四川盆地基準(zhǔn)井勘探歷程回顧及地質(zhì)效果分析

摘 要

摘要：20世紀(jì)50年代在四川盆地實(shí)施的基準(zhǔn)井鉆探計(jì)劃甚為成功，取得了6項(xiàng)顯著成果：發(fā)現(xiàn)一個(gè)鹽水溫泉，發(fā)現(xiàn)中國(guó)第一個(gè)大氣田，發(fā)現(xiàn)中國(guó)最古老的產(chǎn)氣層，第一次取得盆地基底信息，發(fā)現(xiàn)并證
摘要：20世紀(jì)50年代在四川盆地實(shí)施的基準(zhǔn)井鉆探計(jì)劃甚為成功，取得了6項(xiàng)顯著成果：發(fā)現(xiàn)一個(gè)鹽水溫泉，發(fā)現(xiàn)中國(guó)第一個(gè)大氣田，發(fā)現(xiàn)中國(guó)最古老的產(chǎn)氣層，第一次取得盆地基底信息，發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了四川盆地內(nèi)的第一個(gè)大型古隆起(樂(lè)山-龍女寺古隆起)，成功鉆成當(dāng)時(shí)中國(guó)最深的一口井。其地質(zhì)效果可以歸納為：①為20世紀(jì)60年代我國(guó)“開(kāi)氣找油”的石油“大會(huì)戰(zhàn)”提供了戰(zhàn)場(chǎng)選擇的依據(jù)；②獲得四川盆地內(nèi)完整的地層剖面并在古生界發(fā)現(xiàn)4個(gè)產(chǎn)氣層(二疊系、奧陶系、寒武系和震旦系)，為其后尋找大氣田提供了方向；③獲得的四川盆地基底資料，為中國(guó)基礎(chǔ)地質(zhì)科學(xué)研究提供了重要的依據(jù)。結(jié)論認(rèn)為：一個(gè)盆地勘探之初，有計(jì)劃地鉆一些基準(zhǔn)井并與地震剖面聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行綜合解釋?zhuān)侨嫦到y(tǒng)開(kāi)展區(qū)域油氣勘探的一套有效方法；20世紀(jì)50年代在川中“地臺(tái)”實(shí)施的基準(zhǔn)井計(jì)劃，是四川盆地油氣勘探戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的成功范例，為其后四川盆地近60年油氣勘探開(kāi)發(fā)事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：四川盆地；基準(zhǔn)井；蓬基井；威基井；女基井；川中地臺(tái)；油氣勘探；地質(zhì)效果
1 實(shí)施基準(zhǔn)井勘探計(jì)劃的由來(lái)
    四川自西漢時(shí)期發(fā)現(xiàn)與利用天然氣，至今已有2000多年的悠久歷史[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到1949年底該盆地內(nèi)的古老氣田已累計(jì)采氣300×108m3[2]。新中國(guó)成立后的1949—1956年，四川盆地的油氣勘探工作主要集中在川西坳陷的海棠鋪構(gòu)造、厚壩構(gòu)造和龍泉山構(gòu)造(圖1)，當(dāng)時(shí)主要基于前山帶找油氣理論和明顯的局部構(gòu)造和眾多的油氣苗布井，先后鉆井7口，未獲工業(yè)性油氣流。
    1955年9月原石油工業(yè)部康世恩部長(zhǎng)率團(tuán)赴原蘇聯(lián)考查。當(dāng)時(shí)原蘇聯(lián)年產(chǎn)原油5600×104t，他們從烏拉爾的山前坳陷開(kāi)始勘探，向西到俄羅斯地臺(tái)邊緣斜坡上發(fā)現(xiàn)第二巴庫(kù)的杜依瑪茲和羅馬什金兩個(gè)大型油田而獲得成功，因而上地臺(tái)找油成為其寶貴經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)康世恩部長(zhǎng)展開(kāi)中國(guó)地質(zhì)圖向原蘇聯(lián)米爾欽科院士咨詢(xún)時(shí)，后者指出：“川中地臺(tái)加上陜甘寧盆地30多萬(wàn)平方公里，這些地方是不是你們中國(guó)的?為什么不到那里去找油?”。原蘇聯(lián)的成功范例和院士的話語(yǔ)堅(jiān)定了中國(guó)同行上川中找油的決心[3]，同時(shí)還學(xué)到了在勘探上采取區(qū)域大剖面和鉆基準(zhǔn)井的方法——利用多種手段進(jìn)行全面系統(tǒng)的區(qū)域勘探。
