楊智，侯連華，陶士振，崔景偉，吳松濤，林森虎，潘松圻

（中國石油勘探開發(fā)研究院）

致密油與頁巖油形成條件與“甜點區(qū)”評價

楊智，侯連華，陶士振，崔景偉，吳松濤，林森虎，潘松圻

（中國石油勘探開發(fā)研究院）

基于國內(nèi)外頁巖層系液態(tài)烴勘探研究成果，對頁巖層系液態(tài)烴的形成條件、聚集機理、類型劃分、海陸相差異進行系統(tǒng)分析，進一步開展“甜點區(qū)”研究評價。通過分析北美和中國頁巖層系液態(tài)烴的地質(zhì)特征，指出頁巖層系液態(tài)烴具有大面積連續(xù)分布、無穩(wěn)定自然產(chǎn)能2項基本特征，且“規(guī)模區(qū)”需具備穩(wěn)定構(gòu)造背景、規(guī)模優(yōu)質(zhì)烴源巖、規(guī)模儲集空間、源儲共生分布等4項形成條件。揭示了頁巖層系液態(tài)烴源儲耦合、致密化減孔聚集機理，劃分6項24種不同類型頁巖層系液態(tài)烴，指出中國陸相頁巖具有地熱梯度較低和地層非均質(zhì)性較強兩項特征，須優(yōu)選規(guī)模型“甜點區(qū)”來穩(wěn)步推進工業(yè)上產(chǎn)。頁巖層系液態(tài)烴“進源找油”，應(yīng)著力開展地質(zhì)、工程和經(jīng)濟“三品質(zhì)”“甜點區(qū)”綜合評價，成熟度是控制“甜點區(qū)”分布的首要因素。中國陸相有利頁巖層系液態(tài)烴Ro值為0.8%～1.3%，TOC值大于2%，巖性為紋層狀頁巖或致密孔隙性儲集層，孔隙度較高（致密油大于8%，頁巖油大于3%），脆性礦物含量高（致密儲集層大于70%，頁巖大于40%），含油飽和度50%～90%，原油黏度較低或地層壓力較高，天然裂縫發(fā)育。頁巖層系液態(tài)烴具有巨量的資源規(guī)模，增強海陸相頁巖層系液態(tài)烴形成分布地質(zhì)認識，對持續(xù)關(guān)注、推動這一重大領(lǐng)域的發(fā)展具有借鑒意義。圖6表4參43

致密油；頁巖油；“甜點區(qū)”評價；非常規(guī)油氣；細粒沉積；致密儲集層

0 引言

致密油是當前全球非常規(guī)石油發(fā)展的重點領(lǐng)域，頁巖油是未來非常規(guī)石油發(fā)展的潛在資源，具有廣闊的勘探開發(fā)前景[1-8]。本文在系統(tǒng)研究頁巖層系液態(tài)烴勘探研究進展的基礎(chǔ)上，基于北美和中國主要盆地頁巖層系實際地質(zhì)資料，分析頁巖層系液態(tài)烴形成的地質(zhì)條件，研究控制北美海相和中國陸相盆地頁巖層系

液態(tài)烴“甜點區(qū)”分布的關(guān)鍵因素，力求增進對海陸相頁巖層系液態(tài)烴形成分布的地質(zhì)認識，推動該領(lǐng)域的研究和勘探進展。

1 頁巖層系液態(tài)烴內(nèi)涵與研究進展

1.1 內(nèi)涵

頁巖層系液態(tài)烴包括致密油和頁巖油兩種資源類型[1-8]，是源儲共生層系中“生油灶”內(nèi)部的石油聚集。致密油與頁巖油均無明顯圈閉界限，地質(zhì)特征與常規(guī)原油明顯不同（見表1），單井一般無自然產(chǎn)能或自然產(chǎn)能低于工業(yè)油流下限，但在一定經(jīng)濟條件和技術(shù)措施下（直井縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂等）可獲得工業(yè)石油產(chǎn)量，形成“人造滲透率”，持續(xù)獲得產(chǎn)能，屬“人造”油藏。

