隨著全球油氣工業(yè)的發(fā)展，油氣勘探地域由陸地向深水、目的層由中淺層向深層和超深層、資源類型由常規(guī)向非常規(guī)快速延伸，石油工業(yè)發(fā)展具有戰(zhàn)略性的"三新"領(lǐng)域可以歸納為:水深大于3000m的海洋超深水等新區(qū)；埋深超過(guò)6000m的陸地超深層等新層系；儲(chǔ)集層孔喉直徑小于1000nm的超致密油氣等新類型。

深層將是石油工業(yè)未來(lái)最重要的發(fā)展領(lǐng)域之一，也是中國(guó)石油引領(lǐng)未來(lái)油氣勘探與開(kāi)發(fā)最重要的戰(zhàn)略現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域。

本文基于前人及筆者研究成果，梳理在深層油氣生成與保存條件、儲(chǔ)集層形成機(jī)理、勘探潛力與油氣資源評(píng)價(jià)及勘探工程技術(shù)方面取得的一系列新認(rèn)識(shí)、新進(jìn)展，并從地質(zhì)認(rèn)識(shí)和技術(shù)需求兩方面指出深層油氣勘探開(kāi)發(fā)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

1、全球深層油氣勘探重大發(fā)現(xiàn)

關(guān)于深層的定義，不同國(guó)家、不同機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)差異較大。目前國(guó)際上相對(duì)認(rèn)可的深層標(biāo)準(zhǔn)是其埋深大于等于4500m。2005年，中國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布的《石油天然氣儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范》中規(guī)定：

將埋深為3500～4500m的地層定義為深層，埋深大于4500m的地層定義為超深層；鉆井工程中將埋深為4500～6000m的地層作為深層，埋深大于6000m的地層作為超深層。盡管對(duì)深層深度界限的認(rèn)識(shí)還不一致，但其重要性日益顯現(xiàn)。

目前，已有70多個(gè)國(guó)家在深度超過(guò)4000m的地層中進(jìn)行了油氣鉆探，80多個(gè)盆地和油區(qū)在4000m以深的層系中發(fā)現(xiàn)了2300多個(gè)油氣藏，共發(fā)現(xiàn)30多個(gè)深層大油氣田（大油田：可采儲(chǔ)量大于6850×104t；大氣田：可采儲(chǔ)量大于850×108m3），其中，在21個(gè)盆地中發(fā)現(xiàn)了75個(gè)埋深大于6000m的工業(yè)油氣藏。

美國(guó)墨西哥灣Kaskida油氣田是全球已發(fā)現(xiàn)的最深海上砂巖油氣田，目的層埋深7356m，如從海平面算起，則深達(dá)9146m，可采儲(chǔ)量（油當(dāng)量）近1×108t。

在成熟探區(qū)，深部層系是重要的接替領(lǐng)域。如中東地區(qū)，近年來(lái)多數(shù)油氣重大發(fā)現(xiàn)均位于深層，近10年來(lái)在3000m以深的地層中發(fā)現(xiàn)了Pars、Masjid、Esoleiman、Shaikan1、Kurdamir-1、Ferdows等一批巨型、特大型油氣田；

墨西哥灣近海淺水區(qū)深層勘探近年來(lái)也有大發(fā)現(xiàn)，利用高精度地震改善鹽下構(gòu)造成像質(zhì)量，對(duì)第三系Wilcox 組進(jìn)行解剖分析，逐步查明該區(qū)超深層含油氣構(gòu)造特征，于2009年在超深層發(fā)現(xiàn)了Davy Jones氣藏。

目前，全球已開(kāi)發(fā)了1000多個(gè)目的層埋深在4500～8103m的油氣田，其中，美國(guó)灣岸（GulfCoast）盆地Augur油田是世界上已開(kāi)發(fā)的最深油藏（埋深6511～6540m）；美國(guó)西內(nèi)盆地阿納達(dá)科凹陷米爾斯蘭奇氣田（Mills Ranch Field）是世界上已開(kāi)發(fā)的最深氣藏，目的層下奧陶統(tǒng)白云巖埋深7663～8103m，孔隙度為5%～8%，平均滲透率為7×10?3μm2，單井產(chǎn)氣量為6×104m3/d，可采儲(chǔ)量365×108m3。

