中国石油非常规油气发展现状、挑战与关注问题

进入21世纪,全球非常规油气发现进入活跃期,致密油/页岩油产量快速增长,页岩气产量持续增长,致密气、煤层气产量稳定,天然气水合物试采取得突破。近年来,中国非常规油气勘探开发取得显著进展,页岩气、致密油、致密气产量快速增长,页岩油勘探开发上升到国家战略高度。中国石油天然气集团有限公司(以下简称中国石油)矿权区内致密油、页岩油资源丰富,近期在11个区块相继获得勘探发现和突破,初步建成了多个规模产能区;在鄂尔多斯盆地开展了中低成熟度页岩油原位转化现场先导试验,陆相页岩油革命正在积极组织推进。鉴于中国当前油气对外依存度居高不下、需求旺盛的实际情况和陆相沉积复杂的地质条件,非常规油气的规模效益开发仍面临地质评价、"甜点"预测、钻完井与采油气工艺技术、经济评价和管理等方面的一系列挑战。为实现中国石油非常规油气资源效益勘探开发,需重点关注和处理好全生命周期管理、一体化运作、大数据应用、合理的配产政策、技术与成本、市场化等关键问题,以期推动非常规油气产业高质量发展,保障国家能源安全。     

中国海油陆上天然气勘探进展及增储发展战略

中国海油为快速发展天然气产业,提升天然气产量,逐步加大鄂尔多斯盆地和沁水盆地矿权区块勘探投入,区块内有利于形成致密气、煤层气和常规气等多种天然气类型,天然气资源量可达30000×10⁸m³,在高丰度区和构造简单区已经探明地质储量7500×10⁸m³。基于资源潜力及品质、成藏条件、勘探技术的全面分析,适时提出了陆上万亿立方米天然气增储的发展战略,并明确了致密气—煤层气并举、多气种立体勘探的指导思想,确定了加快鄂尔多斯盆地东缘深层煤层气和致密气勘探、快速推动沁水盆地中浅层煤层气勘探的部署思路。通过加强勘探领域成藏富集规律和勘探技术攻关方向的综合分析,明确了今后一个时期的重点勘探方向。鄂尔多斯盆地东部区块具有煤系地层全油气系统有序共存特征,需开展煤系地层天然气全成藏系统勘探,夯实增储上产基础,聚焦致密气、深层煤层气,攻关薄层煤层气、奥陶系常规天然气和铝土岩气,通过勘探开发一体化、地质工程一体化推进多气种交互接替勘探,实现天然气全成藏系统勘探开发。在沁水盆地南部、北部,重点推进中浅层煤层气水平井体积压裂达产...     

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。     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地东北缘临兴—神府致密气田成藏地质特征及勘探突破

鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带一直以煤层气勘探为主,由于成藏特征认识不清,致密气勘探鲜有重大突破.2013年,中国海油大胆由煤层气勘探转向致密气勘探,通过系统总结晋西挠褶带北段致密气成藏条件及气藏特征,揭示了其选择性差异富集成藏规律,指出了有利区并获得储量发现.研究结果表明:(1)临兴—神府气田产层为石炭系本溪组、二叠系太...     

中国非常规天然气资源分布及开发现状

中国天然气资源丰富,储量和产量增长潜力巨大。在未来的5~10 a,常规天然气仍在天然气开发中处于统治地位,但非常规天然气也在天然气长期发展历程中起着越来越重要的作用。目前中国非常规油气的勘探开发仍处于起步阶段,国土资源部及3大国有石油公司已经在不同程度上针对致密气、煤层气和页岩气等非常规天然气进行了资源评价。评价结果显示:2012年中国致密气总资源量为16×1012m3,年产量为320×108m3/a,已进入大型商业化开发阶段;截至2011年12月底,中国煤层气累积探明地质储量为4 155×108m3,储量和产量均较少,正处在工业化和商业化开发的早期阶段;页岩气因为没有探明储量,现处于初步探索阶段,相关机构及组织对中国页岩气资源进行了初步评价,并在四川建立了页岩气示范区开展实践研究;天然气水合物同样受到了很大重视,已经根据不同勘探程度,分层次对南海和青藏高原天然气水合物资源进行勘查。为有效开发中国非常规天然气资源,必须进一步深入地质理论研究和资源储量评估,集成系列的配套工程技术,并对工程技术进行试验和示范,使资源开发与环境保护的矛盾得以妥善解决。     

非常规天然气合作开发的“代表作”

<正>合作项目总体情况2008年9月,中石油煤层气有限责任公司（以下简称煤层气公司）成立,从中联煤层气有限责任公司接管了11个对外合作项目,矿权面积1.131万平方千米,当时都处于勘探阶段,没有储量和产量。此后15年里,煤层气公司合作业务部与国际、国内油气公司携手合作开发致密气、煤层气非常规天然气资源,在勘探开发等多个领域引进先进技术和管理经验,取得丰硕成果,其中,三交北项目是醒目的“代表作”。     