表1 致密油、頁巖油與常規(guī)原油主要特征對比表

1.2 勘探研究進展

北美和中國是全球頁巖層系液態(tài)烴勘探研究的重點區(qū)域，北美已在古生界—中生界多套海相頁巖層系實現(xiàn)規(guī)模開采[9-17]，中國在中生界—新生界陸相頁巖層系取得工業(yè)起步。

中國陸相頁巖層系液態(tài)烴主要賦存于湖相盆地中，廣泛分布于鄂爾多斯盆地三疊系延長組、松遼盆地白堊系、準噶爾盆地二疊系、渤海灣盆地古近系沙河街組、柴達木盆地第三系、四川盆地侏羅系、酒西盆地白堊系、三塘湖盆地二疊系等頁巖層系，以中新生界頁巖層系為主[18-24]。近年來，中國致密油的勘探開發(fā)連續(xù)在鄂爾多斯、松遼等盆地取得戰(zhàn)略性突破。目前，鄂爾多斯盆地延長組7段、松遼盆地白堊系扶楊油層已實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)[18-20,22]，中國石油長慶油田公司已建成中國第1個億噸級致密油田——新安邊油田。針對富液態(tài)烴頁巖儲集層（孔隙型為主），各成熟探區(qū)也在積極開展先導試驗，鄂爾多斯盆地三疊系延長組7段頁巖、松遼盆地白堊系青山口組一段頁巖、渤海灣盆地遼河坳陷西部凹陷沙河街組三段頁巖、泌陽凹陷古近系核桃園組三段頁巖等已獲低產(chǎn)油流或見良好油氣顯示。中國陸上主要含油氣盆地均發(fā)育致密油/頁巖油，重點分布在如松遼、鄂爾多斯、準噶爾等大型坳陷盆地中，有利面積約50×104km2，初步預(yù)測技術(shù)可采資源量致密油約（20～25）×108t，頁巖油約（30～60）×108t[25]。

中國頁巖層系基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)已取得重要進展[26-30]。①細粒沉積研究：從富有機質(zhì)頁巖評價出發(fā)，已開展了細粒沉積巖石學特征、成因模式與分布模式等相關(guān)研究，并在細粒沉積物沉積氣候恢復(fù)、沉積動力學過程、細粒沉積巖巖石學分類、深水細粒沉積物層序地層學、細粒物質(zhì)埋藏成巖作用、巖相-沉積相-有機相工業(yè)編圖等方面取得初步進展[31-32]；②致密儲集層表征：依托氬離子拋光、場發(fā)射掃描電鏡、納米CT、聚焦離子束掃描電鏡（FIB-SEM）等孔隙分析技術(shù)和氣體吸附、壓汞等孔隙定量分析方法，在孔隙微觀結(jié)構(gòu)、孔隙類型表征等方面取得突破進展，但對孔隙演化規(guī)律及主控因素、儲集層物性及含油性分布規(guī)律、多尺度孔隙連通性及流體流動性等深層次機理方面的研究仍處于探索階段[29,33-34]；③優(yōu)質(zhì)儲集層地球物理技術(shù)識別預(yù)測：開展孔隙結(jié)構(gòu)核磁、低頻及聲電聯(lián)測等巖石物理實驗，探索致密介質(zhì)中地震波傳播規(guī)律，為頁巖層系儲集層測井評價和地震預(yù)測提供實驗支撐。頁巖層系測井評價進入定性到半定量階段時，發(fā)展了地層微電阻率掃描成像測井、多元素測井、單井反射聲波成像測井等方法，提出了巖性、物性、脆性、含油性、電性、各向異性及頁巖特性“七性關(guān)系”油層測井評價方法。普遍使用三維地震技術(shù)，采用疊后波阻抗、疊前彈性參數(shù)與測井資料結(jié)合，預(yù)測相對高孔儲集層和裂縫發(fā)育段，利用三維三分量數(shù)據(jù)及低頻異常信息等，預(yù)測油層及含油飽和度[8,35-36]；④工程技術(shù)進展：微地震監(jiān)測、水平井鉆完井、“工廠化”生產(chǎn)等3項核心技術(shù)取得重大進步[8,30,37]。