中國(guó)陸上油氣勘探不斷向深層-超深層拓展，進(jìn)入21世紀(jì)，深層勘探獲得一系列重大突破：在塔里木發(fā)現(xiàn)輪南-塔河、塔中等海相碳酸鹽巖大油氣區(qū)及大北、克深等陸相碎屑巖大氣田；在四川發(fā)現(xiàn)普光、龍崗、高石梯等碳酸鹽巖大氣田；在鄂爾多斯、渤海灣與松遼盆地的碳酸鹽巖、火山巖和碎屑巖領(lǐng)域也獲得重大發(fā)現(xiàn)。

東部地區(qū)在4500m以深、西部地區(qū)在6000m以深獲得重大勘探突破，油氣勘探深度整體下延1500～2000m，深層已成為中國(guó)陸上油氣勘探重大接替領(lǐng)域。

 

中國(guó)石油天然氣股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)石油）的探井平均井深由2000年的2119m增長(zhǎng)到2011年的2946m，其中，塔里木油田勘探井深已連續(xù)4年超過(guò)6000m，且突破了8000m深度關(guān)口（克深7井井深8023m）；東部盆地勘探井深突破6000m（牛東1井井深6027m）。

中國(guó)近10年來(lái)完鉆井深大于7000m的井有22口，其中，2006年以來(lái)完鉆19口，占86%。

目前鉆探最深的井是塔深1井，完鉆井深8408m，在8000m左右見(jiàn)到了可動(dòng)油，產(chǎn)微量氣，鉆井取心證實(shí)有溶蝕孔洞，儲(chǔ)集層物性較好，地層溫度為175～180℃。

最深的工業(yè)氣流井是塔里木盆地庫(kù)車坳陷的博孜1井，7014～7084m井段在5mm油嘴、64MPa油壓條件下日產(chǎn)氣251×104m3，日產(chǎn)油30t，屬典型的碎屑巖凝析氣藏。

最深的工業(yè)油流井是塔里木盆地的托普39井，6950～7110m井段日產(chǎn)油95t、氣1.2×104m3。

2、深層油氣生成與保存條件認(rèn)識(shí)新突破

2.1 關(guān)于烴源灶的新認(rèn)識(shí)

近年來(lái)，在單一烴源灶常規(guī)生烴模式基礎(chǔ)上，研究擴(kuò)展了中國(guó)深層海相烴源巖的生烴模式：

①針對(duì)常規(guī)海相烴源灶，將單峰式生烴模式完善為完整的雙峰式，即包括"生油"和"生氣"兩個(gè)高峰；

②提出源巖中滯留的分散液態(tài)烴在高-過(guò)成熟階段能裂解成氣、使烴源巖仍具有良好成氣潛力的新觀點(diǎn)。

基于上述觀點(diǎn)，海相烴源巖熱演化和生烴歷史應(yīng)比以往認(rèn)定的更長(zhǎng)，資源總量更大?；诖罅康刭|(zhì)樣品的模擬實(shí)驗(yàn)確定煤系源巖的生氣界限和潛力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明煤的生氣界限可以由以往認(rèn)為的Ro=2.5%延伸到Ro=5.0%，在Ro>2.5%的階段仍具有約20%的生氣潛力；認(rèn)為煤的最大生氣量可達(dá)300mL/g，比過(guò)去提出的150mL/g 增加1倍。

2.2 關(guān)于油層溫度的新認(rèn)識(shí)

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，原油在160℃開(kāi)始裂解，200℃之前基本完全裂解，然而近期一些新的地質(zhì)發(fā)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)觀念提出了挑戰(zhàn)：

中國(guó)渤海灣盆地發(fā)現(xiàn)的牛東1井薊縣系霧迷山組潛山凝析油層底部溫度達(dá)201.1℃（對(duì)應(yīng)深度6027m）；美國(guó)瓦勒維爾杰盆地帕凱特油氣田和特拉華盆地戈麥斯油氣田在4575～6100m深度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量凝析油氣，部分生產(chǎn)層溫度高達(dá)232℃；波斯灣馬倫油田產(chǎn)層溫度超過(guò)230℃，俄羅斯濱里海盆地布拉海油藏在7550m深度、295℃條件下仍有液態(tài)烴聚集。