    在1956年1月的全國(guó)石油勘探會(huì)議上，康世恩部長(zhǎng)指出：“四川不應(yīng)只研究山前盆地，應(yīng)加強(qiáng)地臺(tái)區(qū)，引進(jìn)基準(zhǔn)井了解剖面和含油氣情況，應(yīng)鉆至基巖；從龍門(mén)山地槽區(qū)到地臺(tái)區(qū)的剖面上，選幾個(gè)構(gòu)造打幾口基準(zhǔn)井，這是最重要的任務(wù)；蓬萊鎮(zhèn)構(gòu)造可以先開(kāi)鉆，先打一口看看；為了解二疊系、石炭系、泥盆系的情況，可考慮在威遠(yuǎn)構(gòu)造上或其他埋藏較淺的構(gòu)造上先打一口基準(zhǔn)井”[4]。與會(huì)代表?yè)?jù)此做出決議：在四川盆地蓬萊鎮(zhèn)構(gòu)造上定了蓬基井、在威遠(yuǎn)構(gòu)造上定了威基井，這就是鉆探兩口基準(zhǔn)井的由來(lái)；與此同時(shí)在川中“地臺(tái)”上的南充構(gòu)造、龍女寺構(gòu)造和蓬萊鎮(zhèn)構(gòu)造上也安排了探井。此舉對(duì)以后發(fā)現(xiàn)川中油田起到了重要作用，從此盆地油氣勘探在地區(qū)上實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移、在勘探方法上向前邁進(jìn)了一大步。
    20世紀(jì)60年代，原石油工業(yè)部從羅馬尼亞購(gòu)買(mǎi)了兩部7000m鉆機(jī)，其中一部就投放在四川。為完成井位選擇和地質(zhì)設(shè)計(jì)的任務(wù)，當(dāng)時(shí)在四川石油管理局地質(zhì)研究所工作的筆者按原蘇聯(lián)的技術(shù)規(guī)范要求，編寫(xiě)出《川中龍女寺構(gòu)造基準(zhǔn)井設(shè)計(jì)(地質(zhì)部分)》。該設(shè)計(jì)把井位選在龍女寺構(gòu)造，不僅因?yàn)樗?ldquo;川中地塊”上面積最大的局部構(gòu)造，而且其出露地層也相對(duì)較老(中侏羅統(tǒng)沙溪廟組)，在區(qū)域構(gòu)造位置上是四川盆地“明三塊”中最易鉆達(dá)基底的地區(qū)。設(shè)計(jì)的鉆井目的：取得川中地區(qū)下三疊統(tǒng)至震旦系完整地層剖面，查明二疊系至震旦系含油氣情況，為勘探川中地區(qū)古生界油氣指出方向。
2 三口基準(zhǔn)井的鉆探歷程
2.1 蓬基井
    該井位于四川盆地川中蓬萊鎮(zhèn)構(gòu)造，1956年3月9日開(kāi)鉆，1958年1月18日鉆至香溪群(上三疊統(tǒng)須家河組)出大水停鉆，井深3201.16m，日產(chǎn)水?dāng)?shù)百立方米，持續(xù)數(shù)年，從1959年投產(chǎn)至2009年12月該井共采鹽水768×104m3，同時(shí)該井累計(jì)產(chǎn)天然氣也達(dá)1.7×108m3。用該井生產(chǎn)的鹽水溫泉開(kāi)辟的“中國(guó)死海”景區(qū)，現(xiàn)已成為四川省遂寧市大英縣政府旅游景點(diǎn)，成為了結(jié)合現(xiàn)代水上運(yùn)動(dòng)、休閑、度假、保健等要素的水文化旅游度假勝地。
2.2 威基井
    1956年5月部署威基井，鉆探目的：“為取得四川盆地古生界及元古界含油氣資料及基底起伏情況，從而對(duì)四川盆地含油氣遠(yuǎn)景進(jìn)行評(píng)估，指出勘探方向”。該井位于威遠(yuǎn)構(gòu)造頂部威1井附近的曹家壩高點(diǎn)，1958年鉆至中寒武統(tǒng)洪椿坪組(井深2438.6m)，因鉆機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而停鉆。
