松辽盆地北部油气勘探历程与启示

蒙启安，李春柏，白雪峰，张文婧，薛涛，彭建亮，唐振国

（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆 163712）

松辽盆地位于中国东北部，是大型中生代—新生代陆相含油气盆地[1]，面积达26×104km2，松花江以北地区统称松辽盆地北部，面积为12×104km2，沉积厚度近10 km，是中国陆相白垩系发育较完整的地区之一，盆地内白垩系垂向上具有“下断上坳”的双层结构[2]，下部为断陷盆地，发育火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组和泉头组一段—二段，以天然气勘探为主；上部为坳陷盆地，发育泉头组三段—四段、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组和明水组，是石油勘探的主要层系。根据生油层、储集层和盖层的分布情况，划分为5 套含油气组合：浅部、上部、中部、下部和深部含油气组合（图1）。

图1 松辽盆地构造单元分区及中生界—新生界综合柱状图Fig.1.Division of tectonic units and composite column of Mesozoic-Cenozoic in Songliao basin

自20 世纪50 年代在松辽盆地开展地质调查至今，在油气地质理论、勘探领域、工程技术等方面取得了许多新进展[2-4]。本文在全面回顾盆地勘探历程和总结勘探成果的基础上，进一步明确勘探理论、技术在油田勘探开发过程中的主导作用，总结勘探启示，以期为盆地的下一步油气勘探工作提供参考。

1 勘探历程

随着油气地质理论认识的不断创新发展，钻井、地震、增产改造等工程技术的飞速进步，松辽盆地油气勘探不断取得重大发现，迎来多次储量增长高峰。依据勘探对象、理论技术等，可总结为三大阶段（图2）。

图2 松辽盆地油气勘探历程Fig.2.Petroleum exploration history of Songliao basin

1.1 构造油藏勘探阶段（1955—1985年）

（1）盆地概查和普查 1955年9月8日，地质部东北地质局踏勘组正式开始地质调查，认为松辽平原可能具有含油远景。1956 年1 月，松辽石油普查大队开展全盆地的石油普查[5]和重磁力和电法普查。1957 年底，完成航空磁测47×104km2，地面重磁测量21.6×104km2，电测深剖面5 条共计1 474 km，部分线段做了地震验证工作，完成线路地质概查67×104km2，浅钻井60 口。基本勾画出盆地大地构造格架，划分出基底隆起带和坳陷带，建立了地层层序。1958 年，完成重力测量2.8×104km2，大地电流测量2 864 km2，电测深剖面9 条共计5 064 km，地震测线3 444 km。确定盆地面积为26×104km2，编制出了盆地基底深度图、沉积岩厚度图、大地构造分区图等，并先后发现了高台子、葡萄花、太平屯、杏树岗、萨尔图、扶余等30个局部构造。

（2）大庆油田发现 1959 年4 月11 日，松基三井开钻，在姚家组（1 112.20～1 171.50 m）岩心中见到油浸、含油粉—细砂岩共3.15 m，油斑粉砂岩和泥质粉砂岩共1.91 m，在青山口组（1 353.80～1 364.83 m）岩屑中见油浸粉细砂岩，在岩心筒上有棕黄色油珠，并有较浓的原油味，划眼时2 次从泥浆中返出原油和气泡。鉴于松基三井油气显示较好，经石油工业部同意，提前完钻试油。1959 年9 月6 日，第一次射开青山口组1 357.01～1 382.44 m的3个薄油层，采用下深捞筒，只捞水不捞油，降低液面，疏通油层，于1959 年9 月26日喷出了工业油流，日产油14.93 m3，发现大庆油田。

