油气勘探认识与实践过程推动了中国陆相石油地质学理论的发展

当代中国陆相石油地质学理论的主要进展~

当代中国陆相油气地质学理论的进展，可以概括为以下几个主要方面：
1.陆相有机质生烃理论，成为世界烃类生成理论的一个重要理论分支
这一理论对陆相有机质堆积、保存、生烃机理、排烃机制、油气运聚与生储盖组合的基本类型，生烃效率与油气资源预测等方面都进行了全面的研究，建立了系统的理论体系，成为可与世界海相生烃理论并驾齐驱的烃类生成理论分支，并且丰富和发展了石油天然气地质学理论体系。
2.未成熟-低成熟石油形成的理论，突破了干酪根热降解成烃学说的局限性
未成熟石油是指沉积岩中有机质的成烃演化达到成烃门限之前所形成的石油。其烃源岩的镜质体反射率 R0 主要在 0.3%～0.5%，少量可达 0.7%，一般也称未成熟-低成熟石油。未成熟-低成熟油是由沉积岩中的可溶有机质形成的（黄第藩，1995）。
经过多年的分析研究，在许多第三纪和白垩纪沉积盆地中成功地检测出未成熟-低成熟原油，并对未成熟-低成熟原油的有机地球化学特征进行了系统研究；对未成熟-低成熟油的形成条件与分布特征进行了初步探讨。实践表明，未成熟-低成熟油在中国已经形成了工业性聚集，从目前预测的资源量看，有着广泛的勘探前景。未成熟-低成熟石油的发现和研究突破了干酪根热降解生油学说的局限性，证明干酪根热降解前期可形成工业性油气聚集。既补充了传统理论之不足，又扩大了找油领域。
3.煤系生油理论的提出是对陆相石油地质理论的补充和完善
煤成天然气在中国早已为实践所证明，煤系生油则是在近10年来才开展的研究课题。从吐哈盆地侏罗系大中型油气田的发现开始，对煤系生油显微组分与有机地球化学特征、煤系生油的多阶段性与早生早排性进行了独创性的研究和分析，走在了世界的前列。对煤系油气藏的形成条件与分布规律的研究也已经取得明显进展。现在看来，煤系尽管生成于相对开放的沉积环境，氧化条件大大强于还原环境下的湖泊和海洋，但是沼泽环境所堆积的有机物有其特殊性，抗氧化能力会优于湖泊中的浮游生物死亡的残体。植被中易生油有机质多是植物结出的硬壳类果实、草籽、果仁、叶片等及其体内渗出物。它们落地后要么发芽再生，要么被埋藏，成为生油母质。沼泽环境是距湖盆最近的低洼环境，除接受自身环境中败落的富生油有机质外，还通过河流的输送或洪水的冲泻，接受外来的有机物。同时，随着湖盆的外扩，湖水可以多期地覆盖原先的沼泽区，堆积富有机质泥岩。因此，煤系生油实际上包括了煤岩本身与所夹湖相泥岩的生油。这一认识上的发展，不仅使陆相生油理论获得重大进展，也使勘探领域获得拓展。
4.系统地提出了陆相沉积与储集岩形成、演化与分布的理论
针对陆相沉积的多物源、窄相带、岩性岩相变化快和时空上多迁移变化的特点，系统地总结了陆相沉积体系相模式、相组合序列、生储盖组合、储层组构特征、成岩演化序列与相应物性演变的量化趋势，并形成了一套有效的实验研究方法及评价标准。突出了次生孔隙带发育规律的研究，指出古地温场、物源区母岩成分与构造应力是影响成岩演化速率与次生孔隙发育程度的重要因素。这就丰富和发展了沉积岩石学与储层地质学的理论，并比较符合实际地提出了中国陆相油气储层特征，以及相应的勘探、开发增产措施和工艺技术。
5.建立了以油气藏形成与分布规律为核心的中国石油地质理论
这一理论以中国多旋回构造和陆相生烃为基础，从区域地质综合分析入手，突出论证圈闭与油气运移在时间、空间上的配置组合关系。确定了中国沉积盆地油气藏形成的阶段性、多期性、成带性、不均一性以及在平面、剖面上的分布特点；提出了生油中心控制油气藏的分布与各个生油凹陷自成独立含油气系统，以及富油气凹陷控制盆地主要的油气资源等一系列规律性认识。这些理论和认识大大提高了中国含油气盆地的油气勘探成效。
6.滚动勘探开发技术大大提高了中国油气藏的勘探开发效益
这套技术是针对中国复杂小断块油气田的地质特点提出来的。它是以滚动勘探开发为中心，通过综合运用三维地震、人机交互解释、油藏描述、探井、评价井乃至开发井的优选和确定等技术环节，大大提高了探井成功率与发现和探明小断块油田的速度。
在勘探实践中，随着高分辨率地震技术、高精度测井与井筒技术、多目标水平井与定向井技术的系统配置发展、构造的精细解释、储层描述和预测的水平的进一步提高，滚动勘探开发技术，将会对中国式油气藏的勘探更加显示出它的成效。

