中國頁巖油地質特點及儲量研究

中國頁巖油地質特點及儲量爭論文|鄒才能 等勘探開發(fā)爭論院副院長成為全球格外規(guī)自然氣勘探開發(fā)的熱點，頁巖油的相關爭論也正在興起。提出頁巖油“核心區(qū)”評價標準和“三步走”的具體進展思路。1、爭論背景3000m6000m陸地深層等層1000nm性的“三”領域。目前，以頁巖氣為代表的格外規(guī)油氣引發(fā)了一場重大石油科技革命，其有3開采向平臺式多井“工廠化”開采轉變，打破了一個井場單井開采模式。3大戰(zhàn)略意義：類型與資源量；②引發(fā)了油氣科技革命，推動整個石油工業(yè)理論技術升級換代；世界大國在政治、經濟、軍事等領域的戰(zhàn)略調整和布局。3個階段，形成完整的石油工業(yè)生命周期。推測世界石油工業(yè)的生命周300a1859150余年。1934年Mccoloagh標志，指導了常規(guī)油氣資源的勘探開發(fā)；1995年Schmoker里程碑，為格外規(guī)油氣資源有效開發(fā)利用供給了科學依據(jù)。6值理論”已被顛覆，世界油氣產量頂峰從20世紀60年月，可能延遲到21世30—40300a。產能。格外規(guī)油氣有兩個關鍵標志：①油氣大面積連續(xù)或準連續(xù)分布，圈閉界限不明顯；②無自然工業(yè)穩(wěn)定產能，達西滲流不明顯。常規(guī)-格外規(guī)油氣“有序聚攏”體系，是指富油氣盆地或凹陷內常規(guī)與格外共生，形成統(tǒng)一的油氣聚攏體系。探開發(fā)節(jié)奏，提高資源利用效率和經濟效益。油氣伴生。聚攏帶”或“大油氣區(qū)”理論查找構造與巖性地層油氣藏集群；中后期立足格外規(guī)油氣資源，用“連續(xù)型油氣聚攏”生疏，查找近源致密油氣或源內頁巖油氣。而常規(guī)-格外規(guī)油氣“有序聚攏”體系生疏突破了傳統(tǒng)找油氣思路，推動找打盡”，開發(fā)追求“吃干榨盡”。革命者，頁巖油可能成為格外規(guī)石油的革命者。得工業(yè)突破的報道。質頁巖中存在頁巖油資源。頁巖油是重要的格外規(guī)石油類型，常規(guī)-格外規(guī)“有序聚攏”的重要類型之20～30a重大的油氣接替領域。2、頁巖油的根本特征頁巖油的定義附態(tài)和游離態(tài)形式存在，一般油質較輕、黏度較低。黏度、地層能量和富有機質頁巖規(guī)模等。裂等“人造滲透率”改造技術，是實現(xiàn)頁巖油有效開發(fā)的關鍵技術。喉中更易于流淌和開采。有利頁巖油分布區(qū)根本特征巖油分布區(qū)主要有以下特征。源儲一體，滯留聚攏烴生成階段。，但未見基巖頁巖油覺察的報道。富有機質，成熟度較高TOC值一般大于2%，Ro值一般為0.7%～2.0%，形成輕質油和凝析油，有利于開采。發(fā)育納米級孔喉、裂縫系統(tǒng)50～300nm，局部發(fā)育微米級孔隙，孔隙類型包括粒間孔、粒內孔、有機質孔、晶間孔等。多種類型，頁巖油廣泛賦存于這些片狀層理面或與其平行的微裂縫中。儲集層脆性指數(shù)較高縫，利于頁巖油開采。40%以上，如鄂爾多7段湖相頁巖石英、長石、方解石、白云石等脆性礦物含量平415072亞段和長73亞段頁巖中黃鐵礦的9.0%。地層壓力大、油質輕0.70～0.85g/cm3，黏度多0.7～20.0mPa·s；高氣油比，在納米級孔喉儲集系統(tǒng)中更易于流淌和開采。大面積連續(xù)分布，資源潛力大20%～50%，資源潛力較大。如鄂爾多斯盆地中7段頁巖中富集頁巖油層段〔72下段和長73大部〕初10×108～15×108t。北美海相頁巖分布面積大、厚度穩(wěn)定、有機質豐度高、成熟度較高，有利于輕質和凝析頁巖油的生成。3、富有機質頁巖沉積模式聚積與轉化的條件。4種：?！埠城帜Ｊ?、水體分層模式、門檻模式和洋流上涌模式。在陸相湖盆內，只發(fā)育湖侵、水體分層和門檻3〔密集段要是針對水體深度而作的區(qū)分。〔如沼澤〕，由于生物分解大量耗氧，檻模式的最大特征是無水體分層。特征，導致沉積剖面上有機碳總量規(guī)律變化。層序邊界處水體較淺，沉積物積存沉積物供給速度慢，為欠補償沉積段，有機質相對富集，常消滅有機碳總量最大小、多物源、湖平面變化等因素，富有機質頁巖在層序內的縱向分布較為簡單。中西部盆地主要分布于湖侵體系域。7段、松遼盆地10～100mm，最厚可達數(shù)米。羅系、白堊系、古近系和近系的陸相裂谷盆地、坳陷盆地。二疊系湖相富有機3套頁巖。7段、長9段頁巖最好，分淺湖—半深湖相沉積，中—下侏羅統(tǒng)發(fā)育自流井組頁巖，在川中、川北和川東組、沙河子組和營城組頁巖，在全盆地分布。4、頁巖油母質類型與地球化學特征Ao%～%，2.0%以上，質的劃分可有效確定富有機質頁巖的分布。