油氣勘探

油氣勘探是指為了識別勘探區域或探明油氣儲量而進行的地質調查、地球物理勘探、鑽探活動以及其他相關活動。油氣勘探是油氣開採的第一個關鍵環節，它是油氣開採工程的基礎，其目的是為了尋找和查明油氣資源，利用各種勘探手段瞭解地下的地質狀況，認識生油、儲油、油氣運移、聚集、保存等條件，綜合評價含油氣遠景，確定油氣聚集的有利地區，找到儲油氣的圈閉，並探明油氣田面積，搞清油氣層情況和產出能力的過程。

地震地層學是把地層學和沉積學特別是巖性、巖相的研究成果，運用到地震解釋工作中，把地震資料中藴藏的地層和沉積特徵的信息充分利用起來，做出系統解釋的方法。

地震層序

地震層序是沉積層序在地震剖面圖上的反映。在地震剖面圖上找出兩個相鄰的反映地層不整合接觸的界面，則兩個界面之間的地層叫做一個地震層序。但因為受不整合面影響，其間的地層即地震層序是不完整的，沿不整合面追蹤到地層變成整合的之後，這個地震層序才是完整的。

層序地層學是在地震地層學基礎上進一步發展的新學科，是綜合地質、地震資料，詳細劃分並確立地下地層的層序，從而研究其構造活動、沉積環境的變化、巖相分佈等。

地震相

地震相是指沉積物(岩層)在地震剖面圖上所反映的主要特徵的總和。地震相標誌分為：內部反射結構；反射連續性；反射振幅；反射頻率；外部幾何形態及其伴生關係。

合成地震記錄

合成地震記錄是用聲波測井或垂直地震剖面資料經過人工合成轉換成的地震記錄(地震道)。它是地震模型技術中應用非常廣泛的一種，也是層位標定、油藏描述等工作的基礎，是把地質模型轉化為地震信息的中間媒介。

油氣盆地數值模擬技術主要是從盆地石油地質成因機制出發，將油氣的生成、運移、聚集合為一體，充分研究各種地質參數，建立數字化動態模型，並形成一維~三維的計算機軟件，全方位的描述一個盆地的油氣資源形成及地質演化過程。

多次覆蓋

多次覆蓋是指採用一定的觀測系統獲得對地下每個反射點多次重複觀測的採集地震波訊號的方法。它可以消除一些局部的干擾，有利於求得較準確的訊號。

水平疊加剖面

在用多次覆蓋方法採集的地震資料處理過程中，把共同反射點的許多道的記錄經動校正以後疊加起來，以提高訊噪比(高訊號與噪聲的比例)，壓制干擾，用這種方法處理所得到的地震剖面叫水平疊加剖面。

疊加偏移剖面

在地震資料處理中，在水平疊加的基礎上，實現反射層的空間自動歸位，用這種方法處理得到的地震剖面，就是疊加偏移剖面。

垂直地震剖面

地震源放置於地面，接收的檢波器置於深井中，地面激發震動後由不同深度的檢波器接收地震波訊號，這種方法獲得的地震波訊號是單程的，而不是反射或折射回來的，對分析和認識地下地質構造情況更為準確。

地震資料解釋

地震資料解釋是把經過處理的地震信息變成地質成果的過程，包括運用波動理論和地質知識，綜合地質、鑽井、測井等各項資料，做出構造解釋、地層解釋，巖性和烴類檢測解釋及綜合解釋，繪出有關的成果圖件，對測區作出含油氣評價，提出鑽井位置等。

油氣檢測技術是一種綜合利用烴類存在的多種地震特性參數(速度、頻率、振幅、相位等)來確定油氣富集帶的方法。這類技術有許多種，目前常用的有亮點技術和AVO技術等。

儲集層預測技術是綜合應用地震、地質、鑽井、測井等各項資料對地下儲集層的分佈、厚度及巖性和物理性質變化進行追蹤和預測的一項先進技術。

地震橫波勘探

地震波(彈性波)的傳播有縱波與橫波兩種，縱波質點位移的方向與波的傳播方向平行，橫波的質點位移方向與波的傳播方向垂直。現在通用的地震勘探方法採集的是縱波的訊號，採集橫波訊號的稱做地震橫波勘探。橫波在判斷巖性、裂縫和含油氣性方面有其固有的優點。此種勘探方法在我國正處於研究和實驗階段。