    1964年5月再次上鉆加深威基井，只不過(guò)是為了完成設(shè)計(jì)任務(wù)，但在此過(guò)程中也發(fā)生了一段插曲：即1963年冬，原石油工業(yè)部在大慶召開(kāi)全國(guó)石油勘探會(huì)議，“要求全國(guó)各局代表團(tuán)回去后，按兩論起家的思想，比照大慶油田提出1～2個(gè)有重大發(fā)現(xiàn)的地區(qū)(意即要找大油氣田)”。筆者等為此撰寫(xiě)了《在四川盆地尋找油氣田有重大發(fā)現(xiàn)地區(qū)的建議》的報(bào)告，提出威遠(yuǎn)構(gòu)造、川西地區(qū)和川東梁平地區(qū)為取得重大發(fā)現(xiàn)的3個(gè)有利地區(qū)，其中特別是威遠(yuǎn)構(gòu)造從有利、不利條件進(jìn)行分析，其成藏條件利大于弊，因而把威遠(yuǎn)構(gòu)造選為可能有重大發(fā)現(xiàn)地區(qū)之一，并建議對(duì)該構(gòu)造加強(qiáng)勘探。
   1964年10月威基井鉆至2859.39m發(fā)生井漏，在井深2852.7～2859.39m震旦系頂部漏失鉆井液44m3。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試獲日產(chǎn)氣14.46×104m3、日產(chǎn)水373.3m3，從而揭開(kāi)了發(fā)現(xiàn)威遠(yuǎn)大氣田的序幕。威遠(yuǎn)氣田后經(jīng)大量鉆探證實(shí)，其天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為400×104m3，不僅是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)大氣田，而且也是中國(guó)擁有最古老產(chǎn)層(震旦系)的氣田，對(duì)四川盆地天然氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量上臺(tái)階均具有重要意義。由此也進(jìn)一步證明了威遠(yuǎn)構(gòu)造是有重大發(fā)現(xiàn)地區(qū)的論斷。
2.3 女基井
   1971年8月10日開(kāi)鉆女基井，鉆至上三疊統(tǒng)香溪群香四段和香二段砂巖發(fā)現(xiàn)氣層，有氣侵和井噴顯示。其后鉆至下二疊統(tǒng)(4401.5～4408.2m)發(fā)現(xiàn)孔隙度較好的砂糖狀白云巖。1974年1月中途測(cè)試，日產(chǎn)氣4.68×104m3。1976年在井深5974m進(jìn)入基巖層，完鉆井深為6011m；后在奧陶系和寒武系見(jiàn)氣顯示；在震旦系燈影組燈四段(井深5206.0～5248.0m)試氣，日產(chǎn)天然氣1.85×104m3。當(dāng)時(shí)它是中國(guó)第一口深井，并新發(fā)現(xiàn)二疊系、奧陶系、寒武系和震旦系等4個(gè)產(chǎn)氣層，為研究川中地區(qū)深部含油氣條件提供了重要資料。女基井完鉆后，國(guó)務(wù)院授予承鉆的7001鉆井隊(duì)為“勇攀高峰鉆井隊(duì)”，原石油工業(yè)部為了慶賀鉆井成功，1976年還在四川遂寧召開(kāi)了共計(jì)6000人參加的慶功大會(huì)。
3 基準(zhǔn)井鉆探的地質(zhì)效果
3.1 蓬基井
   該井雖未鉆探成功，但發(fā)現(xiàn)在香溪群大量產(chǎn)水，累計(jì)產(chǎn)水量達(dá)數(shù)百萬(wàn)立方米，這在川中地區(qū)低孔隙度、低滲透率儲(chǔ)層中，可以說(shuō)是一個(gè)奇跡。及時(shí)研究和不斷追蹤蓬基井高產(chǎn)水量的地質(zhì)規(guī)律，有助于尋找香溪群高孔滲儲(chǔ)層，有利于推進(jìn)現(xiàn)今川中地區(qū)香溪群大氣田的勘探開(kāi)發(fā)。
   蓬基井所產(chǎn)大量鹽水被用作溫泉景點(diǎn)用水，取得較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，落實(shí)了“有油要油，沒(méi)油要?dú)猓粵](méi)有油氣也要水”的地質(zhì)資源觀，充分利用地下資源為社會(huì)服務(wù)，一樣可以獲得社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。這對(duì)“石油人”的勘探工作有很大的啟發(fā)作用。
3.2 威基井