一般来说，海相石油地质是石油地质学的基础，而陆相石油地质学理论只是石油地质学的重要组成部分（胡见义，1996）。19世纪中叶，俄、美学者利用近代科学对石油、天然气的成因和分布进行广泛的研究。经过一百多年的探讨和石油、天然气勘探的实践，逐渐形成和完善了系统的油气生成、聚集与油气藏形成和分布理论。这一理论认为，油气的生成和聚集都是发生在特定的大地构造单元内的海相环境（胡见义等，1991）。我国石油地质学家在广泛借鉴海相油气勘探和研究成果的同时，十分重视陆相与海相石油地质条件对比研究，深刻揭示了我国陆相油气藏形成条件的特殊性，使我国陆相石油地质学研究的系统性和深度都达到了世界瞩目的领先水平。这里根据前人研究成果（胡见义等，1991；翟光明等，1996），简要总结海、陆相石油地质特征的主要差异。
（一）海、陆相沉积在地史中的分布
沉积盆地发育是油气矿床形成的基础，“没有盆地，就没有石油”（Perrodon，1996）。全球显生宙全部地质历史说明海相沉积岩石组合和体积占据绝对优势，陆相沉积居次要地位（图1-3）。元古宙-早古生代全球属于泛海相沉积时期，陆上沉积不足5%。加里东运动后至石炭纪海相沉积仍占90%，陆相沉积主要分布在大陆边缘经碰撞成山的前陆区，但随即又被海侵所覆盖。在二叠纪经海西运动，许多大陆开始增生拼接，联合大陆开始形成，出现频繁的海陆交互相沉积，但发育的盆地仍以海相或海陆交互相为主，陆相碎屑沉积虽开始增加，但海相仍占主要地位，占60%以上。在整个中生代陆相盆地和沉积虽然取得越来越明显的地位，可是，海相沉积占据着稳定的优势，即在沉积岩石比例中维持在70%～80%之间。在新生代随着大陆的增生加积，陆相沉积迅速扩展，海相沉积约在50%以上。这就在宏观上解释了油气主要产自海相盆地的客观原因。
中国大陆独特的地质构造发展历史，造成陆相沉积岩不仅分布广泛而且沉积厚度较大，而成为油气生成和聚集的主要场所。海西和印支运动之后，海水相继退出中国大陆，除西藏、新疆等少数地区外，中国大陆均演变为陆地环境。中、新生代陆相盆地形成和发展经历了印支、早燕山、晚燕山、早喜马拉雅和晚喜马拉雅5个构造发展阶段，相应形成了三叠系、侏罗系、白垩系、下第三系和上第三系等5个沉积旋回。陆相沉积不仅在大陆区分布十分广泛，沿海大陆架在新第三纪以前也广泛发育陆相沉积。沉积厚度大于1000 m的中、新生代陆相盆地 424 个，总面积达 527×104 km2 （翟光明，1996）。其中面积大于10×104 km2的盆地有14个，沉积岩总面积 272×104 km2 ，这些大型盆地拥有全国油气资源总量的70%以上。更为重要的是，中国中、新生代含油气盆地大多数具有很高的沉降—沉积速率，一般可达（100～140）m/Ma，是一般海相沉积速率的数倍（图 1-4）。快速堆积有利于有机质快速埋藏，避免沉积有机质氧化分解，大大增加了有机质保存的机遇。

