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页岩油之前世今生与未来

发布时间:2018年11月09日
来源:中国矿业报(2018-11-09) 作者:陈 珊

页岩油是指富含有机质泥页岩地层中所含的石油资源,既包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸盐岩或碎屑岩夹层中的石油,是一种重要的非常规油气资源。

富含有机质的泥页岩是页岩油形成的基本条件,通常形成于安静的水体环境中,可以是海洋、海陆过渡和大陆湖泊等沉积环境。富有的机质泥页岩形成需要具备两个重要条件:一是表层水中浮游生物发育,生产力高;二是具备有利于沉积有机质保存、聚积与转化的条件。随着埋藏深度、温度、压力的不断增加,有机质进入热演化阶段,当达到成熟阶段,即生油窗阶段时,有机质开始大量热解生成石油。

生成的石油在满足自身吸附后,开始在泥页岩储层的孔隙和微裂缝中滞留聚集,在该阶段,石油主要以吸附态赋存在页岩有机质孔隙中,富余的石油则以游离态赋存在矿物质孔或裂缝中。当孔隙自身饱和后,在原地或异常压力的作用下,生成的石油继续向泥页岩层系中的碳酸盐岩或砂岩薄夹层中进行短距离运移,最终聚集在夹层储层的孔隙中。这些赋存在泥页岩储层孔隙、微裂缝、碳酸盐岩或砂岩夹层中的石油就是页岩油。

页岩油与常规石油本质上都是富含有机质的烃源岩生成的油,并且在一定条件下保存至今。那为什么长期以来勘探开发的主要对象都是常规石油?这就要从页岩油与常规石油的差异说起了。

页岩油与常规石油的差异主要有四点:一是赋存地层的岩性不同。页岩油主要存在于泥页岩地层中,而常规石油一般存在于碎屑岩或者碳酸盐岩地层中。二是运移模式不同。页岩油属于“源储一体”型石油资源,即泥页岩既是生成石油的烃源岩也是储存石油的储集岩,泥页岩中生成的原油没有经过运移,仍然滞留在泥页岩层系中,或者经过很短距离的运移,赋存在泥页岩层系中的碎屑岩或碳酸盐岩夹层中;而常规石油一般为“源储分离”型,即常规石油生成于以泥页岩为主的烃源岩中,储存在烃源岩之上或之下的储层中,一般都经过了从烃源岩层到储层的远距离运移。三是成藏模式不同。页岩油一般为大面积连片分布,分布基本不受地层构造形态控制,无明显圈闭界限,主要受富有机质泥页岩分布范围控制;常规石油主要分布在圈闭内,具有明显的圈闭界限,主要受地层构造形态和砂体展布控制。四是开发难度不同。页岩油的开发难度较大,需要开展水平井钻探及分段压裂提高产能,常规石油一般通过直井钻探就可获得自然产能。

正是由于这些差异,造成了页岩油难预测、难开采,加之先期研究较少,起步较晚,大大影响了我国页岩油的勘探开发进程。随着页岩油富集机理和分布规律研究的深入,以及地球物理技术、勘探开发技术的进步,页岩油有望作为常规石油的接替资源,惠及社会发展及百姓生活。

全球页岩油资源极其丰富,据美国能源信息署(EIA)2013年6月发布的评价结果显示,46个国家现有技术可以采出的页岩油资源量为455.6亿吨。资源量排名前三位的国家是俄罗斯、美国和中国。目前,美国是世界上最大的页岩油生产国。美国2016年的页岩油产量已经突破2亿吨,占石油总产量的50%以上,对常规石油形成了有效补充,发挥了替代作用。

我国页岩油资源十分丰富,美国能源信息署(EIA)评价我国现有技术可以采出的页岩油资源量约为44亿吨;原国土资源部2013年初步估算我国页岩油可采资源量约为37亿吨。自2016年开始,中国地质调查局在松辽盆地部署实施了多口页岩油参数井,均见到良好的页岩油显示,两口井获得页岩油工业油流,大大提振了我国页岩油勘探的信心,为页岩油相关理论的研究提供了第一手资料。

虽然我国页岩油勘探开发前景广阔,但由于我国地质条件复杂,勘探研究起步较晚,目前正处于探索攻坚阶段,在基础地质研究、工程技术研究以及开发经济性等方面遇到了许多难题。相信随着页岩油勘探开发理论与关键技术的发展,页岩油勘探开发一定会迎来新的发展机遇,掀起中国的页岩油革命。

[责任编辑:dc]

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