中国非常规油气资源与勘探开发前景_贾承造
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石油勘探与开发2012年4月PETROLEUM EXPLORATION 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1,郑民2,张永峰2(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8.8×1012~12.1×1012 m3,页岩气可采资源量为15×1012~25×1012 m3,煤层气可采资源量为10.9×1012 m3,致密油可采资源量为13×108~14×108 t,可回收页岩油资源量为160×108 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:AUnconventional hydrocarbon resources in China and the prospect of exploration and developmentJia Chengzao1, Zheng Min2, Zhang Yongfeng2(1. China National Petroleum Corporation, Beijing 100724, China; 2. PetroChina Research Institute ofPetroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China)Abstract:By analysis of the characteristics of unconventional hydrocarbon resources, this paper assesses the potential for unconventional hydrocarbons in 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 is8.8×1012−12.1×1012 m3, the recoverable shale gas is 15×1012−25×1012 m3, the recoverable coalbed methane is 10.9×1012 m3, the recoverabletight oil is 13×108−14×108 t, and the recoverable shale oil is 160×108 t. There is also some resource potential for oil sand. Such key techniques as the full-digital seismic exploration technique, low permeability and low resistivity 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 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 methane0 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4.96×1012 m3增加到2008年的6.86×1012 m3,增幅超过38%[1]。
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[2-3];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、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[4-5]。
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[4-7];烃源岩与储集层一体或紧邻,聚集效率高;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。
①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。
②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。
③非常规油气运移与渗流机理决定了其勘探开发方式。
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。
④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20段压裂。
2002—2007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28×106 m3,成为全美第二大气田[1]。
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0.1×10−3 μm2)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[8]。
中国致密砂岩气分布范围广,有利区面积为32×104 km2,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组(T3x)2大致密气现实区[9-10],松辽盆地下白垩统登娄库组(K1d)、渤海湾盆地古近系沙河街组沙三段和沙四段(Es3—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17.4×1012~25.1×1012 m3,可采资源量为8.8×1012~12.1×1012 m3(见表1)。
表1 中国致密砂岩气分布及资源量预测盆地盆地面积/104 km2勘探层系地质资源量/1012 m3可采资源量/1012 m3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 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[11]。
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60×104~90×104 km2;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15×104~20×104 km2;中新生界湖相泥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20×104~25×104 km2。