中国非常规油气勘探重大进展和资源潜力

近年来随着美国页岩油气产量的快速增长,我国非常规油气勘探开发也取得了重要进展,尤其是致密气、页岩气和煤层气等非常规天然气产量规模已超过天然气总产量的1/3,其中页岩气是我国近期非常规发展潜力最大的矿种,也是今后5~10年天然气产量增长的主要来源,致密气及煤层气也将得到稳步发展;致密油勘探开发初具规模,页岩油和油页岩油资源潜力大,是重要的后备接替资源。但我国对页岩油和油页岩(烃源岩)的重要地位和勘探开发潜力认识不够,使源岩勘探一直处于勘探初期认识阶段。建议加大松辽盆地青山口组—嫩江组、鄂尔多斯盆地三叠系等重点盆地(层系)的资源潜力评价和勘探开发试验攻关力度,尽早实现中国版的"页岩革命"目标,使其成为我国油气增储上产的重要接替领域。     

中国非常规油气资源与勘探开发前景

结合非常规油气特点,评价中国非常规油气资源潜力,总结中国非常规油气勘探开发技术进展,阐述中国非常规油气勘探开发前景与未来的发展战略。研究表明,中国非常规油气资源丰富,发展潜力大,其中致密气可采资源量为8.8×1012～12.1×1012m3,页岩气可采资源量为15×1012～25×1012m3,煤层气可采资源量为10.9×1012m3,致密油可采资源量为13×108～14×108t,可回收页岩油资源量为160×108t,油砂也具有一定资源潜力。目前已形成了全数字地震勘探技术、低渗低阻气层识别技术等一系列关键技术,且应用效果显著。致密气和致密油是中国目前最为现实的待开发非常规油气资源,煤层气与页岩气的开发利用正在起步。未来10～20年,中国非常规油气产量将显著增长,在弥补常规油气产量短缺中扮演日益重要的角色。     

关于致密油气和页岩油气的讨论

在全球范围内,非常规油气勘探开发都正在从幕后步入前台,为了厘清有关概念、明确勘探思路、指导勘探决策,对致密油气和页岩油气等的勘探开发历程和发展前景进行了讨论。结果认为：①目前工业开采中广义的致密储层油气主要包括致密砂岩油气、页岩油气、煤层气,其有效开采依赖于共同的主体技术--水平井和压裂;②美国的非常规油气开发从致密砂岩油气起步向煤层气、页岩气延伸,因气价下跌而促进了页岩油的开采;③近年来页岩气、页岩油成为美国油气产量增速最快的类型,从而使其成为天然气、石油产量增速最快的国家;④据最新资源评价结果测算,页岩油、页岩气分别占世界油、气资源总量的10％、32％;⑤近年世界流行的致密油（ tight liquids）概念,其主体是页岩油,包括天然气液（NGLs,Natural Gas Liquids）和轻质黑油（Light Oil）,生产实践表明,目前仅能开发致密储层油中的相对轻质者,因而可称其为轻质致密油（LTO,Light Tight Oil）。     

页岩油气革命及影响

页岩油气革命延长了世界石油工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、影响着各国能源战略格局。地质历史时期生命大爆发及生物大灭绝事件控制了全球富有机质页岩的形成和演化。结合世界页岩油气勘探开发实践分析,页岩油气革命包涵科技革命、管理革命和战略革命。科技革命将资源视野从源外单一资源类型扩展到"源岩油气"系统;管理革命实现页岩油气低成本开发;战略革命重塑世界能源新版图。通过系统介绍中国陆相页岩油、海相/陆相页岩气两大领域的工业实践,明确了地下原位加热转化技术是中—低成熟度页岩油资源规模开发利用的现实探索,水平井体积压裂技术是实现中—高成熟度页岩油经济开发的有效途径,指出鄂尔多斯盆地延长组7段中—低成熟度页岩油和四川盆地侏罗系自流井组大安寨段中—高成熟度页岩油具有很大的资源潜力。当前,中国3 500 m以浅海相页岩气开发已有成功经验,海陆过渡相和3 500 m以深海相页岩气勘探取得了重要突破。地下煤气化试验探索煤炭清洁化和可持续利用新模式。页岩油气革命对中国能源发展具有深远影响：页岩油气革命突破传统找油理念,助推"源岩油气"成为新的油气系统;页岩油气革命推动"技术爆发",加快能源类型迭代;页岩油气革命开启"坚持常规、突破非常规、开启新能源"的发展道路,有望实现中国"能源独立"。     

