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我国非常规油气资源勘探开发前景_图文

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我国 常规 油气 资源 勘探 开发 前景 图文
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2009年6月 总第171期 国外测井技术 0009 71 我国非常规油气资源勘探开发前景 汪凯明 (长江大学地球科学学院湖北荆州434023) 摘 要:对我国非常规油气资源从类型、资源量、富集程度、分布特征等方面进行了探讨。我国非常 规油气资源类型多、分布范围广、资源量巨大,有着广阔的勘探前景。其中,油页岩、致密砂岩气、煤 层气、和页岩气开发价值较高,是目前最为现实的非常规油气资源。注重和加强对我国非常规油气 资源的勘探开发研究,转变传统观念、创新地质理论、研发特色工艺,加强技术合作交流,将能有效 的促进我国非常规油气资源工业的发展。 关键词:非常规油气资源;油砂;油页岩;致密砂岩气;煤层气;页岩气;水溶气;天然气水合物 0 引 言 全球非常规油气资源量巨大,我国非常规油气 资源也相当丰富。随着我国经济的持续快速发展, 能源需求大幅增加,常规油气资源的过度开采和消 耗已不能满足社会发展的需求,在这种背景下,加大 对非常规油气资源的勘探开发工作显得尤为重要, 摸清我国非常规油气资源潜力,为国家制定能源发 展规划提供科学依据,拓宽勘探领域,提高油气产 量,增加油气资源储备,对于我国的长治久安乃至世 界的稳定都具有重要的战略意义。 非常规油气资源是相对于“常规”而言的,指在 成藏(矿)机理、赋存状态、分布规律或勘探开发方 式等方面有别于常规油气藏的烃类或非烃类资源, 主要包括非常规石油和非常规天然气两大部分。 1非常规石油资源 非常规石油资源主要包括重质油、沥青、油砂、 油页岩、煤炼油、深层石油等。 1.1重质油、沥青 重质油俗称重油或稠油,是指在原始油层温度 条件下脱气原油粘度为(100—1000)×10 Pa·在15.6000kg/m 的 原油11,21,而在原始油层条件下粘度>1000×10s 的原油称为沥青。 重质油是石油烃类能源中的重要组成部分,蕴 藏着比常规原油资源数倍的巨大潜力,广泛分布于 世界各地。我国重质油、沥青资源分布广泛、储量丰 富,已在15个大中型含油气盆地和地区发现了近百 个重质油油气藏,规模大且成带分布,年产量已达 1×107t,预计我国的重质油、沥青资源量达(80~ 300)×10中渤海湾盆地重油沥青总资源量可 达40 X 10噶尔盆地西北缘资源量达10× 10 国重质油、沥青主要产于中、新生代的陆相地 层,少量产于古生代的海相地层,储集层以碎屑岩为 主,具高孑渗透、胶结疏松的特征141。由于受喜 马拉雅期构造运动的影响,我国大部分重质油、沥青 分布于盆地边缘和浅部披覆背斜等构造之中,总体 上,东部的第三系资源丰富,如松辽盆地、渤海湾盆 作者简介:汪凯明(1982-),男,2007年毕业于长江大学资源勘查工程专业,现为该校在读硕士研究生,主要从事沉积学与石油 地质学研究。 国外测井技术 2009年·第3期 地、扬子地台、南阳盆地、苏北盆地和江汉盆地等都 是最主要的分布区域,预计我国未发现的重质油资 源约为2.5×10 青资源潜力更大嘲。 1.2油砂 油砂是指油和岩石混合物中的油,已经成为常 规油气资源的重要替代资源。目前关于油砂的含义 至少有两种:(1)砂和其它造岩矿物中包含油的混 和物;(2)特指该种混和物中的原油,当表示这种涵 义时,油砂和沥青砂等同,其粘度>1.0×10 或 相对密度>1.00[ 。 根据美国地质调查局(004年的研 究l 7l,世界上油砂油可采资源量约为6510×101035.1 X 10,约占世界石油资源可采总量 20370×10 桶(3238.9×10 m )的32%,已经成为 世界能源结构的重要组成部分,全球油砂资源分布 很不均衡,主要分布在北美洲、俄罗斯、拉丁美洲和 加勒比海等国家和地区。 