（3）“三点定乾坤”1960 年初开始松辽石油大会战。1960 年2 月20 日大庆长垣北部萨66 井开钻，3 月5 日完钻，井深1 089.4 m。用6.5 mm 的油嘴试油，日产油55.0 t 左右；用10.5 mm 油嘴试油，日产油达到112.4 t。1960 年4 月10 日，杏树岗构造上的杏66 井喷出高产油流，射开葡萄花油层3 个小层，厚10.6 m，4.0 mm 油嘴日喷油27.0 t，7.0 mm 油嘴日产油53.0 t。4月25日，喇嘛甸构造上的喇72井喷油，只射开葡萄花和高台子部分油层，用5.0 mm 油嘴日产油48.0 t，用14.0 mm 油嘴日产油达148.0 t。萨66 井、杏66 井和喇72 井3 口关键探井的喷油，被誉为“三点定乾坤”。1961 年1 月1 日，大庆油田首次上报地质储量23.36×108t，可采石油储量5.26×108t。

（4）2 次地震会战和5 次勘探战役 1961 年冬和

1962 年冬，大庆勘探指挥部连续组织2 次地震会战，以全面查清盆地地质构造，取得3 项重要地质成果：一是建立起全盆地T5（基底顶面）、T4（侏罗系顶面）、T3（登娄库组顶面）、T2（泉头组顶面）、T1’（青山口组顶面）、T1（姚家组顶面）、T06（嫩江组二段顶面）、T03（嫩江组顶面）和T02（白垩系顶面）9个反射标准层；二是编制出盆地T5、T4、T3、T2、T1、T06层盆地构造图，展示了全盆地的构造形态；三是查清了盆地6 个一级构造单元、31个二级构造单元和115个局部构造，同时，编制出三级构造分区图。在2 次地震会战基础上，开展了5 次勘探战役：1961 年以西斜坡为中心，重点勘探泰康隆起，同时勘查北部倾没区和红岗子—安广地区；1961 年冬—1962 年重点勘探三肇凹陷和朝阳沟阶地；1962 年冬—1963 年重点勘探英台—古龙地区和东南隆起带；1963 年冬—1964 年春勘查长岭凹陷；1964年在敖包塔、四克吉和新站一带寻找黑帝庙油藏。

（5）在高速建设油田中坚持勘探 1965—1966年，重点开展深层勘探。松基六井于井深4718.77 m完钻，取得了完整的白垩系登娄库组剖面。并在萨西、小庙子和李家围子3 个构造上各钻1 口预探井。1967—1969 年，在升平和龙虎泡构造上以萨尔图油层、葡萄花油层为主要目的层进行评价钻探。同时，在大庆长垣西侧的萨西、杏西、高西、葡西等鼻状构造进行预探。1970—1972 年，在杏西、高西、葡西地区进行评价钻探，基本完成了龙虎泡、升平和杏西3 个油田的评价钻探，并开展朝阳沟和高西地区的评价钻探，扶余油层成为朝阳沟地区的主力油层。大庆油田逐步投入开发，产量增长。1973 年2 月，大庆油田勘探指挥部重新组建，以构造油藏勘探为主，开展构造—岩性油藏勘探。1973—1977 年共钻探井124 口，1978—1984 年共钻探井459 口，发现模范屯、宋芳屯、榆树林、卫星等27个含油气地区。

1.2 岩性油藏勘探阶段（1986—2010年）

1986—2010 年，全面开展葡萄花油层和扶杨油层以岩性油藏为主的勘探，在三肇凹陷实现含油连片，在齐家—古龙凹陷实现“由点到片”的突破（图3）。三肇凹陷发现了榆树林、头台和永乐亿吨级油田，大庆长垣以西发现了新站、葡西、龙西等较整装油田，形成了大庆油田勘探史上第二次储量增长高峰。

图3 大庆长垣萨尔图—葡萄花—高台子油层东西向油藏剖面（剖面位置见图1）Fig.3.E-W profile of Saertu-Putaohua-Gaotaizi oil reservoirs in Daqing placanticline (profile location is shown in Fig.1)

