符晓思想在四川盆地西部天然气勘探中的应用研究

李玉琪 张 旋

(西安石油大学 石油史研究所，陕西 西安 710065)

0 引 言

符晓，曾任地质矿产部西南石油地质局第十一普查勘探大队技术负责人、新场气田总工程师等职，是中国较早提出可以用油气无机成因理论指导勘探的地质工作者之一。1987年符晓就曾指出，世界上拥有较大油田的国家比如沙特、科威特等的一些油田油源都是无机成因的，由此他认为应该以无机成因理论来指导川西的油气勘探。[1]211-216在此后的二十多年间，他所进行的勘探实践实际上就是将油气的无机成因理论融入到工作中。符晓可以说是中国有意识地以无机成因理论指导勘探的第一人，在笔者梳理关于中国油气无机成因理论研究的过程中发现，研究或支持该理论的绝大多数学者都是从事基础研究的，从事实际勘探工作的只占很少一部分，而且多是退休之后才转变观念，因而在实际工作中再没有机会将这一理论应用于实践、去指导实践，符晓则是个例外。他是确确实实将无机成因理论应用于实践，并取得了重大成功的石油地球物理学家。他的勘探实践对油气无机成因理论在我国的发展具有历史性的作用。

1 符晓建议实施的井位概况

符晓提出建议并成功实施的井位很多，还有一些井位虽然并不是他建议实施的，但在出现井喷、井涌或者钻进到目的层未见油气等状况时却是他在现场进行处理并最终获得工业气流的。在此本文重点列举12口井的相关情况，以此来研究其勘探思想及在实践中所起的作用。

川西合兴场构造2口井。1984年符晓建议钻探合川100井。该井位于北区两组断裂交汇处上盘，目的层为须二段，在目的层获日产50×104m3工业气流。[2]ii1987年他又建议钻探川合137井，该井位于构造南段另一个断裂高点区、两断裂交汇上盘，日产气近17×104m3。[2]ii这两口井与合川127井一同实现了该构造上“线”的突破[2]54。

川西孝泉构造3口井。1985年符晓又建议钻探川孝104井，该井位于构造南翼断破上盘，目的层为须四段遂宁组，但钻至沙溪庙组底部遇井喷，建议完井测试获准，固井过程中出现环空窜气，“顺势环空输气”，日输气4×104m3。[2]iii,8同一年在川孝104井同井场还布有川孝106井，钻进至沙溪庙组1 800m，符晓从录井月报资料上看到次生矿物和气浸记录，请十一普的王平现场核实后建议完井获批准，固井时又出现环空窜气，顺势环空采气，日产气10×104m3，发现了川西红层沙溪庙组气藏。[2]iii1992年，以沙溪庙组为目的层布川孝153井，钻进过程中于700m浅层蓬莱镇组遇强烈井涌，现场观察岩屑时在井涌处发现许多米粒大小的方解石，认定发现“砂缝结合部”，建议测试，经实测获日产气2.5×104m3，实现了川西浅层700m突破，将不被看好的过路气变成“浅而肥”气藏。[2]iii

丰谷构造1口井。1988年符晓建议钻探布川丰131井，因川丰125井在须四段、须二段发现气层，故将该井目的层设为须二段，开钻后在自流井组发现工业气流，日输气16×104m3，采气近一年后因裸眼段太长垮塌被埋。[2]iii符晓认为孝泉—新场—罗江—丰谷为川西坳陷最大的背斜带，中石油后来上钻的丰一井在自流井组和须家河组均获产，证明丰谷构造是一个多层有气开发的构造，建产不成功应是实施的工艺不到位。