与其他国家的油砂资源相比,我国油砂资源也 相当丰富,据新一轮的全国油气资源评价结果【6J,我 国油砂资地质源量约为40×10.36×10 m ), 可采资源量为20×10 桶(3.18×108m ),主要分布 于西部地区,占全国的55.1%;其次是青藏区,占 16_3%;中部占12.2%;东部占8.9%;南方占7.5%, 其中西部和中部油砂品质较好。具体分布:噶尔盆地、吐哈盆地、塔里木盆地;青海柴达木盆 地、内蒙古的松辽盆地西部、二连盆地、中口子盆地; 四川盆地、西藏羌塘盆地、广东三水、茂名盆地;云南 景谷盆地;广西百色盆地、楚雄盆地、贵州麻江和翁 安等地区。 按储集层时代,从新元古界到第三系均有分布, 其中绝大部分油砂分布在中生界一新生界地层中, 部分分布于下古生界地层中,新元古界地层中也有 零星分布。总体上,我国油砂资源具有分布广、层位 多、厚度小、含油率低的特点。 1_3油页岩 油页岩是一种固体可燃矿产,在隔绝空气条件 下加热分解(干馏),可以产出页岩油,油页岩作为 一种重要的接替能源以其巨大的资源量、丰富的综 合利用价值,引起了全世界的高度关注。 油页岩的研究已经有一百多年的历史,但至今 仍没有一个广为接受的统一定义,研究者因为自身 研究方向和侧重点的不同而进行了不同的定义,刘 招君等(2005)网综合各家观点将其定义为:油页岩 (又称油母页岩)是一种高灰份的固体可燃有机矿 产,低温干馏可获得页岩油,含油率>3.5%,有机质 含量较高,主要为腐泥型、腐殖腐泥型和腐泥腐殖 型,其发热量一般I>4.18kJ/g。这是目前油页岩研究 中一个比较全面的定义。 油页岩资源在世界许多国家和地区都有分布, 但分布并不均匀,主要分布于美国、俄罗斯、加拿大、 中国、扎伊尔、巴西、爱沙尼亚、懊大利亚等国家 。 根据目前全球油页岩资源评价结果,若将其折算成 页岩油,可达4000×10过了全球总资源量 3000×10 t。从目前世界油页岩资源的评价现状来 看,这只是一个很保守的数据,探明的油页岩储量只 是整个资源量的一小部分,可以预见其发展的潜力 十分巨大。 我国油页岩资源十分丰富,按已探明的油页岩 资源统计,我国储量仅次于美国、巴西和爱沙尼亚, 位居世界第四㈣。新一轮全国油页岩资源评价结果 表明18.111,我国油页岩主要分布在22个省(市、区)、47 个盆地、82个省区中,主要集中在吉 林、辽宁、山东、新疆、广东和海南等省区;47个盆地 又主要分布在松辽盆地、华北盆地、准噶尔盆地、鄂 尔多斯盆地、茂名盆地、抚顺盆地、依兰一伊通盆地 等;80个含矿区主要有吉林省农安、桦甸、罗子沟, 辽宁省抚顺,广东省茂名,海南省长坡,山东省黄县 等。全国油页岩资源储量为7199.37×技术可 采资源储量为2432.36×10 t;页岩油资源储量为 476.44×105,技术可采资源储量为159.72×10可回收资源储量为1 19.79 X 105。 按埋藏深度,0~500资源储量占全国的64.8%,页岩油可回收资源储量 占全国的70.27%;按储集层时代,我国油页岩地质 年代范围很宽,从石炭纪一第三纪都有产出,其中中 生代和新生界是最主要的分布层位,地质资源量为 6650.23 X 108t,占全国的92.32%;页岩油可回收资 源量为104.53 X 10 t,占全国的87.26%t ;按地理分 布,我国油页岩主要分布在平原和黄土塬地区。分布 在平原地区的油页岩资源为3256.53 X 10全国 的45.23%;分布在黄土塬地区的油页岩资源为 1562.86 x 10全国的21.71%㈣;按沉积环境,我 国油页岩以湖泊相沉积环境为主,油页岩经常与煤、 油气共生,高含油率的油页岩主要分布在新生代断 陷盆地,而低含油率油页岩主要分布在晚白平世坳 陷盆地。总体上,我国油页岩资源规模大、分布广、勘 总第171期 我国非常规油气资源勘探开发前景 ·9· 查程度低、含油率中等偏好。 2非常规天然气资源 非常规天然气包括致密砂岩气(深盆气)、煤层 气、页岩气、水溶气以及天然气水合物等多种类型。 2.1致密砂岩气(深盆气) 致密砂岩气是赋存于低孔(40%)【一般要经过压 裂酸化等特殊作业才有开采价值的天然气 深盆气 是一种特殊的致密砂岩气,基本不受构造圈闭控制, 气水倒置或无明显气水界面,压力异常的天然气。 全球致密砂岩气储量巨大,据估算,目前世界上 现今技术可采的致密砂岩气储量为(10.5~24)× 10 m,,位居非常规油气藏之首l。