（1）岩性油藏勘探初见成效 发现大庆油田后，在三肇凹陷发现了葡萄花油层以构造-岩性油藏为特色的模范屯和宋芳屯油田，而后又陆续发现徐家围子等油田，松辽盆地的油气勘探开始了由构造油气藏向大面积构造背景下的构造-岩性油气藏的转变。1986—1990 年进入新的历史阶段：主攻三肇凹陷扶余油层和杨大城子油层，证实大面积含油；朝阳沟阶地发现杨大城子油层Ⅲ—Ⅴ（现为杨大城子油层Ⅰ—Ⅱ）；肇源到茂兴地区进行预探，发现储量接替区；松辽盆地西部继续发现新的油气区。

（2）岩性油藏勘探取得新突破 1991—1995 年，在松辽盆地北部执行“东部找片，西部找点，稳步向深层发展”的勘探方针。勘探思路是在大庆长垣及三肇凹陷扩大勘探，逐步扩大含油场面，预探向松花江沿岸整体部署拓展；大庆长垣以西地区分浅、中和深3 个带，在浅坡带寻找稠油，在中部斜坡带寻找较大面积岩性油藏和高产点，东部深坡带探索泥岩裂缝、滚动背斜、浊流油藏及其他新领域。形成了“东部大连片，西部大改观，王府出了油”的勘探局面。

（3）岩性油藏勘探大发展 1996—2000 年，勘探进入良性发展阶段。评价永乐油田，在三肇凹陷向斜区探明超亿吨油田；预探临江，基本控制了含油范围；龙虎泡地区立体勘探，展现出多层位错叠连片含油场面；预探和评价环古龙鼻状构造带，发现规模储量区；预探齐家南地区，高台子油层展现大面积含油场面；评价扩边，三肇凹陷含油场面进一步扩大；预探大庆长垣扶余油层，中—南段展现整体含油场面。新增探明石油储量3.5×108t。

（4）发现中小型构造气藏“七五”到“九五”阶段，天然气勘探取得了重要的进展。三肇凹陷周边发现中—浅层天然气环带。三深1 井、五深1 井、庄深1井等在扶杨油层获得工业气流，形成了三肇凹陷周边北—东—南方向的含气环带，加上西部阿拉新、二站、白音诺勒等气田，探明天然气储量313.97×108m3；解剖深层隆起区，发现多层位含气构造气区。1988 年芳深1 井登娄库组获得工业气流，是深层产气量最高的井。1989 年初步控制了昌德气田，打开了深层天然气勘探的大门。1995年，升深2井在2 880—2 904 m钻遇新气层——营四段。汪903 井营城组火山岩、汪902 井基岩获得工业气流，开辟了新的勘探领域。1998 年，昌德气田探明天然气储量117.08×108m3。2000年，升平气田探明天然气储量44.99×108m3。

（5）岩性油藏勘探与深层火山岩气藏增储 2001—2010 年，岩性油藏勘探全面展开。葡萄花油层实施勘探开发一体化，实现“满凹含油”；扶杨油层在三肇凹陷实现含油连片，新增探明石油储量5.92×108t；2002年，徐深1 井火山岩获得无阻流量超百万方的高产工业气流，徐深气田成为中国陆上第五大气区。石油储量稳步增长，累计提交探明石油储量3.66×108t，天然气增储超2 000×108m3，形成了大庆油田勘探史上第三次储量增长高峰。

1.3 常规与非常规油气藏并重勘探阶段（2011年至今）

松辽盆地北部经历了60 年的常规油气高效勘探，并取得丰硕的成果，目前已进入非常规油气勘探时代。松辽盆地蕴含着丰富的非常规油气资源，通过不断解放思想、深化认识、创新技术，实现了由常规油气向致密油气和页岩油气的有效拓展，保持了储量持续增长态势。