3值〔含量〕、氯仿瀝青“ATOC值衡量頁巖油含量時，結果有肯定差異。S1值無法反映原油中重質局部的含量，氯仿瀝青“AC14?烴油含量時需進展必要的校正；TOC值相對穩(wěn)定，并與S1和氯仿瀝青“A”有7段頁巖S1值、氯仿瀝青“ATOC值呈很好的正相關關系。還有其他一些指標也可用于頁巖油含量的度量，如黃鐵礦含量常與頁巖油含量正相關。77段頁巖有機質豐5～8倍；長7段黑色頁巖TOC值平均高達18.50%，約是泥巖的5倍；頁巖S1值平均為5.24mg/g5倍以上；頁巖的S2值〔熱解烴含量〕平均為58.63mg/g，為泥巖8倍多；而且頁巖的氫指數(shù)、有效碳、降解率等參數(shù)均大于泥巖。富有機質7段最主要的生油巖，也是頁巖油主要的儲集巖。5、頁巖油聚攏空間類型與納米級孔演化模式表征方面的工作。利用氬離子切割、雙離子束激光切割等制樣設備，3DX射線CT和納米CT、場放射掃描電鏡、環(huán)境掃描電鏡、原子力顯微鏡、透射電內部孔隙和礦物成分三維分布圖像重構。CT掃描重構了四川盆地海相頁巖的孔隙構造，在中國含油氣儲集層中首次覺察了納米級孔喉系統(tǒng)。0.0039mm40%；黏土礦物有蒙脫石、伊蒙混層、伊利石、高嶺石等；黃鐵礦單體或集合體常與干酪根有機質共生。頁巖層理構造格外發(fā)育，發(fā)育碳酸鹽-石英-長石—黏土礦物—有機質-黃鐵礦“二元”構造，不同礦物組成、巖性組合常相互疊合、共生分布。自生石英粒間孔-晶間孔、長石粒間孔、碳酸鹽晶間孔、黃鐵礦晶間孔等，孔徑500nm，局部發(fā)育微米級孔隙。石等碎屑礦物在頁巖中也格外發(fā)育，常呈紋層狀與黏土礦物相互疊合分布。7段泥頁巖內有機質孔多為狹長縫狀，發(fā)育于有機質與基質邊界，孔隙寬50～200nm。1～10μm，易于順層連續(xù)；后者主要為斜交微裂縫，縫面較平直，常見紋層錯斷，縫內常充填自生碳酸鹽礦物、黃鐵礦等。〔Ⅰ型干酪根〔0、中孔〔2～50nm〕和微孔〔2nm〕的比孔容隨溫度增加呈現(xiàn)350℃時到達最大〔150mg/g〕，這與前人爭論提出的殘留烴存在一個門限值〔100mg/g〕的觀點不同?？隙ㄓ绊?，尚需深入爭論。6、頁巖油的形成機制別稱為未熟“人工”頁巖油、成熟頁巖油、高熟頁巖氣。是關鍵至今還存在很大分歧。干酪根的性質和二次裂解反響。氣排烴過程產生的分餾效應也作了肯定解釋，但均存在肯定局限性。晶間孔內。主要以游離態(tài)形式存在。7、頁巖油資源量推測、評價與核心技術20%～50%會滯留下來，頁巖油的資源潛力可能會遠遠超過致密油。量計算，即：QShρq式中Q——頁巖油資源量，t；S——頁巖有效面積，m2；h——頁巖有效厚度，m；ρ——頁巖密度，103kg/m3q——單位質量頁巖總含油率，%，一般用氯仿瀝青“AS1進展計算。依據(jù)公式估算中國主要盆地可采頁巖油資源量大約為30×108～60×108t，目前這還只是一個參考數(shù)據(jù)和初步生疏，將來資源量數(shù)據(jù)還會轉變。77段中下7310～18m25m72頁巖累計厚度一般為6～15m，最厚可達22m。富集頁巖油層段具有高TOC、高黃鐵礦含量、高S1＞2%、Ro＞0.72×104km2〔7〕，初步10×108～15×108t。5項關鍵指標：20.7%～2.0%，方可保證頁巖中有足夠含油量；4030%，方可保證簡潔壓裂形成裂縫系統(tǒng)，脆性礦物含量高也簡潔發(fā)育自然裂縫；③頁巖為超壓系統(tǒng)，方可保證有較大的自然能量，更有利于石油開采；，可保證頁巖油開采的經濟效益；⑤含油頁巖具有肯定體積規(guī)模，可保證能進展工業(yè)化作業(yè)和經濟開采。鍵技術，實現(xiàn)頁巖油開發(fā)的工業(yè)化突破。8、頁巖油“三步走”進展思路頁巖油爭論具有重要的戰(zhàn)略意義：喉系統(tǒng)和裂縫頁巖油，說明頁巖油資源類型客觀存在。存有肯定差異。關鍵是技術突破的時間和速度。實現(xiàn)了革命，是格外規(guī)自然氣的突破。進展思路。加快頁巖油進展：1步，加快“分布區(qū)”爭論。機制等根底科學問題，明確頁巖油資源潛力與分布。2步，加強“核心區(qū)”評比。取全、取準評價所需的關鍵參數(shù)，確定合理評價標準，選取適宜的評價方法，科學評價中國陸相頁巖油技術可采資源量和有利分布區(qū)。3步，加大“試驗區(qū)”建設。量等根底地質爭論，以及水平井壓裂等技術攻關，頁巖油很有可能在將來20～30a前后實現(xiàn)工業(yè)化開采。9、結論6大根本特征：源儲一體，滯留聚攏；較高成熟地層壓力大、油質輕；大面積連續(xù)分布，資源潛力大。型干酪根為主，值一般為值富有機質頁巖〔Ⅰ型干酪根〕孔隙演化與頁巖油滯留聚攏模式。30×108～60×