我国非常规油气资源研究进展

王 琨，杨慧壁

(1.西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安710069;2:长庆油田第五采油厂，陕西 西安750010)

油气资源可分为常规资源、非常规资源两种基本类型。随着石油工业的发展，全球油气资源需求量日益增多，传统油气资源勘探困难，国际油价持续高位震荡，以及环境友好型经济发展模式的具体要求，非常规油气资源展现出很大的资源潜力和发展空间，全球油气勘探的目标正显现出从常规油气资源逐渐向非常规油气资源转移的发展趋势。

事实上，由于非常规油气资源充足，越来越多的非常规油气资源已悄然占据世界油气市场。截至2010年，全球常规石油源剩余探明储量达188.8 Gt，天然气剩余探明储量达187 Tm3，其中非常规天然气资源量占据极大比重［1］。

1 非常规油气资源

据李景明等(2008)统计自美国能源部信息署数据，世界页岩油资源量可达4 110×108t，比传统石油资源量(2 710×108t)高出50%左右，主要分布于美国、中国、俄罗斯、加拿大等国家［2］。据贾承造(2007)统计自美国地质调查局(USGS)数据，世界油砂可采资源量达6 510×108bbl(1 bbl=0.158 987 m3)，占世界石油可采总量(20 370×108bbl)32%，但分布不均，主要位于北美洲、俄罗斯、拉丁美洲区域，是世界石油资源的重要组成部分［3］。另据章柏洋等(2006)统计数据，全球煤层气资源量为256.3×1012m3，占常规天然气资源量的50%;主要分布在俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚5国(占全球总量的90%)。全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布在北美、中亚、西亚、拉美、北非等国家和地区。全球致密气资源量为209.72×1012m3，主要分布区域与页岩气资源类似［4］。综合以上数据不难看出，世界油气资源量丰富，是常规油气资源的有力补给。

自2010年起，我国石油工业正式开启非常规油气勘探开发工作［5］。致密气年产量已达全国天然气总产量的25%，并已在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地等发现 亿吨级储量规模区，煤层气方面已于沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘初步建立生产基地，页岩气方面已在四川南部形成工业化试验区。

1.1 非常规油气相关概念

通常认为，非常规油气资源是指不能用常规的方法和技术手段进行勘探开发的一类资源［6］，其埋藏、赋存状态与常规油气资源差别大，开发成本较高。不同学者对非常规油气资源有不同的定义。

Etherington等［7］指出，非常规油气藏是指未经大型增产措施或特殊开采过程而不能获得经济产量的油气藏。Law等［8］认为，常规天然气与非常规天然气 在其地质意义上存在根本差别，常规天然气受浮力驱动形成，其分布受构造圈闭或岩性圈闭控制;而非常规天然气非浮力驱动形成，其分布不受构造圈闭或性圈闭控制。Dawson［9］认为，常规储层中油气资源是由烃源岩生成并运移至储层中的，其聚集需要有圈闭存在。而非常规储层(不包括致密气和碳酸盐岩)既是烃源岩又是储层，油气原地生成(存在少量运移)，因此不一定需要圈闭，但一般需要盖层;天然气因压力或储层低渗透性而被保持在储层中。邹才能等［10］指出，非常规油气资源规模大、储层物性差，一般孔隙度小于10%，渗透率小于1×10－3μm2。

非常规油气资源包括致密油(气)、页岩油(气)、煤层气、天然气水合物、水溶气、油页岩、重油(超重油)、天然沥青(油砂)等。结合以上学者对其定义的阐释，我们不难看出，任何类型的非常规油气，其共同特征均是在成藏机理与开采方式要求上有别于常规油气。从经济角度或开采技术角度上看，非常规油气是一个动态的概念，随着勘探开发技术的不断进步，非常规油气也可以转变成为常规油气资源。

1.2 非常规油气资源类型

根据非常规油气的不同性质，可从成因、相态、储层类型、圈闭类型等方面对其进行分类。

从成因来看，非常规油气资源主要包括原生型和次生型两类。原生型即成藏时形成非常规油气藏，无后期改造作用影响，主要包括煤层气、页岩油(气)、及部分致密油(气);次生型即成藏时形成常规油气藏或不连续油气藏，受后期改造作用破坏形成非常规油气藏，主要包括油砂、重质油、及部分致密油(气)。

从油气赋存相态来看，可将非常规油气资源划分为气、液、固三态。气态资源包括致密气、页岩气、煤层气等，其成分组成与常规天然气资源相似，赋存状态不同;液态资源包括致密油、页岩油、重质油等，其中，致密油与页岩油成分组成与常规石油资源相似，赋存状态不同，重质油(超重油)密度均大于0.94 g/cm2;固态资源包括油砂、油页岩等。

从储层类型上看，可将非常规油气资源主要划分为致密型、页岩型、及煤层型三类。致密型储层主要包括致密砂岩与致密碳酸盐岩两类，该类型的非常规油气资源均为源外成藏;页岩型储层主要的油气藏类型为页岩油和页岩气，油气自生自储;煤层中储集的油气资源即自生自储的煤层气。

从圈闭类型上看，主要包括连续型圈闭、准连续型圈闭、及不连续型圈闭三类。连续型圈闭储层物性差，油气藏呈大面积连续分布状态，无明显圈闭或为非常规动力圈闭。油气资源主要为煤层气、页岩气等，多为源内成藏，自生自储。准连续型圈闭储层物性较差，油气藏呈大面积准连续分布状态，圈闭形态不明显，或介于物理圈闭和非常规动力圈闭之间。油气资源主要为致密型油气，以源外成藏，近源聚集为主。不连续圈闭储层主要为常规油气储层，圈闭形态明显，油气聚集受常规构造、地层—岩性圈闭及复合圈闭控制。油气资源主要为重油、油砂等，多为远源聚集。