长庆油田的四化管理模式

长庆油田属于典型三低油气田,为确保低渗透油气藏的规模效益开发,长庆油田在坚持管理创新、技术创新和深化改革基础上,探索形成了标准化设计、模块化建设、数字化管理、市场化运作为主要内容的四化管理模式,推动了勘探开发、生产建设、经营管理等各项工作良性发展,实现了新增油气储量、油气产量的大幅度增长,步入油气总当量实现5 000万吨发展的快车道。     

坚持对外合作与自营相结合大力开发非常规天然气资源——中国经济快速发展带来了能源需求增长，勘探开发对外合作为高效开发致密砂岩气发挥了示范作用，而目前页岩气的勘探开发正处于起步探索阶段

中国经济快速发展带来了能源需求增长,由于常规油气的增长有限,今后将主要依赖于致密砂岩气、页岩气和煤层气等非常规油气的增长,但目前国内非常规油气勘探开发技术和管理与国外先进技术存在较大差距。勘探开发对外合作为高效开发致密砂岩气发挥了示范作用,长庆长北和四川川中八角场气田对外合作项目即是很好的例证,其在实现开发的同时还成功引入了水平井及多级压裂新理念、新技术和新管理方法。北美的非常规勘探开发技术已经比较成熟。我国页岩气勘探开发处于起步探索阶段,可采用对外合作与自营结合的方式进行开发。     

Policies for Unconventional Oil and Gas Resources in China

Regarding the abundant reserves in China, unconventional oil and gas resources has great potential in exploration and development, and may be the significant complement to conventional oil and gas resources. Based on the summary of the reservoir potential and current situation of exploration and development of unconventional oil and gas resources, such as coalbed methane(CBM), shale gas and oil shale, we analyzed the incentive policies proposed to promote the development of unconventional oil and gas industry, including industrial planning, resource management and related tax policy. These policies played an important role in promoting the exploration, development and utilization of unconventional oil and gas resources.     

非常规储层压裂改造技术进展及应用

水力压裂技术的进步极大地促进了以北美为代表的非常规油气资源的经济有效开发,成为其有效动用的关键技术。笔者总结国外非常规储层,特别是以致密气、页岩气、煤层气及致密油为代表的非常规资源压裂改造技术的发展历程,梳理了国外非常规资源储层压裂改造的主体技术。通过分析各种储层改造主体技术的优缺点及适用条件,结合国内储层特点,分析了各项主体技术在国内的适应性。并根据国内目前非常规储层改造的技术现状,明确了国内非常规储层改造技术的发展趋势和方向,指出了国内非常规储层技术应起引进吸收并自主创新的道路,指出了致密气、页岩气需攻关的关键技术。     

世界非常规天然气的储量及开采现状

非常规天然气是指致密砂岩气（TSG）、煤层气（CBM）、页岩气（SG）,天然气水合物、高压气（水溶气）和深层气,世界非常规天然气资源潜力非常巨大,具有广阔的开发前景．文中详细阐述了非常规天然气的组成和定义,以及致密砂岩气、煤层气、页岩气和天然气水合物在世界的分布、储量和开采现状等,认为非常规天然气的开采到目前为止还是比较有限．新的技术还需进一步研究,而且开采过程中所面临的储层损害和环境问题也有待解决．但随着油气勘探开发技术的进一步发展,必然会实现非常规天然气的有效开采,这对于满足目前日益增长的能源需求越来越重要,非常规天然气必将成为新一代环保、高效的优质替代能源。     

中国非常规致密岩油气藏特征

致密岩油气是非常规油气资源的一种,在全球广泛分布,在中国分布也十分广泛,具有广阔的开发潜力,但目前我国对其的勘探程度还比较低。为此,研究并总结了中国致密岩(砂质岩、泥质岩、泥质灰岩等)油气的主要特征:具有特低的孔隙度、渗透率条件,致密岩与烃源岩多呈互层状,多时代、多层段叠置并大面积成藏,该类油气藏组合类型多样、以自生自储组合为主,具有多层、多点、全方位排烃和充注的特点,油、气、水关系复杂,常与泥页岩油气及煤层气共存。结论认为,在中国非常规油气资源类型中,致密岩油气资源潜力最大,而且致密岩油气比暗色泥页岩油气或煤层气开采技术难度相对要小,是我国当前和今后油气勘探开发最重要和现实的接替领域之一。     

