近期，我國頁巖油 氣勘探取得了較 大進(jìn)展，頁巖氣 呈現(xiàn)出產(chǎn)量快速 增長的態(tài)勢(shì)。截止到 2023 年， 我國探明了近 3 萬億頁巖氣，主 要分布在四川盆地，也建成了 8 個(gè)海上氣田。根據(jù)國土資源部的 評(píng)價(jià)，頁巖氣資源量達(dá)到了 21 萬億，四川盆地占了一半以上。 深層頁巖氣這幾年取得了戰(zhàn)略性 突破，實(shí)現(xiàn)了“走出涪陵”。近 幾年，無論是中石油還是中石化， 在四川盆地的深層頁巖氣取得了 一些實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，獲得一批高產(chǎn) 氣田，效果非常明顯。
取得的突破
在新層系勘探開采取得了重 大突破，走出滯留系，在寒武系 一批井也取得了高產(chǎn)。例如，中 石化西南分公司的兩口探井，一 個(gè)是金石 103 井，寒武系測(cè)試獲 得了 25 萬方的高產(chǎn)，金頁 3 井 獲得了 82 萬方的高產(chǎn)。前段時(shí)間， 資陽2井測(cè)試在寒武系獲得了 125 萬方高產(chǎn)，埋深 4700m。另 外，近期在二疊系海上頁巖氣勘 探取得了實(shí)質(zhì)性突破，大龍組、 吳家坪等都獲得了高產(chǎn)。 在涪陵氣田實(shí)現(xiàn)了立體開發(fā)， 隨著工作進(jìn)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到 近 50m 頁巖都是富氣的，在上面 進(jìn)行了立體開發(fā)，效果非常好。 通過立體開發(fā)，采出率實(shí)現(xiàn)了大 幅增長，原來焦石壩采出率大概 12% 左右，有望提升到 44%。 在 頁 巖 油 方 面， 截 止 2023 年 底， 全 國 探 明 頁 巖 油 儲(chǔ) 量 是 16.9 億噸，累計(jì)上報(bào)的三級(jí)儲(chǔ)量 超過了 60 億噸，建立了三個(gè)國家 級(jí)示范區(qū)，即吉木薩爾、大慶古 龍和勝利濟(jì)陽。濟(jì)陽頁巖油最近 勘探效果較好，獲得了一批高產(chǎn)。 如 22 口井初期日油超百噸，累產(chǎn) 過萬噸，F(xiàn)Y1 井 90 天累產(chǎn)油就 過萬噸。
富集機(jī)理研究
對(duì)比于北美，我國情況是“老的老，少的少”。我國也經(jīng)歷了 復(fù)雜多區(qū)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，含油氣差 異大，“老的老”是我國海相層 系的主要是五峰 - 龍馬溪組。“少 的少”是指我國的頁巖油主要分 布在東部產(chǎn)區(qū)，雖然在四川盆地 侏羅系也取得了突破，但是東部 這些盆地大部分都是中新生帶盆 地，熱演化程度相對(duì)低，而北美 的頁巖有熱演化程度稍微高一些， 我國只有在松遼熱演化程度較高 一些，但它的流動(dòng)性還是受一些 影響。 對(duì)頁巖油氣富集機(jī)理的研究， 這幾年持續(xù)在做工作，特別是頁 巖氣里提出了“二元富集”規(guī)律 新認(rèn)識(shí)。
國家頁巖油氣都有一個(gè) 二元富集的特征，沉積環(huán)境是富 集高產(chǎn)的基礎(chǔ)，保存條件是富集 高產(chǎn)的關(guān)鍵。這三個(gè)實(shí)際上是它 的匹配關(guān)系，只是說沉積關(guān)系決 定了源儲(chǔ)耦合關(guān)系，控制了頁巖 油氣富集類型。良好的保存條件 是成藏控產(chǎn)的關(guān)鍵。熱演化程度 更多控制流體的性質(zhì)，與源儲(chǔ)耦 合和保存條件共同控制了孔隙特 征。如果就這三個(gè)要素來說，實(shí) 際上沉積環(huán)境是基礎(chǔ)，保存條件 是關(guān)鍵，熱演化程度只是決定了 流體的性質(zhì)，對(duì)于是否富集并沒 有起到很好的作用。 沉積環(huán)境決定“源儲(chǔ)耦合” 關(guān)系，控制頁巖油氣富集類型。
