趙俊龍，張君峰，許　浩，喻廷旭，趙　達(dá)，耿昀光

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京100083；2.中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)公司，北京100007）

北美典型致密油地質(zhì)特征對(duì)比及分類

趙俊龍1，張君峰2，許浩1，喻廷旭1，趙達(dá)1，耿昀光1

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京100083；2.中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)公司，北京100007）

為全面認(rèn)識(shí)致密油，汲取國(guó)外成功的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，從而推動(dòng)我國(guó)致密油發(fā)展，通過詳細(xì)對(duì)比北美地區(qū)巴肯組、鷹灘組和卡爾蒂姆組的地質(zhì)特征，從方便儲(chǔ)量計(jì)算的角度，提出了更為完善的致密油定義，并系統(tǒng)劃分了致密油的類型。結(jié)果表明：致密油主要是指以吸附或游離狀態(tài)賦存于未納入常規(guī)油田產(chǎn)區(qū)的低滲儲(chǔ)層（卡爾蒂姆組）或地層深部致密沉積巖（巴肯組、鷹灘組）中，且必須通過水平井或多級(jí)壓裂等開發(fā)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)采出的輕質(zhì)非常規(guī)石油聚集，可以劃分為2個(gè)大類、5個(gè)亞類，其中，巴肯組致密油資源量最大，具有“大而肥”的特點(diǎn)，主要賦存在滲透率為0.01～1.00 mD的致密砂巖中，卡爾蒂姆組致密油資源量次之，主要賦存在滲透率為0.1～10.0 mD的砂質(zhì)泥巖中，而鷹灘組致密油資源量最低，主要賦存在滲透率為0.000 001～0.000 100 mD的致密灰?guī)r中。

致密油；地質(zhì)特征；對(duì)比及分類；儲(chǔ)量計(jì)算；北美地區(qū)

0　引言

近年來(lái)，在石油需求量高速增長(zhǎng)的刺激下，隨著勘探開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，致密油資源逐漸成為世界各國(guó)石油工業(yè)爭(zhēng)相介入的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一［1］。然而，全球致密油探明儲(chǔ)量較豐富、商業(yè)化開發(fā)較成功的油藏集中在北美，如美國(guó)的巴肯組和鷹灘組，加拿大的卡爾蒂姆組［2］。這3套地層致密油儲(chǔ)量和產(chǎn)量提升幅度均較快，特別是成為當(dāng)年全球油氣領(lǐng)域十大發(fā)現(xiàn)之一的巴肯組致密油實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；_發(fā)［3］，逆轉(zhuǎn)了北美石油產(chǎn)量持續(xù)走低的趨勢(shì)，使美國(guó)原油生產(chǎn)占世界總產(chǎn)量的10%以上，在一定程度上改變了世界傳統(tǒng)能源格局［4］。與國(guó)外致密油的成功開發(fā)相比，國(guó)內(nèi)致密油資源雖然豐富、分布范圍廣、資源潛力大，包括鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組致密砂巖、四川盆地侏羅系泥頁(yè)巖及粉砂巖、渤海灣盆地沙河街組湖相碳酸鹽巖、酒泉盆地白堊系泥灰?guī)r及準(zhǔn)噶爾盆地二疊系云質(zhì)巖等［5-8］，但其研究尚處于起步階段，不僅缺乏有效的勘探開發(fā)技術(shù)，更為重要的是，當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)致密油地質(zhì)特征認(rèn)識(shí)尚淺，對(duì)致密油的定義并不統(tǒng)一。因此，全面認(rèn)識(shí)致密油這一非常規(guī)輕質(zhì)油，對(duì)我國(guó)致密油勘探開發(fā)具有指導(dǎo)意義。筆者深入剖析對(duì)比巴肯組、鷹灘組和卡爾蒂姆組三大致密油地層的地質(zhì)特征，并從儲(chǔ)量計(jì)算的角度提出更為完善的致密油定義，對(duì)致密油類型進(jìn)行系統(tǒng)分類，以期對(duì)加快動(dòng)用我國(guó)豐富的致密油資源起到推動(dòng)作用，為我國(guó)致密油開發(fā)提供借鑒。

