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☆☆中国非常规油气勘探开发与理论技术进展_邹才能_图文

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中国 常规 油气 勘探 开发 理论 技术 进展 才能 图文
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foMet9 7 f ̄地 质 学 报ACTAGEOLOGZCASINICA中国非常规油气勘探开发与理论技术进展邹才能 , 杨智 ,朱如凯 , 张国生 ,侯连华 , 吴松涛 , 陶士振 , 袁选俊 , 董大忠 ,王玉满 , 王岚 , 黄金亮 , 王淑芳中国石油勘探开发研究院 ,北京, 1 0 0 0 8 3内容提要 : 新世纪非常规油气获战略突破 , 微纳米孔喉页岩系统油气成为油气资源接替的重要新领域 , 非常规油气资源在能源格局中的地位愈发重要。 致密气、煤层气、重油 、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域 , 致密油成为亮点领域 , 页岩气成为热点领域。 中国在致密气、页岩气、致密油 、煤层气等非常规油气资源勘探开发获重要突破,油页岩、天然气水合物 、 重油 、油砂矿等获重要进展,初步评价中国非常规石油资源量( 2 2 3 ? 2 6 3 )X 1 0 8 t ,天然气资源量( 8 9 0 ? 1 2 6 0 ) X 1 0 1 2 m3 。 中国非常规油气研究取得重大进展 , 细粒沉积学在陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体 、湖盆中心砂质碎屑流沉积、 海陆相细粒沉积等研究新进展 ,提供了盆地中心储集体形成和分布的理论依据 ;非常规储层地质学在研究方法技术 、 多尺度数据融合、地层条件物理模拟等方面取得重大进展, 多方法多尺度整体表征非常规储层巳成为研究热点 , 推动了非常规油气地质学地质理论和方法技术快速发展;创新发展了连续型油气聚集理论, 构建了非常规油气地质学理论体系框架, 明确了非常规油气地质研究的内涵、地质特征 、 形成机理 、分布规律和核心技术 , 为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础 ; 非常规油气勘探开发技术方法快速发展 ,涌现了烃源性、岩性 、物性、脆性、含油气性与应力各向异性评价等“六特性” 、“甜点区”地质一工程综合评价等核心评价方法, 微地震监测 、水平井钻完井 、“工厂化”生产、“人工油气藏”等开发工程核心理念和技术 , 推动非常规油气“革命性发展”。 非常规油气的突破,带来了坚持理论创新、坚持核心技术进步等4 点重要启示 ,对延长石油工业生命周期、推动理论技术升级换代、 改变能源格局具有深远意义。关键词 : 非常规油气 ;非常规油气地质学 ;细粒沉积学 ; 非常规储层地质学 ;“人工油气藏”开发 ;微纳米级孔喉;致密气; 致密油 ; 页岩气 ; 页岩油进入 2 1 世纪, 以美国非常规油气、加拿大油砂、与分布 ,全球油气分布具有 1 0 条规律 : ①常规一非委内瑞拉重油为代表 , 全球非常规油气勘探开发取常规油气有序聚集 ; ②特提斯域控制生物礁大油气得了一系列突破性进展 , 已成为全球油气生产的重田群带状分布; ③前陆冲断带控制构造油气田群分要组成部分( LawandCurtis , 2 0 0 2 ;Schmoker ,布;④克拉通内隆起控制特大型油气田展布; ⑤台地2 0 0 2 ;贾承造等,2 0 1 2 ; 邹才能等, 2 0 1 2 a , 2 0 1 2 b ,边缘控制生物礁滩大油气田群带状分布 ;⑥被动大2 0 1 3 a ,2 0 1 4 a ,2 0 1 4 b,2 0 1 5 a ,2 0 1 5 b ,BP陆边缘控制海洋特大型油气田形成与分布 ;⑦前陆Company,2 0 1 3 ;USGS ,2 0 1 3 a ;EIA ,2 0 1 3 ,前渊斜坡控制大规模重油沥青赋存 ; ⑧盆地沉积斜2 0 1 5 ) 。 