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中国陆相页岩油开采潜力探讨论文

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  关键词:陆相页岩油,石油勘探,石油开采,石油化工

  Exploration on the Exploitation Potential of Continental Shale Oil in China

中国陆相页岩油开采潜力探讨论文

  ZANG Xiaolin,PANG Jiandong,MA Litao,ZHU Zedong

  (CNOOC Energy Technology&Services Engineering Technology Co.,Ltd.,Tianjin 300452,China)

  Abstract:According to geological exploration,China’s shale oil resources have huge exploitation potential,and active and effective exploitation of shale oil resources can promote the development of China’s energy structure towards a better direction.Based on this,this paper analyzes the types,exploitation potential and prospects of continental shale oil in China,discusses the three aspects of shale oil types,shale oil potential and shale oil prospects,and points out the problems of resource uncertainty risk,technical adaptability risk and cost risk in the exploitation process of continental shale oil,as well as the risk countermeasures in the development process of shale oil.

  Keywords:continental shale oil;petroleum exploration;oil extraction;petrochemical industry

  0引言

  随着全球能源需求量的不断增长,加之传统石油资源的逐渐枯竭,使得世界各地对页岩油引起了高度重视[1]。近年来,陆相页岩油的勘探开发已经成为我国能源战略的重要组成部分[2]之一。根据页岩层系源储组合类型的不同,我国陆相页岩油可以分为源储共存型、源储分离型和纯页岩型三种类型[3]。其中源储分离型的页岩油主要分布在鄂尔多斯盆地、四川盆地等地区,源储共存型的页岩油主要分布在华北地区,纯页岩型的页岩油主要分布在塔里木盆地、库车坳陷等地区[4]。总体而言,我国陆相页岩油资源分布广泛,品质优良,储量估算超过1 000亿t,具有巨大的开发潜力。

  1页岩油主要类型及特征

  1.1源储共存型

  页岩层系具有多种类型的岩石,包括生油层系和储油层系。新疆北部地区中二叠统芦草沟组和渤海湾盆地古近系孔店组是页岩层系的代表。这些页岩层系中的岩石类型和分布规律对页岩油的形成和聚集具有重要影响。在这些页岩层系中,岩性变化快,源储互层频繁,这些特点极大地促进了页岩油的聚集。此外,这些页岩层系中的甜点段厚度不大,但平面分布范围广,也是页岩油分布的重要特征。生烃增压是页岩油聚集的主要动力。生烃增压是指由于烃类物质在地层中的热解和反应,产生了大量的气体和液体,从而形成了高压、高温的环境,促进了页岩油的聚集。因而页岩油资源勘探与开发时应注重生烃增压的分析与控制[5]。

  1.2源储分离型

  源储分离型页岩油的形成过程主要受到地质构造和沉积环境的影响。一般来说,该类型油气资源主要分布在构造复杂、沉积环境多样的区域,如断层带、斜坡区、沉积盆地等。在这些区域中,源岩与储层之间的物理隔离往往由构造变形、泥浆流沉积等因素造成。这种物理隔离的存在,使得源岩中的油气在固体矿物质的束缚下难以自由流动,从而在储层中形成了相对自由的流体相。

  源储分离型页岩油的勘探开发面临着诸多挑战。首先,该类型油气资源的勘探难度较大,需要利用高精度的地质勘探技术,如地震勘探、地质测井等,对储层和源岩进行精细的分析和识别。其次,源储分离型页岩油的开发需要采用高效的油气采收技术,如水平井、压裂等,以充分利用储层中的油气资源。以鄂尔多斯盆地长7段页岩层系为例,该页岩层的薄层砂岩储集层孔隙度为7%~13%,截至2022年12月,已经累计产油超过4.00×104 t。

  1.3纯页岩型

  中高成熟度纯页岩型页岩油被认为是具有极高开发潜力的一种石油资源。其中,以四川盆地下侏罗统自流井组大安寨段、鄂尔多斯盆地长7段下部、松辽盆地青山口组下段为代表的页岩油储层,是当前页岩油勘探与开发的热点区域。以上页岩油储层的共同特点是页岩质量好,矿物组成以黏土矿物和石英为主,孔隙度较高,具有较好的渗透性和储集性。但根据目前的勘探情况分析,纯页岩型页岩油的稳产难度较高,开采技术尚不成熟,因而为了提高纯页岩型页岩油的开采效率与质量,需加强对开采技术的研究。

  2中国陆相页岩油资源潜力

  中国页岩油资源分布广泛,其中高成熟度页岩油主要分布于五个地区,分别是塔里木盆地、松辽盆地、川东北地区、江汉盆地和珠江口盆地。这些地区的页岩油资源丰富,具有很高的开发潜力。

  尽管世界页岩油资源已被广泛研究,但评价方法尚未统一,使得数据存在一定的差异,导致了国际市场对页岩油资源储量的估计各不相同。在中国,页岩油潜力勘探领域可归纳为四大区域,分别是华北地区、西南地区、塔里木盆地和珠江口盆地。这些地区的页岩油资源潜力巨大,是未来中国石油行业的重要发展方向。与高成熟度页岩油相比,中国中低成熟度页岩的原位转化远景更为广阔,可采储量也更大。因此,在未来很长一段时间内,中低成熟度页岩油开发是中国页岩油勘探开发的重点。