非常规油气有关概念、分类及资源潜力

尽管非常规油气的勘探开发已引起广泛重视,但对其概念的理解目前还存在一定差异,对其分类也未见有系统讨论。根据对非常规油气地质及开采特征的分析,将非常规油气定义为在油气藏特征与成藏机理方面有别于常规油气藏、采用传统开采技术通常不能获得经济产量的油气矿藏。非常规油气的内涵比连续油气聚集的含义广,后者是非常规油气资源中重要的组成部分,但不是全部。系统的分类研究表明,非常规油气可按其赋存相态分为气、液、固3类;按储层类型分为致密油气、页岩油气和煤层气;按油气分布特点或圈闭特征分为连续型、准连续型和不连续型;按源-储关系分为源内型和源外型;按成因分为原生型和次生型。初步分析认为,我国非常规石油原地资源量估计在720×10⁸t左右,可采资源量约为210×10⁸t（不包括致密油和页岩油）,与常规石油资源量大体相当;非常规天然气原地资源量可能在320×10¹²m³左右,其中仅致密气、煤层气和页岩气3种主要非常规天然气的原地资源量可能高达175×10¹²m³左右,可采资源量估计在70×10¹²m³左右,相当于常规天然气可采资源量的3~4倍。另外,根据油气资源形成条件与成藏特征,提出了新的资源三角图的概念,将油气资源分为不连续的常规油气、准连续的致密油气和连续型聚集的源内油气3级,据此预测在致密储层发育的含油气盆地,致密油气的资源量虽可能小于页岩油气和煤层气等烃源岩层内聚集的油气资源数量,但可能大于常规油气的资源量。由于致密油气资源潜力大,储层条件相对好于其他非常规油气,因此建议我国非常规油气的勘探开发首先应以致密油气为主攻目标,其次应加强煤层气的勘探开发,同时积极开展页岩气资源潜力评价与先导试验研究。     

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）。     

中国非常规天然气资源基础与开发技术

中国非常规天然气资源丰富,合理有效地开发可为中国经济的可持续发展提供能源保障。致密砂岩气藏远景资源量超过12×1012 m3,已经实现规模开发;煤层气勘探在高阶煤中取得突破;页岩气研究刚刚起步,四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等具有良好的页岩气成藏和开发条件;在中国南海多处发现天然气水合物存在的证据。但是,由于非常规天然气地质条件具有复杂性和特殊性,现有的部分勘探开发技术适用性差、不够成熟,加之低渗透储层单井产量低等因素,严重制约了非常规天然气开发利用的步伐。因此应加强以下工作：研发不同类型致密砂岩气藏的开发技术;优选煤层气有利目标区及扩大勘探开发规模;研发适合高阶煤层气田的高效勘探开发关键技术;调查页岩气资源分布并查明成藏主控因素;开展天然气水合物资源评价。     

我国常规与非常规天然气资源潜力、重点领域与勘探方向

常规与非常规天然气在新层系、新领域勘探获得一批重大突破,但新增储量品质下降,非常规进入储量序列,亟需明确常规与非常规天然气资源潜力,明确剩余天然气资源的重点勘探领域与有利勘探方向。为此,中石油以近十几年来的油气勘探成果、地质认识成果与资料积累成果为基础,攻关形成常规与非常规油气资源评价方法技术体系,系统开展了第四次油气资源评价,评价结果显示我国常规天然气地质资源量为78×10¹²m³,相比第三次油气资源评价增长8×10¹²m³;非常规天然气资源主要包括致密气、页岩气、煤层气及天然气水合物4类,其中致密气地质资源量为21.86×10¹²m³(致密气评价范围不包括济阳、东濮、南襄、苏北等),页岩气地质资源量为80.21×10¹²m³,煤层气地质资源量为29.82×10¹²m³,天然气水合物地质资源量为153.06×10¹²m³。陆上常规剩余天然气资源主要分布在岩性—地层(碎屑岩)、海相碳酸盐岩、前陆冲断带及复杂构造等四大重点领域,并且以海相碳酸盐岩、前陆冲断带2个领域为主。海域天然气资源主要集中在海域构造、生物礁和深水岩性3个领域。海相碳酸盐岩、前陆、岩性地层、复杂构造和南海天然气资源量合计剩余59.83×10¹²m³,占全国剩余天然气资源量的94%。在此基础上优选出常规现实有利目标区带10个,致密气有利目标区带4个、煤层气4个、页岩气6个。     

中国致密砂岩气及在勘探开发上的重要意义

致密砂岩气藏系指聚集工业天然气的致密砂岩场晕或圈闭,根据其储集层特征、储量大小及所处区域构造位置高低,可将致密砂岩气藏分为两类:"连续型"致密砂岩气藏和"圈闭型"致密砂岩气藏,前者通常位于构造低部位,圈闭界限模糊,无统一气水界面,往往气水倒置,储源一体或近源;后者位于圈闭高处,上气下水,储量规模较小但产量相对较高。中国致密砂岩气都是煤成气,组分以烷烃气(C1 4)为主,甲烷含量最高,烷烃气具正碳同位素系列;非烃气(主要是CO2和N2)含量低。截至2010年底,中国致密砂岩气的储量和年产量分别占全国天然气储量和产量的39.2%和24.6%,预计将来比例还会提高。与页岩气、煤层气等非常规气相比,中国近期在非常规气勘探开发中应以致密砂岩气为先。