非常规油气资源评价进展与未来展望

近年来,国内外致密油、致密气、页岩气及煤层气等非常规油气资源评价取得重要进展,评价结果显示非常规油气资源非常丰富,勘探开发前景非常大。目前非常规油气资源评价方法也取得一些重要进展,分析了国内外具有代表性的方法进展,详细比较了5种主要类型方法(EUR类比法、资源丰度类比法、体积法、随机模拟法和成因法)的适用范围和优缺点。根据不同类型评价方法的优缺点及我国非常规油气资源评价现状分析,指出了我国未来非常规资源评价发展趋势:①采用统一评价流程和统一评价方法开展全国性资源评价,包括地质资源量评价和技术可采资源量评价;②采用改进后的资源丰度分级类比法、小面元体积法和EUR分级类比法等方法作为主要评价方法;③加强不同资源类型刻度区研究,建立起非常规油气资源评价的类比参数体系;④评价应包括经济评价和环境评估。     

油气资源环境评价方法、实践及案例

随着油气资源评价工作的开展,环境评价开始应用于一般工程项目以外的资源评价中。油气资源环境评价也由理论方法探讨、规范流程建设逐步向指标体系建设和指标定量化评价发展。通过梳理污染排放现状及特点、资源利用情况和环境质量现状等环境因子,开展中石油常规/非常规油气资源区块环境影响要素分析,形成基于“评价指标体系—指标归一化—环境综合评价—评价分级标准”的评价方法,以期实现常规/和非常规油气资源区块的环境承载负荷综合评价,为第四次油气资源评价提供技术支持。     

油气资源评价方法研究进展与新一代评价软件系统

在梳理国外常规与非常规油气资源评价方法研究现状的基础上,归纳出国外重要的常规油气资源评价方法及最新的非常规油气资源评价方法,指出多方法、多学科和多领域的知识综合是评价方法的发展方向,油气资源空间分布定量预测与计算机可视化技术相结合是评价技术的发展方向。通过总结中国历次全国性的油气资源评价特点,分析中国油气资源评价方法体系存在的不足,优选出适合中国勘探现状的评价方法,建立了常规与非常规油气资源评价方法体系,研发了常规与非常规油气资源评价系统。介绍了评价系统的结构、主要功能模块和5大特色技术,即以小面元法为核心的非常规油气资源评价技术、三维三相达西流模拟技术、基于刻度区解剖的类比评价技术、经济评价与环境评价技术和基于WEB-GIS的数据库管理技术。展望了评价系统的推广应用前景。     

常规与非常规油气资源评价技术规范体系建立及意义

依托《中国石油第四次油气资源评价》专项,分别建立了油气资源与储量分类体系、常规与非常规油气资源评价方法体系、常规油气资源评价技术规范、非常规油气资源评价技术规范、类比刻度区解剖技术规范、致密油资源评价技术规范、致密砂岩气资源评价技术规范、页岩气资源评价技术规范、煤层气资源评价技术规范、油页岩油资源评价技术规范、运聚与可采系数取值技术规范、常规与非常规油气资源评价成果图编制技术规范,共12项;形成了现阶段我国油气资源评价较为完善的技术规范体系。该资源评价技术规范体系的建立,不仅继承了我国油气资源评价的优良传统,且实现了评价结果的可比性与国际接轨,为政府与石油公司开展大规模常规与非常规油气资源评价提供重要评价标准、技术规范,意义重大,将确保我国油气资源评价的方法统一、标准统一、技术统一、成果统一。     

世界非常规油气资源

非常规油气资源是指在现今经济技术条件下,不能完全用现有常规方法和技术进行勘探、开发与加工的油气资源部分或类型。分为非常规石油资源和非常规天然气资源。非常规石油资源和非常规气资源究竟包括那些目前还没有统一的认识．但油气地质和石油经济研究者普遍并较为集中的认识是：非常规石油资源主要包括稠油、油砂、油页岩等。     