（1）精细勘探常规油 三肇凹陷和大庆长垣南地区含油面积继续扩大。强化葡萄花和敖包塔油田周边地区地质认识，进一步落实扩边增储潜力，2012—2016年，增加探明石油储量11 289.15×104t；龙西地区精细勘探再认识，发现多个高产油气藏。塔66 井萨尔图油层获52.5 t/d 的高产工业油流，展示了该区精细勘探潜力。2015—2018 年，在龙西地区共部署并完钻探井50 口，37 口井获工业油流，探井成功率74%，新增探明石油储量3 082.00×104t，落实大庆长垣下部含油气组合大型岩性油藏。分层次实施勘探和评价，完钻探井24 口，获工业油流井16 口，低产油流井6 口，新增探明石油储量5 313.94×104t；重上西坡，发现了规模含油区。钻探井19口，试油15口，8口获工业油流，发现了江75 井区S1、S2+3岩性-构造油藏和江55 井区S2+3岩性油藏；古龙凹陷南部低丰度储量实现有效动用。2012年开展茂15-1直井与水平井联合开发试验，实现该区有效开发动用，新增探明石油储量3 210.87×104t。针对古龙凹陷青山口组湖底扇钻探了4口井，其中英47井和英54井分别获得2.64 t/d和6.25 t/d 的工业油流，此外，英平1 井黑帝庙油层压裂后获66.54 t/d 的高产工业油流，新增控制储量2 342.00×104t。

（2）稳步推进致密油和页岩油勘探 2011 年，针对扶余油层分流河道砂体部署的垣平1 井，压裂改造后获71.26 t/d 高产工业油流。2012 年，齐平1 井和齐平2 井通过压裂改造，分别获12.00 t/d 和31.96 t/d 的工业油流，展示了松辽盆地北部致密油良好勘探前景。在大庆长垣南部、三肇凹陷、齐家和龙西地区先后部署水平井34 口、直井28 口。水平井大规模体积压裂19 口，平均初期日产油35 m3以上，是周边直井产量的15 倍。直井缝网压裂11 口，10 口获得工业油流，平均日产油由0.51 t 提高到4.15 t。垣平1 试验区和龙26试验区压裂投产水平井19口，建成产能9.94×104t，初期平均日产油25.50 t，累计产油14.80×104t。

2011 年以后，按照致密油理念和技术在页岩层系中的薄砂层进行探索，齐家南松页油1HF井日产油7.62 t，日产气288.3 m3，自喷试采产量、压力稳定，表现长期稳定产油能力。夹层型页岩油水平井提产和应用工业化平台建立现场试验区，实现有效开发。2015 年以后，开展优选古龙南“甜点”区，部署实施了古页油平1 井获高产工业油气流，纯页岩储集层实现历史性突破。

（3）加快天然气勘探 火山岩隐蔽火口和溢流相水平井提产双突破。肇深19井压裂后产气217 801 m3/d，无阻流量364 813 m3/d，获得高产工业气流。宋深103H井压裂后产气117 439 m3/d，是中基性岩第一口突破10×104m3的工业气流井，盘活了低效储集层；通过对大庆长垣黑帝庙油层浅层气展开评价，控制了长垣构造含气范围；2012 年针对沙河子致密砂砾岩钻探的宋深9H 井获高产工业气流，实现新层系突破。截至2019 年底，深层采集三维地震6 445 km2，二维地震24 679 km，钻深层探井263 口，获工业气流井90 口，提交探明天然气储量2 951.60×108m3；安达、徐西和徐南地区沙河子组致密气提交探明天然气储量189.24×1012m3，呈现满凹含气的局面（图4）。中央古隆起带隆探2 井基岩层钻探获产量突破，压后日产气11.5×104m3。以产量2×104～3×104m3定产，连续试采180 d，压力稳定，效果好，展现了中央古隆起带资源前景。

图4 松辽盆地北部深层地质剖面（剖面位置见图1）Fig.4.Geological profile of deep strata in the northern Songliao basin(profile location is shown in Fig.1)