 

筆者近期通過(guò)大量原油裂解金管模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原油的熱穩(wěn)定性很大程度上受控于原油的組成；塔里木原油裂解實(shí)驗(yàn)和地質(zhì)推演結(jié)果證實(shí)，受控于原油性質(zhì)和該盆地特殊的熱史條件，塔里木正常原油完全裂解的溫度門限可延伸至近230℃，深度可達(dá)6000m以上。

上述地質(zhì)發(fā)現(xiàn)和模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，液態(tài)石油的保存深度大于傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)深度。

3、深層油氣儲(chǔ)集層形成機(jī)理的新認(rèn)識(shí)

深層油氣儲(chǔ)集層包括碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖、變質(zhì)巖等。深層儲(chǔ)集層在埋藏過(guò)程中通常經(jīng)歷了較長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，多次成巖事件的疊加使儲(chǔ)集層發(fā)育控制因素更加復(fù)雜。

3.1 深層碎屑巖儲(chǔ)集層發(fā)育和保持機(jī)理

國(guó)內(nèi)外研究表明，5類主要因素控制深層儲(chǔ)集層孔隙的發(fā)育：

①壓實(shí)、壓溶、膠結(jié)及礦物體積增大的交代作用是使深層儲(chǔ)集層減孔的主要因素；

②溶解、破裂、收縮及礦物體積縮小的交代作用是使深層儲(chǔ)集層增孔的主要因素；

③顆粒包膜、油氣充注、流體超壓作用是使深層儲(chǔ)集層孔隙保存的主要因素；

④早期成藏、構(gòu)造抬升、快速深埋等因素抑制了成巖效應(yīng)，對(duì)孔隙保存具有重要作用；

⑤盆地動(dòng)力場(chǎng)對(duì)深層儲(chǔ)集層成巖作用有重要影響。

上述5類因素對(duì)深部?jī)?chǔ)集層形成均有控制作用，但對(duì)于不同地質(zhì)背景、不同巖性的儲(chǔ)集層，各種因素對(duì)孔隙影響程度差異很大，因此，確定不同地質(zhì)背景、不同巖性儲(chǔ)集層保孔、增孔主控因素是深層儲(chǔ)集層研究的核心問(wèn)題。

3.1.1 早期淺埋-晚期快速深埋

埋藏壓實(shí)作用是孔隙度降低的一個(gè)重要因素，其主要發(fā)生于早成巖期及中成巖早期。

根據(jù)埋藏方式，可以把深層優(yōu)質(zhì)碎屑巖儲(chǔ)集層分為早期淺埋晚期快速深埋型、長(zhǎng)期緩慢逐漸埋藏型和短期快速深埋藏型3種，其中早期淺埋-晚期快速深埋型儲(chǔ)集層物性好，利于原生粒間孔保存，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層厚度大，分布廣，成巖演化程度低，油氣儲(chǔ)量豐度大，成巖物理模擬實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一認(rèn)識(shí)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)研究區(qū)儲(chǔ)集層巖石組成特征（如石英含量、巖屑成分及含量、長(zhǎng)石含量等），按相似配比制成人造砂巖巖心。

利用成巖物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)不同的溫壓條件，模擬儲(chǔ)集層沉積成巖后經(jīng)受的早期慢速壓實(shí)-后期快速壓實(shí)作用，再現(xiàn)不同沉降階段儲(chǔ)集層孔隙的演化特征，量化不同孔隙類型及含量。


 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，砂巖面孔率的變化呈現(xiàn)出明顯的4段性特征：

第1階段為埋深0～2000m的早成巖階段，即長(zhǎng)期的淺埋藏階段，砂巖面孔率由40%迅速減小到18%左右，該階段的減孔率（（Si?Sp）/ Si，其中，Si為初始面孔率，Sp為當(dāng)前面孔率）為55%，孔隙以原生孔為主，溶蝕孔含量自埋深1000m開(kāi)始逐步增加；

