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非常规油气将成为重大战略接替

国家能源安全的基础在哪里③非常规油气篇

发布时间:2019年05月20日
来源:中国石油新闻中心(2019-05-16)

编者按:我国非常规油气资源丰富,近期在勘探开发方面取得了重要进展。致密油气已实现规模开发,页岩气页岩油正在加速发展。作为未来我国陆上石油勘探的重大战略接替资源,非常规油气资源勘探形势如何?还有哪些勘探瓶颈有待突破?

本期《国家能源安全的基础在哪里》系列报道推出非常规油气篇,以飨读者。

家底有多厚

专家连线:张国生(中国石油勘探开发研究院油气资源规划研究所副所长)

1.我国陆上非常规油气资源类型多、潜力大,前景值得期待

非常规石油可采资源量与常规石油可采资源量大致相当

非常规天然气可采资源量是常规天然气可采资源量的近3

非常规油气通常是指现有经济技术条件下,无法用传统技术进行有效开发的油气资源。非常规油气与常规油气的本质区别在于油气是否明显受圈闭控制、单井是否有自然工业产量,主要包括非常规石油、非常规天然气两大类共9种类型。非常规石油主要包括稠油、致密油、油页岩油、油砂油、页岩油5种类型,非常规天然气主要包括致密气、页岩气、煤层气、天然气水合物4种类型。

根据初步估算,非常规石油可采资源量大约是常规石油的0.8倍。稠油可采资源主要分布于渤海湾、准噶尔、塔里木三大盆地。致密油可采资源以陆相沉积为主,主要分布在鄂尔多斯、松辽、渤海湾、准噶尔四大盆地。油页岩油可回收资源主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、伦坡拉、羌塘等盆地。油砂油可采资源主要分布于准噶尔、柴达木盆地。

非常规天然气可采资源量是常规天然气可采资源量的近3倍。致密气可采资源主要分布于鄂尔多斯、四川、松辽等三大盆地,占全国总量的90%。页岩气主要分布在四川盆地、滇黔桂与渝东—湘鄂西地区,占全国总量的77%。煤层气可采资源主要分布在鄂尔多斯盆地东部、沁水、滇东黔西、准噶尔四大区域。天然气水合物可采资源主要分布于南海及青藏高原地区。

我国非常规油气资源多为陆相,总体呈现出储层非均质性强、资源品位低、埋藏深度大、地面条件差等特点,但不同类型非常规油气资源特征还是有所差异。致密油、致密气主要赋存于陆相地层,储层横向变化快、纵向厚度小,资源丰度普遍偏低。油页岩油与油砂油总体上含油率低,含油率大于10%的油页岩油可采资源量占比不足30%、油砂油可采资源量占比仅有2%左右,且适合于露天开采,埋藏深度小于100米的油页岩和油砂资源分布范围十分有限。页岩气发育海相、海陆过渡相、陆相三种类型,海相页岩气资源现实性最好,但我国海相页岩气主要分布于四川盆地及周缘,以及南方广大地区,资源埋深偏大,且地表多为山地等复杂地表条件。

2.非常规油气已成为我国油气勘探开发的重要组成

长远来看,页岩油如实现突破,将有望开启我国陆相页岩油革命

我国已成为全球第二大非常规油气资源开发利用地区

经过10余年持续攻关与勘探开发实践,我国非常规油气勘探开发取得了突破性进展,成为继北美之后全球第二大非常规油气资源开发利用地区。

我国非常规石油产量已超过4000万吨,大约占全国石油总产量的1/5。稠油在我国一直视同常规石油进行勘探开发,并在渤海湾、准噶尔、吐哈盆地实现规模开发利用,产量规模接近4000万吨左右。油页岩油开发利用曾在新中国成立之初发挥了重要作用,但随着大庆、胜利、辽河、华北等一批常规油田的相继发现与大规模开发,受资源条件与环境影响所限,发展极其缓慢,目前产量规模大致在80万吨左右。致密油在我国已进入储量序列,并在鄂尔多斯、松辽、准噶尔等盆地初步实现工业生产,已建产能超过300万吨,年产量接近130万吨左右。油砂油开采试验曾在准噶尔盆地风城地区取得成功,但受资源品位所限,投入产出比极差,开采试验限于停滞。页岩油分为两种类型,一类是中高成熟度页岩油,目前在松辽、渤海湾、鄂尔多斯、准噶尔等盆地勘探开发都已取得重要突破和进展;另一类是中低成熟度页岩油,正在进行基础研究与选区评价,并着手进行地下原位改质开采试验。

