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...     

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"。     

中国迎来页岩油气革命了吗?

世界能源消费量随着经济的发展持续增长，但油气在世界一次能源消费中的主体地位将长期保持稳定。页岩油气在全球油气供应中的占比在不断增大，这主要得益于美国页岩革命的成功。页岩气开发使美国成为天然气净出口国，而页岩油使美国的石油对外依存度大幅下降。美国页岩革命带动了美国经济的发展，同时也对世界能源格局产生了深远的影响。在中国政府的大力推动下，通过国家石油公司的积极实践，中国页岩气在短期内快速实现了重大突破，中国成为继美国和加拿大之后第三个具有进行商业化开发页岩气能力的国家。虽然中国的页岩气勘探开发取得了较大的进展，但仍面临着诸多挑战，而这些难题的解决需要理论、技术和机制等方面的创新。中国具有巨大的页岩油资源潜力，但页岩油勘探开发困难重重，在陆相页岩油富集机理、分布规律、甜点预测与低成本开发等方面都需要开展深入的研究。总体来看，中国正迎来页岩气革命，而页岩油革命还未到来。     

页岩油气革命与页岩油气、致密油气基础地质理论问题

页岩革命使美国摆脱了对进口石油天然气的依赖,成为了石油天然气净出口国。本文回顾了美国页岩革命历程,总结了页岩油气、致密油气的特点,分析了我国页岩革命的发展现状,提出了页岩油气、致密油气基础地质理论问题。研究表明：(A)美国具有资源禀赋好、科学技术创新能力强、投资能力巨大、工程施工能力强大等优势,已经实现了页岩革命,中国页岩革命正在进行中。(B)与常规油气相比,页岩油气致密油气的成藏模式、开发方式均有所不同。其具有连续性大面积分布,油气自封闭成藏,开发生产工程量巨大,油气田生产的“分布式”特点可灵活应对建产减产,以及采收率低的特点。(C)我国页岩油气进一步大幅上产需要满足7个条件：(1)资源清楚;(2)水平井、压裂技术成熟;(3)成本可控;(4)后期提高采收率工程空间大;(5)符合环境要求;(6)充分的资本投资;(7)强大的工程施工能力。(D)全油气系统具有常规油气—致密油气—页岩油气序列成藏的规律。页岩油气、致密油气藏具有储层致密、流体组成与相态复杂、油藏驱动方式多样的基本特征,面临着储层地质模型与流动模型不清的问题。需要进一步开展全油气系统理论研究,并大力发展甜点评价技术与压裂技术。     

页岩气革命带来油气地质学和勘探学的重大创新

页岩气革命标志着非常规油气已经成为可与常规油气并列的勘探方向,同时也意味着传统的油气地质和勘探理论将要并已经有重大创新性突破。对于非常常规油气而言,不但"生、储、盖、运、聚(圈)、保"的"六字箴言"失去了认识油气赋存的指导意义,圈闭的确定和优选也不再是勘探的必经程序;勘探思路有革命性的开拓创新;对低品位却呈面积性分布的非常规油气,更加关注"甜点"的寻找,勘探开发高度一体化;观念变了,思路变了,方法变了。针对非常规油气勘探开发理论和方法上的特点,需要我们在实践中关注并上升为理论性认识;在推动我国非常规油气发展中要有适应于我国情况的技术创新和配套完善的技术。     

美国油田现场实验场建设实践及启示

近年来,随着美国页岩革命持续深化,单井产量低、采收率低的矛盾日益凸显,突破制约“水平井+水力压裂”技术再进步的机理性认识问题成为迫切需要。美国油田现场实验场建设项目的组织模式有“政府主导式”和“企业主导式”两种,部分油田实验场已经拓展为前沿技术验证的重要平台和新技术的试验场。创建现场实验场对中国非常规油气资源勘探开发、加快构建创新联合体、快速提升非常规油气勘探开发技术水平等方面具有重要借鉴意义。     

页岩油气突破“三个传统”的启示

近年来,世界页岩油技术取得重大突破,成为非常规能源最为耀眼的明星。页岩油气的革命,打破了三个传统。第一是突破了传统资源禁区,增加了资源类型与资源量。常规勘探开发中将页岩作为生气层,而非储层,并没有把页岩气作为一种有效资源。     

北美页岩油气长水平段水平井钻井实践与启示

在低油价压缩成本和提高油气单井产量的双重压力下,通过增加水平段长度已成为北美页岩油气公司降本增效的重要突破口。北美页岩油气生产商采取了一系列技术措施提高长水平段水平井钻井效率,降低了单位英尺作业成本,取得了较好的经济效益。通过调研北美页岩油气长水平段水平井钻井现状,分析了主要油气公司采用的关键钻井技术,包括井身结构优化设计、超大规格钻机、定向工具、钻井液、下套管技术等,结合我国页岩油气水平井钻井现状及技术需求,提出了长水平段水平井钻井技术发展建议,旨在为我国页岩油气增储上产、降本增效提供借鉴。     

“页岩油革命”:呼唤廉价石油时代回归

美国的原油产量自1970年出现高峰后,产量趋于下降,但自2008年之后,由于页岩油的开发,美国原油产量重又增长。切萨匹克、EOG为首的美国骨干石油企业,将页岩气生产积累的水平钻井、水力压裂等技术缜密组合,用于非常规石油的页岩油领域,增加原油产量。有专家预测,"页岩油革命"很可能使世界重回廉价石油时代。     