第2階段為埋深2000～5000m的中成巖A1階段，處于儲(chǔ)集層長(zhǎng)期淺埋-后期快速深埋的過(guò)渡階段，面孔率由18%左右減小至13%左右，減孔率為27.8%，此階段原生孔快速減小、溶蝕孔快速增加，砂巖顆粒間以點(diǎn)-線狀接觸為主，孔隙類型以原生粒間孔為主，見(jiàn)較多溶蝕孔；

第3階段為埋深5000～8000m的中成巖A2-B階段，處于晚期快速深埋階段，此階段由于壓實(shí)作用的逐漸增強(qiáng)原生孔面孔率持續(xù)降低，溶蝕孔面孔率處于最大發(fā)育階段，總面孔率由13%降低到11%左右，減孔率為15.4%，自埋深5000m開(kāi)始出現(xiàn)大量顆粒裂紋，砂巖碎裂對(duì)顆粒溶蝕具有促進(jìn)作用并有利于孔隙連通；

第4階段為埋深8000～10000m的晚成巖階段，碎屑顆粒達(dá)到穩(wěn)定堆積狀態(tài)，隨埋深增加堆積緊密程度進(jìn)一步增加，原生孔含量及溶蝕孔含量逐漸降低，導(dǎo)致砂巖總面孔率持續(xù)降低，一般為10%左右甚至更低。

3.1.2 深埋溶蝕作用

深層儲(chǔ)集層溶蝕作用有兩種類型，即埋藏溶蝕和近地表風(fēng)化淋濾溶蝕，且以前者為主，其對(duì)孔隙的發(fā)育貢獻(xiàn)最大。

埋藏溶蝕作用的產(chǎn)生主要與有機(jī)質(zhì)成熟過(guò)程中產(chǎn)生的酸性水或有機(jī)酸有關(guān)，深層烴源巖成熟度一般較高（成熟-高成熟），Ro值普遍大于1.0%。

在有機(jī)質(zhì)成熟過(guò)程中，干酪根熱裂解生成大量CO2，降低了地層水的pH值，使其成為酸性水，或形成大量的有機(jī)酸。

酸性水或有機(jī)酸隨泥巖的壓實(shí)而進(jìn)入相鄰的砂巖中，使砂巖中的某些組分產(chǎn)生強(qiáng)烈溶蝕，形成大量的粒內(nèi)溶孔和鑄?？?，并對(duì)原有粒間孔進(jìn)行改造和溶蝕擴(kuò)大，利于形成次生孔隙。

高溫（180℃）高壓（53MPa）溶蝕實(shí)驗(yàn)表明，高溫高壓條件下砂巖快速溶蝕（溫度超過(guò)150℃后溶蝕速率增大2～3倍），有效儲(chǔ)集層深度界限下移，塔里木盆地克深地區(qū)的勘探實(shí)踐證明埋深超過(guò)7900m的白堊系仍發(fā)育優(yōu)質(zhì)碎屑巖儲(chǔ)集層。

近地表風(fēng)化溶蝕作用主要與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)，沉積物受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響抬升、暴露于大氣水環(huán)境中，發(fā)生大氣淡水溶蝕作用，形成次生溶蝕孔，改善了深層儲(chǔ)集層物性，溶蝕作用程度取決于風(fēng)化暴露時(shí)間和地形坡度。

塔里木盆地庫(kù)車克深202井研究結(jié)果表明，溶蝕作用縱向發(fā)育范圍距不整合面可達(dá)290m（150m內(nèi)最好），其中淺層風(fēng)化帶溶蝕孔隙度為0～1.0%，垂向淋濾帶溶蝕孔隙度為2.0%～5.0%，徑向潛流帶溶蝕孔隙度為1.0%～2.0%，底部滯留帶溶蝕孔隙度為0～1.0%，橫向具有成層性。

3.1.3 裂縫作用

根據(jù)巖心觀察和對(duì)井剖面裂縫分布特征的分析，發(fā)現(xiàn)深層儲(chǔ)集層中主要發(fā)育以下幾種類型裂縫，利于改善低孔砂巖儲(chǔ)集層物性：