（1）國家政策推動行業發展我國近年相繼出台了多項政策鼓勵油氣資源勘探開發，有利於油田服務行業發展。2009年，國務院發佈《石化產業調整和振興規劃細則》，明確提出：“增強資源保障能力。加大國內石油資源勘探開發力度，穩定石化產業原料的國內供給。”2010年，國務院發佈《國務院關於鼓勵和引導民間投資健康發展的若干意見》，指出：“鼓勵民間資本參與石油天然氣建設。支持民間資本進入油氣勘探開發領域，與國有石油企業合作開展油氣勘探開發。”2011年，《我國國民經濟和社會發展十二五規劃綱要》提出：“加大石油、天然氣資源勘探開發力度，穩定國內石油產量，促進天然氣產量快速增長，推進煤層氣、頁岩氣等非常規油氣資源開發利用。” ^[1] 

（2）石油消費需求不斷提高促進了油田服務行業發展以中國、印度為主的新興市場國家是世界能源消費增長的主要驅動因素，從長期來看，我國石油消費需求將保持持續增長。據《中國2050年低碳情景和低碳發展之路》預測，2050年在基準情況下，我國一次能源需求量將由2005年的21.08（實際22.47）億噸標準煤增加到66.57億噸標準煤，其中石油佔27.57%。國內外石油能源長期需求的不斷擴大，將使全球石油公司不斷加大石油勘探開發的投資力度，油田工程技術服務行業市場空間廣大。

（3）我國的資源國際化戰略帶動油田服務行業走出國門近年來，我國原油消費對外依存度逐步提高，2013年達到57.39%。為了保證國家能源安全，推動全球性能源儲備，國家積極鼓勵國內石油巨頭走出國門，通過收購、戰略合作等方式在世界石油資源豐富地區開拓市場，帶動國內油服公司登陸海外，參與國際化競爭，為國內油服公司的發展提供了更為廣闊的平台。

（4）行業競爭促使油服公司技術升級，優勝劣汰伴隨着油氣開採力度的加大，老油田產能下降，油氣勘探開發逐步朝邊遠地區、油區深層、複雜結構地區轉移。同時對非常規資源進行大規模開發，油氣勘探開發難度加大，對油田工程技術服務也提出了更高的要求。行業內技術水平較低的公司逐步被淘汰，市場資源逐漸集中，留存公司的綜合實力逐步增強，為行業的長期穩定發展奠定基礎。

地震勘探是油氣勘探中一種應用廣泛的最重要的方法之一。地震勘探技術原理是由人工震源（如鑽眼放炮等）所引起的地震波，即由人工製造強烈的震動(一般是在地下不深處的爆炸)所引起的彈性波在岩石中傳播時產生的反射波或折射波，在地面或井下接收和觀察地震波在地層中傳播的信息，確定發生反射波或折射波的岩層界面的埋藏深度和形狀，以查明地質構造、地層等，為尋找油氣田（藏）或其它勘探目的服務的勘探方法，勘探所得的地震波信息可形象比喻為“心電圖”。地震勘探技術是油氣勘探中一種應用廣泛的重要方法，也是勘探工程中最重要的勘探方法之一，其優點是精度高、分辨率高、探測嘗試大、勘探效率高。 ^[2] 

地震勘探方法是在地面上佈置一條條的測線，沿各條測線進行地震施工採集地震信息，然後經過電子計算機處理就得出一張張地震剖面圖。經過地質解釋的地震剖面圖就象從地面向下切了一刀，在二維空間(長度和深度方向)上顯示了地下的地質構造情況。

