中国非常规油气资源与勘探开发前景.doc
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1、2012 年 4 月 石 油 勘 探 与 开 发 PETROLEUM EXP LORATION AND DEVELOPMENT Vol.39 No.2 129 文章 编号: 1000-0747(2012)02-0129-08 中国 非常 规油气 资源 与勘探 开发 前景 贾承 造 , 郑民 ,张 永峰 ( 1. 中 国石油 天然 气集团 公司; 2. 中国 石油 勘探开 发研 究院) 基金项目: 国家科技重大专项“中国大型油气田及煤层气勘探开发技术发展战略(二期)”( 2011ZX05043) 摘要 : 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
2、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 8.810 12.110 m ,页岩 气可采 资源 量为 1510 2510 m ,煤层气 可采 资源量 为 10.910 m ,致密 油可 采资源 量为 1310 1410 t,可回收 页岩 油资源 量为 16010 t,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
3、 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。图 2 表 5 参 21 关键 词: 非 常规 油气; 资源 潜力; 勘探 开发技 术; 致密气 ;致 密油; 页岩 气;煤 层气 中图 分类号 : TE02 文献 标识码 : A Unconventional hydrocarbon resources in China and the prospect of exploration and development Jia Chengzao , Zheng Min , Zhang Yongfeng (1. China Nationa
4、l Petroleum Corporation, Beijing 100724, China; 2. Pe troChina Researc h Institute of Petrole um Exploration & Development, Beijing 100083, China) Abstract: By analysis of the characteristics of unconventional hydrocarbon resources, this paper assesses the potential for unconventional hydrocarbons i
5、n China, summarizes the key technical progress in exploration and development, and discusses the prospects and developing strategies of unconventional hydrocarbons. The resources of unconventional oil and gas in China are abundant. The recoverable tight gas is 8.810 12.110 m , the recoverable shale
6、gas is 1510 2510 m , the recoverable coalbed methane is 10.910 m , the recoverable tight oil is 1310 1410 t, and the recoverable shale oil is 16010 t. There is also some resource potential for oil sand. Such key techniques as the full-digital seismic exploration technique, low permeability and low r
7、esistivity reservoir identification technique have been developed and their applications in oil and gas fields obtained good results. Tight gas and tight oil are the most realistic to develop in China, and the development and utilization of coalbed methane and shale gas just begins. In the next ten
