馬永生，馮建輝，牟澤輝，趙培榮，包書景，王 烽

(1.中國石油化工股份有限公司，北京 100728;2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

中國石化非常規(guī)油氣資源潛力及勘探進(jìn)展

馬永生1，馮建輝1，牟澤輝1，趙培榮1，包書景2，王 烽2

(1.中國石油化工股份有限公司，北京 100728;2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

中國石油化工集團(tuán)有限公司(簡稱中國石化)礦權(quán)區(qū)內(nèi)擁有較為豐富的非常規(guī)油氣資源，煤層氣可勘探面積為10.19萬km2，煤層埋深小于2000 m的煤層氣地質(zhì)資源量為11.02萬億m3。頁巖氣可供勘探面積為17.5萬km2，初步估算頁巖氣地質(zhì)資源量為15.9萬億m3。頁巖油勘探面積為11.76萬km2，具有較大的資源基礎(chǔ)及潛力。中國石化自2004年開始關(guān)注非常規(guī)油氣資源，先后啟動了頁巖油氣、煤層氣等非常規(guī)油氣資源的研究和勘探工作。目前在泌陽凹陷頁巖油勘探泌頁HF－1水平井分段壓裂后獲日產(chǎn)油23.6 m3;元壩地區(qū)多口陸相鉆井測試獲得高產(chǎn)氣流，建南地區(qū)建頁HF－1井日產(chǎn)氣12300 m3;延川南區(qū)塊煤層氣已探明地質(zhì)儲量為106.47億m3，多口井排采獲工業(yè)氣流，初步形成了中國石化非常規(guī)油氣資源多類型、多階段的勘探開發(fā)格局。

中國石化;非常規(guī)油氣;油氣資源;勘探

1 前言

非常規(guī)油氣資源主要指大面積連續(xù)分布于致密儲集體中，且受水動力影響很小的油氣聚集。與常規(guī)油氣藏不同，非常規(guī)油氣藏大多為近源或源儲一體，儲層致密，缺乏明顯圈閉界限，無統(tǒng)一油氣水界面和壓力系統(tǒng)，含油氣飽和度差異大，油氣水多相共存，因此，又稱為連續(xù)性油氣聚集［1～3］。非常規(guī)油氣資源在成藏機(jī)理、賦存狀態(tài)、分布規(guī)律及勘探開發(fā)技術(shù)等方面與常規(guī)油氣資源具有一定的差異性［4］。非常規(guī)油氣資源可分為非常規(guī)石油資源和非常規(guī)天然氣資源。非常規(guī)石油資源包括頁巖油、致密砂巖油、油頁巖、油 (瀝青)砂、重(稠)油等。各種類型的非常規(guī)油氣資源與常規(guī)油氣資源在成因上密切聯(lián)系，空間上伴生出現(xiàn)(見圖1)。非常規(guī)天然氣資源包括頁巖氣、致密砂巖氣(深盆氣)、煤層氣、淺層生物氣、水溶氣、天然氣水合物等。

與常規(guī)油氣資源相比，非常規(guī)油氣資源具有資源類型多、賦存方式多樣、連續(xù)性分布、資源量大等特點(diǎn)，但同時(shí)具有“四低”特征，即資源豐度低、儲層低孔低滲、單井日產(chǎn)量低，勘探開發(fā)效益低。非常規(guī)油氣資源屬于低品質(zhì)油氣資源(見圖2)，針對性技術(shù)的采用、規(guī)?；a(chǎn)、高效運(yùn)行組織是實(shí)現(xiàn)非常規(guī)油氣資源商業(yè)開發(fā)的關(guān)鍵。

中國石化自2004年開始關(guān)注頁巖油氣、煤層氣、油砂、油頁巖、天然氣水合物等非常規(guī)油氣資源，并先后啟動了相關(guān)研究和勘探工作。2009年中國石化成立了非常規(guī)能源專業(yè)管理機(jī)構(gòu)與勘探、開發(fā)隊(duì)伍，直屬研究院均成立了相應(yīng)非常規(guī)研究部門。在管理理念與制度上，樹立勘探、開發(fā)、工程一體化理念，按照勘探開發(fā)一體化運(yùn)作，建立了配套的較完善的非常規(guī)管理制度以及勘探、開發(fā)相關(guān)技術(shù)試行標(biāo)準(zhǔn)。在資金保障上，將非常規(guī)勘探納入統(tǒng)一計(jì)劃。在人才培養(yǎng)上，建立了高端技術(shù)人才的培訓(xùn)、引入機(jī)制。在技術(shù)攻關(guān)上，一方面與ExxonMobil、BP等國際公司開展合作，通過合作消化吸收國外頁巖氣勘探開發(fā)思路與先進(jìn)技術(shù);另一方面，結(jié)合自身實(shí)際，組織開展了相關(guān)的基礎(chǔ)研究、適應(yīng)性配套技術(shù)攻關(guān)、自主裝備的研發(fā)工作。通過近期勘探，泌陽凹陷陸相頁巖油泌頁HF－1水平井分段壓裂后獲日產(chǎn)油23.6 m3;陸相頁巖氣方面，元壩地區(qū)多口鉆井測試獲得高產(chǎn)，建南地區(qū)建頁 HF－1井日產(chǎn)氣12300 m3;海相頁巖氣勘探取得進(jìn)展;延川南區(qū)塊煤層氣已探明地質(zhì)儲量為106.47億m3，多口井排采獲工業(yè)氣流，初步形成了中國石化非常規(guī)油氣資源多類型、多階段的勘探開發(fā)格局。

圖1 非常規(guī)油氣資源與常規(guī)油氣資源的空間分布Fig.1 The spatial distribution of unconventional and conventional oil and gas resources

