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第一节 大庆油田的发现与探明

第二章 勘探历程

  一、理论依据
    1913年,美国美孚石油公司调查团,在中国的西北、华北与东北地区进行石油调查勘探 ,动用4台汽动顿钻,先后钻井7口,最深井1076米,均未获得有开采价值的石油资源。因此 ,美国的地质专家富勃和克拉普做结论说:“我们发现了个油苗……没有一口井的产量可认 为有工业价值,勘探中没有获得成功的原因是砂层巨厚造成石油的散失,而不能聚集成油藏 ……”。美孚的失败对世界影响很大,自此,“中国贫油”的舆论在世界上广为传播。
    1940年前后,日本“满洲石油株式会社”从日本运来R式2000米的凿井机,在内蒙古扎赍 诺尔地区的呼伦湖西北岸钻了一口R式1号井,井深超过2000米也没能钻穿粗面岩体,没见到 含油层而中止了钻探。最后得出的结论是:东北的天然石油资源在现在来说没什么希望,将 来希望也不会很大。
    但是,我国许多地质学家和专家认为:虽然国外的大部分油田是在海相地层中找到的, 而我国的大部分中新生代沉积盆地中分布的是陆相地层,但也同样可以具备生油条件。并从 石油地质的实际出发,提出了关于我国油气远景的科学预见。
    1928年,地质学家李四光对美孚的“中国贫油”论提出质疑:“美孚的失败,并不能证 明中国没有油田可办,中国西北方出油希望虽然最大,然而还有许多地方并非没有希望…… ”。1941年,潘钟祥教授在《美国石油地质学家协会会志》第25卷11期发表的《中国陕北和 四川白垩系的非海相生油》一文中指出:“石油不仅来自海相地层,也能够来自淡水沉积物 ”,明确提出“陆相生油”学说。1947年,天津北洋大学教授阮维周在《地质论评》第12卷 3—4期《东北石油资源及石油工业》中总结了美、日在东北探油失败的原因,提出要坚定在 东北地区找油的信心。1948年,由翁文波编著的《中国石油地质概论》,把松辽平原列入具 有含油远景的地区。
    1953年,中共中央主席毛泽东,国务院总理周恩来就我国东部能不能找到油田的问题垂 询了地质部长李四光。李四光分析了石油形成和储存的地质条件,深信中国具有丰富的天然 油、气资源。毛泽东、周恩来和中央其他领导十分赞许李四光的看法。周总理说:“地质部 长很乐观,对我们说石油的地下储藏量很大、很有希望。我们拥护他的意见,现在需要去工 作”。
    1954年,李四光在《石油地质》第16期《从大地构造看我国石油勘探的远景》一文中提 出华北平原、东北平原的摸底工作是值得进行的。
    我国地质专家和学者(如李四光、潘钟祥、黄汲清、翁文波、阮维周、高振西、谢家荣 、侯德封、张文佑等)从我国的地质情况出发,提出陆相沉积可以生油的科学观点,相信松 辽平原是具有较好含油远景的地区,为在松辽盆地开展大规模的石油勘探奠定了理论基础, 使东北寻找油田的工作逐步深入。
    二、普查
    1955年8月下旬,地质部东北地质局派出以韩景行为首的4人踏勘组,沿松花江、哈沈铁 路线进行地质剖面①(①将地层或构造的某个位置和方向沿平面剖开,所得到的即是地层或 构造沿某个位置和方向的剖面。通常有纵剖面和横剖面,也有折面连结的剖面。)测图,对 松辽盆地东部边缘地层出露情况、地层及构造概况有了初步了解。
    1956年2月,地质部成立松辽石油普查大队,继续在松辽盆地边缘公主岭、长岭和杨大城 子一带进行概查,并钻出一批浅层钻孔。
    1957年,石油部队派出以邱中健为首的西安地质调查处116地质队,通过资料收集、了解 油苗②(②泛指石油或天然气在地表的自然出露。)剖面实测等一系列工作,加以综合分析 ,初步建立起对松辽盆地石油特征轮廓的认识,划出了盆地边界,勾出了盆地内部的构造格 局,建立起盆地内部地层顺序,肯定了盆地内存在着厚达4000——5000米的沉积岩层,并发 现了可能的生油气层。地质部112队在电测深剖面上发现了大同镇隆起显示,用手摇钻落实了 松辽盆地第一个局部构造——杨大城子构造。