据统计,全球已发 现或推测发育致密砂岩气的盆地有70个,主要分布 在北美、欧洲和亚太地区。目前国外所开发的大型致 密砂岩气藏主要以深盆气藏为主,主要集中在加拿 大西部和美国西部【 我国致密砂岩气资源量也相当丰富,仅深盆气 资源量将超过100 X 10·5n。(资源量与常规天然气有 部分重合),依据当前的勘探和开发技术,深盆气现 实可采资源量超过(11.54~13.81)×10 m 。 我国致密砂岩气藏分布领域广泛,类型多样。其 中鄂尔多斯上古生界、四川盆地、准噶尔盆地和吐哈 盆地侏罗系以及东部含油气盆地的深层是开展深盆 气勘探的有利领域,不只局限于深盆气藏,在四川、 鄂尔多斯、吐哈、松辽、准噶尔南部、塔西南、楚雄和 东海等地区和盆地皆有致密砂岩气藏分布【17 2.2煤层气 煤层气是一种非常规天然气,与常规天然气的 主要差异在于地下的赋存形式和成藏机理不同,煤 层气是由煤源岩生成之后直接被煤储层吸附而聚集 长藏 。 世界煤层气资源总量为82×1012中可采 总储量为13×10 2m,,资源量最多的五个国家依次 为俄罗斯、中国、加拿大、美国和澳大利亚[241。 我国煤层气资源十分丰富。经测算例,我国大陆 煤层气资源总量为20.1×10 2m 。按照煤层埋藏深 度,煤层埋深小于1500 X 10 m ,占总资源量的82.1%;煤层埋深1500~2000 ×10占总资源量17.9%。 按地理分布,我国家煤层气资源量主要分布在 塔里木——华北板块的华北陆块,华南板块的扬子 陆块,西伯利亚板块的准噶尔——兴安活动带。其中 华北陆块资源量为15.3×10 m,,占总资源量的 76.4%;扬子陆块资源量为4.1×10 占总资源量 的20 5%;准噶尔——兴安活动带与天山——赤峰 活动带资源量为0.6×10 5n ,占总资源量的3.1%。 按含煤层位分布,煤层气资源主要分布在石炭 系、二叠系、上三叠统、侏罗系、下白垩统和第三系。 其中石炭系和二叠系资源量为15.7×10 占总 资源量的77.8%;侏罗系资源量为4.1×10 ,占总 资源量的20.4%;下白垩统资源量为0.35×10。2 占总资源量的1.74%;上三叠统资源量为71.6× 总资源量的0.03%;第三系资源量为 74.2×10 2占总资源量的0.03%。 总体上,我国煤层气资源丰富、分布广泛,具有 巨大的开发潜力和良好的前景。其中,沁水盆地、鄂 尔多斯盆地、六盘水盆地的许多区块煤层含气量高、 含气饱和度高、资源丰度大,是我国今后煤层气勘探 的重点目标区。 2.3页岩气 页岩气是指以热成熟作用或连续的生物作用为 主以及两者相互作用生成的聚集在烃源岩中的天然 气 ,以游离相存在于天然裂缝与粒间孔隙中,吸附 在干酪根或粘土颗粒表面,溶解于干酪根和沥青里。 全球页岩气资源十分丰富,约为456.24×10 2主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和 前苏联。美国的页岩气资源量达(14.2~19.8)× 页岩气的勘探开发走在世界的前列,是目 前页岩气大规模商业开发取得成功的唯一国家;加 拿大紧随其后,近年来也开展了页岩气的勘探及实 验研究;我国的页岩气勘探还是一个全新的领域,研 究工作刚刚起步,对页岩气的分布特征、成藏条件、 变化规律及控制因素等基础研究不够。 但在页岩气资源上,我国页岩气资源十分丰富, 地质资源量达到100×10约为常规天然气量的 两倍。其中,我国四川、吐哈等盆地泥页岩十分发育, 并且具有页岩气成藏的基本条件,勘探潜力巨大。 按沉积环境,我国页岩气主要发育在海相和海 陆过渡相地层中;按分布区域可划分为南方(包括 四川盆地等)、华北(包括鄂尔多斯、渤海湾及南华 北等盆地)以及西北(包括塔里木、准噶尔等盆地) 三大区域,其中南方广大地区的志留系地层中,发育 国外测井技术 2009年·第3期 大套黑色页岩,有机碳含量大多达10% 15%,演化 程度较高,形成的泥(页)岩气资源潜力相当可观,华 南褶皱带和秦岭褶皱带、扬子准地台均是勘探的有 利区域 ~。 总体上,我国中、古生代地层是页岩气最主要的 富集层位、储层厚度大、有机质含量高,可作为区域 上勘探研究的重要层系。 