  然而,由远景资源量变为资源量和储量,首先需要突破技术和成本两道关口。目前,不同的技术和方法在中低成熟度页岩油资源评价方面存在诸多争议和不确定性。因此,对中低成熟度页岩油的勘探开发,需要加强科学研究,推动技术创新,提高勘探开发水平,以实现资源量和储量的有效转化。此外,还需要加强政策支持,优化政策环境,为页岩油勘探开发提供更好的政策保障和经济支持。

  3陆相页岩油发展前景

  3.1中国陆相页岩油勘探成效显著

  中国陆相页岩油的勘探开发取得了一系列的重要成果。据不完全统计,截至2019年底,中国陆相页岩油累计探明储量达到了14.2亿t,页岩油生产能力达到了1 000万t/a,其中,各地区页岩油勘探区域的勘探进展如表1所示。

  3.2中国陆相页岩油发展面临的风险

  3.2.1资源不确定性风险

  中国已经在多个盆地的页岩层系实现了油气的开采,但距离完全实现工业化开发尚有距离。所以,我国在发展页岩油产业链时,应着重注意资源不确定性的风险。将页岩油资源的调查、评定等工作作为初期阶段的重点内容,进而丰富我国页岩油资源数据库资料,为工业化开发提供充足的数据支撑,便于准确地判断我国不同地区的页岩油开发潜力和分布情况。

  为了实现以上目标,需要加强技术研究,提高勘探开发水平,推动页岩油产业的可持续发展。在技术研究方面,需要重点发展页岩油勘探和开发技术,尤其是在页岩油储层的孔隙结构、渗透性、含油饱和度等方面的研究,以提高页岩油储层的勘探和开发效率。此外,还需要研究页岩油的提取和加工技术,提高页岩油的纯度和质量,以满足市场需求。

  3.2.2技术适应性风险

  中国的页岩油储量丰富,但是开发难度也很大,需要针对不同区域地质条件研发出不同类型的勘探开发技术。在探寻中国陆相页岩油的开发潜力时,需要注意以下几个关键点:

  第一,剖面岩性变化迅速,源储互层频繁,甜点段厚度不大但平面分布范围广。这意味着开发页岩油需要有更加精细的勘探技术,能够准确判断储层的位置和厚度。

  第二,生烃增压是页岩油聚集的主要动力。这一点需要考虑到在开采页岩油时需要对一些地质因素进行综合性分析,以避免破坏原有的页岩结构,影响油气的聚集和开采。

  第三,新疆北部地区中二叠统芦草沟组和渤海湾盆地古近系孔店组是页岩层系的代表。这意味着开发这些地区的页岩油需要有更加精细的地质勘探技术。

  第四,中国陆相页岩油的开发不能简单地采用现有的水平井体积压裂技术。这意味着需要针对中国的特殊地质条件研发出更加适合的开采技术,以便更好地开发中国的页岩油资源。

  第五,需要结合地质实际情况,加快核心技术和关键装备的研发,以提升页岩油勘探开发效率与质量。这意味着需要在技术上不断进行创新,以便更好地开发中国的页岩油资源。

  3.2.3成本风险

  页岩油勘探开发是一项高风险、高投入的活动,需要充足的资本支持和政策保障。虽然初期投入成本较高,但随着工业化量产,成本会逐步降低,收益会逐渐提升。大量的资本投入为页岩油勘探开发提供了强有力的支持,同时税收优惠政策也为企业提供了更多的利润空间。相比之下,中国陆相页岩油的开发条件更为复杂,市场竞争和管理机制有待进一步完善。

  4结语

  综上所述,文章对我国陆相页岩油的类型、潜力及前景开展分析,详细说明页岩油的不同类型分类方式和实际勘探前景,并根据目前的勘探情况分析未来页岩油行业发展可能会面临的风险,包括资源不确定性风险、技术适应性风险和成本风险。我国陆相页岩油具有广泛的分布、巨大的资源量和优良的品质,具有非常广阔的开发前景,但也需要认识到面临的风险挑战,加强科技创新和人才培养,以实现可持续发展和更加稳健的能源战略。

参考文献:

  [1]李志明,孙中良,鲍云杰,等.冀北坳陷中元古界洪水庄组页岩油勘探前景探讨[J].石油实验地质,2023,45(1):29-40.

  [2]昝灵,白鸾羲,印燕铃,等.苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段页岩油基本特征及成因分析[J].石油实验地质,2023,45(2):356-365.

  [3]王伟,王振林,刘财广,等.页岩油甜点评价关键技术及甜点类型划分:以玛湖凹陷二叠系风城组为例[J].地球科学,2023,48(1):223-234.

  [4]肖玲,陈曦,雷宁,等.鄂尔多斯盆地合水地区三叠系长7段页岩油储层特征及主控因素[J].岩性油气藏,2023,35(2):80-93.

  [5]刘卫彬,徐兴友,陈珊,等.松辽盆地陆相页岩油地质工程一体化高效勘查关键技术与工程示范[J].地球科学,2023,48(1):173-190.



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