地震勘探的數據處理把記錄採集到地震信息的磁帶上的大量數據輸入到專用的電子計算機中，按照不同的要求用一系列功能不同的程序進行處理運算，把數據進行歸類編排，突出有效的，除去無效和錯誤的，最後把經過各種處理的數據以波形、線形的形式繪製在膠片上或靜電紙上，形成一張張地震剖面。這個過程就稱做數據處理。

地震勘探所説的速度即是地震波的傳播速度。常用的是平均速度，它是地震波垂直穿過某一岩層界面以上各地層的總厚度與各層傳播時間總和之比，可以用來把地震記錄的時間轉換為深度(距離)。此外，還有層速度、均方根速度、疊加速度等。

三維地震勘探

由於地震勘探的測線只提供了二維的信息，要了解一定面積內的地下情況需要把各條測線的地震剖面進行對比，找出相關的信息推斷測線之間的地下情況，才能形成整體概念，這就可能產生相當大的人為誤差。三維地震是在一定的面積上採用地下地震信息的方法，它可從三維空間(立體的)瞭解地下地質構造情況。這種方法可以提供剖面的、平面的，立體的地下地質圖構造圖象，大大地提高了地震勘探的精確度，對地下地質構造複雜多變的地區特別有效。

重力勘探是獲取地質信息的重要技術之一，可分為野外採集和室內資料整理兩部分。野外資料採集是根據地質要求佈置重力測線，按要求測量的網點在野外測取各個網點的重力值，記錄到數據表上。室內資料整理是對測取的重力值進行必要的校正，消除與地下岩石密度變化無關的干擾因素的影響。各種岩石和礦物的密度(質量)是不同，根據萬有引力定律，其引力也不相同。椐此研究出重力測量儀器，測量地面上各個部位的地球引力(即重力)，排除區域性引力(重力場)的影響，就可得出局部的重力差值，發現異常區，這被稱為“重力異常校正”。經過校正而得出的重力值，就是與地下岩石密度變化有關的地質信息。它就是利用岩石和礦物的密度與重力場值之間的內在聯繫來研究地下的地質構造。

磁力勘探技術利用組成地殼的岩石的不同磁性並由此產生的各不相同的磁場，使地球磁場在局部地區發生變化形成磁異常的原理，利用儀器測定岩石的磁異常。各種岩石和礦物的磁性是不同的，測定地面上各部位的磁力強弱以研究地下岩石礦物的分佈和地質構造，稱做磁力勘探。研究其與地質構造的關係，根據磁異常特徵作出關於地質構造及礦產分佈的預測。由於地球本身就是個大磁體，所以對磁力的預測值應進行校正，求出只與岩石礦物磁性有關的磁力異常。一般鐵磁性礦物含量愈高，磁性愈強。在油氣田區，由於烴類向地面滲漏而形成還原環境，可把岩石或土壤中的氧化鐵還原成磁鐵礦，用高精度的磁力儀可以測出這種磁異常，從而與其它勘探手段配合，發現油氣田。

電法勘探是根據不同岩層具有不同的導電性的特點，來研究地下構造形態的方法，是對電流在地球中的充分妙用，其實質是利用岩石和礦物(包括其中的流體)的電阻率不同，在地面測量地下不同深度地層介質電性差異，用以研究各層地質構造的方法，對高電阻率岩層如石灰岩等效果明顯。電法勘探種類較多，我國目前石油電法勘探的主要方法有兩種：一是大地電流法，是通過測定地球內部的天然電流大小來研究地下構造；二是較常用的垂向探測法，即人工向地下通入電流（即人工電場），再在地面上測定人工電場的電位變化。由於這些電位變化與岩層的性質、岩層的構造有關，因而可以通過其來研究地質構造。電法勘探的電法勘探一般用直流電測深、大地電磁測深、可控源聲頻大地電磁測深等方法，近期又發展了差分標定電法、大地電場巖性探測法等新方法。

遙感技術是指從遠距離、高空或外層空間平台上，利用可見光、紅外、微波等探測器，通過攝影、掃描，對電輻射（包括髮射、反射、吸收和透射）能量的感應、傳輸和處理，從而識別目標物的性質和運動狀態的系統技術。通過遙感技術能夠將地形和各種岩石分佈、地質形象、構造現象等記錄下來，因此該技術能夠適用於險惡地形、高寒缺氧地帶等生命禁區的地質勘探。