新场构造6口井。1995年在南北与北东二维地震断破交汇上盘区布新806井，目的层沙溪庙组钻至蓬二段遇气浸，发现20m砂岩，继续钻入目的层见良好的油气显示，符晓建议再往下钻，钻入千佛岩组后遇强烈井涌，并发现大量次生方解石，现场决定完井测试，获稳定日产31×104m3，成为四川盆地川西坳陷中千佛岩组首口高产、稳产井。[2]iv-v新806井在蓬二段遇气浸并发现砂岩后，符晓建议在同井场断破带开钻新77井，日稳产11×104m3，成为川西地区浅区蓬二段第一口高产发现井，输气20年累计采气1.377 6×108m3。[2]iv-v,92同年，为追踪新25井的砂层向南边延伸的情况，符晓建议在西段南侧二维地震有断破显示区以蓬一段为目的层开钻新67井，发现三个气层，日产气8.213 5×104m3，是川西红层800m内蓬莱组自然最高产气井。[2]922000年在新场五郎泉构造高点偏南部位布新851井，目的层为须二段，实际钻过圈闭溢出点，无气显示，符晓在现场查阅分析三维地震剖面后建议越过溢出点往下钻探，继续钻进24 m穿透页岩进入地震相位弱反射区遇砂岩，出现良好气显示，并有大量次生矿物，在4 807 m终孔，初测获无阻流量151.7×104m3，稳采气40×104～50×104m3/d，但在试采一年后因井口严重漏气于2002年初封井。[2]vi-vii,102为了找回新851井产能，2003年在该井北东200m处布置新853井，在对应须二段产层4 820～4 840m未见裂缝，符晓建议钻井加深，钻至5 110m见井涌，稳产8.7×104m3气流，但与新851井原产量相比差距较大。[2]vii,[3]42005年按与新851井“同楼不同室”的思路在新851井井位南约250～300m布新856井，获日产60×104m3，成为川西当时产量最高的产气井。[2]vii,[3]4

2 符晓的勘探思想

符晓在对以上12口井布井或后续施工建议时都将自身的勘探思想融入其中，而他的勘探思想也在这些实践中逐渐完善发展起来。实际上，他对每一口井提出建议的依据都是他勘探思想的最直接表现，这些勘探思想归纳起来最具特色的有以下5条。

2.1 在实际勘探工作中将无机烃源作为烃源之一加以考虑

1987年符晓在《石油实验地质》上发表文章，通过国外大量油气田的勘探开发资料证明了油气无机说拥有事实依据，进而提出了以油气无机成因说为基础的四川盆地西部油气的寻找方向探讨，指出以石油无机成因说为指导来找寻油气的可行性。[1]211～2161991年，在参加四川石油学会遂宁会议时，符晓在会上宣读了《浅议油气普查勘探与辩证法》[2]14～17一文，再次指出，在找油气的过程中注重有机成藏的理论模式的同时不应忽视深源无机成藏的理论模式，一旦承认无机成藏，寻找油气的战略方针也将与时俱进发生变革。此时符晓仅是在文章中言明无机论应该被承认，但在实际勘探中并没有明确说明无机论是否能起作用。而2000年时，符晓建议布置的新851井成为明确指出无机烃源的第一次实际勘探。他在《川西陆相深层勘探与新851井的实践》一文中，指出该地区主要烃源有三个，地壳深部无机烃源被其列为第一条介绍[2]97，直言新场地区的浅、中层气“气源证实来自深部”[2]105，并在井位论证部分做出了深层须二段成藏预测[2]112。这些证据足以证明符晓在考虑这一地区的油气勘探时是将油气无机成因理论归入其中的。

