全球常规-非常规油气形成分布、资源潜力及趋势预测

邹才能，翟光明，张光亚，王红军，张国生，李建忠，王兆明，温志新，马锋，梁英波，杨智，李欣，梁坤

（1.中国石油勘探开发研究院；2.中国石油天然气集团公司咨询中心）

全球常规-非常规油气形成分布、资源潜力及趋势预测

邹才能1，翟光明2，张光亚1，王红军1，张国生1，李建忠1，王兆明1，温志新1，马锋1，梁英波1，杨智1，李欣1，梁坤1

（1.中国石油勘探开发研究院；2.中国石油天然气集团公司咨询中心）

常规-非常规油气地质理论有效指导了油气资源不断获得新发现。新元古代以来，罗迪尼亚与潘吉亚（Pangea）超大陆2次重要板块构造分与合的旋回，控制特提斯、劳亚、冈瓦纳和太平洋4大构造域，以及克拉通、被动陆缘、裂谷、前陆、弧前和弧后等6类沉积盆地的形成。已发现油气储量中68%来自特提斯域，被动陆缘盆地占全球待发现油气资源量49%。全球盆地演化形成6套主要烃源岩、碳酸盐岩与碎屑岩2类储集层、泥页岩与膏盐2套区域性盖层。受以上因素控制，全球油气分布具有10条规律：①常规-非常规油气“有序聚集”；②特提斯域控制全球油气富集带形成分布；③前陆冲断带控制构造油气田群分布；④克拉通内隆起控制特大型油气田展布；⑤台地边缘控制生物礁滩大油气田群带状分布；⑥被动大陆边缘控制海洋特大型油气田形成与分布；⑦前陆前渊斜坡控制大规模重油沥青赋存；⑧盆地沉积斜坡控制致密油气与煤层气聚集；⑨盆地深水富有机质沉积控制页岩油气滞留；⑩低温高压海底沉积控制水合物展布。常规与非常规油气资源比例为2∶8；常规油气资源主要分布于中东、俄罗斯、北美和拉丁美洲4大地区，非常规油气资源主要分布于北美、亚太、拉丁美洲和俄罗斯4大地区。预测世界石油工业有10个发展趋势，油气勘探主要集中在海域深水、陆上深层与非常规3大领域。预判石油产量峰值在2040年前后，石油工业生命周期还可再延续150年。新能源替代化石能源，不是化石能源利用的枯竭，而是新能源更低廉、更低碳、更大众。图7表8参36

非常规油气地质学；有序聚集；分布规律；致密油气；页岩油气；安岳气田；涪陵页岩气田；生命周期；新能源

0 引言

常规-非常规油气地质理论揭示了油气资源的形成与分布规律，有效指导油气勘探不断获得新发现。1934年McColough提出的“圈闭学说”[1]是常规圈闭油气成藏理论形成的重要标志，推动了常规油气勘探的发展；1995年Schmoker等提出“连续型油气聚集”理论[2]，树立了非常规油气地质理论的里程碑，为非常规油气勘探提供指导。1956年美国学者Hubbert预测美国油气产量在1970年前后达到高峰[3]，然后石油工业将进入衰竭阶段。然而计算机、新材料等应用于油气工业，使板块构造学、有机生油论等不断焕发生机，在沙漠、山前、海洋等地区不断发现大油气田；尤其是连续型油气聚集理论、高分辨率三维地震、水平井体积压裂等科技创新使页岩气、致密油等非常规油气的勘探开发获得突破。近年来，全球油气资源量大幅增加，油气产量不断创新高，2013年世界石油产量41.5×108t、天然气产量3.4×1012m3[4]。“石油峰值论、石油衰竭论”等再度破灭。油气不可再生，但非常规油气革命可延长石油工业的生命。

国家崛起取决于“战略、创新、能源”3个驱动力。石油工业正发生“美国推动能源独立、亚太油气消费中心崛起、新一轮石油科技革命”3个重大事件，深远影响大国能源战略。美国实施本土化的“能源独立”、俄罗斯寻求周边化的“能源合作”、中国推进多元化的“能源供给”。中国推动“能源革命”战略，保障“立足国内、加强国外、多元供给”能源安全。

油气勘探研究有3个发展态势：资源类型从常规向非常规转变、圈闭类型从构造向非构造延伸、油气类型从圈闭向非圈闭拓展（从“圈闭找油”向“层系找油”深入）。笔者从板块演化到油气形成，总结全球油气分布规律，并预测世界石油工业的发展趋势。