海上頁巖氣研究提出一個(gè)觀點(diǎn)， 深水陸棚相優(yōu)質(zhì)泥頁巖發(fā)育是頁 巖氣成烴控儲(chǔ)的基礎(chǔ)，通過對(duì)五 峰 - 龍馬溪組頁巖的研究，發(fā)現(xiàn) 頁巖內(nèi)部它的含油氣性的差異， 它的沉積、成巖礦物的差異，實(shí) 際上通過有機(jī)質(zhì)和礦物成因的研 究，發(fā)現(xiàn)不同海洋環(huán)境的有機(jī)質(zhì) 和礦物質(zhì)存在的差異，特別在深 水相的紋相，它的有機(jī)質(zhì)和硅質(zhì) 礦物都是生物成因。 在重慶漆遼深水陸棚相區(qū)， 具有高碳富硅的耦合規(guī)律，可以 看到有機(jī)質(zhì)含量比較高。把每一 顆樣品里面硅質(zhì)的個(gè)數(shù)挑出來， 可以看到深水陸棚相里面每一顆 樣品里面硅質(zhì)礦物質(zhì)的個(gè)數(shù)有成 百上千個(gè)，它的硅也是生物成因。 它高碳生氣量大，富硅脆性比較 好，可以看到在深水陸棚相里面 有機(jī)質(zhì)和硅質(zhì)是呈明顯正相關(guān)的 關(guān)系，叫良好的耦合規(guī)律，因?yàn)?都是生物成因。 無論是淺水陸棚還是深水陸 棚，泥頁巖的類型發(fā)生了一些差 異，它的有機(jī)孔的孔隙類型發(fā)生 了差異，孔徑大小也有明顯的差 異，在深水陸棚相區(qū)孔徑還是相 對(duì)比較大的，孔隙類型也比較好。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？過去認(rèn) 為礦物的脆性好有利于壓裂，實(shí) 際上它不僅僅有利于壓裂，還有 利于儲(chǔ)集。 這里面還有成巖演化的問題， 早期主要是蛋白石，蛋白石隨著 埋藏深度的增加，大概在 40 到 70 度的時(shí)候，它從不穩(wěn)定向穩(wěn)定 轉(zhuǎn)變，從蛋白石轉(zhuǎn)化成了高硬度 的石英。高硬度的石英伴生大量 的粒間孔，大家都知道石英抗壓 作用比較強(qiáng)，在高溫高壓下有機(jī) 質(zhì)的發(fā)育和聚集、轉(zhuǎn)化提供了空 間和保護(hù)?？梢钥吹竭@是白色的 石英，中間實(shí)際上是大量的有機(jī) 質(zhì)孔，這有機(jī)質(zhì)孔是瀝青孔，頁 巖油在轉(zhuǎn)化成頁巖氣過程中形成 大量的瀝青孔。瀝青有機(jī)質(zhì)抗壓 作用是很弱的，石英很強(qiáng)，粒間 孔的存在給有機(jī)孔的富集打下了 非常好的基礎(chǔ)。
另外一個(gè)現(xiàn)象，大家說頁 巖油氣是納米級(jí)的孔隙，但真 正改造的是納米孔隙嗎？如果 從這點(diǎn)來看，我們更多改造的 是粒間孔，每壓開一個(gè)粒間孔， 就有成百上千個(gè)瀝青孔。這實(shí) 際上就是為什么壓開以后能夠 高抗穩(wěn)產(chǎn) 的基礎(chǔ)。所以深水陸 棚相區(qū)具有生氣量大、孔隙度 高、易壓裂的特點(diǎn)，是頁巖氣 成烴控儲(chǔ)的基礎(chǔ)。 這一點(diǎn)沉積相的控制作用在 陸相頁巖油里面的表現(xiàn)特征也非 常相似。富有機(jī)質(zhì)泥頁巖主要分 布在半生活生物相區(qū)，這個(gè)地方 有利于有機(jī)質(zhì)的保存。受沉積環(huán)境的控制，實(shí)際上在湖相頁巖里 面，各種巖相和沉積相往往呈環(huán) 態(tài)狀展布。大家更加關(guān)心碳酸鹽 這套巖相，主要分布在湖盆中央 和緩坡地區(qū)。長英質(zhì)泥頁巖主要 分布在湖盆邊緣。當(dāng)然到了湖心 區(qū)，實(shí)際上長英質(zhì)頁巖是廣泛分 布的。
實(shí)際上巖相和有機(jī)相的組 合對(duì)生儲(chǔ)特征的差異控制還是非 常明顯的，雖然都是湖相的頁巖， 實(shí)際上水體相態(tài)變化還是比較大 的，有的時(shí)候是淡水的湖盆，有 的時(shí)候是咸化的湖盆。 這兩種不同的環(huán)境對(duì)控制作 用非常明顯。在咸水湖盆區(qū)，比 如說像濟(jì)陽的砂 4 是咸化湖盆環(huán) 境，這套頁巖的碳酸鹽含量比較 高，它的保存比較好，這是它有 利的條件。對(duì)淡水湖盆長英質(zhì) - 黏土質(zhì)頁巖巖相發(fā)育，有貧硫有 機(jī)相，它相對(duì)來說是氧化環(huán)境， 所以它富有機(jī)質(zhì)生物的改造作用 還是比較明顯。