固相流动对垂直气井井筒压降影响的数值模拟

结合非常规油气特点,评价中国非常规油气资源潜力,总结中国非常规油气勘探开发技术进展,阐述中国非常规油气勘探开发前景与未来的发展战略。研究表明,中国非常规油气资源丰富,发展潜力大,其中致密气可采资源量为8.8×1012～12.1×1012m3,页岩气可采资源量为15×1012～25×1012m3,煤层气可采资源量为10.9×1012m3,致密油可采资源量为13×108～14×108t,可回收页岩油资源量为160×108t,油砂也具有一定资源潜力。目前已形成了全数字地震勘探技术、低渗低阻气层识别技术等一系列关键技术,且应用效果显著。致密气和致密油是中国目前最为现实的待开发非常规油气资源,煤层气与页岩气的开发利用正在起步。未来10～20年,中国非常规油气产量将显著增长,在弥补常规油气产量短缺中扮演日益重要的角色。     

页岩气“十二五规划”再添新推力

正2014年4月18日,国家能源委员会全体会议召开,会议指出,要立足国内,着力增强能源供应能力,加大陆上、海洋油气勘探开发力度,创新机制体制,促进页岩气、页岩油、煤层气、致密气等非常规油气资源开发。另据相关媒体报道,中石化涪陵页岩气开采接连取得重大突破,日产量再创新高,业内人士普遍预计页岩气"十二五"规划有望提前实现。     

非常规油气勘探开发现状及发展前景

随着常规油气资源的快速消耗,新增资源的勘探开发难度增大,全球油气资源勘探开发正在由传统的常规油气为主转为常规与非常规油气并重的局面。详细阐述了非常规油气勘探开发现状和发展前景,非常规油气资源主要包括页岩油、页岩气、煤层气和致密气。我国非常规油气资源潜力远大于常规油气资源,加快非常规油气的勘探开发对提高我国油气资源供应能力具有重要的现实意义,制定长远发展规划,加强非常规油气资源的探索性研究和技术准备,是我国非常规油气资源发展和提高油气资源自给能力的关键。     

中国致密油勘探进展及面临的挑战

中国致密油勘探开发起步较晚,综合分析判断致密油是非常规油气资源现实的勘探开发领域。近3年,中国石油持续推进致密油勘探开发理论研究与生产实践,坚持搞清资源、准备技术、突破重点、稳步推进的致密油基本定位,取得了在鄂尔多斯、准噶尔和松辽等六大盆地形成了3个超亿吨级规模储量区、获得6项新发现和新苗头的一批成果,创新完善了以致密油甜点区预测和提高单井产量为目标的地震预测、测井评价、水平井钻探和体积压裂4项关键配套技术,初步形成了2项中国陆相致密油成藏理论认识等勘探开发、理论认识与技术创新方面的重要进展。但是我国致密油发展总体处于起步和探索阶段,分析认为主要面临如何深化理论认识、实现关键技术突破、实现效益开发与降低成本等4方面的挑战。基于我国陆相致密油地质条件复杂、起步晚的实际情况,提出建议国家加大政策扶持力度,以及重点做好加强研究、注重应用,加强攻关、完善技术,加强探索、突出发现,控制成本、提高效益等4方面的工作建议,对加快中国致密油发展、保障国家油气能源安全具有重要意义。     