借鉴国外经验 ,大力发展中国非常规油气成坡控制致密油气与煤层气聚集;⑨盆地深水富有机为必然的战略选择和必由之路。 中国进入了常规与质沉积控制页岩油气滞留 ;⑩低温高压海底沉积控非常规油气并重的勘探开发新时代 ,地质开发理论制水合物展布(部才能等 , 2 0 1 5 a) 。进入了非常规油气创新的“黄金期” 。 随着研究与勘全球常规与非常规油气资源比例约 2 : 8 , 常规探开发实践的快速推进, 非常规油气将逐步成为中油气已采出 1 /4 ,常规油气高位稳定生产 、海洋油气国油气生产的重要组成部分 ,为国民经济的发展提持续增长、非常规油气快速发展。 2 0 1 3 年全球石油供重要保障。产量4 0 .5 X1 08t (其中非常规石油占 6 %) , 全球天板块两大旋回演化控制了全球原型盆地的形成然气产量3 . 4 X 1 01 2m3(其中非常规天然气占 1 7 %)注 : 本文为国家 9 7 3 重点基础研发项目 (编号 2 0 1 4 CB2 3 9 0 0 0 )和国家科技重大专项(编号2 0 1 1 ZX0 5 0 0 1 )联合资助的成果 。收稿日 期: 2 0 1 5- 0 2 - 1 5;改回 日期 : 2 0 1 5 - 0 5 - 0 7 ;责任编辑 :郝梓国。作者简介: 邹才能 , 男 , 1 9 6 3 年生,博士生导师, 李四光地质科学奖获得者 。 主要从事非常规油气地质学、常规岩性一地层油气藏与大油气田 ( 区 ) 等地质理论技术研究及勘探生产实践等工作 。 地址= 1 0 0 0 8 3 ,北京市海淀区学院路 2 0 号 , 中国石油勘探开发研究院院办 , Emai l :zcn@pet rochina . com. cn 。地质 学 报9 8 0ht t p : / /www. geojournals. cn/dzxb/ch/i ndex. aspx2 0 1 5年(BPCompany ,2 0 1 3 ; USGS ,2 0 1 3 a ;EIA, 2 0 1 3 ) 。石能源不可再生 ,新能源必将完成对传统能源的“终全球正形成西半球的美国和东半球的中国两大非常极革命” 。 或许未及化石资源枯竭,“新能源革命”已规油气突破区 。 美国借鉴页岩气理论技术与发展经经提前到来。地热 、太阳能 、风能、氢能 , 以及当下全验,实现致密油快速发展,非常规油气推动美国“能球热议的储能,展现出广阔的发展前景 , 引起全球关源独立”战略梦实施, 2 0 1 4 年,美国天然气产量7 2 7 9注 ,很多国际能源公司已经采取实质行动。X 1 0sm3,石油产量5 .7 8 X 1 0st ,其中致密气 1 4 0 0 X本文在全面回顾近十年国内外非常规油气勘探1 08m3,煤层气 4 5 0 X1 0sm3, 页岩气 3  6  3  7X 1 0 8 m3 ,开发进展的基础上 ( 胡见义 , 1 9 8 6 ;Schmoker ,致密油2 .0 9 X 1 08t( EIA ,2 0 1 5 ) , 2 0 1 4年天然气基1 9 9 5 , 2 0 0 2;GautierandMast ,1 9 9 5 ; 关德师等 ,本可以 自给,石油对外依存度已降至 3 9 . 1 % 。 中国1" 6 ;Law, 2 0 0 2 ;LawandCurt is ,2 0 0 2 ;Col lett ,正在稳步推进非常规油气发展, 2 0 1 4 年 , 中 国生产et al ., 2 0 0 9 ;Nelson , 2 0 0 9 ;Loucksetal . , 2 0 0 9 ;天然气1 3 2 9 X 1 0 8m3,生产石油2.l X 1 08t , 其中致Jarvie , 2 0 1 0 ; 胡文瑞, 2 0 1 0 ;吴奇, 2 0 1 1 a , 2 0 1 1 b ;密气 3 6 0 X 1 0 8 m3 ,煤层气 3 6 X1 0 8 m3 , 页岩气 1 3 X孙赞东等, 2 0 1 1 ;Yergin ,2 0 1 2 ; 邱中建等 , 2 0 1 2 a ,1 08m3,致密油获得工业突破 ,非常规油气在油气总2 0 1 2 b ; 戴金星等 , 2 0 1 2 ; 贾承造等 , 2 0 1 2 a ; 赵文智产量中 的 比较很低 , 2 0 1 4 年天然气对外依存度等 , 2 0 1 3 ; 袁亮等 , 2 0 1 3 ;童晓光 , 2 0 1 4 ) ,重点以作3 2 . 