①局部構(gòu)造變形裂縫；

②斷裂帶裂縫；

③區(qū)域性裂縫。

大量生產(chǎn)實(shí)踐和研究成果表明，深層儲(chǔ)集層中發(fā)育的裂縫對(duì)儲(chǔ)集層孔隙度貢獻(xiàn)極小，但其對(duì)儲(chǔ)集層滲透性的改善作用十分明顯。
當(dāng)儲(chǔ)集層中發(fā)育裂縫時(shí)，滲透率顯著增加，如大北202井目的層裂縫發(fā)育，砂巖儲(chǔ)集層未經(jīng)改造，日產(chǎn)氣110×104m3；如果沒(méi)有裂縫對(duì)儲(chǔ)集層滲透性的有效改善，許多深部地層將難以成為有效儲(chǔ)集層，充分顯示了由于微裂縫系統(tǒng)的發(fā)育，使致密儲(chǔ)集層內(nèi)相對(duì)"僵滯"的氣藏重新"活動(dòng)"形成高產(chǎn)的作用。

3.2 深層碳酸鹽巖儲(chǔ)集層形成機(jī)理

中國(guó)海相沉積盆地主要發(fā)育在古生代，經(jīng)過(guò)多旋回疊合和改造，油氣分布十分復(fù)雜，尤其是碳酸鹽巖層系埋藏深，儲(chǔ)集層較致密，非均質(zhì)性強(qiáng)。


 

礁灘、白云巖、風(fēng)化殼型儲(chǔ)集層是碳酸鹽巖中最重要的儲(chǔ)集層，其最大特點(diǎn)是次生孔隙發(fā)育。從儲(chǔ)集層物性隨深度演化關(guān)系看（見(jiàn)圖），總體上孔隙度和滲透率較為穩(wěn)定。

由于受斷裂活動(dòng)、巖溶熱液作用和白云石化作用的影響，碳酸鹽巖在8000m以深仍具有很好的儲(chǔ)集性能。

輪?wèn)|1井在6800m深度仍發(fā)育高達(dá)4.5m的大型溶洞；塔深1井在8408m深度仍見(jiàn)可動(dòng)油，并產(chǎn)少量氣。深部碳酸鹽巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層孔隙的形成與保持受多種因素控制。

3.2.1 白云巖儲(chǔ)集層白云石化模式和成孔機(jī)制

白云巖儲(chǔ)集層的研究主要包括白云石化機(jī)理模式和孔洞成因兩方面內(nèi)容。

目前可識(shí)別出4類共6種白云石化模式和6類成孔機(jī)制。

6種白云石化模式分別為：

相控型的薩布哈蒸發(fā)泵和回流-滲透2類；

成巖型的埋藏壓實(shí)排擠流和熱對(duì)流循環(huán)2類；

構(gòu)造型的斷裂-熱液和生物型的微生物白云石化。

古老白云巖多經(jīng)歷多期白云石化作用，如埋藏云化、構(gòu)造-熱液云化可以疊合于先期所有白云石化類型之上。白云石化與溶蝕（同生期大氣淡水溶蝕、表生期巖溶和埋藏溶蝕）、構(gòu)造作用的疊合更利于優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)集層的形成。
在中國(guó)中西部含油氣盆地，目前可識(shí)別出6類成孔機(jī)制：

礦物體積減小的云化作用；

同生期大氣淡水溶蝕作用；

晚期（巖溶風(fēng)化殼）大氣淡水溶蝕作用；

埋藏期含硫化合物的熱裂解作用（TDS）；

埋藏期硫酸鹽熱化學(xué)還原作用（TSR）與有機(jī)酸溶蝕作用；

埋藏期熱流體作用。

3.2.2 古巖溶儲(chǔ)集層成因類型

古巖溶包括淺部巖溶與深部巖溶兩大成因類型。

淺部巖溶細(xì)分為潛山巖溶、礁灘體巖溶和層間巖溶；

深部巖溶細(xì)分為順層巖溶、垂向巖溶和熱流體巖溶。

目前可作為勘探對(duì)象的古巖溶儲(chǔ)集層包括3種類型：

①保存較完好的溶洞，成串珠狀發(fā)育，鉆井既放空、又漏失；

②剖面上呈柱狀/墻狀、平面上呈帶狀的陷落柱，鉆井有漏失、無(wú)放空；

③剖面上規(guī)模大、平面上呈面狀的塌陷體，鉆井有漏失、無(wú)放空。

對(duì)順層、層間和垂向巖溶等新類型巖溶儲(chǔ)集層的識(shí)別，拓展了塔里木盆地油氣勘探領(lǐng)域，勘探深度增加了1000～2000m，勘探面積增加數(shù)倍。