页岩油气科技进步、发展战略及政策建议

页岩油气是自生自储、源储一体的非常规油气资源,根据热演化成熟度将页岩油划分为中—高成熟页岩油与中—低成熟页岩油,根据页岩沉积环境将页岩气划分为海相、海陆过渡相和陆相页岩气。中国是目前世界上实现陆相页岩油商业规模开发最成功的国家之一,相继在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、松辽盆地、渤海湾盆地等获得陆相页岩油重大发现。在四川盆地及其周缘实现了海相页岩气工业突破和快速规模发展,截至2021年底,在中国南方累计探明页岩气田8个、探明地质储量2.74×10¹²m³,2021年页岩气产量达230×10⁸m³,累计生产页岩气924×10⁸m³。中国页岩油气资源潜力大,但规模勘探与效益开发仍面临诸多挑战。借鉴国外页岩油气发展经验与启示,建议由国家牵头评价落实黑色页岩转化油气、高碳煤岩转化油气的技术与经济资源量,制定发展规划;设立国家级黑色页岩、高碳煤岩油气原位转化先导试验区,继续执行并出台页岩转化、煤岩油气转化的财政激励和税收扶持政策,推动实现地下页岩油熟化转化革命、地下煤炭加热转化油气革命;国家顶层设计,统筹投资,以鄂尔多斯、四川等盆地为代表,打造地上可再生能源与地下油气煤、热锂铀、碳捕获和储存(CCS)、碳捕获与利用及封存(CCUS)等协同融合发展的"世界超级能源盆地"基地,实现地上与地下多种能源的协同融合发展。     

非常规,希望的田野

正无论是页岩气、页岩油、致密气、致密油还是煤层气勘探开发,我国都取得了一定进展,未来可期。无论是页岩气、页岩油、致密气、致密油还是煤层气勘探开发,我国都取得了一定进展,未来可期。页岩气目前页岩气勘探开发的重点是四川盆地东南部,建成了涪陵、长宁-威远、昭通等页岩气示范区。以下古生界的五峰页岩和龙马溪页岩底部为目的层。2018年已探明地质储量10456×10~8m~3,     

“进源找油”:致密油主要类型及地质工程一体化进展

致密油是国内"进源找油"的主要对象,地质工程一体化是实现中国致密油规模效益发展的必由之路。文章提到的致密油,等同于页岩层系石油,是指依靠水平井体积压裂等现有技术可以实现规模效益开发的陆相非常规石油资源,致密油"进源找油"包括找出"甜点区"和采出"甜点体"两个内涵,根据页岩层系储层岩性、源储组合差异,将中国陆上致密油划分为"碎屑岩、混积岩—沉凝灰岩、碳酸盐岩"3种主要类型。致密油地质工程一体化,就是以"甜点区(段)"评价识别为基础,以"甜点体"高产稳产为目标,以"逆向思维设计、正向作业施工"为工作指南,坚持地质设计与工程实践一体化组织管理,做好"甜点区(段)"评价刻画和"人工油藏"制造开发两篇文章,最终把蓝图设计转化为工程作业、转化为效益产量的系统工业过程。以松辽盆地扶余油层碎屑岩、柴西南扎哈泉碎屑岩、吉木萨尔凹陷芦草沟组混积岩、马朗凹陷条湖组沉凝灰岩、柴西南英西地区下干柴沟组碳酸盐岩、川中北大安寨段页岩等不同类型致密油为例,分类型阐述了中国石油探区研究区致密油地质工程一体化在地质评价预测、工程关键技术和主要管理举措等3个方面的研究进展,"十三五"前3年新增三级储量9.97×108t,新建产能225×104t,取得了油气发现和产能建设"双丰收"。最后初步提出依托致密油地质工程一体化发展,加强多层系立体"人工油藏"开发、建立不同类型小区块"参考模板"、高度关注页岩层系源岩油气等建议。     

页岩油气发展的中国之鉴——致密油气和煤层气

为探索出一条中国页岩气发展的成功之路,从国内致密油气成功规模开发所形成的技术基础,到对煤层气长期发展迟缓的原因分析这两个方面进行了讨论。结果认为：①美国正是将致密油气开发中的技术应用于煤层气和页岩油气并使之适应其特点而取得了非常规油气生产的快速发展;②中国致密油气开发已取得重大进展,其技术总体上达到国际先进水平,也由此奠定了中国页岩油气发展的雄厚技术基础,使之能在适应中国特殊地质条件和不同页岩类型中完善核心技术与设备的国产化,进而形成配套技术体系;③中国煤层气起步早,有一定资源、技术基础,但发展迟缓,关键的影响因素是难以取得勘探开发区块以及不同企业之间的相互制约,垄断体制不仅限制了地方和民营企业的进入而且也没能发挥大型油企的积极性,因而投资严重不足,造成冷清的局面,这些障碍也正是页岩油气发展的前车之鉴,不进行改革并完善法规,非常规油气产业难以顺利发展。     