圖2 油氣資源三角圖Fig.2 The triangular diagram of oil and gas resource

2 中國石化非常規(guī)油氣資源潛力

2.1 頁巖油資源潛力

中國石化頁巖油資源主要分布于東部斷陷盆地古近系、東北地區(qū)白堊系和鄂爾多斯盆地三疊系等陸相層系?？晒┛碧降牡V權(quán)區(qū)塊有41個(gè)，面積為11.76 萬 km2。

借鑒北美地區(qū)富含油氣頁巖的相關(guān)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合陸相泥、頁巖實(shí)際(有機(jī)碳含量＞2%，成熟度＞1.0%，暗色頁巖厚度＞30 m，以大于50 m為佳，脆性礦物含量高、微裂縫發(fā)育，其中石英、方解石、長石等礦物含量大于30%)，對中國石化探區(qū)頁巖油有利區(qū)進(jìn)行評價(jià)。初步認(rèn)為，濟(jì)陽坳陷沾化凹陷的沙一段和沙三段、東營凹陷的沙三段和沙四段以及南襄盆地泌陽凹陷的核三段最為有利。含油泥、頁巖層段埋深為1400～4500 m，厚度為50～620 m，有機(jī)碳為2% ～7%，鏡質(zhì)體反射率(Ro)為0.5% ～1.7%，以I型和II1型干酪根為主，并已在多口鉆井中獲得頁巖油流，是頁巖油勘探開發(fā)的有利目標(biāo)區(qū)。此外，渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷、惠民凹陷、東濮凹陷沙三段，南襄盆地南陽凹陷核二段，蘇北盆地阜二段、阜四段，江漢盆地潛江組、松南梨樹斷陷沙河子組和營城組，鄂爾多斯盆地長七段具有較好的頁巖油資源潛力。

2.2 頁巖氣資源潛力

與北美地區(qū)頁巖氣主要形成于海相富有機(jī)質(zhì)泥、頁巖層系不同，中國沉積盆地中發(fā)育海相泥頁巖、陸相泥頁巖及過渡相(海陸過渡相、湖沼相)煤系泥頁巖三類富含有機(jī)質(zhì)的泥頁巖層系。中國石化頁巖氣資源主要分布于南方地區(qū)古生界海相的下寒武統(tǒng)、上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)、海陸過渡相上二疊統(tǒng)、中生界陸相上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)、東部斷陷盆地古近系、華北地區(qū)石炭—二疊系海陸過渡相、鄂爾多斯盆地三疊系、西北地區(qū)侏羅系、東北白堊系等層系。

中國石化現(xiàn)有頁巖氣礦權(quán)區(qū)塊3個(gè)，面積為1.7萬km2，為下?lián)P子的宣城—桐廬區(qū)塊和川東南的彭水、南川區(qū)塊。此外還有42個(gè)油氣礦權(quán)區(qū)塊可開展頁巖氣勘探，其頁巖氣可供勘探總面積達(dá)17.5萬km2。通過對中國石化礦權(quán)區(qū)內(nèi)頁巖氣資源潛力的初步估算發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)資源量為15.9萬億m3，具有較大的頁巖氣資源基礎(chǔ)及潛力。從資源量構(gòu)成上，陸相頁巖氣資源占 32.5%，海相占67.5%，埋深小于3000 m的占49%，大于3000 m的占51%。層系上，主要分布在石炭—二疊系(27.9%)、上三疊統(tǒng)—侏羅系(27.3%)、下寒武統(tǒng)(23.8%)和上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)(11.4%)。

前期勘探研究成果表明，四川盆地及周緣陸相上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)、海相上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組和下寒武統(tǒng)牛蹄塘組是中國石化近中期頁巖氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。

2.3 煤層氣資源潛力

中國石化現(xiàn)有煤層氣區(qū)塊4個(gè)，區(qū)塊內(nèi)含煤面積為3092.1 km2。此外可供煤層氣勘探的油氣礦權(quán)區(qū)塊有133個(gè)，含煤面積為9.88萬km2。根據(jù)新一輪資源評價(jià)結(jié)果，中國石化煤層埋深小于2000 m的煤層氣資源量為 11.02 萬億 m3［7］。

從區(qū)域分布來看，中國石化煤層氣資源主要分布在南方地區(qū)，資源量為4.57萬億m3，占中國石化探區(qū)41.5%。含煤層系以上古生界石炭系、二疊系和中生界三疊系、侏羅系和白堊系煤層氣最為豐富，上古生界煤層氣資源量占中國石化礦權(quán)區(qū)煤層氣資源量的50.47%，中生界占47.96%。從煤階類型來看，以中、低階煤煤層氣資源最為豐富。

近期勘探研究表明，中高階煤煤層氣重點(diǎn)目標(biāo)區(qū)為鄂爾多斯盆地東緣延川南區(qū)塊、沁水盆地和順區(qū)塊，黔中隆起的織金區(qū)塊，低煤階煤層氣重點(diǎn)目標(biāo)區(qū)為彬長區(qū)塊。

2.4 其他非常規(guī)資源潛力

中國石化礦權(quán)區(qū)內(nèi)擁有油頁巖、油砂等非常規(guī)油氣資源。油頁巖資源分布在11個(gè)盆地的25個(gè)油頁巖勘查區(qū)或預(yù)測區(qū)，分布面積為20444.10 km2。油頁巖地質(zhì)資源量為2495.49億t，折合原油地質(zhì)資源量為 209.91億 t，原油可回收資源量為52.69 億 t，分別占全國總量的34.66%、44.06%和43.99%，平均含油率為8.41%，平均地質(zhì)資源豐度為93.51 萬 t/km2［8］。油頁巖集中分布在倫坡拉、準(zhǔn)噶爾、松遼、鄂爾多斯、柴達(dá)木這5個(gè)盆地。