    1957年底,根据石油地质调查研究,松辽盆地已经提高到“有含油远景的、值得进一步 开展勘探的第一类地区。”
    1958年2月27日和28日,主管石油工业的邓小平听取了石油部部长李聚奎等人的汇报,明 确提出了石油勘探的指导思想和勘探工作的重要原则,强调了勘探布局的经济效果,使我国 石油勘探布局发生了一次根本性的变化,使勘探重点从我国西北向经济、交通发达的东部地 区的战略大转移。
    石油部于1958年4月成立松辽油勘探大队,5月成立松辽石油勘探处,6月进一步成立了松 辽石油勘探局,组建起各种勘探队32个。
    地质部除原有的松辽石油普查大队外,又将技术和装备都较先进的中匈合作116物探队调 到松辽,与原112等物探队合编为地质部物探局东北石油物探大队,包括4个地震队、3个重磁 力队、3个电法队。
    1958年,石油部和地质部分别做了大量工作,地质部完成了扶余、保康、四平、农安等 地的重力测量2.8万平方公里,在林甸、泰康、安达、长春、德惠等地完成大地电流测量28 93公里。地质调查重点在安达县和吉林省德惠、九台等地,完成浅钻孔276口,进尺7.14万 米。
    石油部松辽石油勘探局负责详查和基准井钻探工作。通过手摇钻在绥棱、绥化、望奎、 青冈、兰西一带开展了构造详查。在盆地东南地区进行重力详查6.95万平方公里;深井钻探 方面,当年钻井3口,包括松基1、松基2、杨101井,均在1959年完成,当年进尺4380米。
    松基1井是盆地内第一口较深探井,位于安达县任民镇以东14公里处。1958年7月9日开钻 ,11月11日钻到井深1879米,遇到变质岩,证实钻穿了沉积岩到达盆地基底①(①沉积盆地 的盆底叫基底,组成基底的岩石叫基岩,一般由古老变质岩和火成岩组成。松辽盆地的基底 是距今225亿年前古生代变质岩、火成岩和6亿年以前的古生代深度变质岩组成。)。钻井过 程中没有发现油气显示。1959年3月22日固井后,经过试油,没有见到油流。
    松基2井是盆地内的第二口更深的基准井,位于吉林省前郭尔罗斯蒙古自治旗登娄库构造 的轴部①(①轴部是石油地质现场引申用词,多用于确定背斜构造的轴在平面下的大体分布 范围。)。1958年8月6日开钻,到1959年9月15日钻到井深2787.63米完钻。钻到井深162— 196米时,岩屑中见到含油砂岩,1252—1261米泥浆中见油花,但经过试油,没有见到工业性 油流。
    通过各工种的联合勘探,对盆地石油地质规律有了进一步的认识:
    钻出油砂层,肯定了松辽盆地的含油性。第一口见含油砂层的井是地质部松辽石油普查 大队501队所钻的南17孔。这口井位于吉林省前郭旗附近,1958年4月17日在钻井取芯中首次 见到含油砂层,证明松辽盆地是含油的。第二口见含油砂层的井是地质部的南14孔,这口井 位于吉林省怀德县杨大城子。1958年5月23日开钻,9月7日完钻,从井深300米到完钻的1027 米,陆续见到含油层20多个,厚达60米。但是在试油过程中只出水,钻出些油花,证明了这 些油层只是油气运移过程中的遗迹,石油已经随着地下构造的变迁,转移到更适合储藏的地 方去了。但这口井可以说明这里曾经发生油气的生成、运移、聚集的过程,以后的目标是要 找到更有利的地区和保存石油的构造,突破工业油流关。
    通过对盆地内各地区地质条件的分析对比,终于确定了最有利的含油地区是中央坳陷区 ②(②坳陷是盆地内的一级单元,是地壳中长期稳定下沉为主的地方,并接受巨厚的沉积, 中央坳陷区是发育在盆地中央部位的坳陷。)。该地区北起林甸,南到吉林省长岭;西起泰 康、通榆、东到肇东、扶余,面积约6万平方公里,这个地区沉积岩厚度超过5000米,其中白 垩系地层上部的嫩江组和青山口组是灰黑色大段泥岩,约5000-8000米。从几口较深探井看 ,生油层与储油层的上下关系较好,交互重叠,非常有利于石油的运移和聚集。鉴于这种情 况,探油的重点应逐步向中央坳陷区集中,围绕这个重点地区开展更深入的勘探工作。