2.2 多元生烃，立体成藏

符晓认为烃源是多元化的，有机论和无机论不是排他性的，而是同时存在的，有机物可以生烃，无机物也可以生烃，而且无机烃源并不单在深部成藏，浅层气藏也可能来自深部无机成因烃，虽然浅层井单井产量略低，但开采成本也低，综合经济效益并不低。另外，符晓认为地下的各个层系只要满足一定的条件均可成藏，川西地区深层的侏罗系须家河组可以成藏，浅层的蓬莱镇组“红层”可以成藏，最浅处200～300m的晚白垩系也可成藏。在此基础之上，符晓对中国石油地质学家从松辽盆地的地质勘探实践中总结出的“源控论”加以改造，提出他的“立体源控论”。“源控论”基本阐明了我国东部陆相盆地油气田在油源区附近的宏观分布规律，但对地质构造条件复杂的中、西部地区并不适用。例如，川西坳陷侏罗系“红层”内大量气田的发现，表明油气特别是甲烷和轻烃天然气可以穿过大套泥岩为主的区域盖层，向上运移到离上三叠统烃源岩较远的储层中；侏罗系上覆白垩系高产气藏的发现，表明上三叠统须家河组烃源层以上的所有“红层”中只要有一定的构造条件和储集空间都可以成藏。符晓根据这些勘探实践将传统的“源控论”补充发展为“立体源控”模式——生油凹陷及其周缘在纵向上，包括生油层系以下和上覆的全部非生油层系内，只要有适合的聚集、保存条件就可以找到油气藏。[4]95-96这一理论与俄罗斯无机成油论“三杰”——门捷列夫、库德梁采夫、克鲁泡特金所提出的油气分布定律相差无几，即只要在凹陷内见到烃类，在其周边上下的地层内均有可能找到油气藏。

2.3 致密砂岩中气藏分布在断破带

根据前文所列12口井的概况，川孝104井、川孝106井、新806井、新77井、新67井这6口井均是位于断破带或者有断破显示区域，符晓指出：“如果在较低孔隙度的砂岩中存在发育的裂缝，便会有较好的产能。”[2]8(“断破带”一词来自于符晓勘探实际工作中常用的口语，根据语境推测应为“断裂破碎带”之意)，致密砂岩油气藏所见一般多以孔缝结合型为主，储集多依靠各类孔隙，运移则依靠裂缝，有缝才能运移、成藏，尤其是气藏。在川西气藏的勘探中发现“水平缝”发育的井既有高产井也有低产井，“水平缝”不发育的井也既有高产井又有低产井，显示出“‘水平缝’不是制约气井产能高低的主导因素”[4]116这一特性，故此，他推断一定要有垂向裂缝发育才能成藏。符晓的这一认识与油气无机成因理论的基本观点是一致的。

2.4 次生矿物(石英、方解石)是含油气的标志

符晓认为，石英、方解石等次生矿物是砂岩，特别是致密砂岩中裂缝发育的标志，根据上一条总结，有裂缝才可能有油气。这一理论也在上述12口井的实践中得到证实。川孝106井录井月报发现次生矿物和气浸记录，经查实显示段为砂泥岩互层且有大量次生矿物[2]8，证实为砂缝结合部；川孝153井现场发现大量米粒大小次生方解石，认定发现砂缝结合部；新806井钻入1 000m遇气浸且含气显示优于邻区，认为此部分纵向裂缝系统发育，后钻入千佛岩组遇井涌及次生方解石，裂缝发育得到证实；新851井钻过圈闭溢出点后钻遇砂岩，气显示良好，见到大量的次生石英晶体，证实裂缝发育。兴合场须二段储层特征也很好地证明了这一点，如长石溶蚀明显，储集空间以长石粒内溶孔及碳酸岩粒间溶孔为主，渗流通道主要为裂缝，埋深超过5 000m后原生孔隙已基本消失，长石等发生溶蚀交代，微裂缝及显裂缝发育。[4]119-120根据杜乐天的幔汁碱交代作用原理，碱交代作用是碱头酸尾，幔汁进入浅层成矿时已经进入酸性阶段且富氢，氢使氧化物断键、阳离子逸出，从而形成另一种矿物，故这一阶段长石等开始解理，发生蚀变，产生次生矿物，表现在岩石成矿上最常见的就是石英和方解石的次生加大，四川的深盆气藏就是碱交代成因。[5]1-11,[6]1007-1020通读符晓的文章可以看出，他并没有接触过杜乐天的这一套理论，但是从他的勘探实践来看，将次生矿物的出现作为裂缝存在的标志，裂缝又是油源渗流的通道，且据此成功找到了油气，其结果与杜乐天的原理相互佐证。所以，“断破带”、立体成藏以及寻找次生矿物其实都是油气无机成因理论的证据。