我国非常规天然气产量已达540亿立方米左右,大约占全国天然气总产量的1/3。致密气已进入规模化开发利用阶段,形成苏里格、须家河组两大储产区。页岩气经过近10年的勘查评价与开采试验,初步形成重庆涪陵焦石坝、长宁—威远—昭通北两大页岩气产区。煤层气经过20余年发展,也已实现工业突破,初步形成山西沁水、鄂尔多斯盆地东缘两大产业基地。天然气水合物总体上仍处于资源调查、有利区评价与试采阶段,目前已在南海神狐海域和祁连山冻土区成功钻获样品,并在神狐海域进行了60天试采。

未来我国非常规油气产量将持续增长,地位与作用将日益重要。根据非常规油气资源条件和工程技术发展趋势,综合预测2035年我国非常规石油产量将超过5000万吨,大约占全国石油总产量的1/4;非常规天然气产量有望达到1300亿立方米左右,大约占全国天然气总产量的1/2

页岩油被广泛认为是支撑我国石油工业持续发展的重大期盼。页岩油分为两种类型:一类是中高成熟度页岩油,以往仅作为有效烃源岩充注常规油气储层,借鉴页岩气商业性开发的经验与工程技术,正在渤海湾、松辽、鄂尔多斯、准噶尔等盆地进行中高成熟度页岩油勘探开发试验。中国石油已在大港油田官东地区率先实现陆相页岩油工业化开发,初步形成亿吨级增储战场。另一类是中低成熟度页岩油,资源潜力巨大,目前正在鄂尔多斯、松辽、准噶尔等盆地开展选区评价,并着手利用地下水平井原位电加热改质技术,进行地下原位改质开采试验,如果能够实现工业化生产突破,将有望开启中国“陆相页岩油革命”。这对增强国内石油供应能力、保障国家能源安全具有重大战略意义。

天然气水合物被称为21世纪理想的替代能源。我国天然气水合物资源潜力非常丰富,大约是常规天然气可采资源的1.6倍。经过20余年的持续研究与勘查评价,中国地质调查局先后在祁连山冻土区、南海神狐海域钻获天然气水合物实物样品。2017年我国在南海神狐海域进行了首次天然气水合物试采,实现了历史性突破。

3.未来,要形成适合中国的非常规油气勘探开发技术体系

我国非常规油气地质背景具有特殊性

北美非常规油气勘探开发模式难以照搬套用

与非常规油气勘探开发最成功的北美地区相比,我国非常规油气地质背景有很多特殊性,具有地块小、构造演化强、陆相地层为主、岩相变化大、地面条件较差等特点。这决定了北美地区非常规油气勘探开发技术与模式难以直接照搬套用,需要发展适合中国地质地表条件的非常规油气勘探开发技术。

一是要持续攻关非常规油气富集规律和规模效益开发技术。还要攻关不同类型非常规油气成藏要素和时空分布规律、非常规油气富集有利区、优势层、甜点段的评价预测技术、基于不同类型非常规油气生产特征的产能评价和开发技术等;继续发展完善工厂化作业模式与技术、常规与非常规油气协同勘探开发技术及生产方式。

二是要大力攻克非常规油气清洁高效钻完井和压驱一体化技术。攻关无水压裂技术及装备、致密油与中高成熟度页岩油清洁高效压裂与驱体一体化技术、高应力/大倾角/多煤层叠置区安全钻井与增产改造技术等;发展完善长水平段水平井安全快速钻井技术、水平井分段压裂技术。

三是要超前探索非常规石油原位改质开采与天然气水合物安全高效开采关键技术及装备。攻克稠油、页岩油、油页岩油等非常规石油的地下水平井原位电加热改质开采技术、微生物改质等新型原位化学改质开采技术,天然气水合物富集甜点区评价预测技术、安全高效开采技术、开采安全监测及风险评价技术;研发非常规石油原位改质开采、天然气水合物安全高效开采关键技术装备。(记者杨振宇采访)

 

致密油产量预测

 

页岩气产量预测

 

油田连线

惠潇(长庆油田勘探开发研究院石油勘探室主任)

唐勇(集团公司高级技术专家、新疆油田首席技术专家)

杨亮(吉林油田勘探开发研究院院长助理兼勘探研究所所长)

1.非常规油气的勘探难点在哪里?需要在哪些方面取得技术突破?

惠潇:由于致密油气藏勘探开发没有可供借鉴的成熟经验,照搬国外的技术不适应鄂尔多斯盆地的实际情况,急需加强针对性的关键技术攻关。一是实现储层甜点评价“三个转变”,由常规储层物性评价向储层微观结构、孔喉渗流能力评价转变;由含油气饱和度评价向孔隙可动流体、赋存状态评价转变;由储集性评价向胶结物、岩石骨架力学性质及工程改造性评价转变。二是以全新的视角、超常规的技术思路加强提高单井产量的关键技术攻关,以水平井体积压裂为重点,持续开展工艺方案和工具材料等开展水平井体积压裂和复杂储层改造攻关试验,探索适应性新技术。