加快非常规油气资源的开发利用

非常规油气资源主要是指油页岩、重油、超重油和油砂矿、煤层气、生物气、天然气水合物等，此类资源我国储藏量也比较丰富。但由于开采加工难度大、生产费用高，经济效益差，长期以来开发利用工作发展缓慢。这些年来，因石油科学技术的进步和油价的节节攀升且居高不下，加之，对洁净能源的需求越来越迫切，非常规油气资源开发的经济效益不再是一个难以逾越的门槛，于是这方面的研究与实践便陡然热了起来，美国、加拿大、委内瑞拉、俄罗斯等国在有关领域走在了前头。我国煤层气的开发利用已经起步，至于其他方面，文章提出我国非常规油气资源有一定的发展基础和潜力，它作为常规资源的战略性补充资源，石油公司应及早介入。     

页岩气资源潜力及发展策略——世界油气工业发展正历经从常规油气向非常规油气转化的关键时期，页岩油气、煤层气、致密岩性油气等非常规油气资源正成为油气勘探开发的新目标

页岩气是指赋存于富有机质（泥）页岩中、以吸附及游离状态存在的天然气,与致密砂岩气、煤层气等同属于非常规天然气。21世纪以来,随着全球能源需求快速增长与勘探开发理论技术进步,页岩气得到有效开发利用,已经占据相当的产量份额,成为全球天然气资源多元化供给的重要组成部分。     

国内外非常规油气资源勘探开发现状及建议

随着中国经济的快速发展,国内常规油气的开发生产已不能满足经济发展的需要,必须寻求新的出路。当前,世界各国都很重视非常规油气资源的开发和利用,油砂、油页岩和煤层气等已经在部分国家实现了有效开发。为此,详细分析了世界油砂、油页岩和煤层气等非常规油气资源的勘探开发现状;简述了中国石油天然气股份有限公司在油砂、油页岩和煤层气等非常规能源方面所开展的工作;指出了中国非常规油气勘探开发存在的难题;最后提出了加快中国非常规油气勘探开发业务发展的建议。     

论非常规油气与常规油气的区别和联系

随着世界油气工业勘探开发领域从常规油气向非常规油气延伸,非常规油气的勘探和研究日益受到重视。非常规油气与常规油气在基本概念、学科体系、地质研究、勘探方法、"甜点区"评价、技术攻关、开发方式与开采模式等8个方面有本质区别。非常规油气与常规油气地质学的理论基础,分别是连续型油气聚集理论和浮力圈闭成藏理论。非常规油气有两个关键标志:一是油气大面积连续分布,圈闭界限不明显,二是无自然工业稳定产量,达西渗流不明显;两个关键参数为:一是孔隙度小于10%,二是孔喉直径小于1μm或空气渗透率小于1m D。而常规油气,在上述标志和参数方面表现明显不同,孔隙度多介于10%~30%,渗透率多大于1m D。非常规油气评价重点是烃源岩特性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性"六特性"及匹配关系,常规油气评价重点是生、储、盖、圈、运、保"六要素"及最佳匹配关系。非常规油气富集"甜点区"有8项评价标准,其中3项关键指标是TOC大于2%、孔隙度较高(致密油气10%,页岩油气3%)和微裂缝发育;常规油气核心评价成藏要素及其时空匹配,重点评价优质烃源灶、有利储集体、圈闭规模及有效的输导体系等。非常规油气与常规油气既有明显区别,又有密切联系。非常规油气与常规油气的相同点是,在同一含油气系统中,两者具有相同的烃源系统、相同的初次运移动力、相似的油气组成等。基于成因和分布上的本质联系,常规—非常规油气表现为"有序聚集",成因上关联、空间上共生,形成一套统一的油气聚集体系。遵循常规—非常规油气"有序聚集"规律,勘探开发过程中应将两类油气资源整体考虑、协同发展。     