俄罗斯四大石油公司开始涉足页岩油

俄罗斯最初对北美非常规油气热不屑一顾,而最近有迹象表明俄罗斯正在迎大赶上。据《石油情报周刊》报道,俄罗斯4家最大石油公司：俄罗斯石油、鲁克石油、俄气石油、苏尔古特油气,分别披露了各自要在俄石油工业腹地西西伯利亚开发非常规油的计划。     

北美裂缝性页岩气勘探开发的启示

北美实践证明，非常规油气资源——页岩气是现实的接替能源，勘探风险在于能否从低渗透的页岩储集层中获取经济可采储量，勘探目标是有机质和硅质含量高、裂缝发育的脆性优质烃源岩。页岩气生产机制复杂。涉及吸附气与游离气、天然裂缝与诱导裂缝系统之间的相互关系。在地质、地化、测井和地震综合评价基础上，通过水力压裂等增产措施提高储集层渗透能力是页岩气开采的关键。中国广泛分布海相和湖相细粒碎屑岩，有效烃源岩多富含炭质、灰质或硅质，已陆续发现裂缝性油气藏，有条件寻找丰富的页岩气资源，特别是液态烃在高成熟或过成熟阶段裂解产生的甲烷气滞留在烃源岩内形成的连续分布武非常规页岩气资源。图3表5参34     

深层海相页岩储层精准评价与开发选层的评价体系问题评述

深层页岩是我国页岩气资源进一步发展的潜力目标,勘探开发潜力巨大.深层页岩储层埋深大,地层环境相对极端,高温高压和储层特征的差异导致了压裂开发效果受限,成本显著增加,容错率低,深层页岩的精细评价与精准选层的重要性日益突出.深层页岩宏观均质性增强,但小尺度微观非均质性增强.储层物质组分、孔隙特征、物性和岩石结构等与中浅层页...     

非常规油气勘探领域泥页岩综合分类命名方案探讨

页岩油气分类评价中细化泥页岩特征是基础,统一室内鉴定和录井现场岩性定名的对应关系非常必要。在济阳坳陷古近系和新近系页岩油气勘探实践的基础上,调研收集了北美及中国多个地区代表性泥页岩段与岩石组成有关的资料,并进行了类比及对比分析,明确了泥页岩相关术语的含义。针对当前泥页岩分类不一、含义相互交叉或覆盖、石油行业术语难以全面反映页岩油气赋存层段岩性特征的现状,按照岩石学分类命名基本原则,提出了泥页岩室内鉴定综合分类命名方案,建议录井现场细化油泥岩和油页岩的分类,并明确了2种方案的对应关系。该方案能够满足页岩油气勘探分类评价的要求,又选择性地保留了"油泥"、"油页"等传统行业术语,既有传承,又有发展,便于理解和使用,且可操作性强。     

北美页岩气储层孔隙类型研究的启示

对北美页岩气储层孔隙类型研究方法和成果进行了全面的分析和总结。分析结果表明:与砂岩和碳酸盐岩相比,页岩储层孔隙类型更复杂,孔隙直径更小,普通探测和描述方法难以进行精细研究;北美研究机构多采用氩离子抛光扫描电镜方法对页岩孔隙进行研究;页岩储层孔隙可分为5种基本类型,粒间孔、矿物质孔、有机质孔、化石孔和微孔道;由于页岩沉积环境中富含古生物,所以富含有机质的页岩中有机质孔是主要的孔隙类型,页岩中富含粘土矿物和硅酸盐、磷酸盐矿物,这些矿物间的微小孔隙也是重要的孔隙类型。     

马朗凹陷芦草沟组页岩油形成机理与富集条件

三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组源内页岩油的发现对常规油藏勘探理论提出了巨大的挑战。在大量岩心观察、薄片鉴定的基础上,结合地质条件、分析化验、试油情况,深入研究了本区页岩油形成机制与富集条件。研究结果表明,芦草沟组页岩油主要是烃源岩在低熟-成熟早期演化阶段生成的原地滞留原油,页岩油具有高密度、高黏度的物性特点和低饱芳比、高非沥比的族组成特征。页岩油在源岩中的赋存形式主要有两种,即干酪根表面的吸附态及基质孔隙、纹层与水平层面间、微裂缝中的游离态。页岩油大面积连续分布在源岩层中,没有明显的油水界面,油水分异差,产油水比例取决于烃源岩的演化程度,需人工改造才能获得产能,单井产量小但稳产时间长。页岩油富集的控制因素为：①具有生成、储集大量石油的条件;②较好的保存条件,导致大量排烃的断裂不发育。     

泥页岩中有机质的赋存形态与油气形成

根据不同类型泥页岩镜下微观特征观察,发现泥页岩中的沉积有机质和矿物质主要以"富有机质—矿物聚集体"和"贫有机质—矿物基质体"2种微观组构形态存在。通过泥页岩的生排烃模拟实验研究表明：泥页岩有机质赋存的差异性控制了油气的生成和初次运移过程,由于"富有机质—矿物聚集体"形态组构非均质分布,在不同演化阶段生成、排出及滞留的油气以不同的状态赋存和运移;镜质体反射率（Ro）介于0.6%~1.0%之间,泥页岩层系中滞留的油与富集有机质聚集体呈游离-吸附共轭相态,流动性较差,开采前景较差,Ro介于1.0%~1.3%之间是页岩油开采的有利范围;高演化阶段页岩气资源量的大小受控于泥页岩中富有机质聚集体的含量。基于烃源岩内沉积有机质和无机矿物质微观结构上的非均质性特征,把油气的形成、排出、滞留作为一个统一过程加以认识,将是深入认识页岩油气形成与富集机理的有利手段和重要方法。     

中国页岩气形成机理、地质特征与资源前景

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