1　巴肯組致密油地質(zhì)特征

巴肯組致密油生產(chǎn)區(qū)位于地跨美國(guó)和加拿大2個(gè)國(guó)家的威利斯頓盆地中北部（圖1），是北美目前致密油產(chǎn)量最大的生產(chǎn)基地［9］，面積約為7萬(wàn)km2。2005年以來(lái)，隨著油價(jià)的飆升及鉆井與完井和數(shù)值模擬技術(shù)的再次引入，巴肯組致密油開發(fā)取得了較大突破。據(jù)EIA（美國(guó)能源信息署）統(tǒng)計(jì)，2012年6月巴肯組生產(chǎn)井超過4141口，平均日產(chǎn)量達(dá)8.3萬(wàn)t，至2012年年底則達(dá)到14萬(wàn)t，占北達(dá)科他州致密油總產(chǎn)量的90%［2］。

1.1構(gòu)造與地層

威利斯頓盆地次級(jí)構(gòu)造較少，主要有位于北達(dá)科他州的南北走向的奈森背斜、比林斯背斜和小刀背斜，以及位于蒙大拿州的北西—南東走向的雪松河背斜（圖1）。巴肯組致密油地層埋深為2 900～3 300 m，地層傾角通常小于0.5°。

巴肯組屬于泥盆—密西西比系，分為上、中、下3個(gè)亞段。表1為巴肯組內(nèi)部地層特征統(tǒng)計(jì)。從表1可以看出，巴肯組上段和下段是具有放射性的、富含有機(jī)質(zhì)的黑色頁(yè)巖，中段主要為鈣質(zhì)灰色粉砂巖、砂巖和碳酸鹽巖。上段和下段是巴肯組致密油的烴源巖，原油經(jīng)過短距離運(yùn)移到達(dá)滲透率較低的中段地層聚集，形成巴肯組中段的致密油藏（圖2）。巴肯組下段為低氧陸架環(huán)境，中段為有氧陸架環(huán)境，上段為缺氧陸架環(huán)境，其中缺氧陸架環(huán)境是由層狀水文流態(tài)造成的，其存在的證據(jù)包括缺乏底棲生物群和掘穴生物遺跡以及高TOC含量［11］。

圖1　威利斯頓盆地巴肯組位置（據(jù)文獻(xiàn)［10］和［11］修改）Fig.1　Location of Bakken Formation in Williston Basin

表1　巴肯組內(nèi)部地層特征統(tǒng)計(jì)Table1　Characteristics of inner Bakken Formation

圖2　威利斯頓盆地巴肯組內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征（據(jù)文獻(xiàn)［10］修改）Fig.2　Structure characteristics of inner Bakken Formation in Williston Basin

1.2烴類系統(tǒng)

巴肯組烴類系統(tǒng)由巴肯組、洛奇波爾組和斯里?？怂菇M3套地層組成，是一個(gè)在地層深部形成的連續(xù)型油氣藏［12］。巴肯組與斯里?？怂菇M在盆地深部可能為整合接觸關(guān)系，在盆地周緣為不整合接觸關(guān)系，而與洛奇波爾組之間為整合接觸關(guān)系，下伏于洛奇波爾組。巴肯組地層在北達(dá)科他州西北部的奈森背斜東部最厚，超過42.7 m。在巴肯組烴類系統(tǒng)中，上段和下段有機(jī)質(zhì)豐富的頁(yè)巖是整個(gè)油氣系統(tǒng)的烴源巖，而巴肯組中段及洛奇波爾組、斯里?？怂菇M是良好的儲(chǔ)層。

1.3儲(chǔ)層物性

巴肯組致密油主要產(chǎn)于盆地內(nèi)部的超壓區(qū)，如埃爾姆古力油田，儲(chǔ)層有效厚度為1.83～4.57 m，平均孔隙度為8%～12%，平均滲透率為0.05～0.50 mD。然而，郭永奇等［13］認(rèn)為，巴肯組為雙孔隙系統(tǒng)，在油藏壓力條件下，巖石基質(zhì)孔隙度僅為2%～3%，裂縫孔隙度為0.2%～0.3%，基質(zhì)滲透率為0.02～0.05 mD［13］。

1.4儲(chǔ)量特征

巴肯組致密油勘探潛力巨大，估計(jì)地質(zhì)儲(chǔ)量為280～570億t［13］。USGS（美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局）在2008年評(píng)估指出，巴肯組致密油區(qū)的總資源量為230億t，待發(fā)現(xiàn)資源量為3.7億t，可采資源量為6億t，其中油、伴生或溶解氣及石油液化氣的技術(shù)可采資源量分別為5.2億t，518億m3和2 100萬(wàn)t。根據(jù)EIA 2012年最新數(shù)據(jù)，巴肯致密油儲(chǔ)量已達(dá)到4.4億t。