2 % ,石油对外依存度5 9 . 5 % ,非常规油气上升者研究团队成果为基础 (部才能等 ,2 0 0 9 , 2 0 1 0 a ,空间广阔 。2 0 1 0 b;2 0 12 a ,2 0 1 2 b ,2 0 1 3 a ,2 0 1 3 b ,2 0 1 3 c ,石油工业界和学术界高度关注非常规油气的发2 0 1 4a ,2 0 1 4 b ,2 0 1 5 ) ,从非常规细粒沉积学、非常展,针对非常规油气的技术研发、学术研讨等活动异规储层地质学、非常规油气地质学 、非常规油气开发常活跃。 2 0 1 1 年 AAPG 年会主题即为“地球科学地质学等 4 个方面对中国非常规油气研究进展进行界的下一次大飞跃”,认同非常规资源成为油气工业了归纳总结,总体有 1 0项重要进展 :①揭示黑色页发展的战略驱动 。 2 0 1 5 年 AAPG年会主题“探寻岩系统细粒沉积形成机理,建立不同岩石沉积模式 ,石油地质学顶峰”, 非常规油气资源再度成为大会焦创新细粒沉积学理论; ②提出非常规油气烃源岩标点 。 近年来 ,非常规油气在中国石油界也广受重视 ,准,模拟源内外地球化学指标变化规律 ,创新非常规2 0 1 1年第四届石油地质年会主题为“常规和非常规油气地球化学理论 ;③揭示微一纳米孔演化规律 ,创油气资源—中国石油工业持续发展的基础” , 2 0 1 3新微纳米孔喉表征方法 ,创新非常规油气储层地质年第五届石油地质年会主题“创新与发展—油气学理论;④建立油气聚集微纳米孔喉结构模式 ,模拟勘探理论技术挑战与实践”, 2 0 1 5 年第六届石油地油气分子级充注机理,揭示“连续型”油气聚集规律;质年会主题“更深、更广 、 更复杂—油气勘探新领⑤揭示非常规油气富集层段主控因素 ,提出非常规域与新技术” ,非常规油气均是重点研讨内容。 近年有构造“甜点” 、连续“甜点区”勘探目标 ;⑥提出非常来 , 中国油气勘探与地质理论呈现 4 方面的新亮点 :规油气“ 6 特性”评价参数,开发地球物理预测方法 ,①细粒沉积储层与非常规油气资源 ;②高过成熟烃评选非常规油气核心区 ; ⑦提出“人工油气藏”开发源与古老碳酸盐岩油气田 ;③低温高压场与超深层模式,建立非常规“L"型产量模型 ,创新非常规油气油气系统; ④重力流沉积与海洋深水大油气田 。开发地质学理论;⑧开发非常规油气资源评价方法中国乃至世界未来能源发展, 需重点把握三大软件系统, 明确不同类型非常规资源潜力 , 提出不同新格局 。 ①石油与天然气新格局。 石油仍是发展的 _ 类型非常规发展策略;⑨揭示常规一非常规油气“有基石,天然气很具成长性。 国际能源形势和油气勘序聚集”规律,提出“平台式”工厂化生产模式,实现探开发实情显示 ,天然气必将完成对石油的“第一次常规一非常规油气协同有效开发; ⑩提出非常规油革命” , 2 1 世纪将是天然气的时代 ,大发展战略机遇气国家标准 ,建立国家能源致密油气研发中心,培养期已经来临。 ②常规与非常规新格局 。 当前常规油非常规专业人才 ,推动非常规油气工业发展。最后气仍是勘探主体,非常规正循序渐进实现有效开发 。阐述了非常规油气的重要启示、意义及战略定位 。■、於_榻體國力令拢韭常挪油与勘擦讲展巨大,-旦技术突破,必将形成对常规油气的“第二 ^次革命”,尤其是“页岩油革命”,可能比页岩气革命非常规油气是指用传统技术无法获得 自然工业来得更具颠覆性。 ③化石与新能源新格局。 传统化产量 、需用新技术改善储层渗透率或流体黏度等才第 6 期邹才能等 : 中国非常规油气勘探开发与理论技术进展9 8 1能经济开采 、 连续或准连续型聚 集的 油气资源展 ,成为非常规油气发展热点 , 2 0 1 4 年页岩气产量(Gaut i erandMast ,1 9 9 5 ;Schmo ker ,1 9 9 5 ; 邹才高达 3 6 3 7X1 08m3, 约 占美国 天然气总产量的能等 , 2 0 0 9 ,2 0 1 4 a ) 。 