    1) 發(fā)現(xiàn)四川盆地威遠(yuǎn)地區(qū)缺失泥盆系和石炭系，為以后證實(shí)樂(lè)山-龍女寺古隆起提供了依據(jù)。
    2) 發(fā)現(xiàn)上元古界震旦系燈影組為溶蝕性孔洞性?xún)?chǔ)層，它是中國(guó)最老的產(chǎn)氣層，其與燈影組沉積末期的桐灣運(yùn)動(dòng)隆升侵蝕有關(guān)，成為以后區(qū)域上油氣勘探追蹤的目的層。
    3) 1964年威基井產(chǎn)氣后，為原石油工業(yè)部1965年貫徹中央提出的“開(kāi)氣找油”大會(huì)戰(zhàn)提供了戰(zhàn)場(chǎng)選擇。先后鉆井?dāng)?shù)十口，獲天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量400×108m3，成為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大的氣田。其后又區(qū)域展開(kāi)，在盆地邊緣的川北廣元一旺蒼到陜西寧強(qiáng)地區(qū)以及鄂西渝東地區(qū)鉆探7口震旦系井，除在田壩構(gòu)造下寒武統(tǒng)見(jiàn)到極少量油流外(撈獲30L)，其余井全部落空。
    4) 20世紀(jì)70年代后又在四川盆地內(nèi)部的樂(lè)山-龍女寺古隆起下斜坡及近盆地邊緣的坳陷帶鉆探的大窩頂(窩深1井)、天宮堂(宮深1井)、盤(pán)龍場(chǎng)(盤(pán)1井)、自流井(自深1井)、老龍壩(老龍1井)和周公山(周公1井)等構(gòu)造均見(jiàn)水；同期在樂(lè)山-龍女寺構(gòu)造頂部及上斜坡資陽(yáng)地區(qū)的鉆探也未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)性天然氣儲(chǔ)量。近來(lái)在高石梯-磨溪構(gòu)造帶中[5]所鉆的探井獲高產(chǎn)氣流，顯示出自威基井1964年出氣后，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和勘探，四川盆地震旦系尚有很大的天然氣勘探潛力。
3.3 女基井
    1) 由于井位選擇和設(shè)計(jì)施工恰當(dāng)，該井順利完鉆，取得四川盆地從侏羅系至盆地基巖的完整地層剖面，并發(fā)現(xiàn)二疊系、奧陶系、寒武系和震旦系4個(gè)產(chǎn)氣層，為勘探四川盆地古生界和上元古界氣層提供了依據(jù)。
    2) 證實(shí)樂(lè)山-龍女寺古隆起向川中地區(qū)延伸，為在古隆起找氣提供了方向。“遠(yuǎn)在1947年，英伊石油公司總地質(zhì)師M.W.Strong在其《四川石油地質(zhì)報(bào)告》中就指出，在烏拉爾時(shí)代，那里好像有一個(gè)橫貫盆地的隆起，可見(jiàn)二疊紀(jì)海相沉積在雅安、峨眉、大渡河上覆在奧陶紀(jì)地層之上”[4]，只是他的論述當(dāng)時(shí)并未引起人們的注意。1964年威基井鉆探揭示：二疊系與志留系接觸，缺失泥盆-石炭系。1965年原四川石油局地調(diào)處作威遠(yuǎn)至仁壽地震剖面解釋時(shí)發(fā)現(xiàn)威遠(yuǎn)構(gòu)造在向西抬升的古侵蝕斜坡上，并繪出威遠(yuǎn)地區(qū)古地質(zhì)圖。1970—1972年西南地質(zhì)綜合大隊(duì)利用地震和鉆井資料編寫(xiě)出《川西南地區(qū)加里東古隆起小結(jié)》，認(rèn)為古隆起頂部在蘆山、夾江、樂(lè)山、井研等地，剝蝕了志留-奧陶紀(jì)地層，向北東方向延伸，存在雅安、樂(lè)山、龍女寺等3個(gè)高點(diǎn)，面積為6×104km2，并將其命名為樂(lè)山龍女寺古隆起[4]。1976年完鉆的女基井進(jìn)一步證實(shí)了該古隆起的存在，為川中地區(qū)下古生界找氣開(kāi)辟了廣闊的領(lǐng)域。