图1-3 全球显生宙各时代地层的岩性组合变化


图1-4 海相和陆相盆地沉积速率对比图

（二）海、陆相盆地油气生成条件
经过近百年几代地质学家、地球化学家不间断的研究，石油天然气有机成因论的观点被人们普遍接受。石油天然气有机成因论的要点有3个：①有丰富的原始有机质堆积，水体中浮游植物、浮游动物和细菌构成生烃有机质的主要来源，陆源有机物是次要的；②水下沉积是有机物保存和转化为油气的基础。有机物保存下来不足原始沉积量的0.1%，因此在缺氧的环境，宽阔、相对稳定和较深的水体是生物生存和繁殖、有机物堆积、保存的必要条件；③干酪根成烃论。在成岩过程中，有机质由生物聚合物（合成的蛋白质、类化合物、碳水化合物和木质纤维素）转变为地质聚合物，形成沉积岩中不溶于有机溶剂的分散有机质——干酪根。一般认为在还原的海相沉积环境中，干酪根最具油气生成潜力。
100多年来，世界勘探实践说明，大型油气区和大中型油气田主要分布于海相盆地中，这与海相盆地具有相对理想的有机质富集和保存条件是分不开的（胡见义等，1991）。首先，海相盆地具有优越的、比较稳定的水下环境。众所周知，沉积物中有机质保存的关键因素是环境的缺氧程度、较深的水体和细粒沉积物。海水的存在在很大程度上限制了自由氧分子的进入，也限制了细菌的活动和有机质的分解和破坏，而只有有机质被保存或石化于水下沉积物中，对生烃才有实际意义。陆相沉积物大多数堆积在水面附近或水体不深的环境，以及在补偿（有时是过补偿）沉积条件下，堆积了较粗的碎屑物质，加之淡水环境使氧很容易波及沉积物中的有机质，有机质保存的机会大为减少。第二个基本因素是有机质的性质。形成石油的原始有机质主要是脂肪、类脂组分及蛋白质，主要来源于浮游植物和浮游动物，而陆源高等植物的有机质中以木质素、纤维素和碳水化合物为主，类脂物含量很低。陆相河湖、沼泽沉积有机质，主要形成Ⅲ型干酪根，H∶C一般在1～1.5，而海洋浮游生物有机质的H∶C在1.7～1.9。因而，多数学者得出结论：“Ⅲ型干酪根主要生气，不生成石油，或生成石油的数量是极为有限的”（胡见义等，1991）。第三，海相盆地规模较大，构造活动相对稳定，生油岩和油气藏保存机遇相对较好；而陆相盆地多分布在山前、山间相对活动的区域，且规模相对很小，生油岩的发育受到很大限制，断裂和褶皱作用容易造成油气的散失。
自20世纪50年代以来，通过对中国陆相石油勘探实践和陆相石油生成的研究，逐渐对油气生成的地质条件有了更深刻的了解。首先，在古生代末，特别是中、新生代以来，随着陆地不断增生，陆相沉积范围迅速扩大，为生物演化和大量繁衍创造了条件，其中湖相沉积也有良好的石油生成条件。现代湖泊和中国许多古代湖相有机质沉积研究说明，湖泊原始生物产率与海洋环境近似，在湖盆周围陆源有机质占优势，而向盆地中心逐渐过渡为Ⅰ型或Ⅱ型，类脂和蛋白质达到很高的水平。在中国东部中、新生代盆地，发育了上三叠统、中下侏罗统、下白垩统、下第三系始新统和上第三系中新统5套烃源岩，有机碳含量达1%～2%以上，总烃含量达800 mg/g以上，成为东部地区的有利生油气岩系。其次，在快速沉降的背景下，造成了周期性的非补偿沉积环境，有利于形成厚度较大的生油岩，富含有机质的泥岩沉积厚度可达1000 m以上，生烃强度可达40×104 t/km2。单位面积生烃量，在一定程度上弥补了陆相盆地面积相对较小的不足，也可以形成较大规模的油气聚集。我国的勘探实践已经证明，生油凹陷的面积不在于“大”而在于“深”，小的深凹陷可提供丰富的油源，形成大油田。如面积仅800 km2的大民屯凹陷和泌阳凹陷形成了储量亿吨级的静安堡油田和双河油田。
近10年来的勘探实践与专项研究还发现，在沼泽环境下形成的煤系，由于接受了年复一年的来自生长植被的果实、果核、叶片与体内渗出物的堆积，也有生油条件，这是陆相生油岩的新类型。说明在特定环境下堆积的一部分煤系烃源岩不仅生气，还能生油，并可形成有商业价值的油气聚集。
（三）海、陆相盆地油气储集条件
储层发育是油气运移聚集的必要条件。它必须具有供流体聚集的有效储集空间，而且连接通道发育、有良好的渗透性。储层不仅是油气聚集的场所，而且是油气输导体系基本组成部分。形成大规模油气聚集要求储集体的分布面积和体积均较大。储层与生油岩接触面积越大，烃源岩排烃效率越高，也越有利于油气二次运移和聚集。
海相沉积环境对储层发育无疑是十分有利的。首先，海相环境发育砂岩和碳酸盐岩两种类型储层，二者聚集的石油储量平分秋色。据卡梅尔特和圣约翰（Carmalt和St.John，1986）统计，世界上509个大油田中，砂岩油层储量占53.2%，碳酸盐岩油层储量占45.1%。而陆相储层基本上都是各种类型的砂岩，碳酸盐岩储层所占比例微不足道。其次，海相储层分布面积较大，可达数百至数千平方千米。在滨岸-近岸发育三角洲砂体、坝砂、堤-滩砂、生物碎屑灰岩，在浅海-陆棚除砂体外还有礁、生物灰岩和碳酸盐岩，在次深海-深海有碳酸盐岩和浊积砂岩体。而陆相储集体规模相对较小。第三，由于海相沉积介质能量较强，海相砂岩储层分选好、磨圆度高，不稳定矿物含量少，矿物成分单一，以石英砂岩或长石砂岩为主，储层物性往往比较好。而陆相盆地碎屑岩主要来自周围山系水系的注入，沉积物搬运距离短，加上湖泊水体能量较低，因而岩石成熟度较低，分选性较差或中等，长石和岩屑含量高，多为岩屑长石砂岩或长石岩屑砂岩。
通过对中国中、新生代陆相储集条件的深入研究，发现陆相储层也具有独特的优越性。首先，由于陆相盆地近物源，碎屑物质供给充分，发育多种成因类型砂体，分布也十分广泛。由于湖盆水体能量低，广泛发育建设性三角洲或扇三角洲砂体，此外还发育河流相、冲积扇、浊积扇等多种类型砂体。由于这些砂体临近生油岩，有利于捕获油气，而成为主要的储油砂体。其中三角洲或扇三角洲砂体规模较大，构成我国松辽、渤海湾、鄂尔多斯等中、新生代陆相盆地的主要储油砂体。其次，虽然单个陆相砂体规模较小，但多个砂体横向联合、纵向叠置，也可以形成规模较大的复合型储集体，分布面积可达数十至数百平方千米，纵向上累计含油气厚度可达1000 m以上，为大型或特大型油田的形成提供了良好的储集条件。第三，陆相盆地碎屑岩的矿物成熟度和成分成熟度均比较低，造成了储层非均质性比较严重的问题。但也是因为成熟度较低，在成岩过程中不稳定矿物易于选择性溶解，而大大改善了储层物性。我国陆相储层成岩作用研究表明，进入晚成岩阶段后，生烃作用伴生的有机酸，使孔隙水呈酸性，造成长石等矿物的大量溶解，在纵向上可形成2～4个次生孔隙发育带，使储层物性得到改善。第四，陆相盆地多幕式构造活动，使湖盆周期扩张和收缩，生油层和储层在纵向上交替发育，横向上呈指状交叉接触，生油岩的泄油面积大，有利于排烃作用。
（四）海、陆相油气运移与聚集条件
陆相和海相盆地的油气运移和聚集机理本质上是相似的，但表现特征有明显差异。
（1）海、陆相油气聚集的规模大小，都受油气源的丰富程度控制，这一基本前提条件对海、陆相盆地都是适用的。但海、陆相地层稳定性不同，油气富集区带与生油中心的空间配置关系存在差异。海相地层横向上分布通常较稳定，油气可作长距离运移，最大运移距离超过100 km，油气富集区带可以偏离生油中心。陆相地层横向上相变快，使得油气难以做长距离运移，总是就近聚集在临近生油岩的砂体中。为此我国地质学家提出了“源控论”的观点。说的就是生烃中心控制了一个盆地主要的油气聚集。换句话说，有效生油凹陷内部和周边的岩性、地层和构造圈闭最易捕获来自凹陷的油气，形成油气藏。
（2）由于相变快和断裂发育等原因，我国陆相油气藏规模一般较小，油、气、水关系复杂，在空间上相互交织。但一个二级构造带中不同层系、不同类型油气藏在平面上可叠置连片，也可以形成很大规模的油气聚集，老一辈地质学家称之为“复式油气聚集带”。我国海相盆地处在叠合盆地沉积层系的最底层，可以说经受了盆地自形成以来几乎所有的构造变动。除在大陆板块边缘被切割破坏的那一部分沉积盆地外，至今保留在中、新生界沉积层系之下的海相沉积也经受了多次构造变动与改造作用，油气的生成有多次过程，油气的聚散也发生过多次，现今还保存在盆地中的油气聚集有些还处在生烃灶内部或附近，有些经过几次调整已经远离了生烃凹陷，到了我们仅仅依靠简单的石油地质分析所无法预测的地方。捕集油气的圈闭可能是与油气运移整个过程都有联系的各种各样的储集体，它们可能是礁体、滩体、砂岩尖灭带、裂缝-溶洞网络以及与构造相配位的层状有孔隙岩石。分布的位置可以与烃源岩紧密接触，也可以通过断层或不整合面，到距生烃灶很远的部位。因此，对中国海相地层中油气分布的研究，需要在遵从“源控论”的前提下，通过过程重建与对不同阶段输导网络的系统分析，追踪油气运移与调整的过程。否则，要准确预测这些层序中所蕴含的油气资源就相当困难。国外海相盆地一般继承性和保存较好，区域盖层分布广泛且封盖能力强，加上储层横向上分布稳定，因而国外的油气聚集带概念包括的含义是：“具有相同的产层，油气有近似的化学组成，具相同的圈闭类型”（Bois，1975）。
（3）油气的密度比水小，总是向高部位运移和聚集，这一点在海、陆相盆地是共同的。古老克拉通盆地内部的古隆起、克拉通边缘地层超覆带和前陆盆地逆冲断层带是海相盆地油气分布最集中的区带。陆相盆地的油气富集特点因盆地类型而异，我国中、新生代陆相盆地主要油气聚集带有12种类型（胡见义等，1991），其中最重要的油气聚集带是盆地内部的隆起构造带和盆地边缘的断裂构造带（西部为褶皱-逆冲断裂带，东部为伸展断裂及其逆牵引背斜带）。