非常规油气有两个关键标志5 0 .0 %;致密油由北部地区的巴肯, 到南部地区的鹰和两个关键参数 ,两个关键标志为 : ①油气大面积连滩 ,再到东部地区的尤蒂卡 , 连续获得重大突破 , 成续分布 , 圈闭界限不明显 ;②无 自然工业稳定产量,为非常规油气发展亮点, 2 0 1 4 年致密油产量已达达西渗流不明显 。两个关键参数为 :①孔隙度小于2 . 0 9 X 1 08t , 约占美国石油总产量的3 6 . 2 %(EIA ,1 0 % ;②孔喉直径小于1或渗透率小于1 X 1 CT32 0 1 5 ) ( 图 2 ) 。 页岩气、致密油等非常规油气快速发―。 非常规油气主要特征表现为源储共生, 在盆展,使得美国油气对外依存度大幅下降, 2 0 1 4 年天地中心、斜坡大面积分布 , 圈闭界限与水动力效应不然气 基本可 以 自 给 , 石油 对外依存度 已 降至明显 ,储量丰度低, 主要采用水平井规模压裂技术 、3 9 .1 % ,持续推动美国“能源独立”战略实施 , 美国未平台式“工厂化”生产、 纳米技术提高采收率等方式来很可能主要依靠美洲实现宽泛意义上的 “能源独开采。 主要类型有致密油和气 、 页岩油和气 、煤层立”。气、 重油沥青、天然气水合物等 ( 图 1 ) 。致密砂岩气 : 1 9 2 7 年发现于美国的圣胡安盆常规油和气地,1 9 7 6 年在加拿大阿尔伯达盆地西部深坳陷区北1 8 5 0、 zX部发现了大型的埃尔姆沃斯致密砂岩气田 , 是最早/\ 单体型/\。 进行工业化开采的非常规天然气资源 。 上世纪 6 0' 9 2〉>_和、〈:型年代末至 7 0 年代初 , 致密天然气已被国外认为是天, 9 8 0 然气的第二个主要领域 。 目前 ,全球已发现或推测■、 2_=:_1雑续型有7 0 个盆地发育致密砂岩气 ,资源量约为 2 0 9 .6 X/ ̄致密油 I 致密气+煤层气、。1 0I 2m3,主要分布在北美 、拉丁美洲和亚太地区。 美/ ̄^页: \°L?8魏》的MM、*錢議 2 32 0 3 °/——\个盆地发现9 0 0 多个致密砂岩气田 , 探明可采储量/油页肖 天然气水么物\2 丨 5 0、/:‘ V5 X 1 01 2m3, 2 0 1 4年致密砂岩气产量约为1 4 0 0 X 1 08工业时丨、if T资源比例丁 入 山“非常规油 非常规气m3, 占美国天然气总产量的1 9 . 2 %; 预计2 0 4 0 年致图 1 油气资源类型特征三角 图 (据邹才能等 , 2 0 1 2 a )密=将保,在 2 3 8 0 X1 0 8 ‘占届时美国Fi g.  1Triangul ediagramo fdi fferenttypesof天然飞里白、J2 2 /^ 0hydrocarbonresou rces C afterZouCai nengetal.,2 0 1 2 a)页石 1 : 全球页石飞资源里约为4 5 6 X1 0m ,超过了致密气和煤层气资源量之和 。 目前,北美是1 . 1 全球非常规油气勘探进展全球唯一实现页岩气工业化开发的地区 ,其中美国近年来, 全球非常规油气勘探开发取得一系列已在 2 0 多个盆地进行页岩气勘探开发, 2 0 1 4 年产重大突破。 致密气 、煤层气 、 重油、 沥青砂等已成为量达 3 6 3 7 X 1 0 8 m3 ( EIA , 2 0 1 5 ) , 占美国天然气总产全球非常规石油天然气勘探开发的重点领域 , 页岩量的 5 0 . 0 %; 未来页岩气产量仍将保持快速增长 ,气成为全球非常规天然气勘探开发的热点领域 ,致有机构预测 2 0 4 0 年页岩气产量将达到 5 6 1 0 X 1 0 8密油成为全球非常规石油勘探开发的亮点领域 。 全m3 , 占届时美国天然气总产量的 5 3 % 。球非常规油气产量快速增长 ,在全球能源供应中 的煤层气 :世界 7 5 个主要含煤国家中 , 已有 3 5 个地位日益凸显 ^2 0 0 8 年全球非常规石油资源规模开展 了煤层气的研发 。 全球煤层气资源量约为达4 4 9 5 X 1 08t , 与常规石油资源基本相当 ; 全球非2 5 6 .1 X1 01 2m3, 主要分布在前苏联 、北美和亚太地常规天然气资源规模达3 9 2 1 X 1 01 2m3, 是常规天然区的煤炭资源大国。 