?也無非是根據(jù)當(dāng)時的科學(xué)理論和勘探經(jīng)驗形成的一種認識和判斷。具體到遼河油田的勘探來說，所謂理論就是石油有機成因論。按照這種理論，石油是由地質(zhì)年代的生物遺骸沉積演變而成的，盆地是生物沉積最多的地區(qū)，所以應(yīng)該到盆地去找油。以往的一切經(jīng)驗，如玉門油田、大慶油田的經(jīng)驗，(也包括世界上其它國家的勘探經(jīng)驗)也似乎在證明著這一理論的正確，那些大油田不都是在盆地中發(fā)現(xiàn)的，按照這種理論和勘探實踐所積累的經(jīng)驗，對遼河油田的預(yù)期判斷也是“正確的”，合乎邏輯的:東部凹陷面積最大，油氣顯示最充分，那就應(yīng)該石油儲量最大，大民屯面積最小，石油儲量也應(yīng)最小。同樣，既然石油是生物有機體遺骸沉積形成的，火山巖中不可能有生物遺骸沉積，所以，也不可能有油氣藏存在。

但是，遼河油田的勘探實踐證明:火山巖中確實有油氣藏存在。而且，按單位面積來說，面積最小的凹陷，石油地質(zhì)儲量最大。針對這種超出預(yù)期的“意外”，目前的各種解釋都是牽強的，“東部凹陷地質(zhì)情況復(fù)雜”，比如說“火山巖內(nèi)的油氣藏仍然是有機形成的，不過是在有機烴源巖中形成，又運移到火山巖中的”，等等。這些解釋的牽強之處在于如果石油真是生物遺骸形成的話，而且火山巖也能形成儲油圈閉的話，那么，東部凹陷的石油儲量仍應(yīng)該最多才是，因為有足夠的生烴條件，也有了儲藏條件，可為什么在勘探實踐中，東部凹陷的儲量卻最少呢?

當(dāng)理論與實踐發(fā)生矛盾的時候，不應(yīng)該對事實視而不見，也不應(yīng)該抱殘守缺，不顧邏輯矛盾用舊理論曲解實踐，而應(yīng)在實踐所發(fā)現(xiàn)的事實基礎(chǔ)上，重新反省舊的理論，做出新的合乎實際的解釋。簡言之，應(yīng)調(diào)整的是理論而不是實踐。

遼河油田的實踐證明:石油的有機成因理論有著重大的缺陷，這嚴重地影響了石油勘探的發(fā)展。比如說，關(guān)于火山巖油氣藏的來源牽強地解釋為是沉積巖形成后又遷移成火山巖的，這種看法沒弄清楚火山巖油藏的油氣來源和成藏的機理，限制了對東部凹陷火山巖油氣藏的擴大勘探，轉(zhuǎn)而將勘探重點轉(zhuǎn)移到西部凹陷和大民屯凹陷去，雖然有所收獲，但實質(zhì)上沒有突破固有的思維方式，這是遼河油田發(fā)展乏力的根本原因。

如果我們走出傳統(tǒng)的思維模式，用無機成油的眼光來看問題的話，那么，遼河油田的“三大意外”就可以獲得合乎邏輯的解釋。無機成油論認為:石油不是來自地表生物遺骸沉積，而是來自地下深部流體①張景廉．論石油的無機成因［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2001。(當(dāng)然，具體成因非常復(fù)雜，可參考本文注釋中提出的文獻)，這種源于地幔的流體在中下地殼形成石油天然氣，并隨地殼斷層運移入沉積巖和火山巖適宜的構(gòu)造中，形成油氣藏。按此理論，油田儲量的大小，與沉積巖盆地的面積無關(guān)，而與地下深部流體的供給量有關(guān)，與具體的圈閉構(gòu)造有關(guān)。只要有足夠的地下深部流體活動，有適宜的成藏圈閉構(gòu)造，小盆地也有大儲量。而火山巖也是地下深部流體活動的結(jié)果之一，其中有油氣藏也是順理成章的事。

按照無機成因理論，遼河油田東部凹陷還是大有潛力可挖的，因為那里的火山巖較為發(fā)達，地表油氣顯示豐富，說明深部流體非常豐富和活躍，如果深入研究一下東部凹陷的深層地質(zhì)，搞清楚東部凹陷深部流體的范圍以及深大斷裂與上層構(gòu)造的聯(lián)系，那么，遼河油田將會有新的突破。

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