中國石化礦權(quán)區(qū)油砂分布在10個(gè)盆地的25個(gè)油砂點(diǎn)，分布面積為1023.95 km2，地質(zhì)資源量為7.42億t，技術(shù)可采資源量為2.07億 t，分別占全國總量的12.42%和9.18%，平均含油率為5.27%，平均地質(zhì)資源豐度為73.03萬t/km2，平均技術(shù)可采系數(shù)為 73.03%［9，10］。

3 中國石化非常規(guī)油氣勘探進(jìn)展

3.1 頁巖油

目前，中國石化頁巖油處于勘探評價(jià)階段。自2010年開始，中國石化開展了東部斷陷盆地頁巖油氣老井復(fù)查復(fù)試和評價(jià)工作，并在多個(gè)凹陷古近系泥頁巖段發(fā)現(xiàn)了豐富的油氣顯示，結(jié)合不同地區(qū)泥頁巖基礎(chǔ)地質(zhì)條件和工程的可實(shí)施性，將東部陸相盆地泥頁巖勘探集中在河南泌陽凹陷和山東濟(jì)陽坳陷。

3.1.1 泌陽凹陷

在泌陽凹陷，老井復(fù)查發(fā)現(xiàn)在深凹區(qū)多口井頁巖均見連續(xù)氣測顯示。2010年部署實(shí)施安深1井，在主探深凹巖性圈閉含油氣性的同時(shí)，對頁巖油氣進(jìn)行了預(yù)探。該井2010年8月28日完鉆，完鉆井深為3510 m。該井在古近系核桃園組二段—核三上段共發(fā)現(xiàn)頁巖89層670 m，巖性主要為灰色、深灰色頁巖，多套泥頁巖見明顯氣測異常。2011年1月23日，該頁巖井段進(jìn)行大型壓裂施工，共擠入壓裂液 2280.56 m3，加砂 75.21 m3，3月7日獲得最高日產(chǎn)原油4.68 m3。

為進(jìn)一步評價(jià)落實(shí)安深1井頁巖油平面展布范圍及儲量規(guī)模，探索頁巖油水平井鉆井及壓裂等新技術(shù)應(yīng)用的效果，在安深1井西南部署并實(shí)施水平井—泌頁HF1井。該井2011年11月16日完鉆，完鉆井深3722 m(垂深為2441 m)。該井在導(dǎo)眼井共鉆遇頁巖509 m/71層，油氣顯示十分活躍。2012年1月8日完成15級分段壓裂施工，共計(jì)注入壓裂液22138 m3，加入陶粒支撐劑800 t。隨后返排，最高日產(chǎn)油23.6 m3，最高日產(chǎn)氣1072 m3，目前日產(chǎn)油穩(wěn)定在8～10 m3，取得了國內(nèi)陸相頁巖油勘探突破。

泌陽凹陷泥、頁巖主要分布在深凹區(qū)湖相—半深湖相，面積約為400 km2，縱向上主要分布于核二至核三上段。安深1井頁巖厚670 m，單層純頁巖厚度達(dá)60～70 m，有機(jī)碳平均含量為2.54%，有機(jī)質(zhì)類型以 I型和Ⅱa型為主，脆性礦物含量為73.47%，具備了良好的頁巖油形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.1.2 濟(jì)陽坳陷

濟(jì)陽坳陷前期勘探泥、頁巖段已頻繁見氣測異常和油氣顯示。1973年，在東營中央隆起帶鉆探河54井，沙三下亞段2928～2964.4 m泥頁巖段中途測試，5 mm 油嘴放噴，日產(chǎn)油 91.4 t，日產(chǎn)氣2740 m3，是濟(jì)陽坳陷第一口泥頁巖工業(yè)油流井。沾化凹陷羅42井、車鎮(zhèn)凹陷的新郭3井、東營凹陷的利深101井等也相繼都在泥頁巖段獲得了高產(chǎn)油氣流。截至2010年年底，濟(jì)陽坳陷320余口探井在泥頁巖中見油氣顯示，其中30余口井獲工業(yè)油氣流，表明濟(jì)陽坳陷具備頁巖油氣勘探的潛力。

2010年在羅家地區(qū)部署羅69井針對性地進(jìn)行泥頁巖系統(tǒng)密閉取心，對221 m密閉巖心段進(jìn)行12000余項(xiàng)次的化驗(yàn)分析，開展了烴源巖和儲集性能的評價(jià)以及地球物理預(yù)測等方面頁巖油氣的基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作。在引進(jìn)國外頁巖氣研究理論、技術(shù)方法的同時(shí)，結(jié)合陸相頁巖的實(shí)際，提出了高含碳酸鹽泥頁巖評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，指出了有利目標(biāo)區(qū)。2011年在研究的基礎(chǔ)上部署實(shí)施渤頁平1井，該井于2011年12月12日完鉆，完鉆井深為4335.54 m(垂深為2969.50 m)，主要目的層為沙三下。該井在水平段見371.54 m油氣顯示。其中，油斑顯示 2層56.54 m，氣測異常10層315 m。目前該井正分段壓裂、試油。