3.2.3 早期油氣充注保存孔隙機(jī)理

塔里木盆地海相原油的充注主要發(fā)生在晚加里東期和晚海西期。該時(shí)期奧陶系儲(chǔ)集層整體埋深為3000～4000m，該深度范圍內(nèi)原生孔隙和次生孔隙保存較好，存在足夠的儲(chǔ)集空間接受油氣的注入。

由于巖石孔隙中已充注油氣，故難以被壓實(shí)，孔隙得以保存。塔里木盆地碳酸鹽巖儲(chǔ)集層經(jīng)歷了多期多類成巖作用，油氣的早期充注對(duì)儲(chǔ)集層孔隙度的保存具有重要意義。

3.2.4 斷裂改善深層碳酸鹽巖儲(chǔ)集層性能機(jī)理

從塔里木盆地深井來(lái)看，埋深大于5700m時(shí)，碳酸鹽巖儲(chǔ)集層中裂縫型儲(chǔ)集層已逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)，其厚度不斷增大；在7000m以深，裂縫型儲(chǔ)集層已成主體。

儲(chǔ)集層中裂縫的形成與斷裂關(guān)系十分密切：

深大斷裂附近一般發(fā)育裂縫型儲(chǔ)集層，且厚度大、分布廣，形成規(guī)模儲(chǔ)集層；

深大斷裂也是重要的油氣輸導(dǎo)通道，溝通了深部的烴源巖，易于成藏。

塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶及其派生的走滑斷裂是重要的油氣源斷裂，同時(shí)斷裂形成的裂縫系統(tǒng)又溝通了巖溶層的孔洞，改善了儲(chǔ)集性能，形成了高產(chǎn)區(qū)，目前高產(chǎn)油氣井主要分布在斷裂發(fā)育區(qū)。

3.3 深層火山巖儲(chǔ)集層形成主控因素

中國(guó)沉積盆地內(nèi)火山巖廣泛發(fā)育，且大部分位于盆地深層。

火山巖儲(chǔ)集層是構(gòu)造作用、火山作用、成巖作用和表生-埋藏改造作用等多種因素綜合作用的結(jié)果。

中國(guó)東、西部盆地深層火山巖儲(chǔ)集層在發(fā)育構(gòu)造背景、時(shí)代、主控因素等方面均存在較大差異，形成了原生型火山巖儲(chǔ)集層和次生風(fēng)化型兩類火山巖儲(chǔ)集層。

松遼盆地下白堊統(tǒng)營(yíng)城組火山巖噴發(fā)于大陸斷陷-拗陷期，位于斷陷內(nèi)，構(gòu)造環(huán)境單一，火山活動(dòng)受斷裂控制。

巖性包括流紋巖、玄武巖、火山碎屑巖等，早期為中基性巖，后期為大規(guī)模酸性火山巖。

火山噴發(fā)環(huán)境以陸上為主，主要表現(xiàn)為中心式噴發(fā)模式。深層火山巖經(jīng)歷了短期的風(fēng)化作用，或未經(jīng)受風(fēng)化作用，火山機(jī)構(gòu)保存較完整，形成原生型火山巖儲(chǔ)集層，儲(chǔ)集層主要發(fā)育于爆發(fā)相巖類組合帶中，控制火山巖儲(chǔ)集性的主要因素為巖性巖相、構(gòu)造裂縫和酸性流體的溶蝕作用。

準(zhǔn)噶爾盆地古生代火山噴發(fā)環(huán)境差異較大，有殘余洋盆、島弧-弧后、裂谷、山間盆地、前陸盆地等構(gòu)造單元。火山巖以中基性為主，發(fā)育少量的酸性流紋巖，巖石類型以熔巖為主，其次為火山碎屑熔巖、火山碎屑巖以及沉火山巖。