中国石油油气勘探进展与上游业务发展战略

近年来,中国石油天然气集团有限公司(以下简称中国石油)立足国内、拓展海外,树立高效勘探理念,国内外油气勘探取得13项重大突破和战略新发现,形成10个超亿吨级规模储量区。在总结“十三五”以来国内外重要勘探进展的基础上,立足当前国内外新形势、新要求,对中国石油矿权区油气资源状况、剩余油气资源发展潜力和上游业务发展面临的挑战等进行综合分析,明确了未来中国石油上游业务发展的总体思路和战略目标:坚持稳健发展方针和高质量发展目标,坚持实施资源战略,国内油气并重、常非并举,立足七大盆地,加大勘探开发力度,2019—2025年年均新增探明油气地质储量11×108t油当量以上,至2025年实现油气产量2.2×108t油当量;海外立足常规、油气并举,优化发展中亚—俄罗斯、中东、非洲、美洲、亚太五大合作区,扩大“一带一路”合作规模。提出打好国内勘探开发进攻战、做好海外优质高效发展大文章、推进科技创新、深化改革和管理创新、加强高素质勘探开发人才队伍建设5条保障措施确保战略目标实现。     

中国石油油气资源潜力分析与勘探选区思考

随着油气勘探工作的不断深入，勘探难度日益加大、勘探对象和资源赋存条件更加复杂，更加亟需明确油气勘探现状与挑战，评价国内常规与非常规油气资源潜力，明确剩余油气资源分布特点，评价落实重点勘探领域与有利勘探区带，夯实油气资源家底。中国石油天然气集团有限公司面对新形势、新要求，提出五大举措强力推进油气勘探，取得了10项战略发现和10项重大突破，中西部地区集中勘探落实了15个规模储量区，油气探明储量持续保持高位增长。梳理了中国石油近十年来油气油气勘探形势、挑战及重要举措，分析了中国石油剩余油气资源潜力及分布状况，论述了中国石油探区未来油气勘探重点领域、方向和区带，明确提出深层海相碳酸盐岩、岩性地层、前陆冲断带下组合以及页岩油等四大领域是未来油气勘探突破发现和规模增储的重点。      

中石油探区主要盆地页岩气资源分布特征研究

页岩气是重要的非常规天然气资源类型。中国页岩发育广泛,有着良好的页岩气勘探前景。在新一轮油气资源评价的基础上,对中石油探区主要盆地泥页岩特征和页岩气资源进行了初步评价。总体上,中-新生界页岩在中石油探区各主要含油气盆地内广泛发育,以陆相沉积为主,具有东部生油能力强,西部生气能力强的特征;古生界页岩主要发育于中、西部盆地和南方地区,以海相沉积为主,具有高热演化程度的特征。通过成因法、统计法、特尔菲法计算,最终确定中石油探区内主要页岩气盆地地质资源量及分布特征。在平面上,页岩气资源主要分布在西部盆地、中部盆地和南方地区,以塔里木盆地、柴达木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地和南方页岩发育区为最有利勘探区;在剖面上,页岩气资源主要集中在上述盆地的古生界地层,四川盆地的中—新生界地层也是值得重视的勘探领域。     

