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页岩油:一种可能替代石油天然气的非常规能源

2016-10-14 16:45:44 来源:中国矿业报 作者:陈 珊

页岩油是指赋存于富有机质纳米级孔喉页岩地层中的石油,包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。目前,非常规油气已成为全球油气供应的重要组成部分。随着技术水平及开发能力的提高,页岩油最有可能成为替代石油天然气的能源已是各国共识。

一、全球页岩油资源开发现状

根据美国能源信息署(EIA)的统计结果,全球页岩油主要分布在北美和欧亚大陆,俄罗斯、美国、中国、阿根廷和利比亚为页岩油的主要分布国家。

当前,全球仅有美国、加拿大和俄罗斯3个国家实现了页岩油的商业化开发。页岩油的勘探开发已经成为北美地区石油工业快速发展的主要资源,页岩油产量呈快速增长趋势,已占到原油产量的50%左右。此外,部分石油公司已在澳大利亚、英国、墨西哥、阿根廷和中国等国境内从事页岩油的勘探开发活动。

二、中国页岩油勘探开发现状

中国页岩油资源储量也很丰富。2013年,EIA预测中国有320亿桶(1桶=0.14t)页岩油资源。根据全国页岩气有利区优选及评价(2013年)结果显示,中国页岩油有利区地质资源为402.67×108t,可采资源为37.06×108t,主要分布在新疆、黑龙江、山东、吉林、河北等多个省(区),这5个省(区)占全国页岩油有利区总资源的74.9%。

中国页岩油主要存在于三叠系、侏罗系、白垩系、第三系等陆相富含有机质页岩中,资源潜力较大,分布在渤海湾盆地、松辽盆地、南襄盆地、苏北盆地、江汉盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、柴达木盆地、三塘湖盆地以及四川盆地。

三、页岩油开发关键技术

页岩油储层具有微-纳米级孔喉、粒度小、非均质性强的特点,地质评价和勘探开发都有很大的难度。近年来,在对页岩油地质研究和勘探实践过程中,初步形成了一套适合陆相页岩油储层特点的地质综合评价、水平井钻完井及多级分段压裂技术。

地质综合评价是页岩油“甜点区”能否有效勘探开发的重要前提。该技术主要包括:地质多参数综合评价、岩石学分析、测井储层评价、录井储层评价、地震储层预测、资源评价、有利目标优选评价、水平井优化设计等8项关键技术。

水平井钻完井技术是陆相页岩油有效勘探开发的关键。该技术主要包括:水平井的钻井液技术、钻井工艺配套技术和固完井工艺技术3个方面。

多级分段压裂技术同样影响着陆相页岩油的有效勘探开发,是页岩油水平井高产的关键。该技术主要包括:储层可压性分析评价、分段选簇设计优化技术、压裂液体系、体积压裂设计优化技术、泵送易钻桥塞+多级射孔联作技术、大型压裂地面施工技术、微地震裂缝监测技术等方面。

四、面临的问题及挑战

我国陆相页岩油在形成机理、形成条件、成藏特征、勘探开发关键技术等方面与北美地区存在较大的差异,在地质基础研究、工程技术研究以及开发经济性等方面遇到了许多难题与挑战。

(1)陆相页岩油的赋存机理、成藏机理、富集机理、渗流机理及驱动机理等基础问题还不明确,陆相页岩油的可采资源量评价方法及“甜点区”的评价技术还有待进一步完善。

(2)水平井工程技术方面的某些核心技术尚未完全掌握,制约着页岩油气勘探开发的快速发展,还有待于进一步攻关。

(3)项目运作的管理模式、高效化生产、钻井成本高、施工难度大等技术难题,都制约着页岩油的开发经济性。

随着国内页岩油气勘探开发理论与技术的发展,陆相页岩油的勘探开发一定会迎来新的发展机遇,并成为我国中长期重要的油气资源战略接替领域。□

(作者单位:中国地质调查局油气资源调查中心)

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