2 頁巖層系液態(tài)烴賦存條件

2.1 “規(guī)模區(qū)”形成條件

通過剖析國內(nèi)外沉積盆地頁巖層系液態(tài)烴地質(zhì)特征（見表2），發(fā)現(xiàn)其具有兩個基本特征：①石油大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯；②無自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量，達西滲流不明顯[8]。主要特征表現(xiàn)為源儲共生，主要在盆地中心、斜坡大面積分布，圈閉界限與水動力效應(yīng)不明顯，儲量豐度相對較低。

對于中國陸相盆地，頁巖層系液態(tài)烴“規(guī)模區(qū)”是指在源儲共生頁巖層系發(fā)育區(qū)，具有利構(gòu)造沉積背景、有利生油條件、規(guī)模儲集空間、面積大于500 km2、地質(zhì)資源量大于1×108t的液態(tài)烴分布區(qū)。

形成頁巖層系液態(tài)烴“規(guī)模區(qū)”需具備4項基本地質(zhì)條件：①一般分布于盆地斜坡—凹陷部位，構(gòu)造穩(wěn)定，保存條件好；②陸棚、湖盆中心發(fā)育規(guī)模成熟、優(yōu)質(zhì)烴源巖（TOC值大于2%，Ⅰ型或Ⅱ型干酪根，Ro值為0.5%～1.5%）；③儲集體發(fā)育規(guī)模微米—納米級儲集空間，儲集層物性差（致密儲集層孔隙度5%～12%，頁巖儲集層孔隙度2%～5%，空氣滲透率小于1×10?3μm2），流體難流動，圈閉界限模糊；④源儲共生，非浮力聚集，大面積連續(xù)分布，局部發(fā)育“甜點區(qū)”。

2.2 聚集機理

致密油和頁巖油聚集機理核心是“致密化減孔聚集”，頁巖層系在壓實、成巖等致密化作用下孔隙減小，實現(xiàn)自身封閉聚集油氣（見圖1、圖2）。

圖1 頁巖層系液態(tài)烴形成與分布示意圖

圖2 烴源巖熱演化與不同類型儲集層儲集空間演化及分布模式圖（據(jù)文獻[8,30]修改）

致密油“近源成藏”，區(qū)域蓋層或致密化減孔，致使油氣遇阻，不能運移進入更遠的圈閉之中（見圖1）。致密油形成包括烴類初次運移和烴類聚集兩個過程，烴類初次運移受源儲壓差、供烴界面窗口、孔喉結(jié)構(gòu)等控制；近源烴類聚集主要受長期供烴指向、優(yōu)勢運移孔喉系統(tǒng)、規(guī)模儲集空間等時空匹配控制。

頁巖油“原位成藏”（見圖1），包括泥頁巖中烴類釋放和烴類排出兩個過程。液態(tài)烴釋放受干酪根物理性質(zhì)、熱成熟度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等控制；液態(tài)烴排出受巖性組合、有效運移通道、壓力分布及微裂縫發(fā)育程度等控制。流體壓力、有機質(zhì)孔、微裂縫的發(fā)育及耦合關(guān)系，決定著頁巖油的動態(tài)集聚與資源規(guī)模，在頁巖層系中形成正常頁巖油（成熟度0.7%～1.1%）和凝析頁巖油（成熟度1.1%～1.5%）。