2.4水溶气 水溶气是指一定条件下在地下水中溶解的以甲 烷为主要成分的天然气,是一种特殊类型的天然气 资源。通常,天然气可以被溶解的方式富集:层中,当地下水被采到地表后,溶解在水中的天然 气将会因水溶气饱和度的降低而从水中析出,成为 与常规天然气一样的可利用的工业燃料或原料 =j(】】。 全球水溶气资源非常丰富 ”。据洛瓦西惶姆 基(1982)估计,全世界的水溶气资源总量在n X 10 ~n×1018m ,比常规天然气的总储量大数十到上 百倍[321。日本是目前开采水溶气最多的国家,仅 1977年开采量就达5.45 X 10累计开采量超过 1.3 X 10 目前还有水溶气储量(7.39。8.87)X 10 前苏联的水溶气资源约有400×10美国 仅德克萨斯州和路易斯安那州的水溶气原始资源量 就有6.17×10。2m’;此外,匈牙利、菲律宾、尼泊尔、伊 朗、意大利等国的水溶气资源也很多。 我国水溶气的资源调查研究工作目前基本处于 空白状况f=l=I】’只有一些零散的研究成果,张恺等采用 类比法预测出我国水溶气资源总量约为38 X 与我国常规气层气资源量接近。王雪吾等用 体积法初步估算我国水溶气资源量约为(12—65) ×10 2m 。关德师预测我国水溶气资源量约为45 X 10 m ,其中东部水溶性天然气远景地质储量合计为 19×10 m 。 按储集层时代,我国水溶气广泛分布于中、新生 代地层中,尤其是第三系和第四系海相和海陆过渡 相地层中;按分布区域可划分为中、新生代东西两大 含油气盆地;而我国的四川盆地(威远气田)、松辽盆 地、渤海湾盆地、琼东南盆地、鄂尔多斯盆地、吐哈盆 地等均具有水溶气勘探的良好前景。 2.5天然气水合物 天然气水合物俗称“可燃冰”,是由天然气与水 分子在高压、低温条件下形成的一种固态结晶物质, 主要成分是甲烷,是一种高效能的清洁能源。科学家 估计,在标准温压条件下,然气水合物可转化 为164m 的甲烷气体和0.8 水。海底天然气水 合物分布的范围约为4000 x 104海洋总面积 的10%,其储量够人类使用1000年,国际科学界预 测,它是石油、天然气之后最佳的替代能源。天然气 水合物由于储集较浅、分布广泛、资源量巨大、能量 密度高,而受到了世界各国政府和科学界的高度关 注。 据最新资料 ,迄今已至少在全球116个地区 发现天然气水合物,而天然气水合物资源量目前世 界上尚无法准确计算。各国的学者和专家统计的数 量不一,据原苏联科学家的初步估计,大陆上处于水 合物状态的天然气资源达到1O“m,,而在水域内则 有15 X 10 m ;根据美国地质学家的资料,现代天然 气水合物的天然气总资源量为10 m ,也就是说,超 过了包括煤炭在内的所有已知的可燃矿产的储量; 据28届国际地质大会的资料,天然气水合物的储量 估计可能达到28 X 1013m 。总之,尽管说法不一,但 均表明天然气水合物的巨大资源潜力。 我国天然气水合物资源量巨大。据估算 ,我国 东海冲绳海槽附近的天然气水合物资源中约含天然 气24×10国家发改委的报告称 J,中国海洋地 质调查部门已在西沙海槽区发现多处天然气水合物 资源,据测算,南海天然气水合物的资源量为 700计相当于我国陆上石油总量的 50%左右。 根据目前的调查表明[3,351,我国的南海、东海和 台湾以东的广大海域具备天然气水合物的形成条 件;南海的西沙海槽、台湾西南陆坡和台西南盆地、 笔架南盆地及其东缘增生楔、东沙群岛东南坡和南 部陆坡区、东海的冲绳海槽和台湾省东北部是我国 最有利的天然气水合分布带;南海西部陆坡区、台湾 东北部海域、青藏高原的冻土层也是值得注意的找 矿远景区。 3结论与建议 我国非常规油气资源资源量巨大,可成为未来 重要的接替能源。但非常规油气资源有着独特的成 藏(矿)理论、富集机制和地质控制因素,加上我国 非常规油气资源的勘探起步晚,部分理论不成熟、开 发技术适用性差,导致我国非常规油气资源整体勘 探程度较低。认为应积极转变观念,对现有研究和勘 探试验已获突破的地质资料加以分析,总结规律、创 第171期 我国非常规油气资源勘探开发前景 新理论技术,针对不同的成藏特点和储层特征,研究 开发相应的开发配套特色工艺技术,同时还可以加 强交流,开展对外合作,引进先进的理论和技术,促 进我国的非常规油气勘探开发工作的发展。 