目前 ,全球煤层气主要生产国气资源的 8 倍 , 非常规天然气产量快速上升, 已占到是美国 、加拿大和澳大利亚 , 2 0 1 3 年煤层气产量超天然气产量的1 8 % ( EIA,2 0 1 3 ; 邹才能等 , 2 0 1 0 b ,过6 0 0 X 1 08m3,其中美国煤层气产量约为 4 5 0 X 1 0 82 0 1 4 a ) 。m3、加拿大 8 0 X 1 08m:i左右、澳大利亚5 0 X 1 08m3左近 1 0 年成为美国页岩气 、致密油“革命性发展右。 据 EIA 预测 , 美国煤层气产量将保持基本稳的黄金十年” , 页岩气由南部地区的巴内特 , 到海恩定 ,预计 2 0 4 0 年煤层气产量约为 4 8 3 X 1 0 8 m3 , 占届斯维尔 ,再到东部地区的马塞勒斯 ,持续获得重大发时美国天然气总产量的 5 % 。地 质 学 报9 8 2ht tp: //www. geojournals. cn/dzxb/ ch/ index. aspx2 0 1 5年iv.1)Q,;/:EXShaS^|t、'^|^矶CaneCre ekGm— /洋图 2 北美地区常规与非常规油气资源主要类型评价分布图 (据邹才能等 , 2 0 1 4 b)Fig. 2Assessmentanddi str ibu tionofconventi onalandunconventi onalo il&-gasresourcesfort heacrossNorthAmeri ca( afterZouCainengetal . , 2 0 1 4 b)1 一致密碳酸盐岩油 ;2 —致密砂岩油 ;3—页岩凝析油;4一页岩气 ; 5—天然气;6—致密气;7—煤层气;8 —盆地1—Tightcarbonateoi l ; 2—Tightsandstoneoi l ; 3—Shalecondensateoil ; 4—Shalegas ; 5—Conventionalgas ; 6一Tightgas; 7—CBM; 8一Basin致密油 : 已成为继页岩气之后全球非常规油气年,美国能源信息署 ( EIA)预测美国致密油技术可勘探开发的新热点 , 被石油工业界誉为“黑金”。美采资源量为 7 9 . 3 X1 0 8 t , 揭示了致密油勘探开发的国借鉴页岩气开发技术与发展经验 ,成功实现了致良好前景。 除美国外 ,加拿大、阿根廷、厄瓜多尔 、英密油勘探开发突破, 已发现WmiSton 、GUlfCoast 和国和俄罗斯等国家都发现了致密油 。FortWorth 等近2 0个致密油盆地 , Bakken 、Eagle重油:可采资源量大约为 1 0 7 9 X 1 08t ,主要分布Ford、Bamett 、Woodford、Marcellus-Utica 等多套于南美和 中东地区 ,分别 占全球重油资源量的产层 , 使美国持续 2 4 年的石油产量下降趋势 自7 6 . 3 %和 1 1 . 0 % 。 委内瑞拉奧利诺科(Ormoco )重2 0 0 8 年开始止跌回升。 2 0 1 4 年美国致密油产量已油带是全球最大的重油聚集区 , 重油分布面积达达2 .0 9 X 1 0 8 t ( EIA , 2 0 1 5 ) , 占美国石油总产量的1 8 2 2 0 km2,位于委内瑞拉陆上面积最大的沉积盆3 6 . 2 % ,预计2 0 2 0 年将达到 2 . 4 父 1 081 左右 。 2 0 1 3地—东委内瑞拉盆地的南部,是世界著名的重油第 6 期部才能等 : 中国非常规油气勘探开发与理论技术进展9 8 3生产区 (USGS , 2 0 1 3 b ) 。 据 BP石油公司 2 0 1 4 年1 . 2 中国非常规油气勘探进展统计 ,奥利诺科重油剩余探明可采储量达 3 5 4 X 1 0 8中国沉积盆地的形成及发展历经了古生代海相t , 目前奥利诺科重油产量还不高 ,2 0 1 1 年产量不到与中新生代陆相两个时期 ,非常规油气形成的地质6 8 0 0 X 1 04t , 占委内瑞拉石油总产量的 比例不足条件十分优越 。 致密油 、致密气 、 页岩油 、 页岩气 、煤4 0% 。