唐勇:目前准噶尔盆地陆相湖盆页岩油勘探开发的难点主要有4个关键问题,需进行系统深入研究及技术突破。第一,陆相页岩油地质富集理论研究,需开展大型水槽实验,建立湖相细粒岩甜点混合成因模式;同时开展烃类微观赋存状态及流动机制实验研究,为页岩油有效动用提供理论依据。第二,陆相页岩油地球物理表征与预测,需开展提高测井资料分辨率处理方法的研究,完善不同赋存状态原油含量的定量评价方法,并提高微构造和薄甜点储层的地震预测精度。第三,陆相页岩油勘探开发配套工程技术,需开展近钻头侧钻工具研制、页岩油薄油层长水平段轨迹精确控制技术的研究;建立薄互层复合破岩—多尺度支撑改造技术与“压—注—驱—采”一体化技术。第四,“陆相页岩油效益勘探开发”,需建立水平井立体开发模式,实现页岩油有效动用;同时立足全生命周期开发,开展提高页岩油采收率的现场试验研究。

杨亮:在致密油方面,通过近几年持续攻关,乾安致密油实现了从技术可行到经济可行,但随着剩余资源品质不断变差,水平井钻完井、压裂改造技术仍需开展持续攻关。

在致密气方面,在深层多个断陷见到好苗头,但甜点分布规律不清;钻井周期长,产能普遍偏低,地质上加强地质富集规律研究及甜点评价,工程上加强水平井产能攻关是下一步工作重点。

2.非常规油气的勘探新领域具有什么样的特点?

惠潇:在前期成果的基础上,结合目前勘探开发现状,下一步,鄂尔多斯盆地非常规油气勘探的重点在“一油两气”,即页岩油、页岩气、煤系气,具有大面积分布、资源丰富、潜力更大的特点,一旦取得突破前景十分广阔,是未来重要的接替领域。同时,非常规油气的勘探也面临着规模更小、油气层更薄、储层更低渗、油气藏更复杂的地质条件,有效动用难度更大。

唐勇:未来准噶尔盆地陆相湖盆页岩油勘探的新领域为吉木萨尔凹陷西部的高熟—高产页岩油和玛湖凹陷风南地区下二叠统的碱湖碳酸盐岩页岩油。吉木萨尔凹陷将成为我国首个百万吨级页岩油生产基地,2021年产量预计达100万吨,2025年产量预计达到200万吨。目前玛湖凹陷风城组正在钻探玛页1井,积极开辟准噶尔盆地下二叠统页岩油的新领域,有望与吉木萨尔凹陷形成盆地东、西两个页岩油规模勘探开发区。除页岩油资源外,准噶尔盆地还蕴藏着丰富的致密砂岩气、煤层气、生物气(次生菌解气)、油砂矿与油页岩等非常规油气资源。

3.如何进行思路创新,寻找到更多有前景的资源?

惠潇:要想寻找到更多有前景的资源,必须解放思想,大胆创新、大胆部署、大胆实施,树立“五不怕”的风险勘探理念,即不怕低、不怕差、不怕深、不怕难、不怕失败。坚持老探区还有新潜力、探明区还有新层系、差储层里还有甜点区的思路,以烃源岩为基础、以构造为背景、以沉积为主线、以油气藏为重点,加强地质研究,找准勘探方向,只有这样,才能在鄂尔多斯盆地实现勘探新突破。

唐勇:新疆油田建立了中国首个陆相湖盆页岩油勘探开发示范区,引领我国陆相页岩油的学科发展与技术创新。突破传统四性关系为基础的测井评价技术,开创“三品质”(源岩品质、储层品质和工程品质)和“七性关系”为核心的多项原创性页岩油测井评价技术,丰富和发展了陆相页岩油富集地质理论与技术体系。通过技术攻关与现场试验,形成满足页岩油效益开发的配套技术,实现页岩油工厂化钻井作业模式,推进了页岩油的有效动用与规模建产,丰富和发展了陆相页岩油效益开发理论与技术体系。通过思路创新、认识创新、技术创新与精细工作,才能获得准噶尔盆地二叠系页岩油的新突破和新发现。

杨亮:随着资源劣质化,吉林油田已进入非常规勘探阶段。松辽盆地中浅层、深层进入致密油、致密气勘探阶段,新区新领域以页岩油、页岩气、油页岩为主要勘探对象。致密油气是剩余资源主体,是近中期油田发展的重要保障。加快推进地质工程一体化攻关,尤其是水平井提产配套技术攻关,是实现致密气资源有效动用的关键。

新区新领域勘探潜力大,是油田中长期发展重要的战略接替。但勘探对象复杂,研究起步较晚,资料基础薄弱,导致重点领域地质认识不清晰,需加大推进力度。(张峰 宋鹏 王珊珊 刘广海采访)

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