含油氣單元內(nèi)，富有機質(zhì)源巖熱演化生排烴和不同類型儲集體儲集空間隨埋深演化全過程耦合，油氣在時間域持續(xù)充注、空間域有序分布，常規(guī)油氣與非常規(guī)油氣有親緣關(guān)系，成因上關(guān)聯(lián)、空間上共生，形成統(tǒng)一的常規(guī)-非常規(guī)油氣“有序聚集”體系[30,43]（見圖2c）。據(jù)此規(guī)律可確定不同類型油氣在空間上的分布位置，一般發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣，預(yù)示供烴方向有非常規(guī)油氣分布；發(fā)現(xiàn)非常規(guī)油氣，預(yù)示外圍空間可能有常規(guī)油氣伴生[30,43]。一般地，盆地（坳陷或凹陷）局部構(gòu)造高點或邊緣發(fā)育常規(guī)巖性油藏和構(gòu)造油藏及重油、瀝青砂等非常規(guī)石油；盆地中心發(fā)育頁巖油；盆地中心或斜坡發(fā)育致密油。“進源找油”過程中勘探對象明顯變化，儲集體粒度、物性、含油性、資源豐度及比例均明顯不同（見圖3）。

2.3 主要類型

頁巖層系液態(tài)烴可劃分為6項24種不同類型（見表3）。不同的類型劃分具有不同的著眼點，對規(guī)劃頁巖層系液態(tài)烴發(fā)展有借鑒意義。據(jù)成因類型可分為5

類（見圖4）：①先致密后聚集連續(xù)型。致密油一般緊鄰生烴源巖大面積分布，具有較高的含油飽和度，資源豐度較低；②邊致密邊聚集連續(xù)型。致密油縱向上有較大的分布范圍，具有較長的捕獲液態(tài)烴時間，資源規(guī)模較大；③后致密先成藏連續(xù)型。致密油一般經(jīng)過一段距離的運移，含油飽和度相對較低，資源豐度相對較高；④后致密先成藏圈閉型。致密油一般經(jīng)過一段距離的運移，局限分布于早期圈閉，資源豐度較高；⑤致密滯留連續(xù)型，是海陸相純頁巖段石油的聚集類型。

圖3 常規(guī)-非常規(guī)石油有序分布模式圖（據(jù)文獻[30]修改）

2.4 海相、陸相頁巖層系液態(tài)烴比較

中國頁巖層系液態(tài)烴以陸相沉積為主，與陸相優(yōu)質(zhì)生油巖共生，分布較穩(wěn)定，主要分布在中生界、新生界頁巖層系，生油凹陷數(shù)量多，TOC值跨度較大，一般為2%～15%，熱演化程度較低，Ro值一般為0.5%～1.0%；北美頁巖層系液態(tài)烴以海相沉積為主，與海相優(yōu)質(zhì)生油巖共生，分布穩(wěn)定，主要分布在古生界、中生界頁巖層系，TOC值一般為2%～6%，熱演化程度較高，Ro值一般為0.7%～1.5%。

中國陸相頁巖層系儲集層非均質(zhì)性強，橫向變化大，受陸源碎屑影響大，一般填隙物含量較高，孔隙度相對較低，致密儲集層孔隙度一般為5%～12%，以微米—納米級孔喉系統(tǒng)為主；頁巖儲集層孔隙度一般在2%～5%，以納米級孔喉系統(tǒng)為主。北美頁巖層系以海相沉積為主，分布穩(wěn)定，儲集層非均質(zhì)性相對較弱，受陸源影響較小，頁巖層系孔隙度相對較高，孔隙度一般在5%～13%。

中國頁巖層系液態(tài)烴主要分布于凹陷區(qū)及斜坡帶，分布面積、規(guī)模相對較小，一般單個面積小于2 000 km2，但累計厚度大，含油飽和度變化較大，一般介于40%～90%，可動液態(tài)烴部分相對較低；北美頁巖層系液態(tài)烴主要分布在寬緩陸棚，分布范圍較大，地層累計厚度較小，含油飽和度較高，一般介于60%～80%，可動液態(tài)烴部分相對較高。