中国陆相石油地质理论的发展历程，与石油天然气勘探事业的发展密切相关，经过了一个探索、创立和日趋完善的过程。新中国成立之前，我国石油工业基础十分薄弱，石油地质理论主要是从国外引入，并根据传统的背斜说和地面油气显示找油。新中国成立后，石油工业进入一个蓬勃发展的崭新阶段，石油地质学理论体系也获得了不断充实和发展。与我国勘探事业发展阶段相对应，陆相石油地质学理论经历了20世纪50年代初创阶段、60～70年代勘探东移的快速发展阶段和80年代以来充实完善阶段。

（一）近代石油地质学理论的引入及陆相生油观点的提出

中国近代，伴随着石油地质勘探事业的发展，逐步从国外引入科学的石油地质学理论，主要是背斜油气聚集成藏理论及追踪油气苗的勘探方法。

近代石油工业，先是从美国发展起来的，而且发展较快。石油地质学也是于19世纪末期先从美国逐步发展起来的。

1859年，美国人德拉克（Drake，E.L.）在阿巴拉契亚山区，以蒸汽机为动力，在宾夕法尼亚州Tilusville区，成功地钻成了世界上第一口工业油井，井深21.69 m，日产油1.817 m³，从而成为石油工业的起点。这一口井也被命名为德拉克井（Drake well）。

国外把寻找石油与地质结合起来，是在19世纪末期才开始的。由此诞生了石油地质学。在Drake井完成后的第三年，加拿大人亨特（Hunt，T.S.）研究了安大略油田，指出石油多储于背斜顶部多孔隙灰岩之中。与此同时，美国人安德鲁斯（Andrews，E.B.）也提出同样的观点，但均未引起石油界的注意。

怀特于1883年研究了美国阿巴拉契亚区油气井后，指出石油聚集与背斜构造有密切关系。为证明他的观点，他选了 3 个背斜，在其顶部拟定了 3 口井位，于 1884 年开始，先后获得油气流。于是怀特于1885 年发表了论文《天然气地质学》（The Geology of Nature Gas），提出背斜理论，并开始为石油界重视。到 1915 年，大部分石油公司均先后建立了地质部门，因而把1885年被定为石油地质学的诞生年。

至1919年，按石油地质学家多西·瓦格尔（Dorsey Huager）1915年出版、1919年所修订的《石油地质学》（Oil Geology）一书，在原理方面已不局限于背斜理论，而且包括了石油的成因、聚集、物理化学性质、地层、构造地质等。在勘探方法方面，包括测图、井位确定、钻井、石油生产以及石油地质野外方法与用具等。书中关于石油的成因，分为“无机说”与“海相有机说”及“无机与有机复合说”3种。

关于油气聚集的要素，提出了五个方面，即背斜（包括单斜）构造、地层水与挤压作用、毛细管作用、储层、盖层和底板层。书中对石油地质学的主要方面均已涉及，只是因为勘探程度和分析化验技术水平的局限，在认识程度上比较肤浅。

中国近代石油地质科学原理，基本上是从国外引进的。1932年著名地质学家谢家荣编著出版《石油》一书，这可以说是中国人写的第一本石油地质学著作，难能可贵。该书主要引用外国书刊理论综合编写，对中国石油地质涉及较少，但却成为国外油气地质科学引入中国的第一本中文书籍。

在近代中国石油地质事业发展中，老一辈地质家在极其艰难的条件下，在惟海相生油论气氛笼罩下，通过在中国的实地调查，提出了陆相生油的观点。从而使中国这个在印支构造运动后陆相沉积广泛分布的国土上，勘探石油天然气的前景变得乐观起来。

首先是潘钟祥教授，他根据从1931～1934年先后4次去陕北进行石油地质调查，1935年又去四川作石油地质调查，获得的比较系统的实际资料，于1941年在美国石油地质家协会杂志上发表了《论中国陕北及四川白垩系陆相生油》的论文，向当时流传的只有海相地层才能生油的论点提出了挑战，认为陆相沉积同样可以生油。

接着黄汲清、翁文灏等，根据1942年在新疆石油地质调查的资料，在1943年初编写的《新疆油田地质调查报告》中也提出陆相生油的观点，指出新疆二叠系、三叠系、侏罗系及下第三系均为可能生油层。文中说：“至少可以说某些新疆石油，显然来源于纯粹的陆相侏罗纪沉积”。