2　鷹灘組致密油地質(zhì)特征

位于德克薩斯州南部的鷹灘致密油生產(chǎn)區(qū)，是美國(guó)最新的油氣工業(yè)區(qū)塊［14］。鷹灘組地層呈北東—南西向展布，南部邊界平行于斯萊戈陸架邊緣，向北部大范圍延伸，環(huán)繞馬弗里克盆地，面積為4萬(wàn)km2（圖3）。鷹灘組油氣生產(chǎn)始于2008年10月鉆成的水平井STS#1，2009年開始實(shí)施大量鉆井及完井工程，到2010年，已有約1 103口井陸續(xù)鉆成并成功完井，目前勘探活動(dòng)正在快速增長(zhǎng)。鷹灘組產(chǎn)油氣能力極高，2008年原油產(chǎn)量為1.8萬(wàn)t，到2010年已達(dá)到42.3萬(wàn)t，僅2011年前2個(gè)月產(chǎn)量（8.6萬(wàn)t）就是2008年的4倍多［16］，至2012年，年產(chǎn)量為29.3百萬(wàn)t，較2011年增加了19.3百萬(wàn)t。

圖3　鷹灘頁(yè)巖地理位置及油、濕氣和干氣分布（據(jù)文獻(xiàn)［15］修改）Fig.3　Location of Eagleford shale and distribution of oil，wet gas and dry gas

2.1構(gòu)造與地層

鷹灘組是一套晚白堊系地層，上部為奧斯汀白堊組，下部與布達(dá)組不整合接觸（圖4），沉積在一個(gè)非常平緩的斜坡上［16］。鷹灘頁(yè)巖由上、下2個(gè)部分組成：上部以海退開始的高位體系域?yàn)樘卣?，在海濱附近發(fā)生了沉積；下部海進(jìn)層主要是沉積在淺部溫暖海洋環(huán)境中的黑色層狀、富含有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖。海退剖面由互層的鈣質(zhì)頁(yè)巖、黏土巖、互層的灰?guī)r和石英質(zhì)粉砂巖組成。鷹灘組沉積于缺氧環(huán)境，底棲生物化石及生物潛穴的缺乏，有利于生烴和有機(jī)質(zhì)的保存。鷹灘組TOC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～7%，有機(jī)質(zhì)豐度隨埋深增加而增大。

圖4　德克薩斯地區(qū)白堊系地層柱狀圖（據(jù)文獻(xiàn)［15］修改）Fig.4　StratigraphiccolumnofUpperCretaceousinTexasarea

2.2烴類系統(tǒng)

鷹灘組是一個(gè)自生自儲(chǔ)式的油氣系統(tǒng)，含有的油氣種類較多，干酪根類型是Ⅱ，Ⅱ—Ⅲ和Ⅲ型［17］。烴類的運(yùn)移主要是在驅(qū)替階段沿著巖層層面的運(yùn)移［14］。由于沒有圈閉，在垂向上烴類是向著區(qū)域裂縫或斷層處運(yùn)移；在橫向上，鷹灘頁(yè)巖從北向南依次相變?yōu)?個(gè)成熟區(qū)，即油、濕氣與凝析油、干氣（參見圖3）。可見，區(qū)塊北部液態(tài)烴和氣態(tài)烴的比例大于南部。但最新研究表明，在液態(tài)烴含量很高的地區(qū)，也可以產(chǎn)生氣態(tài)烴和凝析油［14］。

2.3儲(chǔ)層物性

鷹灘組的埋深為1 200～4 500 m，壓力梯度為1.0～1.5 MPa/100 m，厚度一般為30～90 m。鷹灘頁(yè)巖的巖石組成中石英、碳酸鹽巖、泥質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)分別為20%，67%，7.5%及2.0%～6.5%［18］，孔隙度為3%～10%，平均為6%，有氣體充填處的孔隙度為2.1%～11.9%，滲透率為（3～405）×10-6mD，平均為180×10-6mD［14］。因此，盡管將鷹灘組稱之為鷹灘頁(yè)巖，實(shí)際上更多的是致密灰?guī)r。