野外地質調查、地震、重力、磁力、電法、遙感等勘探技術主要應用於尋找可能含有石油、天然氣的地質圈閉，而鑽井則是用於探明地質圈閉是否含有石油、天然氣。在探井鑽探過程中，需要通過小心謹慎的地質錄井以及時捕捉住油氣層，地質錄井主要包括岩屑錄井、鑽時錄井、泥漿錄井、氣測錄井、岩心錄井等。瞭解地層巖性和鑽探地區有無生油層、儲層、蓋層等，以及瞭解含油氣情況（油氣性質、油氣壓力、含油氣丰度等）是地質錄井的兩項任務。

簡稱油氣化探技術，根據大多數油氣藏的上方都存在着烴類擴散的“蝕變暈”的特點，用化學的方法尋找這類異常區，對岩層、土壤、氣體和水中的各種成分進行分析，測定地下油氣擴散所引起的各種化學變化，分析地下油氣存在與分佈的情況，從而發現油氣田，就是油氣地球化學勘探。油氣地球化學勘探方法的種類比較多，常用的是土壤烴氣體測量、土壤硫酸鹽法、穩定碳同位素法、汞和碘測量法等，還有地下水化學法及井下地球化學勘探法，尋找油氣礦產資源的勘探方法，包括氣測法、瀝青法、水化學法等。

地球物理測井簡稱測井，是在鑽孔中使用測量電、聲、熱、放射性等物理性質的儀器，以辨別地下岩石和流體性質的方法，是勘探和開發油氣田的重要手段。井下地層由各類岩石組成，不同的岩石具有不同的物理、化學性質，地球物理測井則是利用測井儀器測量井深，以得出這些井下地層各種物化性質、地層結構及井深幾何特性等各種信息的技術，是獲取石油天然氣勘探、油田開發數據和資料的重要手段。測井的井場作業由測井地面儀器、絞車和電纜組成，具體測量方法是通過電纜把下井儀器放到井底，在提升電纜過程中進行測量。

測井系列

不同的測井儀器有不同的性能和作用，在某種地質條件和鑽孔條件下，根據一定的地質或工程目的，採用多種有針對性的測井儀器組合起來進行測井，稱為達到這種目的的測井系列。

電阻率測井

是在鑽孔中採用佈置在不同部位的供電電極和測量電極來測定岩石(包括其中的流體)電阻率的方法。通常所用的三電阻率測井系列是：深側向、淺側向和微側向電阻率測井。

聲速測井

聲速測井是利用不同的岩石和流體對聲波傳播速度不同的特性進行的一種測井方法。通過在井中放置發射探頭和接收探頭，記錄聲波從發射探頭經地層傳播到接收探頭的時間差值，所以聲速測井也叫時差測井。用時差測井曲線可以求出儲集層的孔隙度，相應地辨別巖性，特別是易於識別含氣的儲集層。

放射性測井

放射性測井即是在鑽孔中測量放射性的方法，一般有兩大類：中子測井與自然伽馬測井。中子測井是用中子源向地層中發射連續的快中子流，這些中子與地層中的原子核碰撞而損失一部分能量，用深測器(計數器)測定這些能量用以計算地層的孔隙度並辨別其中流體性質。自然伽馬測井是測量地層和流體中不穩定元素的自然放射性發出的伽馬射線，用以判斷岩石性質，特別是泥質和粘土巖。

井温測井

井温測井又稱熱測井，它可以進行地温梯度的測量；可以在產液井中尋找產液的井段，在注入井中尋找注入的井段；對熱力採油井，可以通過鄰井的井温測量檢查注蒸汽的效果；可以評價壓裂酸化施工的效果等。