此后，还有不少地质学家，如谢家荣、李春昱（1944）、陈贲（1945）、王曰伦（1947）、阮维周（1947）、尹赞勋（1948）、王尚文（1949）等，先后在地质调查报告中论述过陆相沉积可以生油的观点，他们认为玉门老君庙油田的生油层，应是白垩系黑色湖相页岩。尹赞勋更提出由于火山喷发，淡水湖泊中生物暴亡，成为玉门石油之来源。这些观点虽然是以区域地质分析为基础的，但它无疑是对中国石油地质学发展的一个重要贡献。

正是由于有了比较明确的陆相地层也可生油的认识，才指导了许多地质学家不畏艰难，锲而不舍地在中国广袤的国土上进行石油地质调查和钻探，发现了玉门油田，为现代中国石油天然气工业发展，指出了良好的勘探前景。

中国对近代石油地质学的贡献是，指出了惟海相生油理论的局限性，提出陆相沉积也可以生油的新观点，这是在石油海相成因观点占绝对优势的条件下，地质认识的一种革命性变化和飞跃。

（二）20世纪50年代现代油气勘探的首次突破与中国陆相石油地质学理论的初步创立

新中国诞生后，石油天然气勘探事业是在旧中国遗留下来的技术十分落后、基础极其薄弱的情况下起步的。指导油气勘探的是背斜理论，勘探目标选定的依据，一是地表背斜，二是地面油气苗。

鉴于西北地区的山前坳陷和山间盆地内背斜构造明显，又有众多的油气苗，而且已发现了老君庙和独山子油田，因此，勘探重点在西部。从1952年起，主要力量移向甘肃西部，开展了酒泉西部、民和、潮水盆地的石油勘探。同时，在新疆准噶尔盆地南缘、四川盆地西部龙门山山前坳陷开始了地面地质调查。1954年进入青海省柴达木盆地。

1950～1954年共计完钻探井420口，进尺24.5万米，平均井深583 m。先后发现了永坪、白杨河、石油沟等3个小油田，勘探成效不大。究其原因，有的是储层物性差，如陕北枣园；有的是目的层缺失，如潮水盆地窖水构造；有的是地面背斜构造与地下构造不吻合，如川西海棠铺构造。在挫折中人们开始认识到，一个油气藏的形成，需要具有多方面的条件，找油气田不能简单理解为就是找地面背斜构造、找油气苗，还要研究储层的变化、地层分布、构造发育历史以及深浅层构造吻合情况等。并认识到区域构造稳定地区，也可形成油气田。对油气藏形成方面的这些新认识，是油气勘探指导思想的一次提高。

鉴于前期的认识，本时期油气勘探逐步向盆地腹地和构造平缓地区拓展，即所谓的上“地台”。在此认识指导下，1955年末首次突破，发现了克拉玛依油田。1958年发现了川中含油区。

到1959年底，川中地区共发现平缓背斜24个，钻探了10个，发现了7个油田，产油层位包括有中、上三叠统和侏罗系。储集空间主要为裂缝、由裂缝连通的晶洞、溶洞、介壳间隙等。凉高山层为既有裂缝、又有孔隙的双重介质储层，油层的分布受裂缝发育产状的控制。大安寨层既是生油层，又是较好的介壳灰岩储层。表明川中地区油层纵向上为多层系，横向上分布广泛，并不局限于背斜圈闭。

从1950年到1959年8月，是我国现代石油天然气地质理论发展的初创时期。在实践中初步总结出了一套具有中国特色的油气地质理论雏形。

经过10年的油气地质勘探，通过野外地质调查和油藏所处的地质环境研究，使广大地质学家进一步确立了陆相生油的观点。各勘探盆地已先后确定了本地区的主要生油层系及分布范围。

1960年前后，石油工业出版社出版了有关这方面的若干著作，代表了这个阶段石油地质学家对陆相生油认识的水平。但由于种种原因，多数未能与广大读者见面。《中国陆相沉积生油和找油论文集》（第一集，1960年3月）是公开发行的一本。该书各篇论文，有的从大地构造条件、沉积环境、古气候及有机物沉积特点，来论述石油的生成；有的从陆相沉积、沉积建造与生油关系，来论述陆相沉积的生油条件；有的从岩石性质及动物、植物化石来论证陆相生油；有的论文还谈到在陆相沉积中，如何找油的问题等等。

关于生油的地质条件，当时已经提出，在内陆盆地的沼泽相、湖泊相（淡水、半咸水），甚至三角洲相，都是生油层的沉积环境，并大体明确了中国已勘探盆地的主要生油层系。关于生油层与储油层的分布关系，该书认为，储油层在生油层剖面内，或在其上，或在其附近。陆相生油岩是在沉积盆地不断扩大、水体封闭、湿润气候条件下堆积而成的，其直观标志与海相一样是灰绿色到黑色粘土岩。

在此期间，中国科学院兰州地质研究所于 1959 年提出中国陆相生油的地质条件是“内陆潮湿坳陷”。地质部系统对陆相生油也进行了大量的研究工作，在描述生油层地质条件时，特别强调了还原环境。

1955年，第一次走出山前坳陷，在背斜构造不明显的单斜带，发现了当时中国最大的克拉玛依地层超覆和地层不整合大油田。之后，又在玉门鸭儿峡发现了变质岩风化壳油藏、在川中发现了裂缝性油藏，证实了中国油气藏类型是多种多样的，勘探领域十分广阔。

在油气藏形成的过程中，水文地质条件有很大影响，克拉玛依油田在这方面的研究较为深入和系统（《石油地质报告集》，1959）。

这期间开始认识到油气藏分布不仅受单个构造的控制，就总体来看，是被构造带控制的。因此，相应地提出了油气聚集带的概念，如准噶尔盆地北部划分出3个含油区、7个油气聚集带；克拉玛依-乌尔禾为1个油气聚集带。