    在这6万平方公里的中央坳陷区内,通过综合研究重磁力、电法、地震等方面资料,又进 一步选出大同镇构造带的高台子构造为突破口。在重力异常图上,高台子到萨尔图是个明显 的重力高地带,电测深剖面,高台子地区显示了隆起;1958年下半年的少量地震测线又进一 步证明,高台子是个肯定的局部构造。这个构造处于生油、储油条件较好的中央坳陷区,这 个坳陷中的隆起就成为“重中之重”。
    三、发现
    松基3井出油是发现大庆油田的基本标志。这口井从1958年7月提出设想,经过井位地质 论证、钻井施工和试油试采三个训段,用了一年多的时间。
    松基3井的钻井施工由松辽石油勘探局32118钻井队负责。1959年4月11日正式开钻,钻入 姚家组地层时开始钻取岩芯,从井深1050米到1461.76米,取芯井段411.76米,共取出岩芯 202.51米,收获率为49.2%。岩芯中见到含油显示层3.15米,取出的油砂含油饱满,气味 浓烈,证明存在着油层。
    在钻井过程中发现井身不直,经过反复处理不能解决,严重影响钻进速度。石油部副部 长康世恩在听取各种意见后,为争取时间;提前发现油田,决定松基3井完钻后立即转入试油 。
    1959年7月20日,松基3井于井深1461.76米完钻,固井后于8月29日完井,然后,立即进 行了原钻机试油。9月6日第一次射孔,历经20天的努力,排出了挤进油层中的泥浆滤液,疏 通了油层孔道,于9月26日上午喷出了油流。经正式测试,松基3井日产原油10.7—14.9吨 ,属低含疏优质原油。1959年10月到1960年2月,连续进行了试采,先后采用不同油嘴、不同 工作规程测试,证实松基3井的产油是稳定的,能够较长期保持稳产。
    在钻探松基3井的同时,地质部东北物探大队除连续进行重磁力、电法勘探外,还重点开 展了对大庆长垣到安广、乾安一带的地质勘探工作。到1959年年中,已勾画出了在高台子南 部还有一个更大的构造,面积在300平方公里以上,经过浅井钻探,发现油砂,由此推断,这 个新发现的构造—葡萄花构造应是比高台子构造更有前景的地区。根据这些情况,松辽石油 勘探局大同镇研究小组于1959年5月13日提出了葡萄花构造的预探总体设计,在整个构造上部 署了3条大剖面9口探井。这个设计被批准后,第一口探井葡1井于10月1日正式开钻。
    为了保证这个规划迅速实施,石油部决定从四川等老区调进钻机,加强松辽的中深井钻 探能力。
    1959年底,地震构造图进一步显示了北起喇嘛甸、南到敖包塔的完整大型背斜带,是个 前景非常好的长垣构造。松辽石油勘探局地质室根据最新得到的葡1井钻探的情况,提出北部 3个构造(喇嘛甸、萨尔图、杏树岗)可能是油层更厚、产量更高的地区,因此确定了新的勘 探方针:以二级长垣带为整体,甩开钻探,大井距探边,迅速探明油田边界和规模,尽快拿 下油田储量。按照这一方针,把钻探井分为三类,第一类井不取芯,快速钻探,迅速拿下面 积;第二类井在油层部份全面取芯,取得储量计算所需参数;第三类为探边井,分层详细试 油,找出油水界面和含油边界。此外,每个构造上选一口井进行长期试采,了解生产稳定情 况。
    最早开始的葡萄花构造一批探井,到1960年初陆续出油。最先喷油的是葡7井,这口井于 1959年11月12日开钻,到12月29日钻完,固井后于1960年1月6日射孔,7日喷油,日产原油1 5.5吨,葡7井之后,又有葡4、葡20、太平屯构造的太2井等陆续喷出工业油流。开钻的一批 新井先后见到好的油层显示,展示出葡萄花、高台子、太平屯等地区是能够长期稳产的较大 规模的油田。 (见附图)