2.5 油源持续供给

符晓认为川西地区的天然气藏有没有工业价值主要取决于其所受压力。有压力油气才能运移，一般认为油气藏的压力来自于地层压力，但是实际上凡是有工业产量油气藏的地方压力系数都比较高，已经超过了地层给它的压力，并且在稳产十几年后压力减少有限。如川西坳陷上侏罗统蓬莱镇组压力系数为1.2～1.4，中侏罗统沙溪庙组、千佛岩组压力系数为1.4～2.0，上三叠统须家河组坳陷中部压力系数在1.8～2.0以上。[4]73新场新45井215m气层压力系数为1.2，沙溪庙组气层压力系数已达2.0。[2]37以上证据都表明深部应该有气体不断补充，没有气体补充不会形成高压。符晓曾指出：异常高压是次生天然气藏的基本特征[4]111，而造成异常高压的原因是：大量煤成烃类气体的不断充注增压[4]111，并且“川西坳陷陆相烃源岩的生烃过程还在延续，而坳陷中的巨厚地层已经被弥散的天然气所气化……”[4]103(“气化”一词为符晓所创，意指侏罗系红层原本不能产气，但是现在充满了气，故称之为‘气化’)。2017年，符晓在《四川盆地陆相天然气勘探开发理论与实践》一书中再次强调了这一观点。此观点与美国人1995年提出的“连续型油气藏”的概念有异曲同工之处。“连续型油气藏”是指：在大范围非常规储集体系中，油气连续分布的‘非闭合’圈闭油气藏[7]31，以非常规储集层为主，储集空间无明显的边界，与符晓的侏罗系红层“气化”基本一致(关于该类型油藏国内有学者提出“自生自储”的成因，我们认为有待商榷)。此观点与油气无机成因理论中的“地球排气”的观点也是一致的，该学派认为地球由五大气圈组成，油气来源于中下地壳乃至地幔气圈，地球排气是持续的过程，油气也是不断地在进行充注，区别之处是符晓的观点将其具体到了侏罗系“红层”这一具体的层位中。根据符晓的论文及著作情况，他应该是没有接触过“地球排气”的理论，也没有引用过相关文献，“气化”这一概念是他在实践中发现的，断破带成藏、次生矿物是裂缝发育的标志、气源持续供给等思想都是他在实践中的总结，并且在实践中应用成功的经验。

3 符晓对油气理论基本概念的哲学认识

符晓认为，油气理论的基本概念不外乎“油气源、储层、盖层与圈闭”[2]3，这些理论是具有普遍性的、从数百年的实践中总结出来的，但是随着实践的发展，其中的一些概念也“具有很大的相对性”[2]3。

首先，要多元化地考虑烃源。符晓明确表示，业界关于油气源有机与无机的争论意义不大，两者都能生烃，其实质都是对“C”的化合形态和循环方式的理解。他认为油气就是“C”元素在一定温压条件下的暂时相对稳定状态，不论从天体到地球的大循环还是地球各圈层的小循环到处都有C和其化合物的存在，差别在于丰度不同。符晓认为，地球上45%的油气资源分布在裂谷区的原因就是那里有最大的通道——裂谷，以及最好的聚气场所——沉积盆地。[2]3-4

其次，不管是储层、盖层还是圈闭都是相对而言的。在以孔缝来定储层的前提下，以前孔隙性低的层系随着工业技术的进步可以成功开采，非储层可以变为储层；相对渗透率低的岩层可以成为相对渗透率高的岩层的盖层；圈闭是开放性的，随着时间演变可能被破坏，油气也随之散逸和聚集，散逸量大于供给量，油藏短时间内会被破坏，反之则可能是富油气区。[2]4