頁巖油氣富集類型
基于源儲(chǔ)關(guān)系劃分出三種頁巖 油氣富集類型。當(dāng)然現(xiàn)在很多專家 經(jīng)常容易有時(shí)候把頁巖分類和頁巖 油氣富集類型的分類搞在一起。如 果純粹頁巖分類是巖石學(xué)分類，是 有一套非常成熟的分類方案。但是 從工業(yè)生產(chǎn)的角度，頁巖油氣富集 類型的分類一共分為三類：一個(gè)是 源儲(chǔ)分離的，就是深油層和儲(chǔ)集層 頁巖是相對(duì)分離的，有時(shí)候是互呈 夾層型，就像四川盆地下寒武統(tǒng)筇 竹寺組有一部分，蘆草溝組就是上 甜點(diǎn)和下甜點(diǎn)，和頁巖是相對(duì)分離 的。
所以認(rèn)為它是源儲(chǔ)分離的，它 的地質(zhì)特征就是源儲(chǔ)分離是近源富集，在頁巖里面夾著一些薄層的砂 巖和灰?guī)r，這些有利的儲(chǔ)層進(jìn)而捕 集了頁巖生成的油氣形成的頁巖油 氣的富集類型，頁巖油、頁巖氣這 兩種類型都可以富集高產(chǎn)，典型代 表就是鄂爾多斯長 7（1-2）亞段。 另一個(gè)就是源儲(chǔ)共存，典型的代表 就是混積頁巖，像濟(jì)陽砂 4 那一帶， 實(shí)際上它也有一個(gè)微運(yùn)移的特點(diǎn)， 整體是含油氣的，混積頁巖里面， 泥質(zhì)的紋層，富有機(jī)質(zhì)紋層生成烴 類，中間這些碳酸鹽的紋層形成微 運(yùn)移富集成藏。宏觀看源儲(chǔ)共存是 在一起的，但是它實(shí)際上有一個(gè)微 運(yùn)移的過程，這個(gè)對(duì)頁巖油、頁巖 氣都可以拿到高產(chǎn)。
另外就是源儲(chǔ) 一體，目前比較大家熟悉的，黏土 頁巖、硅質(zhì)頁巖和鈣質(zhì)頁巖，更典 型的就是像五峰 - 龍馬溪組底部 這套深水陸棚相的頁巖。 目前從全球來看，這套源儲(chǔ) 一體類型里面，頁巖氣普遍能達(dá) 到高產(chǎn)，像北美的馬賽勒斯頁巖 和五峰 - 龍馬溪組底部的這套頁 巖能達(dá)到高產(chǎn)，對(duì)于頁巖油來說 很難達(dá)到高產(chǎn)。包括馬賽勒斯頁 巖，它一部分是富含頁巖油的， 但是它的頁巖油沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)開 發(fā)，它的頁巖氣部分實(shí)現(xiàn)了商業(yè) 開發(fā)，再造它的孔隙類型和改造 效果差異是非常明顯的，即剛性 層和泥質(zhì)層的匹配關(guān)系。所以基 于它源儲(chǔ)的耦合關(guān)系，分為源儲(chǔ) 分離、源儲(chǔ)共存和源儲(chǔ)一體這么 三種類型。
重點(diǎn)攻關(guān)方向
我國和北美的頁巖油從資源 量來說差距不大，但是北美的頁 巖油已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高效開發(fā)，已經(jīng) 實(shí)現(xiàn)了能源獨(dú)立，而我國問題還 是比較多，一個(gè)是要加大勘探力 度，建立油氣資源的分級(jí)分類評(píng) 價(jià)體系，加大勘探力度；二是要 加大迭代創(chuàng)新步伐，攻關(guān)關(guān)鍵問 題，可以看到北美頁巖油迭代創(chuàng) 新步伐是很快的，但是我國很慢， 所以要加強(qiáng)迭代創(chuàng)新的步伐；三 是要提高采收率；四需要實(shí)現(xiàn)全 生命周期的管理。通過上述幾點(diǎn) 工作方向，未來我國頁巖氣開發(fā) 將會(huì)更上一層樓！
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