濟(jì)陽坳陷湖相泥頁巖主要分布于古近系沙河街組沙一段、沙三下亞段、沙四上亞段。受物源、水動力條件、沉積水介質(zhì)化學(xué)條件影響及成巖作用改造，純泥巖很少發(fā)育。由于陸源碎屑及碳酸鹽礦物含量、產(chǎn)狀變化，形成了巖石類型多樣的特點(diǎn)，泥頁巖油氣生成條件與北美頁巖相比具有差異性，主要是與北美海相頁巖沉積穩(wěn)定相比，湖相頁巖相變化快，非均質(zhì)性強(qiáng)。有機(jī)質(zhì)成熟度相對較低，泥頁巖實(shí)測Ro為0.3% ～1.2%，以低成熟巖居多。在泥頁巖油氣儲集條件上與北美工業(yè)性頁巖氣產(chǎn)區(qū)頁巖具有可比性。相似性上均具有壓力高、脆性礦物含量高、孔隙度適中、發(fā)育微裂縫的特點(diǎn)，同時(shí)也存在相帶變化快、非均質(zhì)性強(qiáng)的問題，增加了預(yù)測的難度。另外，還有時(shí)代新、埋藏較淺、泥頁巖成巖作用弱、碳酸鹽含量高、石英含量低的差異性。

3.2 頁巖氣

中國石化頁巖氣勘探主要集中在四川盆地及周緣陸相和南方海相兩個(gè)領(lǐng)域，目前處于勘探評價(jià)階段。

3.2.1 四川盆地及周緣陸相頁巖氣領(lǐng)域

四川盆地及周緣陸相發(fā)育上三疊統(tǒng)和中、下侏羅統(tǒng)多套泥、頁巖。2011年中國石化重點(diǎn)開展了四川盆地礦權(quán)區(qū)塊頁巖氣選區(qū)評價(jià)工作。以頁巖氣地質(zhì)條件和工程技術(shù)條件為主要評價(jià)依據(jù)，以富含有機(jī)質(zhì)泥頁巖區(qū)塊為評價(jià)單元，采用了“雙因素法”對頁巖氣區(qū)塊進(jìn)行選區(qū)評價(jià)。通過評價(jià)認(rèn)為，川西新場地區(qū)須家河組五段、川東北元壩地區(qū)自流井組、千佛崖組千二段、川東南涪陵地區(qū)自流井組、鄂西—渝東建南地區(qū)自流井組為陸相頁巖氣勘探的有利目標(biāo)。

3.2.1.1 川東侏羅系

四川盆地東部侏羅系陸相頁巖氣勘探目前主要集中在川東南涪陵和川東北元壩地區(qū)。上述兩個(gè)地區(qū)早、中侏羅世處于半深湖—深湖相富有機(jī)質(zhì)泥頁巖發(fā)育的有利地區(qū)。中侏羅統(tǒng)千佛崖組千二段、下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段、東岳廟段為有利的頁巖氣勘探層系。

在元壩地區(qū)富有機(jī)質(zhì)暗色泥頁巖層段在中、下侏羅統(tǒng)均有發(fā)育。下侏羅統(tǒng)暗色泥頁巖層段主要分布于自流井組東岳廟段、大安寨段。巖性組合為暗色泥頁巖夾薄層砂巖或灰?guī)r。東岳廟段泥、頁巖厚度為70～130 m，大安寨段為30～70 m;有機(jī)質(zhì)豐度:大安寨段總有機(jī)碳(total organic carbon，TOC)平均為1.2%，東岳廟段平均為2.09%;有機(jī)質(zhì)類型均為II2－III型，以II2型為主;有機(jī)質(zhì)成熟度:Ro一般為1.50% ～1.80%。采用泥頁巖物性分析(shale rock properties，SRP)，東岳廟—大安寨段平均孔隙度為3.3%，滲透率為0.00009 ～0.002 mD;泥頁巖中石英、長石、方解石等脆性礦物平均含量為49.7% ～57.5%。

中侏羅統(tǒng)暗色泥、頁巖層段主要分布于千佛崖組二段，巖性組合為暗色泥、頁巖夾薄層粉砂巖、細(xì)砂巖。厚為70～130 m，泥、頁巖有機(jī)質(zhì)豐度:TOC平均為1.15%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2型;有機(jī)質(zhì)成熟度:Ro為1.4% ～1.6%;SRP物性分析孔隙度為4.5%，滲透率為0.00076 mD;泥、頁巖中石英、長石、方解石等脆性礦物平均含量為48.5%。

元壩地區(qū)在常規(guī)油氣勘探過程中注重頁巖氣的兼探，從2009年至今，在大安寨段，元壩11井常規(guī)測試獲日產(chǎn)天然氣14.44萬 m3;元壩101、元壩102、元壩5－側(cè)1井酸化壓裂測試獲日產(chǎn)天然氣分別為13.5 萬m3、23.8 萬m3和14.1 萬 m3。2012 年3月4日元壩21井在大安寨段4010～4033 m常規(guī)測試，測得日產(chǎn)氣50.70萬m3。元壩9井2010年千佛崖組加砂壓裂，獲日產(chǎn)油 16.6 m3，日產(chǎn)氣1.22萬m3;在自流井組東岳廟段常規(guī)測試獲日產(chǎn)氣0.35萬m3，9月17日實(shí)施大型水力壓裂，壓裂后獲日產(chǎn)氣1.15萬m3。2011年針對元壩陸相頁巖部署實(shí)施該區(qū)第一口頁巖氣水平井—元頁HF－1井，設(shè)計(jì)井深4951 m，設(shè)計(jì)完鉆層位千佛崖組千二段。該井正在進(jìn)行中完作業(yè)，估計(jì)2012年5月份完成鉆探，目前全井共鉆遇油氣顯示31 m/7層。