1 油气形成背景

1.1 2次板块分合与6类盆地形成

新元古代以来，全球板块构造经历了两次最重要的分合旋回，即罗迪尼亚超大陆的形成（距今1 100～900 Ma）与裂解（距今860～570 Ma）、潘吉亚超大陆的形成（距今300～200 Ma）与裂解（距今160～0 Ma），两次板块分合控制着全球主要含油气盆地的形成与分布[5]。

前寒武纪晚期在罗迪尼亚超大陆聚合—裂解构造背景下，全球各古板块大多处于克拉通构造环境，为叠合型沉积盆地形成提供了条件。罗迪尼亚超大陆的解体，导致冈瓦纳和劳亚大陆形成，中国的华北、华南、塔里木板块和哈萨克斯坦板块等逐渐脱离冈瓦纳大陆向北移动。晚古生代潘吉亚超大陆聚合及后续裂解，新特提斯洋、大西洋等开始形成，裂谷、被动大陆边缘广为分布，为拉张沉积盆地形成提供了条件。两大板块分合旋回下，形成大陆裂谷、前陆、弧前、弧后、克拉通和被动大陆边缘6类沉积盆地。在被动大陆边缘和前陆盆地中分布着全球巨型油气田，且更富油；而裂谷、克拉通盆地更富天然气[6]。

1.2 6类主力烃源岩与2大类储盖组合

全球90%的油气来自志留系、上泥盆统、上石炭统—上二叠统、上侏罗统、白垩系和渐新统—中新统6套优质烃源岩（见图1）[7]。海平面升降控制层序分布，层序类型决定烃源岩有机质含量及储集性能，最大海泛面顶部对应凝缩层段（CS）、海退体系域（TST）和TOC高值[8]。全球90%以上油气储量发现于侏罗系及之上的碳酸盐岩和碎屑岩2类储集层。区域性泥页岩和膏盐岩2类盖层控制全球巨型油气田分布。

2 常规-非常规油气形成分布10条规律

2.1 常规-非常规油气“有序聚集”

全球常规-非常规油气“有序聚集”是指含油气单元内，富有机质烃源岩热演化生排烃与不同类型储集体储集空间随埋深演化，油气在时间域持续充注、空间域有序分布，成因上关联、空间上共生，形成统一的常规-非常规油气聚集体系[9-12]。据“有序聚集、空间共生”规律，一般发现常规油气，预示供烃方向有非常规油气共生；发现非常规油气，预示外围空间可能有常规油气伴生[13]。“有序”体现在3个方面：①成因有序性，地下油气“从源到圈闭”过程，决定源岩区以滞留型非常规油气为主，运移路径上以改造和残留的重油、沥青为主，圈闭发育区以常规油气聚集为主，从浅到深分布有远源的常规油气、近源的致密油气和源内的页岩油气；②宏观分布有序性，盆地边缘或斜坡分布有常规构造和岩性地层油气藏，凹陷斜坡或沉积中心聚集非常规致密油气和页岩油气；③微观分布有序性：储集层物性随埋深增加变差，浅部位高孔渗区聚集常规油气，深部位低孔渗区聚集致密油气，中间过渡部分为常规-非常规油气的混合聚集区[14]。如加拿大阿尔伯达前陆盆地西凹发育源岩，聚集页岩油气和致密气[15]；东部斜坡及隆起带发育常规油气藏及重油、沥青矿。四川盆地发育超万亿立方米级3类常规与3类非常规油气[16]：3类常规气藏为震旦系灯影组碳酸盐岩缝洞型气藏、寒武系龙王庙组和石炭系孔隙型白云岩气藏、二叠系—三叠系碳酸盐岩礁滩型气藏；3类非常规油气为志留系龙马溪组与寒武系筇竹寺组页岩气[17]、上三叠统须家河组致密气和侏罗系致密油。

图1 全球主要油气分布层位及资源分布比例

2.2 特提斯域控制全球油气富集带形成分布

1991年，Klemme划分了劳亚、特提斯、冈瓦纳和太平洋4大构造域[7]。特提斯和劳亚域富集油气，特提斯域以中生代、中—新生代盆地继承发育为特征，主要发育中—新生代以来的前陆盆地，控制已发现油气储量的68%；劳亚域以北美克拉通和俄罗斯克拉通为代表，以古生代盆地为主，控制已发现油气储量的23%。两大构造域大都经过伸展环境连续稳定沉降：①能够形成快速沉积充填建造的沉降速度；②能够形成利于烃源岩形成的缺氧的水体环境，如封闭海湾、厌氧陆架；③保持地层连续沉积，发育大型圈闭，不整合少，利于油气区域性保存。尤其特提斯构造域油气最为富集，主要是因其分布于地球古纬度南北纬30°之间。该区洋流温暖，适于大量生物生长，有机质丰富，具有优质烃源岩、大型圈闭与膏盐岩盖层的良好配置，利于形成巨型油气田。目前已发现全球最大的加瓦尔油田和全球最大的北方—南帕斯气田等（见图2）。