8、or twenty years, the production of unconventional hydrocarbons in China will increase remarkably and play an important role in national hydrocarbon resources. Key words: unconventional hydrocarbon; resource potential; exploration and development technology; tight gas; tight oil; shale gas; coalbed m
9、ethane 0 引 言 随着油气勘探开发的不断深入发展,致密气、页 岩气、煤层气、致密油等非常规油气在现有经济技术 条 件下展示了巨大的潜力,全球油气资源将迎来二次 扩展。页岩气、致密气的发展,使美国天然气探明储 量从 2002 年的 4.9610 m 增加到 2008 年的 6.8610 m ,增幅超过 38% 。中国的非常规油气资源也十分丰 富,页岩气、致密气、致密油、油页岩、油砂、煤层 气等开发利用潜力巨大 ;但中国非常规油气具有地 质研究起步较晚,资源潜力认识不清,开发技术相对 落后等特征。 本文基于非常规油气的特点,对中国非常规油气 资源潜力进行初步评价,并总结近年来中国非常规油
10、气勘探开发技术进展, 结合勘探开发现状,提出未来 中国非常规油气的发展前景与勘探战略。 1 非 常规 油气特 点 非常规油气资源大面积分布,不受水动力效应的 明显影响(也称为 “ 连续型沉积矿 ” ),包括煤层气、 1 2 2 12 12 3 12 12 3 12 3 8 8 8 1 2 2 12 12 3 12 12 3 12 3 8 8 8 12 3 12 3 1 2-3 130 石油勘探与开发 油气勘探 Vol. 39 No.2 致密气、页岩气、天然气水合物、天然沥青和油页岩 等 。非常规油气有别于常规油气,主要在沉积盆地 内的斜坡与向斜区大面积连续分布 ;烃源岩与储集 层一体或紧邻,聚
11、集效率高;储集层物性差,油气主 要聚集于纳米级微孔储集层中;总体资源丰度低;其 勘探开发突破了传统地质理念,经济有效开发与技术 进步密切相关,主要体现在以下 4 个方面。 非常规油气低部位富集、大面积广覆式成藏模 式突破了常规油气高部位成藏与有效圈 闭封盖成藏认 识,使勘探目标层系从 “ 源 外 ” 储集层系转向 “ 源 内 ” 或 “近源 ”储集层系。 非常规油气赋存于源岩及与源岩互层共生或紧 邻的致密储集层的纳米级孔隙中,非常规油气地质理 论使油气勘探目标储集层物性下限不断下延,勘探开 发目标从微米 毫米孔喉的优良储集层向纳米级孔喉 的烃源层或近源层扩展。 非常规油气运移与渗流机理决定了其
12、勘探开发 方式。非常规油气非浮力源内或近源聚集, “滞留 ”于 纳米孔喉储集层内,无一次和二次运移,以颗粒表面 吸附和孔隙空间游离 2 种主要形式富集成藏,需要 通过 “人造 ”孔 缝达到 “ 人造 ”成矿并规模开发的 目的。 工程技术进步促进了非常规油气的经济有效开 发。井筒和压裂技术是页岩油气、致密气等非常规油 气开发的关键。页岩油气是一种极为丰富的残留在特 低渗、致密烃源岩中的油气资源,提高其产量的关键 在于井筒和压裂技术。页岩气开发技术的突破使得页 岩气产量快速增长。至 2009 年,美国巴内特页岩区累计 钻井 13 785 口,直井占 30%,水平井占 70%,核心区水 平段可达 2
13、0 段压裂。 20022007 年,壳牌公司在 Pinedale 致密砂岩气田钻井 180 多口,实施压裂 2 800 多次,使得 该气田日产气量达 2810 m ,成为全美第二大气田 。 2 中 国非 常规油 气资 源 迄今,中国投入或即将投入工业化勘探开发的非 常规油气可以归纳如下。 2.1 致密气 致密气赋存于低孔(孔隙度小于 10%)低渗(渗透 率小于 0.110 m )储集层中,含气饱和度低(小于 60%),一般要经过特殊作业才有开采价值 。中国致 密砂岩气分布范围广,有利区面积为 3210 km ,已 成为重要的增储上产领域。目前已形成鄂尔多斯盆地 上古生界与四川盆地上三叠统须家河
14、组( T3x) 2 大致 密气现实区 ,松辽盆地下白垩统登娄库组( K1d)、 3 4 吐哈盆地侏罗系、塔里木盆地侏罗系和白垩系、准噶 尔盆地南缘侏罗系和二叠系 5 个致密气潜力区。 笔者采用类比 法初步评价了中国 致密气资源潜 力,认为致密气地质资源量为 17.410 25.110 m ,可采资源量为 8.810 12.110 m (见表 1)。 表 1 中国 致密砂 岩气 分布及 资源 量预测 10 km 10 m 10 m 鄂尔多斯 25.0 C P 6 8 3 4 四川 18. 0 T3x 3 4 1.5 2.0 松辽 26. 0 K1 2.0 2.5 1.0 1.2 塔里木 3. 5