中國陸相地層普遍經(jīng)歷了較強烈復(fù)雜的晚期構(gòu)造運動，對保存條件影響較大，壓力系數(shù)變化大，地熱梯度較低，一般為2.0～4.0 ℃/100 m，頁巖層系液態(tài)烴既有超壓，也有負壓，陸相頁巖層系液態(tài)烴油質(zhì)相對較重，氣油比較低（幾至幾十）；北美海相地層構(gòu)造較為穩(wěn)定，保存條件較好，頁巖層系以超壓為主，地熱梯度較高，一般為3.0～5.0 ℃/100 m，海相頁巖層系液態(tài)烴多為輕質(zhì)油、凝析油，油質(zhì)較輕，氣油比高（幾百至幾千）。

中國頁巖層系液態(tài)烴開發(fā)處于先導試驗階段，目前單井產(chǎn)量較低，一般水平段體積壓裂后的單井穩(wěn)定產(chǎn)量為10～30 t/d，開發(fā)試驗時間較短，單井累計產(chǎn)量

較低，一般為（0.5～2.5）×104t；北美頁巖層系液態(tài)烴已實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)，單井產(chǎn)量一般較高，一般水平段體積壓裂后的單井穩(wěn)定產(chǎn)量為30～100 t/d，單井累計產(chǎn)量較高，一般為（2～10）×104t，一般投產(chǎn)初期1～2 a的單井累計產(chǎn)量占預(yù)測累計總產(chǎn)量的50%。

表3 頁巖層系液態(tài)烴類型劃分

圖4 頁巖層系液態(tài)烴成因模式圖

3 “甜點區(qū)”評價

3.1 “甜點區(qū)”內(nèi)涵

頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”，是指在源儲共生頁巖層系規(guī)模發(fā)育區(qū)，目前經(jīng)濟技術(shù)條件下可優(yōu)先勘探開發(fā)的非常規(guī)石油富集高產(chǎn)的目標區(qū)。需要指出的是：①成熟度對頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”分布具有重要的控制作用，是首要影響因素，一般海相Ro值大于0.85%、陸相Ro值大于0.9%的頁巖層系具有規(guī)模生烴量，油質(zhì)輕、氣油比高、地層壓力大；②目前國內(nèi)外經(jīng)濟技術(shù)條件下，一定的構(gòu)造背景（利于油氣長期集聚指向、利于天然裂縫發(fā)育）和流體可流動性是形成頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”的先決條件，如美國德州西南部白堊系Eagle Ford頁巖層系液態(tài)烴，高產(chǎn)“甜點區(qū)”集中分布在繼承性發(fā)育古隆起脊部及西南翼，具有較好的油質(zhì)、較高的氣油比、較高的地層壓力、天然裂縫較發(fā)育[39-41]。

表4 海陸相頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”評價標準及主要參數(shù)對比

頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”包括3類：“地質(zhì)甜點區(qū)”、“工程甜點區(qū)”和“經(jīng)濟甜點區(qū)”（見表4）?！暗刭|(zhì)甜點區(qū)”關(guān)注烴源巖、儲集層、天然裂縫、地層能量（壓力系數(shù)、氣油比）、局部構(gòu)造等綜合評價；“工程甜點區(qū)”關(guān)注巖石可壓性、地應(yīng)力各向異性等綜合評價；“經(jīng)濟甜點區(qū)”關(guān)注資源豐度、資源規(guī)模、石油品質(zhì)、埋深、地面條件等綜合評價。頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”評價，應(yīng)重點進行三類“甜點區(qū)”匹配評價。北美有利頁巖層系液態(tài)烴Ro值為0.85%～1.50%，TOC值大于4%，巖性為紋層狀頁巖或泥灰?guī)r，孔隙度大于7%，脆性礦物含量大于70%，含油飽和度50%～80%，原油密度小于0.85 g/cm3，壓力系數(shù)大于1.30，天然裂縫發(fā)育；中國有利頁巖層系液態(tài)烴Ro值為0.8%～1.3%，TOC值大于2%（S1大于2 mg/g），巖性為紋層狀頁巖或致密砂巖、致密碳酸鹽巖，孔隙度較高（致

密油大于8%，頁巖油大于3%），脆性礦物含量高（致密儲集層大于70%，頁巖大于40%），含油飽和度50%～90%，較低原油黏度或較高地層壓力，天然裂縫發(fā)育。