截至2013年底，全球共发现1 119个大油气田，占全球可采储量的78%和产量的74%[18]。表1和表2统计了全球典型常规-非常规油气田的地质参数。

2.3 前陆冲断带控制构造油气田群分布

全球前陆盆地冲断带构造变形规模大，发育成排大型构造圈闭群，与前渊坳陷优质生烃灶纵向叠置，复杂断裂系统沟通，喜马拉雅期形成并保存的前陆冲断带易形成大型构造油气田群。

塔里木盆地库车地区面积1.5×104km2，资源量（8～10）×1012m3，已发现克拉2等大气田，其中克拉苏冲断带面积约5 000 km2，在3 000～8 000 m深度范围内，发育平面成排、纵向叠加的背斜圈闭带，大型有利圈闭33个，总面积1 500 km2，其上发育了一套近千米厚的膏盐岩区域盖层。下伏侏罗系烃源岩多层叠加，形成厚100～1 000 m的优质煤系烃源岩，TOC值为2%～38%，Ro值为1.1%～2.9%，生气强度大于25×108m3/km2；白垩系砂岩储集层孔隙度为6%～10%。最近该区带钻探了中国最深的工业性气井克深9井（7 445～7 552 m），日产天然气45.6×104m3，目前克拉苏冲断带已形成万亿立方米级储量气区。

图2 全球已发现最大油田与气田分布图

表1 全球十大典型常规油气田主要地质参数[18]

表2 全球十大典型非常规油气田（区）主要地质参数[9,19]

中东扎格罗斯盆地，扎格罗斯冲断带古近系是扎格罗斯最主要成藏组合[20]，烃源岩为下白垩统泥岩，储集层为古近系灰岩，盖层为古近系膏岩层，沿北西向展布的冲断带长轴方向发育大型背斜构造圈闭100余个，可采资源达3 351×108t油当量，占全球常规油气可采资源总量的35%。已发现巨型油气田69个，累计生产油气当量508×108t[18]，形成了目前全球规模最大的构造油气田群（见图3）。

2.4 克拉通内隆起控制特大型油气田展布

克拉通盆地隆起区控制特大型油气田形成与分布：①克拉通面积大，生烃坳陷或裂陷规模大且与古隆起相邻，油气汇聚指向古隆起；②生储盖组合连续接触且大面积分布，利于近源聚集；③构造稳定，易于油气藏特别是古油气藏保存。

2011年在四川盆地发现的安岳特大型气田在全球有重大的工业与科学价值。其具有热演化程度高（Ro值为2.5%～3.5%）、地层古老（Z——C）、单体规模大（可采储量大于0.7×1012m3）、埋藏深（4 500～6 000 m）等特点。主要有4个具有重大地质理论意义的新发现：①克拉通内大型裂陷（面积6×104km2）；②桐湾期大型古隆起（面积2×104km2）；③特大型高—过成熟源岩油裂解成气（可采储量大于0.7×1012m3）；④深层上元古界—下古生界工业性含油气系统。四川盆地古老克拉通上元古界—下古生界工业性含油气系统的发现，对中国海相地层甚至全球深层—超深层古老含油气系统勘探有重大科学及实践意义。

图3 扎格罗斯前陆冲断带构造型油气田群分布模式图[20]

川中古隆起面积为6×104km2，古隆起震旦系—寒武系碳酸盐岩颗粒滩分布区面积超过1×104km2，岩溶缝洞储集层孔隙度为4%～8%。新发现德阳—安岳裂陷发育厚层寒武系高热演化程度烃源岩（Ro值为2.5%～3.5%），与东侧古隆起缝洞储集层形成有利源储配置，仅磨溪地区龙王庙组气藏在800 km2内探明天然气地质储量达4 404×108m3，震旦系控制含气面积超过7 000 km2。安岳气田主要受古裂陷内优质烃源岩、古台地上丘滩岩溶储集层、古油藏原油裂解成气与古隆起斜坡构造-岩性地层圈闭“四古”要素控制，是目前全球发现最古老的高热演化源岩油裂解气田。