层气 、 油页岩 、重油沥青及天然气水合物等非常规油天然沥青 ( 或称油 砂 ) : 可采资 源量大约为气资源非常丰富(邹才能等 ’2 0 0 9 , 2 0 1 2 a,2 0 1 3 a) 。1 0 6 6 . 7 X 1 08t , 8 1 .6 %分布于北美地区。 加拿大的初步评价中国非常规油气可采资源量约为(8 9 0 ?阿尔伯达省是全球油砂最富集的地区 。 据 BP石油1 2 6 0 )X 1 08t 油气^量,是常规油气的3 倍左右 。 其公司统计 ,截至 2 0 1 3 年底 ,加拿大油砂油剩余探明中 ,非常规石油可采资源量约为( 2 2 3? 2 6 3) X 1 08t ,可采储量达 2 7 3 X 1 0 8 t , 占其剩余石油探明总储量的与常规石油资源量大致相当 ; 非常规天然气可采资9 7 %。 目前,加拿大是世界上唯一进行大规模、商业 源量约为( 8 4 : 1 2 5 ) X 1 01 2m3,是常规天然气资源量化生产油砂油的 国家 , 2 0 1 3 年油砂油产量大约为 的 5 倍左右 ,发展潜力很大。1 . 1 3 X 1 08t。 若油砂油能够完全开发生产,加拿大近1 0 年成为中国致密气、致密油“开创性发展有望成为仅好沙特ra伯 、俄罗卿翻瑞測 隨針年”。M气E■ 成力天然气職上产的重全球胃目大5、油生产国 。要领域 , 近1 0 年平均新增探明致密气地质储量油页岩 : 开发糊历史十分悠久 ,早在 1 9 世纪 2 7 6 0 X 1 08m3’约占同期探明天然气总储量的 4 5 % ;后期就巳开始油页岩油的生产,上世纪7 0- 9 0 年代2 0 1 4 年致密气产量已达 3 6 0 X1 0 8 m3 左右 , 约占全还曾有过大纖开发删,1_年麟产量曾翻 国天然气总产量的 2 7 % ;发现了 目前全国最大的苏■0 X奶左右。 目前 ,颠岩油生产国主要錢里格致密气区 ’腿年探_基本探_质储量达沙尼亚 、 巴西 、 中 国 、 澳大利亚等 , 但产量已 降至4 . 2 X 1 0?年致密气产量2 3 5 X1 0W。 致2_x始以下。 全球已发现6 0 0 余处油页岩矿 ,龍在鄂尔多斯、准喝尔 、松辽等盆地发现5 ?iox#=山廿+举门化1 08t级储量规模区 ,在渤海湾 、 四川等盆地也获重要亡石,里o/^ff 发现 。 煤层气初步建成泌水盆地南部、鄂尔多斯盆页岩油1 0 0 5 X 1 0t , 约占世界的6 7 / , 但美国始、地东缘两个地面生产基地, 2 G 1 4 年地面煤层气开采未进行油页岩_工业生产。 进人 2 1 世纪 ,歸_■3 6 X 1 Q8m3。 页岩气在刚舰南部和东部志际油价的不纖升和石油供需平滅况日趋卿,縣龙马難龍页岩已初步实现工业突破,2 0 1 4美国国会于 2 0 0 5 年通过了发展非常规能源的法案 ’ 年产量已达1 3 X 1 08m3。 致密油 、致密气已成为中_国非常规油气发展重点,海倾岩气 、煤层气等将实美国能源部于 2 0 0 7 年 9 月公布的研究报告 , 2 0 2 0规模化生产(图 3 ,表 1 ) 。年美国油页岩油产量将达到 0 . 5 X 1 0 8 t , 2 0 3 0 年达致密气 :早在2 0世纪6 0 年代,在中国四川盆地L 2 X 1 ()8t 。川西地区就已有发现,但因技术不成熟,长期没有大天然气水合物 : 目前还处于资源调查和试验性 发展 。 近年来, 随着大型压裂改造技术进步和规模开采阶段 , 尚未实现工业化开发 。 世界范围内 , 约 化应用,致密砂岩气勘探开发才取得重大进展 ,发现2 7 %的陆地和 9 0 %的海洋中都存在天然气水合物。 了以鄂尔多斯盆地苏里格、 四川须家河组为代表致目 前世界各地已 发现 1 2 0 多处天然气水合物密砂岩大气区 ,截至 2 0 1 4 年底 ,苏里格已探明 、基本( Collettetal. , 2 0 0 9 ) ,许多发达国家制定专门研发探明储量超4 X 1 01 2m3, 2 0 1 4 年致密气产量为 2 3 5计划开展水合物资源勘查评价与试验性开采 , 按照X 1 08m3,在松辽、吐哈 、塔里木 、渤海湾等盆地发现当前发展趋势 ,预计 2 0 1 5 年前后有望实现冻土区天了一批高产的致密砂岩气井 ,表明中国致密砂岩气然气水合物的商业性开发 , 2 0 3 0 年前后, 有望实现分布广泛 ,资源相当丰富。 