2.4儲(chǔ)量特征

鷹灘組致密油主要賦存于產(chǎn)區(qū)北部，地質(zhì)儲(chǔ)量為1.26億t，天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為11.3～63.1億m3，目前日產(chǎn)油量為560 t［19］。然而，位于鷹灘組產(chǎn)區(qū)中心的1 041口井的產(chǎn)量已經(jīng)遞減，原油遞減速率為76%，天然氣遞減速率為60%，遞減指數(shù)分別為0.25和0.40。采用雙曲線遞減法，將天然氣按照價(jià)格比（20∶1）換算成油，評(píng)價(jià)單井技術(shù)可采儲(chǔ)量表明，平均技術(shù)可采儲(chǔ)量為2.9萬(wàn)t，平均值為2.2萬(wàn)t。使用水平井鉆井技術(shù)后，產(chǎn)量有所提高，但平均值變化不大。產(chǎn)量最好的深度位于1 200～1 700 m處［20］。整體來(lái)看，鷹灘組致密油在2012年儲(chǔ)量為4.7億t，較2011年增長(zhǎng)了2.9億t，首次超過了巴肯組地層（4.4億t），成為美國(guó)致密油儲(chǔ)量增長(zhǎng)最快的地層。

3　卡爾蒂姆組致密油地質(zhì)特征

卡爾蒂姆組致密油生產(chǎn)區(qū)位于北美落基山以東的阿爾伯達(dá)盆地中部（圖5）。針對(duì)卡爾蒂姆組的致密油勘探主要集中在常規(guī)砂巖儲(chǔ)層周邊或常規(guī)油藏之間的致密巖層中，此類非常規(guī)致密油被稱為“裙邊油”。裙邊油藏與常規(guī)油藏上下疊置，側(cè)向上相互過渡，無(wú)明顯邊界，大面積分布，在空間上難以區(qū)分［21］。2008年卡爾蒂姆組第一口多段壓裂水平井完鉆，產(chǎn)量十分驚人，平均日產(chǎn)油約17.2 t，而且不產(chǎn)水，標(biāo)志著卡爾蒂姆組的油氣勘探開始從常規(guī)資源向非常規(guī)資源轉(zhuǎn)型。2009年又鉆了12口井，至2011年年初約80%的鉆井具有水平段［22-23］。目前，阿爾伯達(dá)已有水平井300多口，投產(chǎn)第一年單井日產(chǎn)量最高為28 t左右。鉆井非常密集是卡爾蒂姆組主導(dǎo)西加拿大致密油工業(yè)的主要原因。

圖5　西加拿大沉積盆地卡爾蒂姆組區(qū)域位置（據(jù)文獻(xiàn)［4］和［21］修改）Fig.5　Location of Cardium Formation in the western Canada sedimentary basin

3.1構(gòu)造與地層

西加拿大沉積盆地地層主要沉積于北美板塊與太平洋板塊碰撞所形成的前陸盆地中，垂向上由2套地層組成：下部主要為一套沉積在穩(wěn)定地臺(tái)上的古生界碳酸鹽巖，上部為一套前陸中—新生界碎屑巖。盆地地層厚度在西部落基山山前最大，近6 000 m，向東逐漸變薄，尖滅在加拿大地盾之上［24］（圖6）。

圖6　過西加拿大沉積盆地的A—A′區(qū)域地質(zhì)剖面（剖面位置見圖5，據(jù)文獻(xiàn)［22］修改）Fig.6　Geological section of A-A′across the western Canada sedimentary basin

卡爾蒂姆組為一套夾在上部碎屑巖中，以細(xì)、粉砂為主的白堊系砂巖，為濱、淺海相沉積。砂體呈席狀、條帶狀或透鏡狀，主要分布在西加拿大前陸盆地西部，向東一直延伸到阿爾伯達(dá)中部，巖性逐漸變?yōu)槟囗?yè)巖［25-26］?？柕倌方M致密油聚集在砂巖邊緣的砂質(zhì)泥巖中，以巖性－地層油氣藏為主。

3.2烴類系統(tǒng)