总而言之，就是不能将任何问题绝对化、固定化，在思维方式上的表现就是不能线性化单一地去思考问题，故此，符晓提出了“首尾归一”的曲线思维模式。何谓“首尾归一”，就是理论设想必须经过实践的检验不断地调整、修改、完善，而在这个过程中因“藏无常形”[2]14需要“勘勿死规”[2]14“唯实而策”[2]8“唯实而调”[2]8,9，以达到结果与设想的统一。

“勘勿死规”是符晓“首尾归一”曲线思维模式中十分重要的原则。不墨守成规才不会一条道走到黑，才不会因找到某种特定条件下的油气藏就忽视其它类型的油气藏，才不会因为承认有机成藏理论就忽视深源无机成藏的理论模式。从辩证法的角度来看，事物是一直在运动、变化的，不拘泥于“死规”，方有可能跟上运动变化中实践的脚步。人类对地质学的认识现在还处于半定量的状态，对地质学上的许多问题都没有获得确切的答案，不能把任何一个概念僵化。“勿死规”说明符晓的思维是开放的，他一直处于活跃的哲学思维状态。

符晓之所以能够找到油气，丰富的实践经验是一方面，拥有辩证的哲学思维是另一方面不可或缺的因素。勘探经验是具体的技术上的，哲学思想则具有普遍性。以圈闭的相对性为例，一般在圈闭的背斜上钻油气井时不会超过圈闭溢出点，新851井在钻井过程中已超过原设计目的层，钻过了圈闭溢出点，没有见气。按照一般的勘探实践来看，这一次钻探就已经失败了。符晓在分析地震资料后不拘泥于过溢出点无油气的传统观念，建议加深钻井，实际钻过圈闭溢出点下的24m页岩后见气。新851井应该是穿过了上部圈闭打到了下面的另一个圈闭中，这个圈闭是相对平缓的，故而在地震资料上没有明显的显示，只是显示出该区域相位反射较弱，可以推测是下部的油气上涌，由于地层厚度及自身压力条件没能穿透地层，使上部地层隆起，上部圈闭只是假象。所以过圈闭溢出点无油气是勘探经验，而圈闭是相对的才具普遍性。正因为符晓有这种相对论的辩证思想，所以才不会被已有的经验和观念所束缚，才能找到油气。

4 结 语

(1)符晓建议布置或现场处理的12口井均高产，将新场气田仅有42 km2的小探区搞出了一年80亿产量，且直到现在仍是川西最大的气田的善举，而其勘探成功的重要原因是他接受了油气无机成因理论。油气无机成因理论认为气源是深部持续供给的，这使他对烃源的研究充满信用，并保证了他在烃源上不绝望。侏罗系“红层”不能生烃，有须家河组烃源，须家河组的生烃量不能满足气藏本身资源量，他就继续向下追到二叠系，而二叠系之下还有深部无机烃源。如果烃源是充足的，就有信心在这一地区发现油气。此外，油气无机成因理论还为实际勘探提供了许多寻找油气的指标，比如断破带、次生矿物、气源持续供给的压力等，这些都是基于油气无机成因理论的思想而来的。符晓的成功证明油气无机成因理论不仅作为一个理论体系可以成立，而且作为指导勘探实践的原则也是毋庸置疑的。

(2)符晓是善于用哲学思维来思考问题的人。他的哲学思想主要有两条：一是马克思主义中的辩证唯物主义。他认为辩证法主要从普遍联系和发展变化的角度去看问题，所有的认识理念和科学结论都是在一定的时间、地点条件下才形成的；一定的经验下得出的阶段性的认识，不能将之作为教条。据此，他提出“藏无定形，堪勿死规”的见解，意谓油气藏本身是没有常见的规范的，有大规律，但却又各不相同，就如同树叶，有根就会长叶，但没有哪两片树叶是完全相同的，每一片树叶都有它自己随机性的特征，面对油气藏这种复杂多变的现实，不能用教条化的观念定死其他可能性。另一条是科学哲学的相对论，什么都是相对而言的，一定要先去摸清它的具体条件。这一点跟中国古代哲学家老子“有无相生”“变化无常”的观念相通，强调“变”。物质世界是变化的，油气作为流体矿物更是如此，因此人们的认识也要“唯实而调”。