3.2 典型實例

Eagle Ford頁巖層系液態(tài)烴區(qū)面積3×104km2，可采儲量82.7×108t[39-41]，目前油氣勘探平面上集中在源巖成熟度為0.9%～1.5%區(qū)域，縱向上集中在Eagle Ford下段富有機質(zhì)頁巖層段。Eagle Ford“甜點區(qū)”分布主要受控于成熟度、下段地層厚度和天然裂縫發(fā)育程度。“甜點區(qū)”一般下段地層厚度（大于20 m）和TOC值（大于4%）均較高，天然裂縫發(fā)育，對應(yīng)脆性礦物含量高值區(qū)（大于90%），油質(zhì)較輕（原油密度小于0.85 g/cm3），流體壓力（壓力系數(shù)為1.3～1.8）和氣油比（大于900 m3/m3）高。

鄂爾多斯盆地中生界延長組7段頁巖層系液態(tài)烴大面積分布，面積10×104km2，儲量規(guī)模大于20×108t（見圖5）?？v向上，延長組頁巖層系下部為頁巖油段，上部為致密油段，頁巖油“甜點區(qū)”主要受富有機質(zhì)頁巖地層厚度和天然裂縫分布控制，致密油“甜點區(qū)”主要受均質(zhì)塊狀砂體分布控制。延長組最大湖侵期即長7段沉積期，半深湖—深湖沉積廣泛，以厚層深灰、灰黑色泥巖、頁巖沉積為主，厚度由幾米到幾十米；延長組下段泥頁巖有機質(zhì)豐度高，TOC值3%～25%、熱解生烴潛量（S1+S2）值2～8 mg/g，氯仿瀝青“A”含量超過0.1%、總烴含量大于500×10?6為主；Ⅰ—Ⅱ1型干酪根，顯微組成以無定型腐泥組和殼質(zhì)組為主，Ro值為0.8%～1.2%、Tmax值為435～455 ℃。致密油分布受兩套物源體系控制：北東方向物源體系影響下的緩坡三角洲前緣沉積，致密油為運移型石油聚集；南西方向物源體系影響下的陡坡重力流沉積，致密油為近源型石油聚集。致密儲集層巖性以巖屑長石砂巖為主，原生和次生孔隙發(fā)育，儲集層物性較好，孔隙度9%～15%。含油性較好，含油飽和度60%～80%。脆性礦物較發(fā)育，脆性礦物含量較高（大于80%），水平地應(yīng)力差5～7 MPa。目前鄂爾多斯盆地延長組7段致密油勘探已在4個試驗區(qū)開展工業(yè)先導試驗，已發(fā)現(xiàn)中國第一個致密油田——新安邊油田，落實超1×108t探明儲量，建成100×104t/a的產(chǎn)能規(guī)模。延長組7段致密油的優(yōu)勢在于油質(zhì)輕、氣油比較高、儲集層可壓性好、微裂縫較發(fā)育、含水低等因素，主要制約因素是地層壓力低，開采過程中應(yīng)注意優(yōu)選開采方式，保持地層能量，盡量提高采收率。

圖5 鄂爾多斯盆地三疊系延長組頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”分布圖

準噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組發(fā)育豐富的頁巖層系液態(tài)烴資源。縱向上發(fā)育兩個“甜點段”，“甜點區(qū)”分布主要受成熟度、富有機質(zhì)頁巖厚度、高孔隙致密儲集層厚度控制。上“甜點段”致密油運移聚集、頁巖油原位滯留，平面上分布于凹陷大部，“甜點區(qū)”主要分布在凹陷中部；下“甜點段”致密油、頁巖油均原位聚集，整個凹陷均有分布，“甜點區(qū)”主要分布在凹陷中西部（見圖6）。源巖條件較好，TOC值平均為4%～25%，Ro值為0.8%～1.1%，為Ⅱ型干酪根。云質(zhì)粉細砂巖等優(yōu)質(zhì)儲集層發(fā)育，儲集層物性較好，基質(zhì)孔發(fā)育，孔隙度12%～20%，滲透率整體小于1×10?3μm2，微細孔喉為主，連通性好。含油性較好，含油飽和度一般大于70%，原油密度0.850～0.890 g/cm3，基本不含水。儲集層脆性較好，脆性礦物含量高，脆性礦物含量高（致密儲集層大于80%，泥頁巖大于60%），彈性模量大于1.0×104MPa，泊松比小于0.35；水平地應(yīng)力差值較小，一般小于6 MPa，利于體積壓裂。主要制約因素為成熟度較低，伴生了油質(zhì)較重、氣油比較低、地層壓力較低等問題，較高的地層