涪陵地區(qū)富有機(jī)質(zhì)暗色泥頁巖層段主要發(fā)育于下侏羅統(tǒng)自流井組東岳廟段、大安寨段。巖性組合為暗色泥、頁巖夾灰?guī)r或砂巖。向西南方向，逐漸相變?yōu)橛袡C(jī)質(zhì)不發(fā)育的淺湖相沉積，涪陵東北部地區(qū)圈定暗色泥、頁巖發(fā)育區(qū)面積為1567 km2。大安寨段頁巖平均厚度為50 m，最厚為100 m;東岳廟段平均厚度為25 m，最厚為51 m。有機(jī)質(zhì)豐度:TOC平均為1.44%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2－Ⅲ型，以Ⅱ2型為主;有機(jī)質(zhì)成熟度:Ro為1.26% ～1.55%，SRP 物性分析平均孔隙度為5.2%，滲透率為0.0005～0.002 mD，泥、頁巖中石英、長石、方解石等脆性礦物平均含量為41.9% ～48.2%。

興隆1井在自流井組泥頁巖見油氣顯示15.9 m/5 層。其中2455.00 ～2456.90 m 井段為灰黑色頁巖，全烴為2.7% ～100%，槽面見無色針孔狀氣泡，約占槽面30%，槽面上漲10 cm。2011年部署實(shí)施頁巖氣水平井—涪頁HF－1井，該井2011年12月31日完鉆，完鉆井深3570 m，水平段長為1136.75 m。大安寨段泥頁巖在水平段油氣顯示良好，測井解釋頁巖氣層為717 m，氣測全烴值一般為2% ～13%，最高為88.74%。2012年3月13日完成水平井十級壓裂，壓入壓裂液總量為14890.73 m3，總砂量為 485.76 m3，目前正進(jìn)行鉆塞、試氣。

元壩地區(qū)元壩21井等6口井在自流井組、千佛崖組頁巖氣測試獲氣，涪陵地區(qū)頁巖氣水平井—涪頁HF－1井自流井組見良好氣顯示，表明四川盆地侏羅系陸相頁巖具有良好的含油氣性，且局部富集高產(chǎn)。經(jīng)評價(jià)，元壩頁巖氣有利區(qū)面積為1674 km2，已初步落實(shí)元壩21－101井富集區(qū)面積為292 km2，涪陵地區(qū)東北部頁巖氣有利區(qū)面積為820 km2，可以預(yù)見四川盆地陸相侏羅系頁巖氣將是我國頁巖氣發(fā)展的重要領(lǐng)域。

3.2.1.2 川西陸相三疊系

川西地區(qū)陸相上三疊統(tǒng)須三段和須五段分別以濱海湖沼相及內(nèi)陸湖泊沼澤相暗色泥巖為主，夾薄煤層和煤線，是川西坳陷最主要的烴源巖。

經(jīng)評價(jià)研究認(rèn)為，川西新場地區(qū)須五段是川西坳陷頁巖氣富集的有利層段。巖性以黑色、灰黑色頁巖為主，夾薄層深灰色細(xì)、粉粒巖屑砂巖、黑色碳質(zhì)頁巖、煤層，為一套岸后沼澤為主的湖泊沼澤相沉積。其中暗色泥、頁巖厚度達(dá)327 m，占段厚的65%。泥、頁巖有機(jī)碳含量平均為4.09%;有機(jī)質(zhì)成熟度:Ro平均為1.41%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型干酪根。新場28井須五段頁巖巖心X衍射全巖分析脆性礦物(石英、長石、碳酸鹽巖)含量達(dá)79%。初步估算，新場地區(qū)須五段有利面積為830 km2。

通過老井資料復(fù)查統(tǒng)計(jì)，新場區(qū)內(nèi)鉆遇須五段的51口井中，頁巖氣顯示138層，累計(jì)厚度為825.6 m，其中氣層為26層，含氣層為68層，微含氣層為44層。川羅562井須五段泥、頁巖氣層中途測試獲日產(chǎn)天然氣7.62萬m3。2011年針對須五段頁巖部署實(shí)施新頁HF－1井、新頁HF－2井，目前正在鉆進(jìn)中。

川西地區(qū)須五段具有頁巖分布面積廣，厚度大，埋深適中，有機(jī)碳含量高，成熟度適中，生烴強(qiáng)度大的特點(diǎn)，具備良好的頁巖氣勘探開發(fā)潛力。

3.2.1.3 鄂西渝東建南地區(qū)

2010年通過老井復(fù)查，重新評價(jià)認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)建南地區(qū)多口井在下侏羅統(tǒng)自流井組東岳廟段有天然氣流。在建南構(gòu)造北高點(diǎn)有利區(qū)鉆探的建111井下侏羅統(tǒng)自流井組東岳廟段鉆遇厚約110 m的泥頁巖，測井解釋含氣層42 m/5層。2010年12月1日對建111井東岳廟段底部泥頁巖段采用大型水力壓裂測試獲得了日產(chǎn)3925 m3工業(yè)氣流。由于該井產(chǎn)水，通過對頁巖氣排采工藝的探索，建立了頁巖氣排水采氣生產(chǎn)制度，目前該井生產(chǎn)平穩(wěn)，日產(chǎn)穩(wěn)定在2000 m3左右，已生產(chǎn)1年多。

建111井頁巖氣獲得工業(yè)氣流后，為落實(shí)建南地區(qū)頁巖氣水平井單井產(chǎn)氣能力，探索頁巖氣鉆井工程及儲層改造工藝技術(shù)，部署實(shí)施建頁HF－1井，該井2011年7月15日水平井完鉆，完鉆井深為1777.77 m，水平段長為 1022.52 m。水平段發(fā)現(xiàn)氣顯示942.27 m/4層。后效點(diǎn)火，火焰高為3～7 m，持續(xù)時(shí)間為10～41 min。9月13日至17日完成7級水平井分段壓裂施工。壓入總液量為12037.6 m3，總砂量為 603.6 t。10 月 13 日，測試最高日產(chǎn)量為12300 m3。