参考文献: [1】胡见义、徐树宝、程克明,中国重质油藏的地质和地球化 学成因U】,石油学报,1989,10(1):1—10 [2】张厚福、方朝亮、高先志等,石油地质学(第七版)【 京:石油工业出版社,2005:303]张杰、金之钧、张金川,中国非常规油气资源潜力及分布 U】,当代石油石化,2004,12(10):17—19 【4]胡见义、牛嘉玉,中国重油沥青资源的形成与分布Ⅲ,石油 与天然气地质,1994,15(2):1052 [5】牛嘉玉、洪峰,我国非常规油气资源的勘探远景U],石油勘 探与开发,2002,29(5):5—7 【6】单玄龙、车长波、李剑等,国内外油砂资源研究现状Ⅲ.世 界地质,2007,26(4):459—464 【7]翟光明,关于非常规油气资源勘探开发的几点思考U】,天 然气工业,2008,28(12):1—3 【8]刘招君、柳蓉,中国油页岩特征及开发利用前景分析U】,地 学前缘,2005,12(3):315—323 【9】 R.of de 003,20~):193—252 【10】 F.in 989~1.1990,74:372蓉、刘招君,国内外油页岩资源现状及综合开发体力分 析Ⅲ,吉林大学学报:地球科学版,2006,36(6):89212】车长波、杨虎林、刘招君等,我国油页岩资源勘探开发前 景U】,中国矿业,2008,17(9):113】刘招君、董清水、叶松青等,中国油页岩资源现状田,吉林 大学学报:地球科学版,2006,36(6):869—876 【14】关德师、牛嘉玉、郭丽娜等,中国非常规油气地质【M】,北 京:石~995,卜2O 【15]李健、吴智勇、曾大乾等,深层致密砂岩气藏勘探开发技 术【M],北京:石油工业出版社,2002:4—8 [16] E.】.2002,86(11):1891—1919 【17】常象春、王明镇,鄂尔多斯盆地上古生界非常规含气系统 U】,天然气地球科学,2005,16(6):732—735 【18]张福东、戚厚发,从新的勘探理念寻求楚雄盆地油气勘探 的突破一试论楚雄盆地的深盆气勘探前景U],天然气地 球科学,2004,15(1):2819】胡明毅、李士祥、魏国齐等,川西前陆盆地上三叠统须家 河组致密砂岩储层评价U],天然气地球科学,2006,17(4): 45620]王金琪,中国大型致密砂岩含气区展望U],天然气工业, 2000,20(1):1021】李成明,吐哈盆地天然气特征及分布U],新疆石油地质, 2001,22(1):2122】董晓霞、梅廉夫、全永旺,致密砂岩气藏的类型和勘探前 景U],天然气地球科学,2007,18(3):351—355 岩、秦胜飞、赵孟军,中国煤层气成藏的两大关键地质 因素然气地球科学,2007,18(4):545—552 【24】刘洪林、刘洪建、李贵中,中国煤层气开发利用前景及其 未来战略地位U】,中国矿业,2004,13(9):11—15 [25】孙万禄、陈召佑、陈霞等,中国煤层气盆地地质特征与资 源前景U】,石油与天然气地质,2005,26(2):141—154 [26】...et 005,89(2):155—175 【27】as l~of il ].u 007 [281张金川、徐波、聂海宽等,中国天然气勘探的两个重要领 域ⅡJ,天然气工业,2007,27(11):1—6 【29]武晓春、庞雄奇、于兴河等,水溶气资源富集的主控因素 及其评价方法探讨Ⅱ],天然气地球科学,2003,14(5): 41630】杨远聪、李绍基、朱江,水溶气一四川盆地新的天然气资 源U],西南石油学院学报,1993,15(1):16—22 【31】张子枢,水溶气浅论叫,天然气地球科学,1995,6(6):29—34 【32】包茨,天然气地质学[M】 科学出版社,1988,389 [33】关德师、牛嘉玉、郭丽娜等,中国非常规油气地质[M】,北 京:石油工业出版杜,1995,104—112 [34】宋岩、夏新宇,天然气水合物研究和勘探现状U],天然气 地球科学,2001,12(1—2):335】钱伯章、朱建芳,天然气水合物:巨大的潜在能源Ⅱ],天然 气与石油,2008,26(4):47
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