卡爾蒂姆組位于科羅拉多群?？屏_拉多群是由多個(gè)次級(jí)海進(jìn)—海退沉積旋回組成的一套以海相頁(yè)巖為主的地層，其中，魚鱗組頁(yè)巖、第一白斑組頁(yè)巖和第二白斑組頁(yè)巖是該含油氣系統(tǒng)的3套主力烴源巖［27］（圖7），其分布范圍廣，TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為2.5%左右，最高可達(dá)12%，干酪根以Ⅱ型為主。隨著海平面的變化，沿岸沉積的礫巖和砂巖形成主要的常規(guī)儲(chǔ)層，而礫巖周圍由低滲透性泥質(zhì)砂巖組成的邊緣區(qū)成為致密油勘探的首選目標(biāo)，如卡爾蒂姆組。地球化學(xué)分析和含油氣系統(tǒng)研究表明，第二白斑組頁(yè)巖是卡爾蒂姆組致密油的主力烴源巖［25］。

圖7　西加拿大沉積盆地的科羅拉多群含油氣系統(tǒng)特征（據(jù)文獻(xiàn)［23］修改）Fig.7　Petroleum system characteristics of the Colorado Group in the western Canada sedimentary basin

3.3儲(chǔ)層物性

卡爾蒂姆組由向上變粗，且多具生物擾動(dòng)構(gòu)造并呈斑點(diǎn)狀分布的近岸砂巖、粉砂巖組成，具有較高的孔隙度和滲透率。然而，包裹在砂巖周圍的具有不連續(xù)特征的砂質(zhì)泥巖具有較低的孔隙度（5%～12%）和滲透率（0.1～10.0 mD）［21］，賦存于這部分儲(chǔ)層的石油無(wú)法納入常規(guī)開采，是加拿大重要的致密油富集區(qū)。

3.4儲(chǔ)量特征

卡爾蒂姆組是在常規(guī)油氣藏邊緣或油氣藏之間發(fā)育的非常規(guī)致密油資源，石油總地質(zhì)資源量為40.5億t，待發(fā)現(xiàn)地質(zhì)資源量為25.5億t，在目前的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下可采資源量為0.97億t，不到待發(fā)現(xiàn)地質(zhì)資源量的4%，約占卡爾蒂姆組總可采資源量的38%［22］。其中，致密油地質(zhì)儲(chǔ)量約14.8億t（Pembina油田占13.1億t），可采儲(chǔ)量為0.18億t。由于Pembina油田非常規(guī)油氣藏尚處于生產(chǎn)和開發(fā)的早期，故采收率一般比較低（通常低于17%）［24］?？梢姡诳碧匠潭群芨叩目柕倌方M致密油資源開發(fā)具有非常大的潛力。

4　致密油地質(zhì)條件對(duì)比與分類

4.1地質(zhì)條件對(duì)比

巴肯組、鷹灘組和卡爾蒂姆組是北美目前最重要的3套致密油產(chǎn)層。上述分析表明，三大產(chǎn)層蘊(yùn)藏有豐富的致密油資源，有著巨大的開發(fā)潛力。表2統(tǒng)計(jì)了上述致密油地層的地質(zhì)特征與資源量。整體來(lái)看，致密油是賦存在埋深大于1 000 m的致密沉積巖中的烴類聚集，儲(chǔ)層孔隙度低于10%，分布范圍較廣，烴源巖有機(jī)碳含量及成熟度均較高，原油密度較小，壓力系數(shù)一般高于1.3，為超壓儲(chǔ)層。

對(duì)比三大產(chǎn)層資源量與儲(chǔ)層特征表明：巴肯組致密油資源量最大，具有“大而肥”的特點(diǎn)，主要賦存在致密砂巖中，滲透率一般為0.01～1.00 mD；卡爾蒂姆致密油資源量次之，主要賦存在滲透率更大（0.1～10.0 mD）的砂質(zhì)泥巖中；鷹灘組致密油資源量較低，主要賦存在致密灰?guī)r中，滲透率為0.000001～0.000 100 mD。正是儲(chǔ)層“致密”的特征決定了此類原油經(jīng)濟(jì)開發(fā)必須依賴于多級(jí)水力壓裂技術(shù)、多分支水平井技術(shù)及數(shù)值模擬技術(shù)等資金密集型技術(shù)。因此，要實(shí)現(xiàn)致密油的經(jīng)濟(jì)開發(fā)不僅需要政府提供有效的監(jiān)管與扶持政策，同時(shí)，在制定稅收規(guī)則與環(huán)保法規(guī)時(shí)，應(yīng)充分考慮致密油的開發(fā)特點(diǎn)，以保障致密油勘探開發(fā)能夠積極有效地進(jìn)行。

表2　北美地區(qū)三大致密油產(chǎn)層地質(zhì)特征Table2　Geological characteristics of three tight oil formations in North America