建111井試采和建頁HF－1井鉆探的油氣顯示進(jìn)一步證實(shí)了東岳廟段在建南地區(qū)的整體含氣性，依據(jù)有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)成熟度、含氣泥頁巖的預(yù)測厚度、油氣顯示及裂縫發(fā)育程度等指標(biāo)，對建南三維地震區(qū)侏羅系頁巖氣進(jìn)行了綜合評價(jià)，確定I類有利區(qū)面積為 176 km2，Ⅱ類有利區(qū)面積為641 km2。

3.2.2 海相頁巖氣領(lǐng)域

中國南方地區(qū)古生界黑色高有機(jī)質(zhì)豐度泥、頁巖主要發(fā)育在下寒武統(tǒng)牛蹄塘組(或荷塘組)、上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組、中—上二疊統(tǒng)孤峰組(或龍?zhí)督M)3套主要頁巖氣勘探層系，及中—下泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)2套次要層系。在平面分布上，下寒武統(tǒng)黑色泥、頁巖廣泛發(fā)育在黔中、川南及川西南、湘鄂西及鄂西渝東、皖南涇縣—寧國、川北及江漢平原南部;上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色泥、頁巖主要分布在川東北、湘鄂西、川東南—黔北、黔東南、江漢盆地南緣地區(qū);中二疊統(tǒng)主要分布于川東和廣元—武漢斷陷及鄰區(qū)的臺內(nèi)凹陷;泥、頁巖有機(jī)質(zhì)豐度以下寒武統(tǒng)黑色泥頁巖最優(yōu)，其次為五峰組—龍馬溪組黑色頁巖，中二疊統(tǒng)黑色泥、頁巖相對較差，此外在桂中地區(qū)中—下泥盆統(tǒng)塘丁組、納標(biāo)組和羅富組以及湘中地區(qū)下石炭統(tǒng)測水組均有富有機(jī)質(zhì)泥、頁巖發(fā)育。

針對寒武系頁巖2011年在貴州黃平地區(qū)部署實(shí)施頁巖氣參數(shù)井——黃頁1井，該井2011年3月18日完鉆，完鉆井深2488 m。在下寒武統(tǒng)九門沖組鉆遇優(yōu)質(zhì)泥頁巖112 m，在泥頁巖中發(fā)現(xiàn)81 m厚的連續(xù)氣測異常段，2011年4月30日對九門沖組2340～2370 m實(shí)施大型清水壓裂，壓入總液量為1246 m3，加砂累計(jì)量為33 m3，壓裂后獲得日產(chǎn)418 m3低產(chǎn)氣流。

針對下志留統(tǒng)頁巖，2011年在重慶彭水—德江褶皺帶桑柘坪向斜部署實(shí)施彭頁1井。該井2011年10月9日鉆至井深2208 m完鉆。該井在下志留統(tǒng)龍馬溪組下部黑色頁巖段氣測整體異常，連續(xù)厚度為103 m，全烴最高為22.6%，預(yù)示該區(qū)下志留統(tǒng)泥頁巖具有良好的含氣性和勘探前景。

針對二疊系泥、頁巖，2011年在湘中坳陷漣源凹陷橋頭河向斜部署頁巖氣參數(shù)井——湘頁1井，該井2011年10月3日鉆至井深2067.65 m完鉆。龍?zhí)督M—大隆組氣測顯示8層/53.83 m，全烴最高為5.921%。12月14日對大隆組600～620 m層段進(jìn)行壓裂，累計(jì)壓入液量為1631.5 m3，加砂量為82 m3，12 月20 日日產(chǎn)氣 2409.9 m3。

近期海相頁巖氣勘探表明，我國南方泥、頁巖地層普遍具有高演化、高—過成熟的特征。如四川盆地震旦系—下古生界泥、頁巖處于高過成熟度階段，Ro一般為2.36% ～3.39%;上揚(yáng)子地區(qū)志留系頁巖Ro平均已在2.5%以上，有的地區(qū)已近4%，均進(jìn)入了過成熟演化階段。南方海相頁巖氣實(shí)際是泥質(zhì)烴源巖在排烴后未運(yùn)移出源巖的“殘留氣”，基本上無后續(xù)烴源補(bǔ)給。加上在漫長的地質(zhì)歷史中，我國南方海相地層經(jīng)歷了多旋回構(gòu)造運(yùn)動和強(qiáng)烈的后期改造，對油氣藏破壞嚴(yán)重，因此，在這種有機(jī)質(zhì)演化程度高，構(gòu)造運(yùn)動復(fù)雜的地質(zhì)背景下，保存條件將是中國海相頁巖氣尋找頁巖氣藏的關(guān)鍵因素。

3.3 煤層氣

中國石化煤層氣規(guī)模性勘探工作始于2008年5月，主要針對華北石炭—二疊系、南方二疊系和西北侏羅系的延川南、和順、織金等8個(gè)區(qū)塊開展勘探工作。目前總體處于勘探評價(jià)階段。截至2011年年底已累計(jì)完成二維地震2211 km，鉆井112口，進(jìn)尺12.7×104m。已在山西和順區(qū)塊、延川南區(qū)塊、貴州織金區(qū)塊煤層氣探井獲得了工業(yè)氣流，并明確了上述3個(gè)區(qū)塊為中國石化煤層氣近期勘探開發(fā)的主要區(qū)塊。