溫度有利于保持原油低黏度，增強流動性，開發(fā)過程中需注意減少鉆井液、壓裂液等的降溫影響。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

“甜點區(qū)”評價包括5項關(guān)鍵技術(shù)：①烴源巖“甜點區(qū)”預(yù)測技術(shù)，通過巖樣測試、聲波時差/電阻率計算、核磁共振+密度法等綜合評價縱向烴源巖甜點分布，連井對比結(jié)合沉積相、地震相分析，明確烴源巖甜點平面分布特征；②儲集層“甜點區(qū)”預(yù)測技術(shù)，綜合巖心實測物性資料與有利目的層段的沉積相、成巖相研究，進行孔、滲分布等多圖疊合，確定儲集層甜點區(qū)；③脆性評價與預(yù)測技術(shù)，通過X-衍射等方法進行礦物組分分析，結(jié)合應(yīng)力實驗及動態(tài)測井脆性分析確定有利層段，利用疊前地震屬性反演確定平面分布；④地應(yīng)力評價技術(shù)。通過巖石力學實驗結(jié)合陣列聲波等測井資料，計算巖石彈性模量，提供孔隙壓力、上覆巖層壓力、最大/最小水平應(yīng)力等參數(shù)，指導井眼軌跡設(shè)計、確定壓裂方式和規(guī)模；⑤“甜點區(qū)”地震屬性綜合預(yù)測技術(shù)。利用多參數(shù)交會分析與疊前彈性參數(shù)反演，確定巖性、孔隙度、脆性等關(guān)鍵參數(shù)的平面分布；利用疊后多屬性裂縫預(yù)測技術(shù)，預(yù)測和解釋裂縫發(fā)育區(qū)；集成巖性、物性、脆性等多參數(shù)分析，預(yù)測“甜點區(qū)”分布。

圖6 準噶爾盆地吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”分布圖

4 結(jié)論

頁巖層系液態(tài)烴具有大面積連續(xù)分布、無穩(wěn)定工業(yè)產(chǎn)能2個基本特征和穩(wěn)定構(gòu)造背景、規(guī)模優(yōu)質(zhì)源巖、規(guī)模致密儲集層、源儲共生分布等4項基本形成條件。揭示了頁巖層系液態(tài)烴源儲耦合、致密化減孔聚集機理，劃分6項24種不同類型頁巖層系液態(tài)烴。中國陸相頁巖層系液態(tài)烴具有地熱梯度較低和地層非均質(zhì)性較強兩項基本特征，頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”預(yù)測應(yīng)著力開展地質(zhì)、工程和經(jīng)濟“三品質(zhì)”“甜點區(qū)”綜合評價，并指出成熟度是控制“甜點區(qū)”分布的首要因素。

針對陸相頁巖層系液態(tài)烴“甜點區(qū)”評價，應(yīng)深

刻理解構(gòu)造演化旋回多、巖相變化大、非均質(zhì)性強、油水關(guān)系復(fù)雜等特殊性，加強細粒沉積模式與有利沉積微相評價、儲集層多尺度表征與有效儲集空間評價、液態(tài)烴賦存機理與含油性評價、巖石物理響應(yīng)機理與地球物理評價預(yù)測、水平井水力裂縫擴展模擬與評價、“地質(zhì)甜點區(qū)”、“工程甜點區(qū)”與“經(jīng)濟甜點區(qū)”融合定量評價等超前研發(fā)工作，同時平行探討頁巖層系原位改質(zhì)/轉(zhuǎn)化、氣體驅(qū)替等技術(shù)，多途徑創(chuàng)新研發(fā)適用技術(shù)。陸相頁巖層系液態(tài)烴的突破，對本土石油保障和全球能源拓展兩方面均具有重要戰(zhàn)略意義。