2 我国非常规油气资源研究现状

2.1 我国非常规油气资源潜力

致密油(气)资源:我国致密油(气)资源分布范围较广。致密油虽储层物性较差，但由于其近源或源储一体的特点，含油条件较好。目前主要存在于鄂尔多斯盆地延长组陆相储层、渤海湾盆地济阳坳陷泥灰岩裂缝储层、及渤海湾盆地岐口凹陷湖相碳酸盐岩储层等储集层中。致密气已成为目前我国主要的增储上产资源。其中鄂尔多斯盆地上古生界与四川盆地上三叠统须家河组(T3X)已成为重要的致密气资源潜力区之一。据贾承造，郑民等(2012)［11］统计:中国致密气地质资源量为 17.4×1012～25.1×1012m3，可采资源量8.8×1012～12.1×1012m3;致密油有利勘探面积为 18×104km2，地质资源量为 74×108～80×108t，可采资源量为 13×108～14 ×108t。

页岩油(气)资源:我国页岩油资源丰富，据2010年国家油气重大专项对页岩油资源重新评价，油页岩地质资源量为11 602×108t，可回收页岩油资源量达 160×108t。我国发育海相、海陆过渡相和陆相泥页岩，其中海相、海陆过渡相泥页岩资源发展前景最好，分布面积广泛。主要位于塔里木盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、柴达木盆地等区域［12］。贾承造，郑民等(2012)采用资源丰度类比法初步评价了全国页岩气资源潜力，其中，页岩气地质资源量为 86×1012～166×1012m3可采资源量为 15×1012～25×1012m3。

煤层气资源:我国含煤盆地分布广泛，煤层气资源量较大。据2010年国土资源评价［13］显示，我国含煤层系主要发育在华北地区石炭系—二叠系和华南地区二叠系煤盆地、西部侏罗系含煤泛盆沉积和东北部侏罗系含煤断陷;煤层气有利勘探面积约为 37.5×104km2，地质资源量为 36.8×1012m3，可采资源量为 10.9 ×1012m3。

油砂资源:油砂资源可利用资源量较少，含油量小，分布分散，开采难度较大。

2.2 我国非常规油气开发技术

非常规油气藏由于其特殊性，储层条件差，开发难度大，因此在勘探开发过程中不仅需要对油气藏进行精确描述，更需要有别于常规油气藏勘探开发的新技术。

致密气与页岩气由于其特征具有相似性，其储层物性差，孔隙度、渗透率极低，因此多采用水平井及水力压裂方式进行开采。页岩气方面，以中国石油天然气集团公司在上扬子地区古生界海相页岩气勘探为例，目前推广的大规模水力压裂技术、微地震监测技术等已在开发井获得工业气流，效果显著。致密气方面，以鄂尔多斯盆地上古生界致密气开发为例，目前所推广采用的全数字地震勘探技术、感应－侧向联测测井技术、不动管柱分层压裂合采技术等，也大大提高了薄气层的辨识能力以及储层的动用程度。

煤层气赋存模式与常规油气相似，因此其开采方式也与常规油气开发有相似之处。但当煤层埋深较深，或煤层压力较大时，将采用非常规开采方式。目前针对煤层气增产采取的相对有效的措施有多元气驱技术、水力压裂及采煤采气一体化等。

致密油与页岩油开采开发方式与页岩气相似，以鄂尔多斯盆地超低渗油藏开发为例，由于储层物性极差，因此在常规开发基础上，对水平井进行分簇多段压裂，大幅提升超低渗油藏改造效果。

油页岩、油砂、重(超重)油的开采与增产技术具有特殊性。油页岩由于其所含干酪根尚未成熟，因此需要人工手段加速其成熟，因此多以热采方式为主。而除埋深较浅的油砂外，埋深较深的油砂和重油则多以水平井或注入蒸汽辅助重力泄油的方式进行开采。

3 讨论

(1)非常规油气资源在世界范围内分布广泛，储量丰富，具有很大的开采价值。随着技术的进步，将会继续为全球能源供应提供来源。

(2)非常规油气资源主要包括致密油(气)、煤层气、页岩油(气)、重(超重)油、油砂等，但到目前为止对于非常规油气藏的定义因机构和个人而各不相同。总结来说国内学者普遍认为非常规储层一般孔隙度小于10%，渗透率小于1×10－3μm2，虽资源量大，但储层物性极差，非均质性强，开发难度大。

(3)目前我国非常规油气资源虽发展前景可观，但其但其勘探开发尚处于初级阶段，开采到目前为止还比较有限，新的技术还需进一步研究，而且开采过程中所面临的储层损害和环境问题也有待解决。并且开发模式一定程度上仍依赖于常规油气的经验，系统认识欠缺，技术还不完备。

4 结语

非常规资源潜力巨大，但在占据世界油气市场的同时也存在一定问题。因此在加强储层预测的精确性，完善勘探开发方案，发展创新产能评价、增产、储层保护等相关技术方面，仍需要一定的研究工作。虽然面临着许多问题，但是非常规油气资源的潜力是毋庸质疑的，它必将成为未来能源谱图中重要的组成部分，必将为人类社会做出巨大贡献。

［1］邹才能.非常规油气地质［M］.北京:地质出版社.2011.

［2］李景明，王红岩，赵群.中国新能源资源潜力及前景展望［J］.天然气工业.2008，28(1):149－153.

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［13］国土资源部油气资源战略研究中心.全国石油天然气资源评价［M］.北京:中国大地出版社.2010.