关于找油方向，这期间已经明确提出必须在具有生油岩系的盆地范围内去找，首先是要在有生油岩系的整个盆地里去找储油构造。

对含油气的评价工作，也逐步摒弃了单个背斜的排队方法，而着眼于全盆地或一个含油气地区的综合评价。在勘探方法上，开展了如川中、川南等地区的构造连片细测和克拉玛依的地面地质、钻井及地球物理的综合勘探，从而能够较全面而且较快地认识地下地质构造。

（三）中国油气勘探战略东移与陆相石油地质学理论快速发展阶段

中国石油天然气勘探重点由西部向东部转移的原因，一是油气地质学理论水平的提高，认识到东部地区有较大的含油气潜力；二是勘探手段的改进与发展，特别是地震与深井钻探技术已开始广泛使用，于是才有可能在一无地面背斜，二无油气显示的广袤大平原内进行油气勘探。

关于我国东部地区的含油性，早在1948年1月，翁文灏教授在美国油气杂志上就著文指出，中国松辽、华北、江汉和鲁、苏、浙、闽、粤沿海以及台湾省西部定碳比小于70%，为有利含油气区。从1952年以后，又有一些中国地质专家先后提出，应该开展中国东部地区的地质勘探。

从1955年开始，地质部和燃料工业部石油管理总局加强了在东部地区进行的石油地质普查工作。1955年1月，燃料工业部石油管理总局召开了第六次全国石油勘探会议，确定了开展中国东部地区石油地质普查。同年1～2月，地质部第一次石油普查工作会议也决定开展东部的勘探。

1956年，石油工业部成立华北石油勘探大队，并开钻了第一口石油参数井——华1井，同时派出地质队到二连盆地进行石油普查。

1958年，又在长春市成立了松辽石油勘探局，在上海成立了华东石油勘探局，为中国石油勘探的重点东移做好了组织准备。

1.大庆油田的勘探开发和中国油气地质理论的逐步建立

松辽盆地以找油气为目的的地质普查勘探是从1955 年开始的。首先是地质部东北地质局进行了两条路线踏勘。通过调查认为，松辽平原是一个沉降区，有很厚的白垩系与第三系沉积，总厚度约4000 m。在松花江岸及公主岭西之黑山嘴子找到了具有油味和荧光显示的含介形虫化石的暗色泥岩，并提出有海相地层存在的可能。预测平原中部可能有储油构造，建议尽快开展地球物理勘探。1956 年，地质部松辽石油普查大队和第二物探大队，在松辽平原进行重磁力普查，初步了解了松辽平原的基底起伏状况。

大庆油田的发现，进一步证明了陆相沉积盆地不仅可以生油，而且可以形成丰富的石油，形成特大型的世界著名的大油田，从而极大地提高了对陆相盆地含油气潜力的评价，对中国油气资源的认识就更加乐观。

在大庆油田的勘探开发实践中，系统地研究和总结了陆相盆地石油地质学的主要内容，使中国石油地质学理论水平和相应的勘探指导思想水平，有了大幅度的提高。

（1）在陆相生油方面有重大进展

陆相生油研究，不再局限于过去单纯的地质定性分析，开始大量应用岩石化学分析资料，确立了定量鉴别生油层的有机质丰度和沉积环境参数，这是一个很大的进步。在大庆油田陆相生油研究的推动下，全国各油气区，陆续进行了这方面的工作，明确了中国陆相原油和海相原油相比，多数具有高蜡、低硫、低卟啉含量、低w/（V）/w（Ni）比值等特点。陆相生油层沉积水体矿化度多数较低，氯根含量一般只为海相的10%～20%，碘含量为海相的20%～50%，溴的含量也低，还原硫、钒、镍、铜、铬等元素含量也普遍低于海相，说明多数陆相生油层形成于淡水和半咸水中。能否构成生油层，关键是有机质的丰度和沉积环境，而不取决于古水体的矿化度。

陆相生油层的形成与沉积时水体的氧化-还原程度密切相关。提出利用铁还原系数（k）来确定还原程度：氧化相k=0～0.2，还原相k=0.2～0.8，其中，弱还原亚相k=0.2～0.3，还原亚相k=0.3～0.55，强还原亚相k=0.55～0.8，硫化氢相k>0.8。以此为标准，分析了中国主要含油气盆地生油层的分布特点，指出陆相生油层主要沉积于弱还原亚相和还原亚相，而海相生油层则主要沉积于还原亚相、强还原亚相和硫化氢相。

还原环境有利于有机质的保存和有机质向石油转化，有机碳含量则是衡量生油层优劣的标准。中国陆相生油层有机碳含量比较高，它的下限值为0.4%，而一般值为1%～2%；海相生油层有机碳含量一般为1%左右或更高。陆相生油层的沉积环境，为长期下沉、并为较深水体所覆盖的湖盆，非补偿区是形成良好生油层的最佳部位。气候条件不是最主要的，但温暖湿润的气候更有利于水体的长期保持与动植物的繁衍生长。

（2）推动了陆相沉积学的发展

大庆油田发现后，在储油层岩性、物性、沉积环境及其分布规律方面的认识，极大地推动了陆相沉积学的研究与进展。

对陆相沉积环境的研究，早在20世纪50年代末期，在大庆油田发现前业已开始。1958年冬，石油工业部石油科学研究院在北京举办岩相古地理学习班，由各石油管理局派人参加学习。之后，各探区借鉴海相沉积学研究方法，应用地层、岩性和古生物资料进行岩性分区和岩相古地理恢复研究。石油工业部石油科学研究院于1959年成立岩相古地理研究队。该队于1959～1960年，先后研究了鄂尔多斯盆地延长组（T₃y）和延安组（J₁y），渤海湾盆地济阳坳陷的下第三系，松辽盆地松花江群和四川盆地的侏罗系。由于资料短缺，研究单元划得大、方法少，因此，对陆相沉积特点体现较少。但是，在认识盆地的发育历史和沉积特点方面起到了一定的作用。