据最新估算 ,中国致密砂海域水合物商业性开采 。2 0 1 3 年 , 日本在 Daini-岩气可采资源量约( 9? 1 3 )X1 0 1 2 m3 。 截至 2 0 1 3 年AtsumiKnol l ,采用降压排采 、气水同出生产方式, 底, 中 国致密砂岩气累计探明地质储量为 4 . 0 X 1 0 1 2实现了天然气水合物的重大突破, 获得 日 产 2 X 1 0 4m3 ,大约占全国天然气总探明储量的 4 1 % ; 2 0 1 4 年m3 天然气。 不少专家认为 , 随着水合物开发技术的致密气产量大约为 3 6 0 X1 0 8 m3 , 占全国天然气总产逐渐成熟,海域水合物开发的进程有可能大大提前。量的 2 7 %左右 。预计 2 0 2 0 年以前 , 中国致密砂岩地 质 学 报9 8 4http : //www. geojournals . cn/dzxb/ ch/ index. aspx2 0 1 5 年曰4曰5 \m]6?i i图 3 中 国陆上主要非常规油气有利区分布图 (据邹才能等 , 2 0 1 3 c)Fig. 3China'sonshoreunconventiona loil&-gassitesforprospecti ng(af terZouCainengetal . , 2 0 1 3 c)1 一致密碳酸盐岩油 ; 2—致密砂岩油 ; 3—致密砂岩气 ; 4一页岩气; 5—煤层气 ; 6—盆地1—Tightcarbona teoi l ; 2一t igh tsandstoneoi l;3—tight sandstonegas ; 4—shal egas ; 5—CBM ; 6—basin气新增探明储量和年产量仍将保持快速增长 , 占全能等 , 2 0 1 0 a ; 郭彤楼等, 2 0 1 4 ) 。 截至 2 0 1 3 年底 ,国天然气储量 、产量比例有望进一步上升 。巳完钻各类页岩气井 1 3 0 余口 , 约 6 0 口井获气流 ,煤层气 : 经过近 2 0 年的发展 ,初步形成了适合2 0 1 3 年页岩气产量已达 2 X 1 0 8 m3 , 2 0 1 4 年产量 1 3不同类型煤层气的勘探开发配套技术 ,在山西沁水、X 1 08m3,页岩气开发利用 已顺利实现工业起步 。辽宁铁法等地成功实现了工业化开采,在鄂尔多斯初步估算 , 中国页岩气技术可采资源量大约为( 1 0 ?盆地东缘、 吐哈 、准噶尔等盆地正在进行开发先导试2 5 ) X 1 01 2m3。预计未来 5? 1 0 年 ,将是中国页岩气验。 据全国新一轮资源评价 , 中国埋深 1 5 0 0 m 以浅技术攻关与先导试验的关键期 , 需要制定“加快‘ 核的煤层气可采资源量1 0 . 9 X 1 01 2m3。 截止2 0 1 3 年心区H平选、加强 ‘试验区’建设、加强‘生产区 ’规划”底 , 中国 已累计探明煤层气可采储量 2 8 4 9 X 1 08m3。三步走路线图 , 2 0 2 0 年前后实现页岩气工业化规模2 0 1 4 年地面煤层气产量已达 3 6 X 1 0 8 m3 。 随着煤发展。 但中国页岩气开发利用面临保存、埋藏较深 、层气开采技术不断进步与完善, 煤层气将进人快速地表山地复杂、水资源与环境压力大等一系列特殊发展期。性, 大规模经济有效开发难度较大。 中国页岩气规页岩气 : 在中国的研究与勘探开发刚刚起步 ,资模化发展 ,需要突破理论关、技术关、成本关、环境关源潜力和有利 目标区尚有待深化落实 , 包括背斜型“ 四道关” 。“甜点”和连续型“甜点”两类页岩气目标 。 近年来 ,致密油 :在中国主要含油气盆地广泛分布 , 主要页岩气已得到国家和企业的高度重视 , 巳在资源评发育与湖相生油岩共生或接触、 大面积分布的致密价和核心区优选、水平井压裂等技术创新 、工业化试砂岩油或致密碳酸盐岩油 (贾承造等, 2 0 1 2 ; 邹才验区建设等攻关取得重大进展。 2 0 1 0 年 , 四川盆地能等 , 2 0 1 2 b) 。 