15、 J+K 4 7 2 3 吐哈 5. 5 J 0.6 0.9 0.4 0.5 渤海湾 8. 9 Es3 4 1.0 1.5 0.5 0.8 准噶尔 13.4 J1 2、 P1j 0.8 1.2 0.4 0.6 注: P1j 下二叠统佳木河组 2.2 页岩气 中国广泛发育海相、海陆过渡相和陆相泥页岩, 有 6 套层系页岩气资源潜力大(见 图 1),其中,海相、 海陆过渡相泥页岩资源发展前景最好 。古生界海相 泥页岩主要分布在南方地区、塔里木盆地等,分布面 积达 6010 9010 km ;古生界海陆过渡相泥页岩主 要分布在北方地区和扬子地区,分布面积为 1510 2010 km ;中新生界湖相泥
16、页岩主要分布在松辽盆 地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、吐哈 盆地、柴达木盆地,分布面积为 2010 2510 km 。 扬子地区古生界海相富有机质页岩具备良好的生 烃条件与页岩气储集条件,是目前中国最现实 的页岩 气区。其中,寒武系筇竹寺组与志留系龙马溪组是页 岩气 最 为富 集 的层 系。 筇 竹寺 组页 岩 分布 面 积为 5010 km ,平均厚 100 150 m,其中页岩气富集段 页岩厚 40 m,有机质类型为 型,其 TOC 值为 0.43% 22.15%,平均 4%, Ro 值为 2.3% 5.2%,生气 强度 为 7010 m /km 。龙 马溪 组页 岩分 布面 积
17、为 4210 km ,层厚平均为 100 120 m,其中页岩气富 集段页岩厚 3 40 m,有机质类 型为 型, TOC 值为 0.51% 25.73%,平均 2.6%, Ro 值为 1.6% 4.0%, 生气强度为 6010 m /km 。 参考美国与四川威远地区的实测页岩气资源丰度 (分 别为 210 810 m /km 和 310 3.210 m /km ),采用资源丰度类比法初步评价了全国页岩气资 4-5 4-7 6 3 1 3 2 8 4 2 9-10 渤海湾盆地古近系沙河街组沙三段和沙四段( Es )、 12 12 2012 年 4 月 12 贾 承造 等 :中国非常规油气资源与
18、勘探开发前景 12 131 源潜力 12 3 ,认为中国页岩气地质资源量为 8610 12 166 12 3 2.3 煤层气 10 m (见表 2),可采资源量为 1510 2510 m 。 中国广泛发育含煤盆地,煤层含气量较高,资源 图 1 中 国富有 机质 页岩发 育示 意图 表 2 中 国页岩 气分 布及资 源量 预测 4 2 页岩特征 12 3 地区或盆地 扬子 勘探层系 Z P( 1、 S1、 P2) 有利区面积 /10 km 30 50 厚度 /m 200 300 TOC/% 0.43 25.73 Ro/% 1.6 5.2 地质资源量 /10 33 76 m 油气显示 气显示丰富
19、获工业气流 华北 O、 C P 20 25 50 180 O: 1.0 C P: 3.0 7.0 1.5 2.5 22 38 气显示 塔里木 O 13 15 50 100 2.0 3.0 : 1. 7 2.4 O: 0.9 1.2 14.0 22.8 气显示 松辽 C P, K 7 10 180 200 C P: 0.50 2.10 K: 1.00 4.57 C P: 1.5 2.0 K: 0.9 1.3 5.9 10.5 油气显示 渤海湾 鄂尔多斯 E13 C P, T3 5 7 4 5 30 50 20 50 1.5 5.0 2.00 22.21 1.0 2.6 0.8 1.3 4.3 7
20、.4 3.4 5.3 油气显示 气显示 准噶尔 吐哈 C P, J C P, J 3 5 0.8 1.0 150 250 150 200 C P: 0.47 14.28 J : 1.50 18.47 C P: 2.10 3.24 J : 1.58 25.73 C P: 1.2 2.3 J: 1.35 C P: 1.0 2.0 J: 0.8 1.5 2.6 5.3 0.7 1.1 气显示 获低产气流 气显示 获低产气流 丰富。含煤层系主要发育在华北地区石炭系 二叠系 和华南地区二叠系煤盆地、西部侏罗系含煤泛盆沉积 和 东北部侏罗系含煤断陷。其中,鄂尔多斯盆地东缘 和沁水盆地的沁水区带为最有利区,
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