1960年11月，石油科学研究院召开了“全国油气田分布规律与岩相古地理会议”，交流了各油气区的经验。把湖相细分为滨湖、浅湖、半深湖和深湖亚相。并提出了深湖亚相利于生油，以及陆相沉积有明显的旋回性，地层剖面多生储盖组合的观点。认为生油层、盖层位于细粒段，储层位于粗粒段，从而形成了生储盖组合。

（3）进一步认识陆相油气藏形成的特征

大庆油田发现后，总结提出油气藏形成的生（油层）、储（集层）、盖（层）、运（移）、圈（闭）、保（存）等6个条件，对中国陆相盆地油气藏形成及分布规律有了进一步认识。归纳起来大体有如下几点：①由于陆相沉积岩性、岩相变化大，油气运移距离小，油气藏分布严格受生油凹陷的控制；②二级构造带控制油气聚集；③斜坡区，往往形成非背斜油气藏；④盆地中央宽缓部位，往往发育有平缓的长垣背斜，油气最为富集，如大庆长垣背斜。因此，在勘探上形成了“定凹探边”，以二级构造带为目标的指导思想。所谓定凹，首先要确定生油凹陷，然后在有利生油凹陷周边有利储集相带区，以二级构造带为目标，进行整体勘探。这种勘探做法，在随后的渤海湾盆地油气勘探初期，应用见到了实效。

2.渤海湾大型油气区的勘探进展推动了油气聚集理论的完善和提高

渤海湾油气区的发现和发展过程，是认识张性裂谷盆地油气藏形成和分布特点的过程，也是中国陆相石油天然气地质理论长足发展，进一步完善提高的过程。

1964～1977年的10多年间，通过全面而系统的研究，中国石油天然气地质理论，包括陆相沉积学、陆相生油层评价、陆相储集岩特征、陆相流体性质和陆相油气田分布规律等内容，都有很大的丰富和发展。进展最明显的是油气藏形成条件及复式油气聚集带理论的产生。

（1）油气藏形成条件认识的发展

如前所述，在大庆油田发现后的初期，对油气藏的形成曾提出了生（油气层）、储（集层）、盖（层）、圈（闭）、运（移）、保（存）等6个要素，经过渤海湾盆地大规模油气勘探和深入研究后，认识深化了，对油气藏形成条件也进行了补充和发展。首先认为烃源岩是基础，储、盖层两个条件不应分割开来单独分析，而应当把两者联系起来，从其组合的角度分析它们在油气藏形成中的作用。另外也应把烃源岩与运移两条件结合起来，分析油气源的状况。因此实际上油气藏形成的最基本要素，就是油气源、储盖层组合和圈闭。

上述3个条件也并非就是油气藏形成的充分条件，有不少地区这3个条件都有，但是有的圈闭成为油气藏，有的却含油气很少，有的甚至成为“空”圈闭。这是为什么呢?经过深入研究，认为油气藏形成的 3 个要素，并非是互相联系发展的，而是各自独立变化的。只有当3个要素在时间、空间上具最佳配置和组合的地方，才能形成油气藏。特别是油气运移和圈闭形成的时间、空间的配置就更为重要，即在时间上是在油气生成前或与油气生成同时形成的圈闭。而在空间上，则是距油气源近，或虽然远，但有通道沟通的圈闭，才最有利于油气藏的形成。比如济阳坳陷的胜-坨地区，是一个同沉积的逆牵引背斜构造，发育于沙三期（E_2-3 s₃），定型于油气运移开始的东营中晚期（E₃ d_1-2）。在空间上，这个背斜带紧邻东营生油凹陷陡侧，有多条断层与主要生油层沙三段沟通，因而在沙二段（E_2-3 s₂）形成丰度很高的油气藏。黄骅坳陷孔店凸起，不仅距歧口生油凹陷较远，而且披覆于凸起上的馆陶组背斜形成也较晚，但在时间上仍早于油气主要生成运移期明化镇期（N_1-2 m）。在空间上圈闭与油源区有不整合面和断层沟通，因此也形成了油气藏。

油气藏形成的关键是3个成藏要素的时空配置和组合。在此观点指导下开展了渤海湾盆地油气生成、运移与圈闭形成诸要素的时空关系研究，随后的找油勘探工作就更有针对性，成效有了明显提高。

（2）复式油气聚集带理论的产生

对以拉张断陷为特征的渤海湾盆地油气聚集与分布的认识，大体上经历了3个阶段。

第一阶段———简单背斜油气藏模式阶段：在勘探初期，认为华北平原和松辽平原一样，油气聚集于背斜中，因此用简单背斜油气藏的模式来指导勘探，采用等距离布探井、大剖面控制的办法来探明含油气的范围，但使许多井遇到了意想不到的情况。如在济阳坳陷的勘探中，发现在构造高部位的探井为水层，在低部位的探井却见到油层；在一口井中，油层之上有水层，水层之下有油层；同一油层在不同井中，其流体性质、产能、产量、油气比等变化都很大，有些井落了空。再如，辽河坳陷在整体勘探黄金带———热河台二级构造带，套用大庆油田油气分布模式部署井位，致使第一批定在翼部及鞍部的探井落空。一度曾出现了仅在“构造高点有油”的论点，认为含油面积只能依靠钻井来确定。于是出现了“打到油层往外扩，打到水层往里缩”的完全被动和“不可知”的状况。

第二阶段——勘探小断块阶段：经过初期勘探实践，已认识到渤海湾盆地断层多、断层活动时间长、构造破碎和断块控制油气分布的特点。针对断块油田的特殊性，一部分勘探家曾产生过必须先搞清每一个断块的油层分布情况，然后才能进行油田开发的想法。这一做法一度使勘探工作陷入复杂小断块中，导致探井密度越来越大，钻井越来越多，使勘探步子难以迈开，以致于在一段时间里，勘探上没有重大发现。如某一个坳陷的勘探初期，对其中2个构造带，勘探了2年，仍然没有超出3～4 km²的范围。