4.2致密油分類

為方便儲(chǔ)量計(jì)算，結(jié)合北美三大致密油儲(chǔ)層特點(diǎn)，筆者從儲(chǔ)層的角度提出更加豐富與完善的致密油的定義：致密油是指以吸附或游離狀態(tài)賦存于未納入常規(guī)油田產(chǎn)區(qū)的低滲儲(chǔ)層或地層深部致密沉積巖（包括原地致密烴源巖，如泥頁(yè)巖；與烴源巖互層或緊鄰的致密儲(chǔ)層，如致密砂巖和致密碳酸鹽巖等）中，且必須通過水平井或多級(jí)壓裂等開發(fā)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)采出的輕質(zhì)非常規(guī)石油聚集。然而，從現(xiàn)階段的地質(zhì)能源礦種及經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看，其主要類型包括位于頁(yè)巖儲(chǔ)層中的石油和經(jīng)過短距離運(yùn)移后賦存于其他致密儲(chǔ)層中的石油兩大類，進(jìn)一步又可分為5個(gè)亞類，這些致密油類型的主要區(qū)別如表3所列。

表3　北美地區(qū)致密油分類及特征Table3　Types and characteristics of tight oil in North America

5　結(jié)論

（1）致密油是賦存在埋深大于1 000 m的致密沉積巖中的烴類聚集，儲(chǔ)層孔隙度低于10%，分布范圍較廣，烴源巖有機(jī)碳含量及成熟度均較高，原油密度較小，壓力系數(shù)一般高于1.3，為超壓儲(chǔ)層。

（2）北美三大致密油儲(chǔ)層中，巴肯組致密油資源量最大，具有“大而肥”的特點(diǎn)，主要賦存在致密砂巖中，滲透率為0.01～1.00 mD；卡爾蒂姆組致密油資源量次之，主要賦存在滲透率為0.1～10.0 mD的砂質(zhì)泥巖中；鷹灘組致密油資源量最低，主要賦存在滲透率為0.000 001～0.000 100 mD的致密灰?guī)r中。

（3）從方便儲(chǔ)量計(jì)算的角度，致密油主要是指以吸附或游離狀態(tài)賦存于未納入常規(guī)油田產(chǎn)區(qū)的低滲儲(chǔ)層（卡爾蒂姆組）或地層深部致密沉積巖（巴肯組、鷹灘組）中，且必須通過水平井或多級(jí)壓裂等開發(fā)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)采出的輕質(zhì)非常規(guī)石油聚集，可以分為2個(gè)大類、5個(gè)亞類。

（References）：

［1］林森虎，鄒才能，袁選俊，等.美國(guó)致密油開發(fā)現(xiàn)狀及啟示［J］.巖性油氣藏，2011，23（4）：25-30.

Lin Senhu，Zou Caineng，Yuan Xuanjun，et al.Status quo of tight oil exploitation in the United States and its implication［J］.Lithologic Reservoirs，2011，23（4）：25-30.

［2］張威，劉新，張玉瑋.世界致密油及其勘探開發(fā)現(xiàn)狀［J］.石油科技論壇，2013，1（1）：41-44.

ZhangWei，LiuXin，ZhangYuwei.Worldwide tight oil and its current exploration&development conditions［J］.Oil Forum，2013，1（1）：41-44.

［3］鄒才能，陶士振，侯連華，等.非常規(guī)油氣地質(zhì)［M］.北京：地質(zhì)出版社，2011.

Zou Caineng，Tao Shizhen，Hou Lianhua，et al.Geology of unconven-tional oil and gas［M］.Beijing：Geology Press，2011.

［4］劉新，張玉緯，張威，等.全球致密油的概念、特征、分布及潛力預(yù)測(cè)［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2013，32（4）：168-174.

Liu Xin，Zhang Yuwei，Zhang Wei，et al.Concept，characteristics，distribution and potential prediction of the tight oil in the world［J］.Petroleum Geology&Oilfield Development in Daqing，2013，32（4）：168-174.

［5］郭秋麟，陳寧生，宋煥琪，等.致密油聚集模型與數(shù)值模擬探討——以鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組致密油為例［J］.巖性油氣藏，2013，25（1）：4-10.

Guo Qiulin，Chen Ningsheng，Song Huanqi，et al.Accumulation models and numerical models of tight oil：A case study from Yanchang Formation in Ordos Basin［J］.Lithologic Reservoirs，2013，25（1）：4-10.