塔里木盆地克拉通区勘探面积近38×104km2，主要发育塔北、塔中等古隆起，震旦系—寒武系古隆起斜坡发育大规模碳酸盐岩缝洞型储集层，面积达15×104km2。塔北—塔中隆起油气连片分布，在6 000 m以深的超深层发现油气储量超过30×108t油当量。最近在塔北斜坡低部位钻探的金跃102井（7 220～7 350 m），日产油69.6 m3，成为中国最深的工业性油井。

东西伯利亚盆地是在元古宙地台上发育的古老克拉通盆地，面积350×104km2。截至2011年底，盆地已发现油气藏337个，累计探明油气可采储量42×108t油当量，待发现可采资源量140×108t油当量，是世界上油气最富集的古克拉通盆地。盆地东南和东北部发育两个大型继承性古隆起[21]。里菲系烃源岩面积37×104km2，富有机质地层厚2.0～7.5 km，平均有机碳含量为1.0%～2.7%，Ro值为0.6%～1.6%；文德系烃源岩面积175×104km2。隆起区里菲系碳酸盐岩、文德系沿岸砂坝等多套优质储集层与中南部厚0.6～2.0 km的寒武系膏盐岩盖层组合，形成了全球最古老地层的凝析油气田（见图4）。

图4 东西伯利亚盆地古隆起油气田群分布模式图[21]

2.5 台地边缘控制生物礁滩大油气田的群带状分布

克拉通盆地边缘发育环带状大型礁滩体，向陆与盆地内古老生烃坳陷相邻，向海与同期海相烃源岩层对接，具备多向油气充注的优越条件，其上稳定分布膏盐层盖层，形成大型礁滩油气田群。

塔里木、四川等盆地古生代克拉通区礁滩体发育，如塔中隆起北斜坡奥陶系生物礁滩体南北宽1～20 km，东西长260 km，具有典型多期叠加分布特征。储集层孔隙度为5%～12%，渗透率为（1～20）×10-3μm2，形成礁滩体控制的大型富油气区，储量超过10×108t油当量。四川盆地川东北开江—梁平台缘区发育二叠系生物礁和三叠系滩，宽1～5 km，厚300～500 m，储集层物性优越，已发现普光、龙岗等气田，整个生物礁滩天然气储量规模超过万亿立方米。

位于哈萨克斯坦西部的滨里海克拉通盆地面积50×104km2[22]。台地边缘发育大型生物礁滩体，向盆地和外大洋方向相变为盆地相泥岩优质烃源岩区。早二叠世沉积巨厚膏盐层，形成以盐下礁滩体为主的环状大油气田群[14]。其中阿拉斯特拉罕凝析气田上泥盆统生物灰岩含气层厚283 m，含气面积1 630 km2，天然气可采储量2.6×1012m3；田吉兹油田上泥盆统—中下石炭统生物灰岩含油高度1 500 m，含油面积270 km2，石油可采储量8.4×108t；卡沙干油田上泥盆统生物礁型圈闭含油层平均厚度550 m，含油面积650 km2，可采储量超过5×108t。整个环形礁滩体分布带已发现9个大油气田，油气可采储量78.6×108t油当量，预测盐下待发现资源量约123×108t油当量[23]。

2.6 被动大陆边缘控制海洋特大型油气田形成与分布

被动大陆边缘盆地经历了早期陆内裂谷、由陆向海过渡和海洋深水漂移3个关键时期，其油气地质条件有利[24]：①陆内裂谷期发育优质陆相生烃凹陷，如西非南加蓬滨海盆地Melania（Barremian）组平均TOC值为6%～20%，下刚果盆地Pointa Ndire页岩TOC值为5%，澳大利亚西北大陆架裂谷期烃源岩TOC值为5%～6%；②过渡期局限—半局限海环境沉积优质盐岩盖层，如非洲西海岸里奥穆尼、巴西近海的坎普斯、墨西哥湾等盆地均有分布；③漂移期广海环境快速沉积碳酸盐岩、碎屑岩沉积体，如水深500～1 500 m的坎普斯盆地Marlim油田，渐新统—中新统浊积砂岩厚100～400 m，平均孔隙度25%～30%，渗透率2～3 μm2，面积达200 km2。