地層傾角測井是在鑽孔中測量地層傾斜方向和傾斜角度的方法。根據測得的數據，可以研究地質構造與沉積環境，從而追蹤地下油氣的分佈情況。

井徑測井

井徑測井儀是用來測量鑽孔直徑的。在未下套管的井中可以測量井徑不規則程度，提供下套管固井施工所需要的水泥用量參數；還可根據鑽孔的不規則形態，分析判斷地下岩層裂縫的發育程度和裂縫的方向。在套管受損壞的井中，可以測量套管損壞的位置和變形情況。

自然伽馬射能譜測井

自然伽馬能譜測井是測量地層中放射性元素鈾、釷和鉀40的伽馬射線強度譜，從而確定它們在地層中的含量，用於分析岩石及流體性質。

聲波變密度測井

補償聲波測量的是接收到的聲波波列的首波達到時間，用於測定地層的聲波傳播速度，源距較短，其資料用來計算地層孔隙度和確定氣層。全波列聲波測井記錄的是接收到的聲波全部波列，可測定岩層的彈性模量，其源距較長，用於求解岩層強度、檢查壓裂效果及固井質量等，在求解地層孔隙度及判斷氣層方面比補償聲波更為準確。

指補償中子、補償密度及補償聲波測井。

測井解釋的“四性”

“四性”是指地層的巖性、儲集性(孔隙度、滲透率)、含油性和物理性 ^[3]  。

石油地質綜合研究是現代油氣勘探的開始，其水平，關係石油、天然氣勘探開發的速度和效益。地質綜合研究技術是通過綜合評價有勘探前景的沉積盆地，計算油氣資源量，研究盆地、凹陷油氣藏成藏條件，指出富油氣凹陷的有利區帶和勘探目標，制定鑽探計劃的勘探技術，力爭用較小的投入、較短的時間取得勘探突破。

排水採氣法的主要原理是排除井筒積水，常用的是小油管排水採氣法，利用在一定的產氣量下，油管直徑越小，則氣流速度越大，攜液能力越強的原理，通過選用合理直徑的油管，避免形成井底積水來進行天然氣的開採。在氣井產水初期，地層壓力高而產水量較少時，往往採用此種方法進行開採。

泡沫排水採氣法是利用發泡劑與水作用形成氣泡能夠降低液體相對密度原理，把發泡劑通過油管或套管加入氣井中，通過發泡劑溶入井底積水形成氣泡，降低積液相對密度，進而將地層中產出的水隨氣流帶出地面。當氣井地層壓力高而產水量相對較少時，適宜採用此種方法。

柱塞氣舉排水採氣法是通過柱塞在油管內的上下往復運動，將氣井積液不斷排出的開採方法，其具體操作過程是在油管內下入一個柱塞，將柱塞下入氣井時，柱塞中的流道處於打開狀態，柱塞在其自重的作用下向下運動，在其到達油管底部是，柱塞中的流道自動關閉。此時，由於作用在柱塞底部的壓力大於作用在其頂部的壓力，柱塞開始向上運動，在這一過程中將柱塞以上的積水排到地面。而當柱塞到達油管頂部時，柱塞中的流道又被自動打開，復轉為向下運動。正是通過柱塞的這一往復運動，氣井積液得以不斷排出。當氣井地層壓力比較充足而產水量又比較大時，宜採用此種方法開採。

深井泵排水採氣法是利用下入井中的深井泵、抽油杆和地面抽油機，通過油管抽水，套管採氣的方式控制井底壓力。當產水氣井處於中後期開採而地層壓力較低時，宜採用此種方法，但運行費用相對較高。