致謝：本文撰寫過程中得到了鄒才能教授、付金華教授、莫偉堅博士、余杰博士、齊雪峰博士、吳曉智博士、羅霞博士、趙忠英博士、翁定為博士、張麗君高工、張昕博士、鐘理理博士、員爭榮博士、Simon Falser博士、徐黎明教授、姚涇利教授、鄧秀芹博士、羅安湘博士、惠瀟博士、賈希玉博士等的大力支持和幫助，在此一并致謝！

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（編輯 魏瑋 王大銳）

Formation conditions and “sweet spot ” evaluation of tight oil and shale oil

Yang Zhi,Hou Lianhua,Tao Shizhen,Cui Jingwei,Wu Songtao,Lin Senhu,Pan Songqi
(PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration &Development,Beijing 100083,China)

Liquid hydrocarbons in shale strata include two kinds of resources,i.e.tight oil and shale oil.Based on the exploration and research progress of liquid hydrocarbons in shale at home and abroad,their formation condition,accumulation mechanism,classification,and differences between lacustrine and marine shale systems are examined,and “sweet spots” are evaluated further.Analysis on the geological characteristics of the liquid hydrocarbons in the shale strata in North America and China shows the liquid hydrocarbons have two basic features:large-scale continuous distribution and no stable industrial production.The massive accumulation of the liquid hydrocarbons needs four fundamental formation conditions:stable tectonic background,widespread high quality source rocks,large-scale tight reservoirs with massive reservoir space,and co-existence of source and reservoir.The study reveals the formation mechanisms of the liquid hydrocarbons:source-reservoir coupling and porosity decrease during the diagenetic tightness;and identifies 24 kinds in 6 categories of the liquid hydrocarbons.It is concluded that the geological conditions of the lacustrine shales in China are characterized by lower thermal gradient and stronger heterogeneity than those of North America,so large scale “sweet spots” have to be picked out to push up industrial production steadily.“Sweet spots” evaluation should consider the three aspects of geology,engineering and economics comprehensively,and the maturity of source rocks is first and foremost factor controlling the “sweet spot” distribution.In China,prospective shale areas should meet the following conditions:the Robetween 0.8% and 1.3%,TOC higher than 2%,laminated shales or tight porous reservoirs,higher porosity(more than 8% for tight oil,and more than 3% for shale oil),higher content of brittle minerals(more than 70% for tight oil,and more than 40% for shale oil),oil saturation of 50%?90%,lower crude oil viscosity or higher formation pressure,and rich natural fractures.Liquid hydrocarbons in shale strata are huge in resource scale,so deepening the geological understanding on the formation and distribution of liquid hydrocarbons in marine and lacustrine shales constantly is of great significance for exploration and development of this important field.

tight oil;shale oil;sweet spot evaluation;unconventional oil and gas;fine grain sediment;tight reservoir

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973）資助項目（2014CB239000）；國家油氣重大專項（2011ZX05001）

TE122.1

A

1000-0747(2015)05-0555-11

10.11698/PED.2015.05.02

楊智（1980-），男，內(nèi)蒙古五原人，博士，中國石油勘探開發(fā)研究院高級工程師，主要從事非常規(guī)油氣地質(zhì)、常規(guī)油氣風險勘探方面的研究工作。地址：北京市海淀區(qū)學院路20 號，中國石油勘探開發(fā)研究院石油地質(zhì)研究所，郵政編碼：100083。E-mail:yangzhi2009@ petrochina.com.cn

2015-04-27

2015-07-16