延川南區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地的東南邊緣，二疊系山西組2號煤是主要勘探目的層，煤層厚為3.9～5.9 m，平均厚度為4.9 m。埋深為800～1500 m，煤層氣有效含氣面積為 488.5 km2，資源量為357.99億m3。2010年延1井獲日產(chǎn)2632 m3工業(yè)氣流后，2011年加大勘探評價(jià)和井組排采先導(dǎo)試驗(yàn)力度，截至2011年年底，區(qū)內(nèi)已完成參數(shù)井、排采井49口，其中U型水平井1口，已見氣井30口，10口井獲1000 m3以上的穩(wěn)定工業(yè)氣流。2011年向國土資源部油氣儲量評審辦公室提交探明儲量106.47億m3。經(jīng)過近期勘探，延川南區(qū)塊煤層氣井組試驗(yàn)取得了面積排采和工藝突破，三級儲量得到落實(shí)，證實(shí)具備開發(fā)建產(chǎn)的條件。目前該區(qū)正開展不同井型產(chǎn)能評價(jià)試驗(yàn)，為開發(fā)方案編制做準(zhǔn)備。

和順區(qū)塊位于山西省沁水盆地東緣北部，區(qū)塊面積為1040.4 km2，煤層氣地質(zhì)資源量為1267.2億m3。石炭系太原組15號煤為勘探主力目的煤層，煤層厚2.0 ～9.9 m，平均厚度為5.71 m，分布穩(wěn)定，無尖滅現(xiàn)象。2010年在西寨向斜帶實(shí)施和6井，通過優(yōu)化射孔、壓裂、排采等工程工藝技術(shù)獲得日產(chǎn)1500 m3的穩(wěn)定氣流，取得了和順區(qū)塊煤層氣勘探的突破。目前針對和6井區(qū)正開展12口井小井組試驗(yàn)，并已有多口井見氣。

織金區(qū)塊位于貴州省西部，為常規(guī)油氣礦權(quán)區(qū)塊，登記面積為7302 km2?？碧侥康膶訛槎B系龍?zhí)督M煤系，該地區(qū)煤層具有含水性弱、地應(yīng)力低、高含氣量、多煤層、厚度大、資源量和豐度高等優(yōu)勢，發(fā)育多個(gè)相對穩(wěn)定的含煤構(gòu)造，煤巖變形不強(qiáng)烈，儲層壓力相對較高的特點(diǎn)，是中國南方煤層氣勘探的有利地區(qū)。2010年，織2井獲最高日產(chǎn)2803 m3，穩(wěn)定日產(chǎn)1200 m3，是我國南方地區(qū)煤層氣勘探的第一口獲得工業(yè)氣流的煤層氣井。目前該區(qū)塊正甩開勘探，進(jìn)一步評價(jià)該區(qū)煤層氣資源。

4 面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

4.1 機(jī)遇

當(dāng)前非常規(guī)資源正面臨較好的發(fā)展機(jī)遇，一是國家高度重視非常規(guī)油氣資源的開發(fā)與利用，已將非常規(guī)資源開發(fā)作為我國能源戰(zhàn)略中的重要舉措之一。二是隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化、工業(yè)化步伐的加快，能源需求量不斷加大。常規(guī)油氣資源經(jīng)過多年的大規(guī)模的勘探開發(fā)，儲量和產(chǎn)量增長難度較大，加快頁巖油氣和煤層氣等非常規(guī)資源的勘探開發(fā)，將有效緩解我國油氣供需矛盾。三是環(huán)境效益需求。煤炭一直是我國能源主要來源，面臨著巨大的溫室氣體排放壓力，加快煤層氣等非常規(guī)油氣勘探開發(fā)對于緩解能源壓力、促進(jìn)煤礦安全、提高環(huán)境效益具有重要意義。四是美國頁巖油氣、煤層氣等非常規(guī)資源的成功開發(fā)，提供了可供借鑒的成熟技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，我國在常規(guī)油氣勘探中，已在水平井鉆探、分段壓裂等方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，具備了一定的技術(shù)基礎(chǔ)，通過引進(jìn)、研發(fā)和集成，可將在較短時(shí)間內(nèi)形成適應(yīng)我國地質(zhì)特點(diǎn)的非常規(guī)勘探開發(fā)技術(shù)。五是中國石化探區(qū)非常規(guī)油氣資源豐富，具有多層系(古、中、新生界)、多領(lǐng)域(海相、陸相、過渡相)、多類型(I、Ⅱ、Ⅲ型)、多演化(熱演化程度高、中、低)、多成因(生物、熱解、裂解成因)等特點(diǎn)，具備非常規(guī)發(fā)展的資源基礎(chǔ)。六是近期勘探工作已在頁巖油氣、煤層氣等非常規(guī)領(lǐng)域取得了進(jìn)展，明確了頁巖油氣、煤層氣的有利勘探區(qū)塊和建產(chǎn)目標(biāo)區(qū)。

4.2 挑戰(zhàn)

在看到非常規(guī)油氣資源面臨發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，還必須清醒地認(rèn)識到要實(shí)現(xiàn)非常規(guī)油氣資源的大規(guī)模商業(yè)開發(fā)還面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1)我國頁巖油氣藏、煤層氣藏等非常規(guī)資源類型多樣，其形成、富集、演化程度及保存條件與北美相比具有一定的差異性。由于起步相對較晚，前期基礎(chǔ)研究工作與國外相比存在不小的差距，導(dǎo)致我國非常規(guī)資源認(rèn)識程度低，制約了其快速發(fā)展。

2)非常規(guī)資源有效開發(fā)取決于關(guān)鍵性技術(shù)的突破與應(yīng)用。以頁巖油氣為例，北美頁巖油氣快速發(fā)展得益于水平井鉆井技術(shù)和分段壓裂技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)的廣泛運(yùn)用。目前我國頁巖油氣開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)如水平井分段壓裂主要引進(jìn)國外的技術(shù)、工具、材料及配套設(shè)備，盡管近年來在某些方面已取得突破，但還處于現(xiàn)場試驗(yàn)、試用階段，尚未形成有效、成熟的關(guān)鍵技術(shù)，制約了頁巖油氣的快速發(fā)展。