2000年以来，被动陆缘深海区获得油气大发现，主要在巴西、澳大利亚、西非、墨西哥湾四大深水区，发现的大油气田储量占全球同期新发现大油气田储量的75%，占全球新增储量的28%。近10年来，仅巴西深海即获得20个大型发现。巴西东南部海域坎波斯和桑托斯盆地（属南大西洋被动大陆边缘盆地）面积达48.3×104km2，截至2013年底，坎波斯盆地探明油气可采储量44.9×108t油当量，桑托斯盆地探明油气可采储量64.0×108t油当量[18]。两个盆地89%的储量来自水深超过500 m的深水区，主力烃源岩TOC值为2%～6%，氢指数高达900 mg/g。坎波斯盆地油气富集于盐上漂移期大型砂体中，盖层为漂移期泥页岩；桑托斯盆地油气富集于盐下湖相介壳灰岩，盖层为过渡期沉积的厚2 000 m的盐岩。油气差异聚集主要受控于盐岩的发育，岩窗发育区油气向上运移聚集[25]。已相继获得9个油气大发现，油气藏水深达1 961 m。

现今全球分布的几大富油气海湾也与被动大陆边缘盆地背景有关，如墨西哥湾发育碳酸盐岩、碎屑岩两套沉积体系。油气主要富集在盐岩构造圈闭与深水砂体地层圈闭中，已探明可采储量202×108t油当量，待发现资源量140×108t油当量[6]；几内亚湾的形成与联合古陆潘吉亚裂解密切相关，大部分盆地为被动大陆边缘类型，已探明可采储量达120×108t油当量，待发现资源量为160×108t油当量[6]。

图5 阿尔伯达盆地前陆斜坡带巨型沥青砂分布模式图[15]

2.7 前陆前渊斜坡控制大规模重油沥青赋存

与前陆冲断带相邻，大型前陆盆地通常发育稳定的大型斜坡，位于前渊坳陷成熟生烃灶上倾方向。其输导层与储集层连通性好，与地表水循环系统连通，处于氧化环境，储集层中微生物繁多，使运移油气持续遭受水洗氧化和生物降解作用，在斜坡带形成重油与沥青矿[26]。美洲西侧是全球规模最大太平洋俯冲带，西加拿大盆地、东委内瑞拉盆地的前陆斜坡带形成全球最大的油砂和重油聚集区（见图5），已证实油砂和重油可采储量分别达273×108t和354×108t[27]。阿尔伯达盆地早期属克拉通边缘盆地，中侏罗世之后演化为前陆盆地，面积30×104km2，油砂主要分布在盆地东翼浅部下白垩统不整合面之上，烃源岩包括上泥盆统Duvernay组及下石炭统Exshaw组海相页岩，分布面积13×104km2，厚25～135 m，TOC值为2%～24%[15]；储集层以下白垩统曼维尔群砂岩为主，太平洋板块向东俯冲于北美板块之下，受其影响，落基山近东西向挤压，曼维尔群从未深埋，孔隙度为20%～35%、厚30～50 m，泥盆系—石炭系生成的大量油气向东运移形成全球最大油砂矿。

2.8 盆地沉积斜坡控制致密油气与煤层气聚集

2.8.1 陆相坳陷盆地斜坡带控制致密油气富集区

大型陆相坳陷盆地斜坡带具备稳定的构造背景，湖水频繁进退形成的优质泥页岩、煤系烃源岩与三角洲、河流相砂岩在斜坡区层状交互分布，大面积连续展布，生排烃期超压驱动面状排烃，形成大规模的致密油气富集区。

中国陆相致密油可分为致密砂岩油、致密灰岩油、致密混积岩油3种基本类型，可采资源量为（20～25）× 108t；致密气可采资源量为（9～13）×1012m3。鄂尔多斯盆地发育大规模的致密油和致密气[28]，三叠系延长组长7段沉积期，湖盆大面积扩张，分布面积5×104km2，发育稳定的优质烃源岩，黑色页岩TOC值为13.8%。由于湖岸线频繁进退，形成了大规模三角洲与重力流复合成因砂体（见图6），厚5～40 m，岩性致密，孔隙度为8%～12%、渗透率为（0.01～1.00）×10-3μm2，含油饱和度达80%[29]。与长7烃源岩紧密接触的源储共生区域面积达1×104km2。2011年长7段湖盆中心致密油勘探获得重大突破，预计地质储量超过20×108t。盆地石炭-二叠系苏里格致密气面积6×104km2，含气砂岩累计厚30～100 m，孔隙度一般为6%～12%、渗透率为（0.01～1.00）×10-3μm2，含气饱和度为40%～80%。2013年底探明与基本探明储量为3.9×1012m3，年产致密气212×108m3。