(3)符晓的实践初步证明了油气无机成因理论的威力，提高了我国油气勘探的信心。根据世界天然气分布统计，世界排名前四十的气田中没有我国的气田，我国最大的气田——长庆油田苏里格气田储量5 000多亿m3，但远远不如2002年底世界42大气田统计数据中最小的气田，该气田储量约为1万亿m3[8]245。就产量而言，2016年我国天然气年产量约为1 300亿m3，美国1945年的天然气年产量就达到了1 000亿m3[8]1。2018年1月16日，中石油经济技术研究院发表的《2017年国内外油气行业发展报告》显示：2017年我国的天然气年产量为1 476亿m3，进口926亿m3，对外依存度已经达到了39.4%。[9]即便如此，由于北方供暖强制性煤改气，入冬后天然气消耗量剧增，各地仍出现了不同程度的“用气荒”。根据2016年中国能源研究会发布的《中国能源展望2030》预计，到2020年我国的天然气需求量将增至2 900亿m3[10]127，产量增长明显跟不上需求的增长，我国的天然气勘探亟需突破。我国的探区面积不小，有探区但找不到气不能仅仅归结于地质条件复杂。众所周知，俄罗斯是世界天然气产气大国，但曾经也一度被认为是贫气的。1945年，苏联的天然气年产量为32.78亿m3，仅仅不到美国的3.3%，有地质学家根据当时的油气理论判断苏联天然气贫乏，后来苏联的油气理论得到突破，到20世纪60～70年代，天然气年产量已然超过西方，成为世界第一大天然气产国。[8]2美国在20世纪70年代由于受到油气控制论的影响，限制了部分石油天然气的开采，天然气年产量也出现衰减，到了20世纪80年代理论突破后，天然气产量又出现回升，2010年以后美国的天然气年产量已经超过6 000亿m3，再次成为世界第一大天然气生产国。[8]2-4可以说，俄罗斯和美国的天然气产量都是随着油气理论认识和勘探实践的发展而变化的。世界第一大气田——中东的北方—南帕斯气田可采储量约48～51万亿m3[8]245，位于波斯湾盆地裂谷带，我国渤海湾盆地也是裂谷带，但找了这么多年，发现的天然气却非常有限，究其原因主要是观念跟不上实践的步伐。笔者认为，如果按照符晓的观点更深入地去理解油气无机成因理论，在各地天然气勘探中将其与油气有机成因理论结合起来，考虑烃源时加入深部无机烃源，我国的油气勘探定会有革命性的突破。

[参 考 文 献]

[1] 符晓.探索无机成因油气藏的条件兼论四川盆地西部找油气方向[J].石油实验地质，1987(3).

[2] 符晓.四川盆地陆相天然气勘探开发理论与实践[M].北京：科学出版社，2017.

[3] 张虹.利用岩石物性参数反演裂缝天然气富集区研究[D].成都：成都理工大学，2011.

[4] 符晓，舒文培，易荣龙，等.四川盆地西部天然气资源与勘探开发[M].武汉：中国地质大学出版社，2001.

[5] 杜乐天.氧的地球化学——壳幔岩石中氧离子(O2-)不用动原理[J].铀矿地质，2015(1).

[6] 杜乐天，张景廉，欧光习.石油天然气藏幔汁加氢和碱交代成因的再认识[J].地质论评，2015(5).

[7] 邹才能，陶士振，袁选俊，等.“连续型”油气藏的基本内涵、地质特征与评价方法[C]//第三届中国石油地质年会学术委员会.第三届中国石油地质年会论文集.北京：石油工业出版社，2009.

[8] 赵靖舟，张金川，高岗.天然气地质学[M].北京：石油工业出版社，2013.

[9] 吴莉.我国天然气消费增量创历史新高[N].中国能源报，2018-1-22.

[10] 天工.2020年中国天然气需求量将达2 900亿立方米[J].天然气工业，2016(3).