3)非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，低成本是非常規(guī)油氣商業(yè)化規(guī)模開發(fā)的關(guān)鍵。我國頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)資源富集區(qū)多位于我國中、西部地區(qū)，存在地形地貌條件復(fù)雜，水源缺乏，管網(wǎng)資源較少等不利因素，如何降低成本實(shí)現(xiàn)規(guī)模性商業(yè)化開發(fā)是當(dāng)前面臨的另一挑戰(zhàn)。

5 發(fā)展前景展望

中國石化在未來的一段時(shí)間內(nèi)，將立足東部斷陷盆地、四川盆地、南方海相、鄂爾多斯盆地四大領(lǐng)域，加大頁巖油氣、煤層氣選區(qū)評價(jià)力度，加快非常規(guī)資源勘探突破，加強(qiáng)勘探開發(fā)與工程技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模建產(chǎn);積極開展油頁巖、油砂等其他非常規(guī)資源勘探評價(jià)研究，有效推動中國石化非常規(guī)資源快速發(fā)展。

在頁巖油方面，近期將重點(diǎn)開展沾化、東營、泌陽等凹陷的勘探評價(jià)和開發(fā)試驗(yàn)。到2015年力爭實(shí)現(xiàn)頁巖油勘探及開發(fā)試驗(yàn)的突破，形成2～3個(gè)規(guī)模建產(chǎn)陣地，有望形成40萬t頁巖油產(chǎn)能陣地。到2020年在濟(jì)陽坳陷、南襄盆地等地區(qū)實(shí)現(xiàn)整體規(guī)模建產(chǎn)。

在頁巖氣方面，近期將加快四川盆地及周緣陸相頁巖氣的勘探評價(jià)、開發(fā)試驗(yàn)攻關(guān)，以形成2～3個(gè)頁巖氣開發(fā)示范區(qū)。同時(shí)繼續(xù)加大海相頁巖氣重點(diǎn)目標(biāo)的勘探評價(jià)力度，力爭獲得突破;到2015年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)頁巖氣17億m3，“十三五”期間將實(shí)現(xiàn)四川盆地及周緣海相、陸相頁巖氣的整體規(guī)模建產(chǎn)。

煤層氣方面，近期將以延川南產(chǎn)能建設(shè)為重點(diǎn)，同時(shí)加快和順、織金煤層氣產(chǎn)能建設(shè)準(zhǔn)備。預(yù)計(jì)2015年可建成煤層氣產(chǎn)能5億m3以上?！笆濉逼陂g將進(jìn)一步加大華北、南方地區(qū)煤層氣勘探開發(fā)力度，形成華北地區(qū)石炭系—二疊系中高階煤、南方二疊系中高階煤和華北地區(qū)低階煤領(lǐng)域三大建產(chǎn)領(lǐng)域。

可以預(yù)計(jì)在未來10～20年，中國石化將進(jìn)一步加強(qiáng)關(guān)鍵性技術(shù)攻關(guān)、降本增效，在非常規(guī)油氣資源勘探突破和開發(fā)建產(chǎn)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加大開發(fā)投入力度，拓展勘探開發(fā)領(lǐng)域，將形成頁巖油、頁巖氣和煤層氣等多領(lǐng)域突破和多個(gè)地區(qū)規(guī)模建產(chǎn)的局面，成為中國石化油氣儲產(chǎn)量新的增長點(diǎn)，為中國石化打造上游長板、實(shí)現(xiàn)“建設(shè)世界一流能源化工公司”的發(fā)展目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

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The potential and exploring progress of unconventional hydrocarbon resources in SINOPEC

Ma Yongsheng1，F(xiàn)eng Jianhui1，Mu Zehui1，Zhao Peirong1，Bao Shujing2，Wang Feng2

(1.China Petroleum ＆ Chemical Corporation，Beijing 100728，China;2.Exploration and Production Research Institute，SINOPEC，Beijing 100083，China)

The unconventional hydrocarbon resources are very abundant within the registered blocks of SINOPEC(China Petroleum＆Chemical Corporation).The potential exploration area for coalbed methane(CBM)reaches 101.9 thousand km2and the resource with the buried depth smaller than 2000 m is 11.02 trillion m3.The potential exploration area for shell gas is 175 thousand km2and the volume is 15.9 trillion m3.The potential exploration area for shell oil reaches 117.6 thousand km2and the resource is huge.Since 2004，SINOPEC has started to pay attention to unconventional hydrocarbon resources and launched research and exploration on CBM，shale gas and shale oil，etc.Recently，unconventional hydrocarbon resources exploration of SINOPEC has obtained breakthrough and progress.By the horizontal well fracturing section，Biye HF-1 obtains 23.6 m3/d commercial shell oil flow in Biyang Depression.By testing，several continental wells get high-yield commercial shell gas flow in Yuanba Block，and Jianye HF-1 obtains 12300 m3/d commercial shell gas flow in Jiannan Block.The CBM proved reservoir in Yanchuan south block has reached 10647 millon m3，and lots of wells get commercial CBM gas flow，which makes the pattern of“various resources type”and“multi-stage”exploration and development form on unconventional hydrocarbon resources in SINOPEC.

SINOPEC(China Petroleum ＆ Chemical Corporation);unconventional hydrocarbon;hydrocarbon resources;exploration

TE8;P618.13

A

1009－1742(2012)06－0022－09

2012－04－06

馬永生(1961—)，男，內(nèi)蒙古土默特左旗人，中國工程院院士，教授級高級工程師、博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)槌练e學(xué)與油氣田勘探;E－mail:yongshma@126.com