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气勘探开发进展、挑战与展望

鄂尔多斯盆地为大型富油气叠合盆地,发育二叠系和三叠系多套页岩层系,陆相页岩气资源丰富。相比较于海相页岩,陆相页岩存在较多特殊性,其勘探开发面临诸多挑战,制约陆相页岩气难以实现经济开采,在地质特征、资源背景及勘探开发技术等方面对鄂尔多斯盆地页岩气勘探开发实践中取得的成果进行归纳,对目前的技术难点进行分析,以期在陆相页岩气发展进程中,有效利用机遇及时应对挑战。综合分析认为:延长探区陆相页岩厚度、有机碳含量、成熟度、含气量等参数达到国家标准规定的页岩气有利层段参数下限标准,具备页岩气成藏地质条件;陆相页岩气在宏观和微观非均质条件控制下,相态和规模上具有差异性富集特征,存在吸附成藏和吸附+游离复合成藏两类成藏模式,不同成藏机理指导陆相页岩气有利区优选及页岩气井生产。陆相页岩气勘探实践中形成多项关键配套工艺技术,建立起适用于强非均质性陆相页岩的测井评价方法,研发出适用于陆相页岩的水基钻井液体系和系列钻完井配套技术装备,形成CO_2压裂技术体系和井场废液回收处理—利用技术。同时,面临精细"甜点"预测、钻井提速提效、压裂环保增效、降低成本等诸多挑战。目前中国陆相页岩气仍处于勘探开发初期,成本高,初期产量低,还需通过开展陆相页岩气勘探开发先导性试验,实现科技突破,形成资源接替,促进陆相页岩气产业取得经济效益。     

鄂尔多斯盆地延长探区油气勘探历程与启示

通过对延长探区勘探历程、数据以及重要历史事件进行梳理和分析,以油气产量变化和地质理论发展为主线,将延长探区勘探历程划分为4个阶段：初始勘探阶段（1905—1949年）、持续探索阶段（1950—1981年）、快速发展阶段（1982—2006年）和稳油增气阶段（2007年至今）。详细总结了近10年延长石油在特低—超低渗油藏勘探、盆地东南部致密天然气勘探和非常规陆相页岩气勘探等方面取得的理论认识,及其对油气快速增储上产的重要作用,期望对以后的油气勘探工作起到启发和参考作用。     

松辽盆地陆相页岩油富集条件及勘探开发有利区

陆相页岩油是中国独具特色的非常规油气资源类型,已经成为中国石油增储上产的重要阵地。通过系统阐述松辽盆地古龙地区页岩油(古龙页岩油)的勘探开发历程,总结陆相页岩油富集成藏的地质条件,明确资源潜力,并指出古龙页岩油有利区及下一步勘探开发方向。研究结果表明：(1)古龙页岩油主要经历泥岩裂缝油藏、夹层型页岩油和页岩型页岩油3个勘探开发阶段;(2)古龙地区页岩为陆相淡水—微咸水湖盆成因,层状藻富集,形成了分布面积广、厚度大、生油能力强的富有机质页岩,奠定了古龙页岩油规模发育的物质基础;(3)古龙地区页岩发育大量微米—纳米级有机质生烃缝、孔隙和天然裂缝,为页岩油提供富集空间和渗流通道;(4)古龙页岩油热演化程度高,有机质大量生油,原位超压保存,地层能量充足,有利于页岩油的开发动用;(5)古龙页岩油顶、底板岩性致密,断层封堵性好,为古龙页岩油大规模连片分布提供宏观保存条件;(6)古龙页岩油有利区分布面积为1.46×10⁴km²,为大规模连续分布的超压页岩油藏,资源量巨大,石油资源量为(100～150)×10⁸t,齐家—古龙凹陷轻质油带...     

常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势,二者在油气类型、地质特征及聚集机理等方面明显不同。常规油气研究的灵魂是成藏,目标是回答圈闭是否有油气;非常规油气研究的灵魂是储层,目标是回答储集有多少油气。非常规油气主要表现在连续分布、无自然工业产量。目前,常规油气面临非常规的问题,非常规需要发展成新的"常规"。伴随技术的进步,非常规可向常规转化。常规油气聚集包括构造油气藏、岩性-地层油气藏,油气以孤立的单体式或较大范围的集群式展布,圈闭界限明显,储集体发育毫米级—微米级孔喉系统,浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和气、页岩油和气等,一般源储共生,大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心,圈闭界限不明显,页岩系统储集体广泛发育纳米级孔喉,浮力作用受限,油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例,系统分析了其地质特征与勘探潜力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统,局部发育微米—毫米级孔隙,其中页岩气储层孔径为5～200nm,致密灰岩油储层孔径为40～500nm,致密砂岩油储层孔径为50～900nm,致密砂岩气储层孔径为40～700nm。针对全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代将随之到来。