我国非常规油气资源的勘探远景

我国非常规油气资源 (主要包括稠油、沥青、深盆气和煤层气等 )非常丰富 ,初步预测其资源量在 8× 10 10 t油气当量以上。非常规油气有其自身独特的富集与分布规律。中国东部存在大量第三系重质油藏 ,南方广泛分布中、古生界沥青脉和油砂 ,西部的中、古生界重油和焦油砂则主要沿盆地北缘或西北缘展布 ,预计未发现稠油资源量约为 2 .5× 10 10 t。初步研究证实 ,我国一些大型含煤盆地都具有形成深盆气的地质条件 ,预计中部深盆气资源量可达 4× 10 13 ～ 5× 10 13 m3 。沁水盆地和冀中坳陷大城等地区的勘探试验结果表明 ,华北地区石炭 二叠纪煤系地层具非常广阔的煤层气勘探前景。目前我国非常规油气资源的勘探程度很低 ,勘探潜力巨大。     

联探并采:非常规油气资源勘探开发持续发展自我救赎之路

非常规油气资源要实施大规模工程措施才能获得经济产量,但增加作业成本导致勘探开发利润微薄,加之安全环保要求日益严苛、油气价格低位徘徊,对投资者的信心造成了不小的打击,迫切需要用非常规的思维来指导非常规油气资源的勘探开发活动。为此构想:集成适合多种油气资源勘探开发的研究方法和作业技术,实现多种资源信息一并分析、多种资源作业一同施工、多种资源产出一起采集,把通常认为同井开采多种资源相互干扰降低单井产量的顾虑变成相互利用提高单井产量的动力,即多种油气资源联合勘探、一并开发,简称为联探并采。主要依据是油气资源赋存状况决定了联探并采的必然性,技术发展奠定了联探并采的可行性,目前的能源环境决定了联探并采的艰巨性和长期性。结论认为,尽管面临诸多困难,但上述构想不失为一种可行的选择,其实施效果表现为投入相对减少、产量相对增加、企业利润增加、投资者信心提升、能源综合利用效率提高、能源供给状况得以改善,对企业和国家均利大于弊。     

非常规压裂技术在川东页岩气开发中的应用研究

页岩气存在的页岩层一般孔隙度较小、渗透率较低、石英矿物质含量高、页岩层内页岩气流动性较低,天然形成的裂缝发育程度较高,所以需要对页岩层进行压裂改造才能获得较高且稳定的页岩气产量,非常规压裂技术是页岩气开发的核心技术之一,本文对非常规压裂技术地面配套施工技术进行了具体分析,升级优化页岩气压裂装置,完善压裂工艺地面施工布置,保证了非常规压裂技术施工质量。     

Optimization of shale gas reservoir evaluation and assessment of shale gas resources in the Oriente Basin in Ecuador

The petroleum geological features of hydrocarbon source rocks in the Oriente Basin in Ecuador are studied in detail to determine the potential of shale gas resources in the basin. The favorable shale gas layer in the vertical direction is optimized by combining logging identification and comprehensive geological analysis. The thickness in this layer is obtained by logging interpretation in the basin. The favorable shale gas accumulation area is selected by referring to thickness and depth data. Furthermore, the shale gas resource amount of the layer in the favorable area is calculated using the analogy method. Results show that among the five potential hydrocarbon source rocks, the lower Napo Formation is the most likely shale gas layer. The west and northwest zones, which are in the deep-sea slope and shelf sedimentary environments, respectively, are the favorable areas for shale gas accumulation. The favorable sedimentary environment formed thick black shale that is rich in organic matter. The black shale generated hydrocarbon, which migrated laterally to the eastern shallow water shelf to form numerous oil fields. The result of the shale gas resource in the two favorable areas,as calculated by the analogy method, is 55,500×10~8 m~3. This finding shows the high exploration and development potential of shale gas in the basin.     

