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“油钾兼探”是行之有效的找钾方法

发布时间:2018年06月15日
来源:中国矿业报社(2018-06-15) 作者:商雯君、张永生

什么是油钾兼探?为什么要油钾兼探?为了更好地解释这两个问题,首先要解释这里的钾和油(气)是什么样的物质:它们分别是钾盐和石油天然气,都是天然形成的不可再生资源,是人类生活不可或缺的物质。

钾盐矿主要用于农业和化工业,世界上95%的钾盐产品用作肥料,5%的钾盐产品用于工业,例如生产洁净剂、玻璃、陶瓷、化学药品、罐头工业、皮革工业、电器和冶金工业等。钾肥是农业三大肥料之一,对绝大多数作物都有明显的增产效果。

目前,我国已查明的钾盐资源储量不大,尚难满足农业对钾肥的需求,因此钾盐矿被国家列入急缺矿种之一。钾盐资源分为固体和液体两种,都是含钾水体在封闭半封闭的干旱条件下,由强烈的蒸发作用形成,前者钾盐物质析出形成固体钾盐矿床,后者是指含钾非常高的卤水资源。

石油是一种粘稠的深褐色液体,有“工业的血液”之称,其主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。石油是一种重要能源,如今已成为现代生活不可或缺的物质,除了为机动车、工业提供能源外,还是塑料、化肥、杀虫剂的原料。

这里的天然气是一种从能源角度出发的狭义定义,指天然蕴藏于地层中的烃类气体,具有可燃的特点,是一种较安全、清洁、经济的能源。“油钾兼探”是一种在含盐油气盆地中寻找石油、天然气和钾盐等多种矿产的综合勘查手段。

油钾兼探主要包括两方面的工作:一是在油气勘探过程中兼顾钾盐勘查,利用含盐油气盆地已有的地质、物探、钻探、化探、遥感等资料开展对钾盐的分析和处理,或是在成盐成钾条件好的地区对已有的油气勘探资料进行针对钾盐的复查,提取含钾线索;二是在钾盐勘探过程中兼顾油气勘查,在可能含油气层系的含盐盆中开展钾盐地质调查的同时兼顾油气和非常规页岩气(油)特征研究,提取含油气线索。

盐类物质与油气形成的地质条件有诸多相似之处。地壳长期稳定,很少或者不发生活动是两者形成的基本条件,一个板块稳定并持续沉降的地区,往往可能同时形成钾盐和油气资源。

随着地球地质历史的发展,沉积盆地古地理、古气候及沉积环境会相应地发生改变,它既可形成有利于钾盐生成的干旱环境,也可形成有利于油气生成的潮湿环境,如果在地球演化过程中,既形成了钾盐也形成了石油,它们可能在纵向空间上会形成一种叠置组合。在盐盆地的形成过程中,水体逐渐咸化使物种数量大大减少,但少数存活下来的生物因适应咸化环境且少有天敌而大量繁殖,同时随着海水补给,大量海洋生物进入盐盆地中,因不适应高盐度环境而死亡,咸化环境也有利于有机质保存,两者为油气的形成提供了充足的物质来源。盐类物质由于其致密性而成为一种非常好的盖层,可以对易流动的油气藏起到良好的封闭保护作用。同时,蒸发岩系的变形也为油气的运移和聚集提供了有利条件,由于含盐含钾的蒸发岩系可塑性很大,常可发生盐类位移,形成各类形态的岩体,如盐株、盐底辟,这对石油来说是一种非常好的圈闭构造,为油气的运移提供了通道和有利的聚集场所。以上条件使蒸发盐类矿床与油气往往紧密共生,从而使“油钾兼探”成为可能。

深部钾盐经济效益不高,不适于大量布置钻探物探手段进行勘查,但它却是我国紧缺的战略资源,油气勘查中往往布署大量地面物探和钻探工作,如果能充分利用这些资料,将大大降低我国寻找钾盐资源的成本。

实践证明,“油钾兼探”是一种行之有效并且更经济的找钾方法,即可加速发现和扩大找钾线索、进行钾盐资源远景评价,还可以提供油气线索,为发现新的油气藏做贡献。

新中国成立以来,我国大规模的钾盐普查和预测研究大体划分为三个阶段:一是1949年~1977年,开展了全国性的以钾硼为主的盐矿地质普查和科学研究,并于1957年发现了储量达1.45亿吨的青海察尔汗盐湖卤水钾矿,形成了“陆相成盐成钾”等学说。二是1978年~2000年,在罗北凹地发现了大型卤水钾矿,使罗布泊成为我国目前最大的硫酸钾生产基地;“八五”期间,加强了海相盆地找钾研究,对可能含钾的海相地层开展了不同程度的找钾专题研究,在陕北奥陶系马家沟组中发现了薄层钾石盐层,是世界上首次在奥陶系发现钾盐,使我国海相地层找钾取得了重大突破。三是2000至今,中国地质调查局矿产资源研究所盐湖中心通过“盐钾兼探”,认为奥陶纪马五6亚段大部分已达钾盐沉积阶段,提出了滇西兰坪-思茅成盐盆地“二层楼钾盐成矿模式”,并通过多口钻井得到了一定验证。此外,该所在塔里木盆地、柴达木盆地、四川盆地、江汉盆地等都实现了找钾突破。

在世界上已知的42个钾盐盆地中,国外有19个盆地通过油气勘查发现了钾资源,如加拿大萨斯喀彻温志留系巨型钾盐矿床、俄罗斯涅帕寒武纪巨型钾盐矿床、美国密执安志留纪超大型钾盐矿床以及美国新墨西哥州超大型钾盐矿床等;我国有3个盆地通过油气勘查发现了钾资源,分别为塔里木盆地古近系钾盐矿层、四川盆地三叠系杂卤石矿层以及江汉盆地的油田卤水。

国内外不少地区在勘查盐类矿物时,也屡屡发现油气藏。如1806年~1850年,美国在西弗吉尼亚州和宾夕法尼亚州勘探盐类矿床时发现了石油;前苏联在开展鸟拉尔上楚索夫城钾盐勘探时发现了乌拉尔油气藏,我国在开展四川盆地于威西盐矿普查评价时发现了浅油层;南充盐盆钾盐普查探井遇到井喷,从而发现了气藏;在鄂尔多斯盆地陕北地区进行奥陶纪钾盐勘查的过程中发现了海陆过渡相页岩气。由此可见盐钾与油气往往紧密相关。

我国油气研究投入力度较大、历史较长,有着丰富的资料,结合找钾工作,复查和重新解译区域地质背景资料等,并补充必要的地球物理勘探或化探工作是一种比较经济的手段。随着科学技术的发展和地球科学及其他学科更为广泛的交叉应用,相信“油盐兼探”会得到更多更有效的技术支撑。

[责任编辑:dc]

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