（一）初期階段－原始找油理論（19世紀40年代以前）

早期油氣勘探活動中，由於人們缺乏對地質規律的認識，沒有相應的理論指導，找油工作主要是依賴對自然現象的直觀感覺進行的。如利用油氣苗找油，靠迷信觀念布井等。

鑽井的方式為頓鑽及麻花鑽，深度不超過500～1000公尺。勘探方法僅限於鑽井法。勘探領域侷限於油氣苗附近和淺層。缺乏地質研究，勘探效率低，成本高。

代表性成果：我國自流井氣田、巴庫蘇拉漢、巴拉汗淺油層及中東的一些油泉和淺油層。

（二）中期階段－圈閉找油理論（19世紀40年代至20世紀40年代）

人們在長期尋找和利用石油和天然氣的生產實踐中，隨着地學水平的提高，逐漸認識到，油氣的聚集常和地下構造有關。

·找油理論1：線狀分佈理論--油氣田呈線狀分佈，沿出油點的直線上找油。這一認識對解釋鹽丘翼部分佈的油田有效，因鹽丘構造多沿斷裂分佈。

·找油理論2：背斜理論—石油聚集於背斜構造的頂部，沿構造等高線分佈，背斜高點找油最有利。19世紀後期，美國的懷特發表了背斜聚油的論文。

“背斜聚油理論” 大大提高了油氣勘探的成功率。在“背斜論”的指導下，油氣勘探由單純依據油氣顯示，轉為依據背斜構造。地面地質測量尋找背斜構造成為找油的主要依據，地質家正式成為找油必不可缺少的專業人才。1917年美國石油地質家協會成立，確立了石油地質家在油氣勘探中的主導地位。勘探領域擴大，主要為山前坳陷，山間坳陷。在石油成因理論上，認為石油是由生物形成的有機成因理論逐漸抬頭，最後佔據主要地位。該理論指導油氣勘探工作已有一百多年的歷史，該理論至今仍起着重要的作用。

油氣勘探方法也有了很大發展，除在露頭區採用地質法（地質填圖找背斜）外，在覆蓋區產生並逐步完善了重、磁、電、地震等地球物理勘探方法，在尋找背斜圈閉方面起了重要作用。為在鑽井中劃分出油氣水層，電測和地質錄井方法都有了相應的發展。鑽井技術普遍提高到旋轉鑽水平，井深超過千米。

通過進一步的勘探實踐，人們發現油氣聚集的場所不僅包括背斜，還包括其它場所，如地層圈閉，於是提出圈閉的概念及找油理論，後來又逐漸提出複合圈閉、隱蔽圈閉等概念。

這一時期的代表性成果：我國老君廟油田、科威特布爾幹披覆背斜油田（K砂岩儲層）、沙特加瓦爾油田（J碳酸鹽巖）。

（三）世界油氣勘探進展階段－盆地找油理論（20世紀中葉以後）

20世紀中葉，隨着圈閉聚油理論進一步發展，人們開始認識到控制油氣聚集的更宏觀因素。沉積盆地找油理論的提出，是石油地質學從實踐到認識的一次重要飛躍。從沉積盆地整體出發，系統分析油氣藏形成的基本地質條件、油氣源與圈閉在時間和空間上的配置關係，逐漸縮小勘探靶區，提高油氣勘探成功率。

盆地找油的實質是源控論和圈閉論的有機結合，系統研究油氣藏形成的石油地質條件和油氣分佈規律，這是現代油氣勘探理論的基本指導原則。70年代後期提出和迅速發展起來的含油氣系統理論，是對盆地找油理論的系統總結和發展。 ^[4] 

中國海油科研人員針對渤海強活動斷裂帶深層進行科技攻關，創新提出伸展—走滑複合斷裂帶深部油氣勘探理論，自主研發超低頻全方位地震勘探技術，攻克複雜斷裂帶深部地震成像，推動渤海勘探主戰場由淺部拓展至深部、顯性潛山拓展至隱性潛山，指導發現了渤中26-6油田等多個億噸級油田。

2024年2月25日，渤海深層油氣勘探再獲發現，億噸級油田渤中26-6油田新增油氣探明儲量超4000萬立方米，累計探明儲量突破2億立方米，成為全球最大的變質岩油田。 ^[5] 

2024年2月28日，國家統計局發佈《中華人民共和國2023年國民經濟和社會發展統計公報》，2023年，石油勘查新增探明地質儲量連續4年穩定在12億噸以上，天然氣、頁岩氣、煤層氣合計勘查新增探明地質儲量連續5年保持在1.2萬億立方米以上。 ^[6]