    3) 獲得了四川盆地基底巖層的年齡和性質(zhì)資料，為中國(guó)大地構(gòu)造演化研究提供了重要的依據(jù)。女基井雖于1976年完鉆，也鉆至基底巖石，但未取樣作基底巖石年齡和性質(zhì)的研究。后來(lái)，筆者與成都理工大學(xué)劉樹(shù)根教授等在承擔(dān)國(guó)家“六五”攻關(guān)課題期間，在原四川石油管理局川西南礦區(qū)和川中礦區(qū)的支持下，終于獲取了女基井和威28井基巖的年齡資料及其所代表的地質(zhì)信息，被認(rèn)為是“從老鼠口中奪回可貴的地質(zhì)資料”。女基井從井深5963～6010m共選取7個(gè)巖屑樣品進(jìn)行分析，薄片鑒定為流紋英安巖，稀土元素分析結(jié)果表明其代表島弧區(qū)的火山巖，可與川西南區(qū)地面出露的蘇雄組對(duì)應(yīng)，測(cè)得Rb-Sr全巖等時(shí)年齡為距今701.50Ma。威28井從井深3 640～3730m共選取7個(gè)巖樣分析，定名為花崗巖或花崗閃長(zhǎng)巖，屬造山帶和島弧區(qū)的火山巖，Rb-Sr法全巖等時(shí)年齡為距今740.99Ma，屬澄江期的產(chǎn)物[6]。女基井和威28井這兩口井的基巖資料雖已公布30多年，但目前尚無(wú)新發(fā)現(xiàn)的資料來(lái)補(bǔ)充和完善。過(guò)去有些地學(xué)研究者從大地構(gòu)造的角度，稱(chēng)川中地區(qū)為“川中地塊”，還有的研究揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的演化，又把川中地區(qū)稱(chēng)為“川中古陸核”[7]，但作者依據(jù)女基井和威28井的同位素年齡分析的結(jié)果——其距今只有701.5～740.99Ma，認(rèn)為川中地區(qū)應(yīng)為新元古代南沱組的產(chǎn)物，而非太古代古陸核的產(chǎn)物。再?gòu)幕讕r石產(chǎn)生的構(gòu)造背景分析，二者均為島弧區(qū)的火山巖，結(jié)合四川盆地航磁資料和盆地周邊出露巖石學(xué)資料，筆者解釋川中地區(qū)為“古弧核”，并認(rèn)為揚(yáng)子古板塊基底為“兩弧夾一盆”的構(gòu)造格局[6]，“古弧核”的觀點(diǎn)也得到朱夏先生臨終前報(bào)告的認(rèn)同[8]。
    4) 龍女寺基準(zhǔn)井在工程上克服了許多技術(shù)難題，因此才奪得全國(guó)第一口超深井鉆井成功的紀(jì)錄，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)鉆超深井積累了經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)了人才。
4 結(jié)束語(yǔ)
    1956年起在四川盆地實(shí)施的基準(zhǔn)井勘探計(jì)劃，取得了很大的成效。蓬基井發(fā)現(xiàn)一個(gè)鹽水溫泉，造福社會(huì)，有利于人民健康。威基井發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)第一個(gè)大氣田和最古老的燈影組產(chǎn)氣層，后者成為四川盆地區(qū)域性產(chǎn)氣層，現(xiàn)正成為四川盆地天然氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)的有利層位。女基井取得四川盆地從侏羅系至震旦系和基巖的完整地質(zhì)剖面，并在古生界發(fā)現(xiàn)4個(gè)產(chǎn)氣層，為以后遠(yuǎn)景勘探提供了重要線索；證實(shí)樂(lè)山 龍女寺古隆起向川中地區(qū)延伸，為其后尋找大氣田提供了方向[9～10]；獲得的盆地基巖信息為研究中國(guó)大地構(gòu)造提供了寶貴的資料。
    撫今思昔，教益良多，一個(gè)盆地開(kāi)始勘探階段，有計(jì)劃地鉆一些基準(zhǔn)井并與地震剖面聯(lián)系進(jìn)行綜合解釋?zhuān)且环N全面系統(tǒng)區(qū)域勘探的有效方法，20世紀(jì)50年代四川盆地上川中地臺(tái)實(shí)施基準(zhǔn)井勘探方案，應(yīng)是一個(gè)很好的范例。
    成文中，得到了同行王宓君、冉隆輝的鼓勵(lì)和支持并提出許多寶貴意見(jiàn)，在此致謝!
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(本文作者：羅志立1 孫瑋1 代寒松2 王睿婧1 1.成都理工大學(xué)；2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院西北分院)