2 勘探启示

2.1 特色理论和认识是大油田发现的基石

在陆相生油理论的指导下，松辽盆地白垩系大量陆相生物化石和暗色泥岩的分布表明在松辽陆相盆地能够生成油气，在浅钻孔广泛见到含油显示后，生油能力得到确定；按照背斜构造找油思路，在盆地边部埋藏较浅的东南隆起带登娄库构造上松基二井钻井见到油花，初步认识到“坳陷成油、背斜聚油”陆相油藏的分布规律，从而形成了在“凹中隆”找油的勘探思路；在构造找油理论和陆相生油理论的指导下，落实中央坳陷区高台子构造，松基三井获工业油流；在系统研究认识陆相盆地石油地质特点和油气分布规律的基础上，对大庆长垣二级构造带进行钻探，快速探明油田边界和规模，仅用了15 个月就探明了大庆油田；在油田发现过程中，总结形成了源控论、油气藏成藏理论、二级构造带控制油气藏分布理论认识，证实了陆相地层不但能够生油，而且可以形成大油田[6-9]。

2.2 技术进步是大盆地不断突破的关键

从大庆油田发现到20 世纪80 年代中期，二维模拟地震技术向二维数字地震技术发展，井筒技术也有较大发展，钻井、固井、录井、测井、试油、压裂改造、实验分析等技术都有进步。年新发现工业油气流井由6口增加到45口以上，为岩性油藏的勘探做了必要的技术准备。

20 世纪80 年代中期到20 世纪末，引进高分辨率二维数字地震采集处理解释技术和三维地震勘探技术，有效地支撑了勘探部署；测录井油气层解释技术、压裂增产改造技术等的应用，在扶杨油层低渗透油气藏勘探中发挥了决定性作用[10-11]。年新发现工业油气流井增加到80口以上。

进入21 世纪，在主要勘探领域三维地震勘探逐步取代了二维地震勘探，从高分辨率三维地震资料采集技术[12-13]、“保真”前提下的精细处理和拓频技术、全三维精细解释为核心的高分辨率三维地震解释技术到以叠前深度偏移叠加处理为基础的复杂构造地震精确成像技术和以保幅处理为基础针对薄储集层预测的处理解释技术，地震勘探技术快速发展。同时形成了一套适用于该地区的复杂油水层识别技术方法，中—浅层解释符合率提高到87%。针对深层地质特点的深层三维地震资料采集技术、深层三维连片叠前时间偏移处理技术、叠前深度偏移处理技术、火山岩储集层预测技术、深井提速配套技术（可使机械钻速提高6.5倍）、火山岩储集层评价技术以及创造性发展的火山岩储集层改造技术，对徐深气田2 个千亿立方米储量的提交起到了重要作用[14-15]。

2.3 富油凹陷整体勘探和精细评价是大盆地持续稳定发展的保证

（1）盆地再认识，观念转变，给老区勘探带来新的领域拓展 进入21 世纪，松辽盆地北部中—浅层油气藏剩余资源具有埋藏深、分布散、规模小、丰度低、产量低等特点，勘探发现难度日趋增大。针对制约老区油气勘探的地质认识、勘探目标落实等关键问题，提出了富油气凹陷“满凹含油”新理念，总结了大型三角洲和大面积河道沉积砂体分布控制油藏类型的“三个成藏带”认识（图5），沉积砂体的成因类型决定了其三维空间展布形态和范围及其连通性，砂体空间展布特征决定油藏类型，不同的油藏类型需要不同的勘探方法。提出了“区带评价”的新思想，勘探思维从局部微观思维进入到盆地整体宏观思维，勘探目的层由扶余油层转向葡萄花油层，岩性油藏勘探取得可喜进展，从2004 年起，大庆油田连续4 年探明石油储量超亿吨，同时准备了多个亿吨级的储量目标区。

图5 松辽盆地北部葡萄花油层沉积相带不同类型油气藏分布Fig.5.Distribution of oil and gas reservoirs in the Putaohua sedimentary facies belt in the northern Songliao basin