    1960年1月,国家石油部党组召开扩大会议,分析大庆地区勘探形势和前景,2月13日向 中央提出了《关于东北松辽地区石油勘探情况和今后工作部署问题的报告》,提出集中优势 兵力,开展一场大会战,勘探开发大油田的建议。
    中共中央于1960年2月20日批准了石油工业部的报告。22日又做出决定,动员3万名转业 战士参加黑龙江省大庆油田的会战。
    在大庆会战决策的过程中,勘探工作仍在紧张进行。大庆长垣构造地带北部的3口探井出 油,对会战形势的发展起了极大地推动作用。如第一口探井是萨尔图构造中央部位的萨66井 。这口井于1960年2月20日开钻,3月8日交井,并立即利用原钻机进行试油,全井射开38个油 层,厚56.9米。3月11日开始自喷油,经50天系统测试、日产原油可稳定在77吨。这口井的 高产油流证明:长垣北部的油层厚度、油井产量显著好于南部。
    另外两口探井是杏树岗构造高点①(①指背科构造上隆起幅度的最高点。)上的杏66井 和喇72井。杏66井,1960年4月10日开始喷油,全井射开油层3个,厚10.6米,用4毫米油嘴 喷油27吨,7毫米油咀可日产油53吨,油层厚度和产量显著高于葡萄花和高台子地区。同年4 月25日,最北部喇嘛甸构造上的喇72井喷油,只射开部份油层,共9层18.8米,5毫米油嘴日 产油48吨,用14毫米油嘴,日产量可高达148吨。
    萨66,杏66和喇72这3口井的相继续油,进一步证明,大庆长垣的含油面积又进一步向北 延伸,南起敖包塔,北到喇嘛甸的800余平方公里范围内,都发现了工业油流,显示出了大庆 油田的轮廓。长垣北部地区的地质条件优于南部地区。当时人们把这3口关键探井的喷油,誉 为“三点定乾坤”。
    石油部党组考虑到萨尔图地区位于哈—齐铁路线上,交通方便,更有利于开发建设,决 定把石油会战重点由大同镇立即转移到萨尔图。
    四、探明
    构造出油后,紧接着的问题是探明含油面积、油层情况和油田储量。为此,大庆会战领 导小组重新调整了勘探队伍,于1960年4月1日,成立了3个探区:第一探区由原松辽石油勘探 局人员组成,负责长垣南部葡萄花、太平屯、高台子和敖包塔油田及大庆外围升平等地区勘 探;第二探区,由原四川、青海人员组成,负责杏树岗油田及龙虎泡构造的勤探;第三探区 ,由原新疆、玉门来会战的人员组成,负责萨尔图、喇嘛甸油田及林甸等地区的勘探。
    勘探从4个方面进行:
    一是探边。在各个高点之间的鞍部,部署一批探井。如喇嘛甸油田和萨尔图油田之间的 喇75、95井,萨尔图与杏树岗之间的萨94、96,杏19等井。这些井经试油证明都能出油,说 明这三个油田连成一片,实际上没有界线。另外在构造边部,部署了更多的探井,经过试油 ,确定了含油边界线,证明仅长垣北部3个油田的含油面积就有865平方公里,是我国历史上 最大的,也是世界少有的大油田。
    二是大剖面全面解剖油田地下。通过38口探井的钻井、取芯、电测、单层试油等工作, 比较全面地了解油层的生产能力、原油性质、油层物理性质等。
    三是重点探井长期试采。对喇72、萨66、杏66、太2、葡7、松基3等井,各进行了一年左 右的长期试采,证明油井产油能力稳定,油层有较高的压力和能量。
    四是开辟生产试验区,详细解剖面油层变化。在萨尔图油田中部地区,从1960年4月起, 先后开辟了30平方公里的开发试验区,井距250—300米,进行油层对比和研究,认识到本区 有45个油层,合计油层厚度可达30米。经过试生产,证实在现有井网下可以正常开采和长期 生产。
    到1960年底,全年共钻探井91口,试油63口73层,基本查明北部3个油田的地质情况。1 961年2月22日首次提出储量计算结果,喇、萨、杏3个油田储量为22.63亿吨,经石油部审查 批准,于1962年1月1日公布使用。