目前 , 在鄂尔多斯盆地三叠系长7威2 0 1 井在志留系龙马溪组发现日 产大于1 X 1 04段 、准噶尔盆地二叠系芦草沟组、 四川盆地中下侏罗m3页岩气 ;并在四川富顺一永川 、 威远一长宁、重庆统 、松辽盆地青山 口 一泉头组等 ,都发育丰富的致密焦石坝、云南昭通等地区开展页岩气开采试验(部才油资源,勘探也已获得了一些重要发现 ,具有形成规第 6 期郎才能等 : 中国非常规油气勘探开发与理论技术进展9 8 5模储量和有效开发的条件。 初步预测中国致密油技页岩资源品位总体偏差 ,含油率大于 5 %的油页岩 ,术可采资源量大约为 ( 2 0? 2 5) X1 08t 。 截至 2 0 1 3油页岩油可采资源量8 1 X1 08t左右, 占全国油页岩年底 ,在鄂尔多斯、松辽、 四川 、准噶尔、 渤海湾和柴油资源总量的 7 1 % ; 而含油率大于1 0 %的油页岩 ,达木等盆地,探明技术可采储量规模近3 . 7 X 1 08t ,油页岩油可采资源量3 5 X 1 08t左右,仅占全国油页目前,鄂尔多斯盆地长 7 、松辽盆地扶杨油层巳实现岩油资源总量的2 9 %。规模开发, 中国石油长庆油田分公司已建成我国第重油 : 中国重油地质资源量1 9 8 X 1 08t ,技术可一个亿吨级致密油田—新安边油田 , 2 0 1 4 年提交采资源量约 1 9 X 1 0 s t ,其中渤海湾盆地重油地质资探明地质储量lX 1 08t ,长庆油田已具有1 0 0万吨的源量可达4 0 X 1 08t ,准噶尔盆地西北缘重油地质资产能规模。 我国几大石油公司正在按照致密油的勘源量达 1 0 X 1 0 8 t 。 经过近 6 0 年的勘探 , 已在 1 5 个探开发思路,开展关键技术攻关 ,进行试验区建设 ,盆地发现了近百个重油区,探明重油地质储量 6 7 . 4已初见成效。 随着关键技术的突破和工作力度的加X 1 0 8 t 、可采储量l l X 1 08t , 2 0 1 3 年重油年产量超过大 ,致密油开发利用速度将进一步加快。了1 0 0 0 X 1 04t , 已成为全国石油产量的重要组成部页岩油 : 主要赋存于湖相页岩中 ,广泛分布于鄂分。尔多斯盆地延长组、准噶尔盆地二叠系 、四川盆地侏油砂矿 :地质资源量约为6 0 X 1 0 8 t , 可采资源量罗系 、渤海湾盆地沙河街组、松辽盆地白垩系 、 柴达2 3 X 1 08t ,其中 8 8 %的资源分布在准噶尔 、塔里木、木盆地第三系 、酒西盆地白垩系 、三塘湖盆地二叠系羌塘 、柴达木 、松辽 、 四川 、鄂尔多斯等7 个盆地中。等层系 (部才能等 , 2 0 1 3 b ) 。 近年来 ,针对辽河西部中国油砂矿的品位总体更差 ,含油率大于6 %的油凹陷沙三段页岩、泌阳凹陷核三段页岩等开展的钻砂 , 油砂油可采资源量约ll X 1 08t , 占全国油砂油资探和试验,在裂缝中见到了良好地效果。 初步估算源总量的 4 8 % ;而含油率大于1 0 %的油砂, 油砂油中国页岩油技术可采资源量可能 ( 3 0 ? 6 0 )X 1 0 8 t ,可采资源量只有 0 . 4 X 1 0 8 t ,仅占全国油砂油资源总具有广阔的勘探前景。量的2 % 。油页岩 :在中 国分布范围广泛, 资源比较丰富 。天然气水合物 : 尚处于前期研究和资源调查阶据全国新一轮资源评价,全国 4 7 个盆地共有油页岩段。 与国外天然气水合物发展历程相比 , 中国天然油地质资源量4 7 6 X 1 08t ,可采资源量约 1 2 0 X 1 08t ,气水合物资源调查研究工作起步较晚,但进展较快。其中 9 4 %的资源分布在松辽 、鄂尔多斯、伦坡拉、 准1 9 9 9 年开始 ,我国启动中国天然气水合物资源调査噶尔、 羌塘 、茂名 、 柴达木等 7 个盆地中。 但中国油专项 ,先后在南海北部陆坡西沙海槽、神狐 、东沙、琼表 1 中国非常规油气资源霣与探明储量情况( 截至 2 0 1 3 年底)Table1Chinaunconventionaloil&gasresourcesandprovenreserves( byyear-end2 0 1 3)mm技术可采资
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