火山巖儲(chǔ)集層的分布規(guī)律與優(yōu)質(zhì)火山巖相帶、風(fēng)化淋濾帶、有利成巖部位密切相關(guān)：

①火山巖相分布控制了有利儲(chǔ)集層分布，溢流相頂部自碎角礫巖發(fā)育帶以及氣孔發(fā)育帶決定了火山巖儲(chǔ)集層的分布及火山噴發(fā)的期次性，決定了縱向上儲(chǔ)集層發(fā)育的韻律性；

②風(fēng)化淋濾作用決定了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的發(fā)育帶，風(fēng)化淋濾作用對(duì)儲(chǔ)集層具有積極的改善作用，增大了儲(chǔ)集空間，提高了儲(chǔ)集性能，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層主要分布在風(fēng)化殼以下以及每期沉積間斷期旋回的頂部；


 

③有利成巖部位是火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層分布區(qū)，生烴中心和風(fēng)化淋濾斜坡帶是有利儲(chǔ)集層的發(fā)育區(qū)，斷裂發(fā)育區(qū)是火山巖儲(chǔ)集層油氣的高產(chǎn)區(qū)，裂縫極大地改善了儲(chǔ)集層滲透率，提高了儲(chǔ)集性能。

4、深層油氣勘探潛力與油氣資源評(píng)價(jià)的新進(jìn)展

深層油氣資源潛力大，尤其是天然氣資源，隨著中淺層勘探程度的不斷提高，油氣勘探目標(biāo)逐漸轉(zhuǎn)向深層，是否發(fā)育有效儲(chǔ)集層是制約深層、超深層領(lǐng)域資源勘探的關(guān)鍵因素，深層油氣的勘探效益取決于油氣的富集程度及規(guī)模。

本文以4500～6000m為深層標(biāo)準(zhǔn)，大于6000m為超深層標(biāo)準(zhǔn)，初步預(yù)測(cè)，中國(guó)石油探區(qū)范圍內(nèi)深層油氣資源潛力為220×108～300×108t 油當(dāng)量，主要分布于碳酸鹽巖、碎屑巖和火山巖3大領(lǐng)域，以氣為主。

當(dāng)前有深層-超深層碳酸鹽巖是未來(lái)勘探發(fā)展的重要接替領(lǐng)域：

塔里木盆地塔北南緣奧陶系巖溶發(fā)育區(qū)；

塔里木盆地塔中奧陶系礁灘與巖溶發(fā)育區(qū)；

鄂爾多斯盆地靖邊氣田周緣奧陶系巖溶發(fā)育區(qū)；

四川盆地川東北二疊系-三疊系礁灘體發(fā)育區(qū)；

四川盆地川東北石炭系白云巖富氣區(qū)5大現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，勘探面積約10×104km2；

有塔里木盆地麥蓋提斜坡奧陶系巖溶發(fā)育區(qū)；

塔中-塔北下奧陶統(tǒng)白云巖；

環(huán)滿加爾凹陷寒武系臺(tái)緣帶；

四川盆地川西二疊系白云巖區(qū)；

雷口坡組風(fēng)化殼區(qū)；

震旦系-寒武系巖溶-白云巖區(qū)；

鄂爾多斯盆地東部鹽下白云巖區(qū)；

渤海灣盆地潛山8大接替領(lǐng)域，有利勘探面積約10×104km2。

深層碎屑巖資源潛力大，是未來(lái)深層油氣勘探重要領(lǐng)域，當(dāng)前有庫(kù)車坳陷深層天然氣、四川盆地須家河組天然氣、準(zhǔn)噶爾盆地腹部巖性地層油氣3大現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，勘探面積9×104～10×104km2；接替領(lǐng)域有渤海灣盆地深層碎屑巖油氣、塔里木盆地海相砂巖油氣、準(zhǔn)噶爾盆地深層致密砂巖氣、塔里木盆地塔西南深層油氣、吐哈盆地臺(tái)北凹陷致密氣、三塘湖盆地致密油、松遼盆地深層致密氣，勘探面積約34×104km2。

深層火山巖具備規(guī)模成藏的基礎(chǔ)和條件，具有較好的油氣勘探前景。

現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域有準(zhǔn)噶爾盆地石炭-二疊系、松遼盆地侏羅系-白堊系、三塘湖盆地石炭-二疊系、渤海灣盆地侏羅系-古近系，勘探面積14×104km2；接替領(lǐng)域有塔里木盆地二疊系、吐哈盆地石炭-二疊系、四川盆地二疊系，勘探面積17.5×104km2。