（2）精细地质再认识，富油凹陷精细勘探，给老区勘探带来新的增储潜力 2010 年以后，松辽盆地北部中—浅层石油剩余资源分布在斜坡和向斜区，且油藏规模小、隐蔽性强、类型复杂多样。老探区不再追求整装规模，突出效益增储。建立油藏群的概念，开展以井位目标为核心的精细构造解释、沉积分析、储集层预测和成藏认识的“四个精细”研究，在龙西—杏西地区认识到葡萄花油层发育窄小河道砂体，萨尔图油层以席状砂体为主，有利于形成岩性、断层-岩性和微幅度构造油藏[18]，斜坡区具有“构造控区、岩相控带、圈闭控藏、断裂控富”的小型油藏群分布特征，形成了小型油藏群识别与预测评价3 项关键技术，通过精控常规压裂，一体化评价突出动用，发现了“小而肥”的高产富油区块。建立了“两新、四精、一控、两突出”为核心的富油凹陷高效勘探模式（图6），强化勘探开发一体化，为老探区精细勘探探索了有效途径，取得显著勘探成效。

图6 常规油高效勘探模式Fig.6.Effective exploration models of conventional oil reservoirs

（3）精细成藏再评价，富油凹陷滚动评价，给老油田带来新的增储建产空间 以重新认识老油田地质规律、重新认识老井、重新认识失利区为主线，不断完善评价技术方法，深化老油田扩边潜力，老区滚动外扩成为增储又一重要途径。深化大庆长垣油田纵向和平面潜力研究，通过测井技术和采油工艺技术的进步，大庆长垣喇萨杏油田储量复算地质储量增加16.00×108t。发展井震结合整体构造储集层表征技术，突破萨尔图油层、葡萄花油层、高台子油层油水过渡边界的传统认识，滚动评价外扩增储超亿吨。拓展深部扶余油层和浅部黑帝庙油层，增储超亿吨，进一步夯实了大庆长垣主力油田持续稳产的资源基础。从大庆长垣扩展到三肇凹陷和齐家—古龙凹陷内的油田，用“四个精细”研究方法，不断完善分带控藏成藏认识，寻找断砂匹配成藏有利区，非主力层精细挖潜和三肇凹陷空白区拓展不断获得新成果，成为效益增储建产新领域。因藏因层实策、分类压裂和工业平台化应用是效益建产提升效果的关键，使得效益增储建产领域不断拓展。

（4）精细资源再评价，富油凹陷致密油效益勘探给老区勘探带来新的领域拓展 松辽盆地北部中央坳陷区高台子油层和扶余油层发育致密砂岩油，具有纵向不集中、横向不连续、单体规模小、物性变化大等非均质特性。以往按照常规油勘探思路，直井勘探无效益。2011 年以来，针对大庆油田致密储集层非均质特性，从精细落实资源、水平井提产及有效开发3个方面开展一体化联合攻关，探索并建立了以资源精细评价、甜点精细刻画与水平井轨迹精细控制、油层增产改造为代表的致密油勘探适用技术系列，形成了以“实现有效开发”为目的的低成本、高效率工厂化实施方式，致密油也已实现规模增储上产。

3 结语

松辽盆地大庆油田的发现，进一步证明了中国陆相沉积盆地可以形成丰富的石油，形成特大型油田，打破了“中国贫油论”，指导了中国陆相石油勘探。松辽盆地油气勘探的理论与经验，是从实践中总结出来的，并得到广泛验证。松辽盆地油气勘探的理论与经验，为创立具有中国特色的陆相石油地质理论奠定了基础。

松辽盆地北部经历了三大勘探阶段。针对不同时期、不同勘探对象的特点，确定了科学的油气勘探指导思想，形成发展了大型陆相坳陷盆地油气成藏地质理论和配套技术，建立完善了火山岩天然气成藏地质理论与工程技术，油气勘探由构造油藏、构造-岩性油藏、岩性油气藏到常规和非常规油气并重，由浅层转向深层、老区转向新区、源外转入源内、常规转入非常规，不断拓展油气资源战略接替新领域，带来了油气储量规模效益增长，为油田高产稳产和持续发展提供了资源保障。