［6］李衛(wèi)成，張艷梅，王芳，等.應(yīng)用恒速壓汞技術(shù)研究致密油儲(chǔ)層微觀孔喉特征——以鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組為例［J］.巖性油氣藏，2012，24（6）：60-65.

Li Weicheng，Zhang Yanmei，Wang Fang，et al.Application of constant-rate mercury penetration technique to study of pore throat characteristics of tight reservoir：A case study from the Upper Triassic Yanchang Formation in Ordos Basin［J］.Lithologic Reservoirs，2012，24（6）：60-65.

［7］鄒才能，朱如凱，吳松濤，等.常規(guī)與非常規(guī)油氣聚集類型、特征、機(jī)理及展望——以中國(guó)致密油和致密氣為例［J］.石油學(xué)報(bào)，2012，33（2）：173-187.

Zou Caineng，Zhu Rukai，Wu Songtao，et al.Types，characteristics，genesis and prospectes of conventional and unconventional hydrocarbon accumulations：Taking tight oil and tight gas in China as an instance［J］.Acta Petrolei Sinica，2012，33（2）：173-187.

［8］賈承造，鄒才能，李建忠，等.中國(guó)致密油評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、主要類型、基本特征及資源前景［J］.石油學(xué)報(bào)，2012，33（3）：343-350.

Jia Chengzao，Zou Caineng，Li Jianzhong，et al.Assessment criteria，main types，basic features and resource prospects of the tight oil in China［J］.Acta Petrolei Sinica，2013，33（3）：343-350.

［9］Pollastro R M，Roberts L N R，Cook T A，et al.Assessment of undiscovered technically recoverable oil and gas resources of the Bakken Formation，Williston Basin，Montana and North Dakota［R］.US Geological Survey Open-File Report，2008.

［10］Miller B，Paneitz J，Mullen M，et al.The successful application of a compartmental completion technique used to isolate multiple hydraulic fracture treatments in horizontal Bakken shale wells in North Dakota［R］.SPE 116469，2008：1-11.

［11］Dechongkit P，Prasad M.Recovery factor and reserves estimation in the Bakken petroleum system（Analysis of the Antelope，Sanish and Parshall fields）［R］.SPE 149471，2011：1-15.

［12］竇宏恩，馬世英.巴肯致密油藏開發(fā)對(duì)我國(guó)開發(fā)超低滲透油藏的啟示［J］.石油鉆采工藝，2012，34（2）：120-124.

Dou Hongen，Ma Shiying.Lessons learned from oil production of tight oil reservoirs in Bakken play［J］.Oil Drilling&Production Technology，2012，34（2）：120-124.

［13］郭永奇，鐵成軍.巴肯致密油特征研究及對(duì)我國(guó)致密油勘探開發(fā)的啟示［J］.遼寧化工，2013，42（3）：309-312. Guo Yongqi，Tie Chengjun.Study on characteristics of Bakken tight oil and its revelation for exploration and development of tight oil in China［J］.Liaoning Chemical Industry，2013，42（3）：309-312.

［14］Martin R，Baihly J，Malpani R，et al.Understanding production from Eagleford-Austin chalk system［R］.SPE 145117，2011：1-28.

［15］Centurion S，Hughes B.Eagleford shale：A muti-stage hydraulic fracturing，completion trends and production outcome study using practical data mining techniques［R］.SPE 149258，2011：1-16.

［16］Mullen J，Lowry J C，Nwabuoku K C.Lessons learned developing the Eagle Ford Shale［C］.Tight Gas Completions Conference，San-Antonio，Texas，USA，2010.

［17］Tuttle S.Oil resource plays-Example and technology［C］.Society of Independent Professional Earth Scientists，Huston Chapter，2010.

［18］Dawson W C.Shale microfacies：Eagleford Group（Cenomanian-Turounian）North Central Texas outcrops and subsurface equivalents［G］∥Gulf Coast Association of Geological Societies Transactions，2000（50）：607-621.

［19］Lucas W B，Larkin S D，Lattibeaudiere M G.Improving production in the Eagle Ford Shale with fracture modeling，increased conductivity and optimized stage and cluster spacing along the horizontal wellbore［C］.Tight Gas Completions Conference，San Antonio，Texas，USA，2010.