5、深層油氣勘探工程技術(shù)重大進(jìn)展

近年來(lái)，針對(duì)深層油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)需求，對(duì)超高溫鉆井液進(jìn)行了重點(diǎn)研究，形成了超高溫鉆井液技術(shù)體系。國(guó)內(nèi)泡沫鉆井液抗高溫能力從150℃提高到350℃，形成了抗溫350℃的水基泡沫鉆井液技術(shù)，其抗溫能力比國(guó)外聚合物成膜增黏泡沫鉆井液技術(shù)高50℃。

研發(fā)了超高溫條件下成膠率高的抗超高溫納米有機(jī)土及配套的油基鉆井液關(guān)鍵處理劑，形成了抗溫250℃、密度2.60g/cm3的油基鉆井液技術(shù)，達(dá)到國(guó)外同類技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)油基鉆井液處理劑基本配套，并且鉆井液可回收利用。

同時(shí)研發(fā)了分子結(jié)構(gòu)中含有高電荷官能團(tuán)的高溫保護(hù)劑，將水基鉆井液抗溫能力從180℃提高到240℃，形成了抗溫240℃的水基鉆井液技術(shù)，其抗溫能力比國(guó)外同類技術(shù)系列高30℃，成本僅為國(guó)外技術(shù)的30%。

此外，中國(guó)鉆機(jī)已適應(yīng)超深井鉆井需求。2006年生產(chǎn)出9000m鉆機(jī)，2007年又生產(chǎn)出12000m鉆機(jī)，鉆機(jī)生產(chǎn)能力為超深井勘探開(kāi)發(fā)提供了條件。

6、結(jié)論

目前關(guān)于深層油氣的理論認(rèn)識(shí)只是階段性研究結(jié)果，仍存在很多未知領(lǐng)域。

從地質(zhì)認(rèn)識(shí)看，深層-超深層埋藏演化歷史、烴源巖演化歷史與成藏歷史長(zhǎng)，過(guò)程復(fù)雜，資源潛力和成藏機(jī)理認(rèn)識(shí)不清；

深層-超深層有效儲(chǔ)集層成因復(fù)雜，規(guī)模有效儲(chǔ)集層發(fā)育主控因素與分布規(guī)律不明確；

油氣勘探方向、勘探目標(biāo)預(yù)測(cè)、深層有效儲(chǔ)集層裂縫和溶蝕孔洞成因機(jī)制及評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)、深層高溫高壓環(huán)境與低孔滲介質(zhì)條件及多種運(yùn)聚動(dòng)力影響導(dǎo)致的成藏理論問(wèn)題等都有待深入研究。

從技術(shù)需求看，深層-超深層埋深大，地震資料信噪比和分辨率普遍偏低，勘探目標(biāo)成像精度不夠，針對(duì)性的深層-超深層地震預(yù)測(cè)技術(shù)、流體評(píng)價(jià)技術(shù)、深層復(fù)雜儲(chǔ)集層深度改造與開(kāi)發(fā)配套技術(shù)、安全快速鉆井技術(shù)需要發(fā)展和完善。

目前針對(duì)深層油氣勘探開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)亦剛起步，國(guó)內(nèi)埋深達(dá)7000m的油氣藏尚未投入開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)高效、規(guī)模開(kāi)發(fā)難度更大。

中國(guó)含油氣盆地經(jīng)過(guò)多期疊加改造，深層-超深層仍發(fā)育良好儲(chǔ)集層，埋深可達(dá)8000m，單井產(chǎn)量較高、油氣藏規(guī)模大。中國(guó)深層油氣目前已進(jìn)入突破發(fā)現(xiàn)期。今后應(yīng)把深層油氣勘探開(kāi)發(fā)作為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、影響未來(lái)的戰(zhàn)略領(lǐng)域和現(xiàn)實(shí)工程來(lái)組織實(shí)施。（其他作者為鄒才能，朱如凱，張?jiān)戚x，張水昌，張寶民，朱光有，高志勇）