低油价下国内非常规气与进口气竞争力对比

近年来,非常规天然气已成为我国天然气供应的重要构成之一,在低油价的新常态下,中国油气行业面临究竟是继续低效益开发国内非常规气,还是加大进口海外天然气的现实抉择。为此,基于国内典型非常规气田的开发成本现状,采用净现金流量法,开展了典型非常规气田单井经济效益评价,构建了反映单井投资、累计产量、内部收益率3大关键指标的技术经济界限图版并与进口气价格进行对比,得出不同油价下我国非常规气效益开发的最优序列。研究结果表明:(1)在当前气价、投资、产量水平下,只有致密气藏"甜点区"可实现效益开发,煤层气藏、页岩气藏的内部收益率均低于基准收益率,有待于进一步降本增效;(2)当原油价格发生变化时,若油价为40美元/桶(1桶=0.159 m~3),国产致密气相比进口LNG效益更优,可优先开发,并加大LNG进口比例;(3)若油价为50美元/桶及以上时,国产非常规气相比进口LNG效益更优,应加大开发力度,平衡好国产气与进口气的供应比例关系,以实现效益最大化。     

关键技术进步促进页岩气产业快速发展——以长宁—威远国家级页岩气示范区为例

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源量巨大,但较之于北美地区的页岩气田,前者的地质条件复杂、地面条件较差,因而对川南地区页岩气勘探开发技术的要求就更高。为了实现页岩气工业化大规模开采,必须形成适应于川南地区的页岩气勘探开发关键技术。为此,在长宁—威远国家级页岩气示范区建设过程中,通过不懈探索和持续攻关,从无到有,创新建立了适合我国南方多期构造演化海相页岩气勘探开发的6项关键技术——综合地质评价技术、开发优化技术、水平井优快钻井技术、水平井体积压裂技术、丛式井工厂化作业技术以及高效清洁开采技术。该系列技术在上述页岩气示范区产能建设过程中,历经三轮优化调整,产能建设效果一轮比一轮好,平均单井评估最终可采页岩气储量(EUR)逐步提高,第三轮井均EUR比第一轮提升了128%。生产实践表明,上述页岩气示范区建设过程中持续优化完善了6项关键技术,使其技术适应性和可复制性不断增强,为川南页岩气快速上产提供了有力的技术支撑。     

钻井优化系统在国内非常规油气资源开发中的实践

相对于北美,国内非常规油气资源勘探开发起步较晚。页岩气勘探开发始于"十二五"初,致密油、致密气、页岩油勘探开发则始于"十三五"初,但在"十三五"期间得到了快速发展,特别是川渝页岩气藏、准噶尔盆地玛湖砾岩油藏、吉木萨尔页岩油藏已进入规模开发阶段,成为中国石油"十三五"末及"十四五"期间天然气和原油上产的最重要领域。与常规油气资源相比,非常规油气资源储层条件差,需要大规模"水平井+体积压裂"才能实现有效开发。然而,由于受钻机装备条件和水平井钻井工具性能,特别是理念和方法的限制,国内非常规水平井普遍存在钻井效率低、建井周期长的问题:一般垂深为2000~3000m、水平段长1500~2000m的水平井钻井周期为60~90天。而北美钻一口水平井基本都能控制在15~25天:一般垂深为2000~3000m、水平段长2000~3000m。国内一部钻机一年只能钻2~3口水平井,而在北美一部钻机一年能完成15~20口水平井。随着国内非常规油气资源的规模开发,钻机紧缺的矛盾日益突出,钻井效率已经成为严重制约国内非常规油气资源快速规模上产的瓶颈问题。北美大幅度提高水平井钻井效率的原因有管理和技术两大因素,其中技术主要表现在以下5个方面:一是钻机配套能力的不断升级;二是井下工具可靠性和稳定性的提升;三是大平台工厂化作业;四是远程实时支持与决策系统;五是系统优化钻井理念和方法的应用。2018年海峡能源股份有限公司与美国K&M钻井工程咨询公司合作,引进国际先进的系统优化钻井理念和方法,率先在川渝地区长宁页岩气藏和新疆玛湖砾岩油田开展了水平井钻井提速先导性试验,大幅缩短了建井周期,验证了系统优化钻井方法在国内非常规油气资源开发中的可行性。为了达到进一步推广的目的,2019年在玛湖砾岩油田开展区块提速试验,同样取得了显著的提速效果,进一步证明了系统优化提速理念和方法具有科学性、广普性和可复制性,是经验钻井向科学钻井迈进的重要实践,展示出了非常广阔的推广应用前景。