［20］Swindell G S.Eagleford shale：An early look at ultimate recovery［R］.SPE 158207，2012：1-19.

［21］Clarkson C R，Pedersen P K.Production analysis of western Canadian unconventional light oil plays［R］.SPE 149005，2011：1-23.

［22］諶卓恒，Osadetz K G.西加拿大沉積盆地Cardium組致密油資源評(píng)價(jià)［J］.石油勘探與開發(fā)，2013，40（3）：320-328. Chen Zhuoheng，Osadetz K G.An assessment of tight oil resource potential in the Upper Cretaceous Cardium Formation，Western Canada Sedimentary Basin［J］.Petrolume Exploration and Development，2013，40（3）：320-328.

［23］Ghaderi S M，Clarkson C R，Kaviani D.Investigation of primary recovery in tight oil formations：A look at the Cardium Formation，Alberta［R］.SPE 148995，2011：1-11.

［24］Wright G N，McMechan M E，Potter D E G.Structure andarchitecture of the Western Canada Sedimentary Basin［C］.Canadian Society of Petroleum Geologistsand Alberta Research Council，Calgary，Canada，1994.

［25］Leckie D A，Smith D G.Regional setting，evolution，and depositional cycles of the Western Canada Foreland Basin［J］.AAPG Bulletin，1992：9-46.

［26］Krause F F，Deutsch K B，Joiner S D，et al.Cretaceous Cardium Formation of the Western Canada Sedimentary Basin［C］.Canadian Society of Petroleum Geologists and Alberta Research Council，Calgary，Canada，1994.

［27］Creaney S，Allan J，Cole K S，et al.Petroleum generation and migration in the Western Canada Sedimentary Basin［C］.Canadian Society of Petroleum Geologists and Alberta Research Council，Calgary，Canada，1994.

（本文編輯：于惠宇）

Comparison of geological characteristics and types of typical tight oil in North America

ZHAO Junlong1，ZHANG Junfeng2，XU Hao1，YU Tingxu1，ZHAO Da1，GENG Yunguang1
（1.School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China；2.PetroChina Exploration and Production Company，Beijing 100007，China）

In order to understand tight oil comprehensively，learn the successful development experiences and then promote the development of tight oil in our country，this paper analyzed and compared the geological characteristics of Bakken Formation，Eagleford Formation and Cardium Formation in North America.From the aspect of the convenient reserve calculation，more reasonable tight oil definition was put forward，and the types were divided systematically. The study results show that tight oil is an unconventional light petroleum accumulation in tight sedimentary rocks，including tight source rocks（mudstones）in place in a free or adsorbed state and tight sandstones and carbonates interbedded with or adjacent to source rocks（Bakken Formation and Eagleford Formation），as well as the reservoirs which have not been developed with conventional technology（Cardium Formation）.The reservoir permeability is extremely low and the reservoir oil can’t achieve economic recovery unless using horizontal well and multistage fracturing techniques.Among the three tight oil reservoirs，tight oil resource of Bakken Formation is the largest and mainly occurs in the tight sandstone，of which the permeability is between 0.01 mD and 1.00 mD.Tight oil resource of Cardium Formation comes the second，and the lithology is mainly sandy mudstone and the permeability is between 0.1 mDand 10.0 mD.Eagleford Formation has the minimum amount of tight oil，and this kind of tight oil mainly occurs in the tight limestone and the range of permeability is 0.000 001 mD to 0.000 100 mD.

tight oil；geological characteristics；comparison and classification；reserve calculation；North America

TE122.1

A

1673-8926（2015）01-0044-07

2014-07-08；

2014-08-06

國(guó)家重大科技專項(xiàng)“煤層氣排采工藝與數(shù)值模擬技術(shù)”（編號(hào)：2011ZX05038-001）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“中高煤階煤儲(chǔ)層煤層氣產(chǎn)出的煤巖學(xué)控制機(jī)理研究——以沁南和韓城地區(qū)為例”（編號(hào)：41272175）聯(lián)合資助

趙俊龍（1989-），男，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）在讀博士研究生，研究方向?yàn)榉浅Ｒ?guī)油氣地質(zhì)與開發(fā)。地址：（100083）北京市海淀區(qū)學(xué)院路29號(hào)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院。E-mail：zhao739264823@126.com

許浩（1979-），男，博士，副教授，主要從事能源地質(zhì)方面的教學(xué)與研究工作。E-mail：xuhao600@163.com。