第三阶段——复式油气聚集带观点的建立阶段：渤海湾盆地在下第三系沉积时，有47个凹陷。多数凹陷自成一个独立的沉积系统，在其周围有大小不等、数量众多的水系注入湖盆，形成了各类砂体与生油岩在平面上共生、剖面上错叠交互的组合。而且又因湖盆中心不断迁移，从而使生油岩和储油岩构成良好的生储盖匹配。这与我国一些大型湖盆，如松辽盆地构成的统一沉积盆地不同而且要复杂得多。另外，在沉积过程中及沉积后，盆地又经历了多次强烈的断裂活动，使生、储油层被一系列不同方向的断层切割、错动，或呈垒堑相间、或呈阶梯变化、或呈群楼式的镶嵌体。每一个油田都是由很多含油层系、很多类型油藏和大小不等的一系列含油断块组成。每个断块的每个含油层段又都是一个独立的油水系统。实际上一个油田是由成百上千个油藏组成的。

有关复式油气聚集带的理论，就是在这样的地质条件下，经过反复实践和全面系统的综合研究，才逐步总结出来的。

复式油气聚集带理论的提出，在我国东部地区的油气勘探中发挥了重要作用，提高了勘探、开发成效。

断陷盆地既有它复杂的一面，也有它简单的一面，既有差异性，又有统一性。所谓统一性，就是一个断裂构造带一般都有相对统一的形成史、主要目的层与主要的生储盖组合及主要的油气藏形成期。油气分布受构造带控制，在一个成藏地质体中构成多层系、多类型油气藏组合含油的基本面貌。所谓差异性，是一个断裂构造带被众多的断层切割，油、气、水在各断块中又自成系统，断块间在含油气层系、油层段、油水界面、油气水层组合、流体性质、压力系统、驱动类型与能量方面均有差异。在勘探上，要从统一性出发，整体着眼，立足于油气藏聚集带进行整体部署，对含油规模进行控制和探明。而在开发上，则要立足于断块，区别对待，力求稀井高产，早期补充能量，及时注水。

（3）滚动勘探开发方法应运而生

如上所述，复杂油气聚集带内油气藏数量众多、类型多样，是不可能通过一次勘探就能完全搞清的。因此，要把勘探开发交叉进行，从而产生了滚动勘探开发的具体实践，使勘探开发成效明显提高，这是中国石油勘探专家、油藏工程师与油田开发专家基于对断陷盆地油藏特征与油、气、水分布复杂性的深刻理解，在实践中描述总结出的行之有效的方法，是对世界油气勘探开发实践的重要贡献。

（四）1979年之后中国陆相石油地质学理论进一步丰富完善阶段

为了深化对中国含油气盆地石油地质特征的认识，以便更有效地发现油气储量，从1979年开始，原石油工业部组织强化了对中国石油天然气地质理论的研究。一是健全和建立研究组织机构，在北京充实和加强了石油勘探开发科学研究院，在全国各地区的各油田管理局（公司），先后建立和健全了石油天然气地质勘探开发研究院（所）；二是加强了科学研究工作的协调和计划管理，以及广泛应用先进的分析、实验技术；三是强调了基础学科研究，如构造、沉积相、生油层、储层、煤成气及天然气地质、资源评价和油气藏分布规律等。经过几轮分专业分地区的系统综合总结和全国性专业系统综合总结，中国石油天然气地质学有了很大的充实和提高。

1981年开展的全国油气资源评价研究，促进了油气地质学理论的发展。在统一的研究大纲和计划安排下，进行了5年工作，于1986年完成了构造、沉积、生油、煤成气、油气聚集与分布、资源评价等专题研究和全国143个盆地的资源评价。预测了全国石油和天然气资源量。这次资源评价工作，重视基础研究，从专题研究入手，取得了丰硕的成果。在该项研究工作结束之后，先后汇总出版了中国油气区构造、沉积相、陆相生油、煤成气、油气资源评价方法及油气聚集与分布规律等6个专题研究论文集。

1985～1995年的《中国石油地质志》编写工作，包括中国海洋石油总公司及中国石油天然气总公司所属各石油管理局、勘探局（公司）的研究院（所），按照统一的提纲，对各油气区的石油天然气地质理论，包括地层、沉积相、构造、生油层、储层、油田水文地质、天然气地质、原油性质、油气运移、油气藏分布规律、资源潜力和勘探前景等，进行了更为全面和系统的总结，使中国石油天然气地质理论水平又向前跨进了一大步。

1992年开始的第二次全国资源评价，促进了对我国石油天然气地质特征的认识进一步深化。

随着油气勘探的发展，很多油气地质问题需要重新认识和研究。为此，中国石油天然气总公司和中国海洋石油总公司从1992年4月到1994年底，组织全国各有关24个单位按照统一要求，进行了第二次全国油气资源评价研究工作。地质评价主要进行盆地评价和区带-圈闭评价。盆地评价研究统一采用先进的盆地模拟技术，在对盆地石油地质进行综合研究的基础上，建立地质模型和数学模型，随后编制成软件，应用计算机，定量模拟沉积盆地的形成、发展及其中烃类的生成、运移和聚集过程，从而指出盆地有利的勘探区带。区带-圈闭评价研究，采用地质风险方法，主要对区带-圈闭的含油气性进行基础地质研究，指出成藏条件及与其相关区带-圈闭的对比研究。

第二次资源评价研究与第一次相比，采用技术方法先进，规范标准统一，认识深入和可信度显著提高。不少区带-圈闭评价研究，直接为探区提供了勘探目标。特别对于油气藏形成条件与规律、陆相生油理论、低熟油以及若干新区勘探新成果、新理论编写了专著，使对中国含油气盆地的地质认识进一步深化。

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