图6 鄂尔多斯盆地三叠系致密油气区聚集分布图

2.8.2 克拉通盆地斜坡带致密油气富集区

克拉通盆地斜坡区沉积稳定，海相黑色页岩及内部细粒沉积广泛发育。油气在页岩内滞留，在致密层中近源富集，形成了规模致密油气分布区。

北美威利斯顿盆地是一个大型克拉通盆地，其中上泥盆统巴肯组满盆分布，面积超过10×104km2，厚6～45 m，巴肯组上段、下段均为富有机质页岩段，平均TOC值可达10%以上，缺乏底栖生物群和生物潜穴遗迹化石，纹层和黄铁矿发育，形成于缺氧或低氧深水环境，有机质来源于藻类，Ro值为0.7%～1.2%，处于成熟生油阶段[30]。巴肯组中段为海相碳酸盐岩浅滩复合体，岩性为白云质粉砂岩，物性差。稳定构造环境下，巴肯组上段、下段页岩生成的成熟原油近源聚集在中段白云质致密储集层中，油层埋深2 500～3 300 m，厚5～10 m，孔隙度为5%～13%、渗透率为（0.10～1.00）×10-3μm2，可采资源量达6×108t[30]。

美国德克萨斯南部发育鹰滩致密碳酸盐岩油，甜点区面积为0.9×104km2，油层厚20～180 m，孔隙度为3%～15%、渗透率为（0.001～0.010）×10-3μm2，含油饱和度为70%～85%，可采资源量为4.76×108t，2013年致密油产量达5 236×104t[31]。

2.8.3 裂陷盆地斜坡带控制煤层气富集区

澳大利亚鲍温盆地为古生界复杂向斜盆地，面积20×104km2，苏拉特盆地为中生界克拉通盆地，面积30×104km2[32]。东部苏拉特盆地侏罗系煤系北部不整合于鲍温盆地的三叠系之上，煤层气主要富集在鲍温盆地边缘斜坡区、苏拉特盆地内克拉通中心区，煤层埋藏浅，大部分埋深为100～600 m，可采资源量达（2～5）×1012m3，年产煤层气60×108m3。

2.9 盆地深水富有机质沉积控制页岩油气滞留

富有机质页岩主要沉积于海相克拉通盆地深水、边缘半深—深水陆棚、湖相坳陷与裂陷盆地深水环境：①深水环境浮游生物生产力高；②深水环境稳定，有利于有机质保存。一方面深水沉积经历深埋藏，有利于有机质连续成熟生烃，页岩内滞留油气量大；另一方面页岩区未受构造运动破坏，有利于页岩内部油气滞留保存。

中国发育海相、沼泽相与湖相3类页岩，发育大面积连续型与局部构造型两类目标，预测页岩气可采资源量为13×1012m3。目前已完钻页岩气井340余口，60口井日产气超过1×104m3、40余口井日产气超过10×104m3，累计生产页岩气13×108m3以上。海相页岩气现实性最好，高产富集“甜点区”主要受深水陆棚富有机质、较好基质孔缝、异常高压、适中埋藏深度、较好地表条件等主要因素控制。有利海相页岩气主要分布在四川盆地及其周缘志留系龙马溪组、寒武系筇竹寺组页岩中，分布面积为（10～13）×104km2，页岩气甜点区厚30～100 m，有机碳含量为1.85%～4.36%，Ro值为2.0%～4.5%。其中志留系龙马溪组目前已发现甜点区面积超过1×104km2，形成（3～4）×1012m3的可采储量规模，正建设焦石坝、长宁—威远、富顺—永川、云南昭通等工业试验区，其中涪陵页岩气田焦石坝区发现井焦页1HF日产气20.3×104m3，平均埋深2 645 m、厚70.8 m、TOC值为2.5%、Ro值为2.2%、孔隙度为4.3%、脆性矿物含量为62%、含气饱和度为65%、压力系数1.55、CH4含量98%，已探明面积106.45 km2，探明地质储量1 067.5×108m3，属裂缝-背斜型页岩气田。松辽盆地白垩系、鄂尔多斯盆地三叠系、准噶尔盆地二叠系等发育湖相富有机质页岩，Ro值为0.7%～1.2%，厚度一般为50～300 m，TOC值为2%～10%，生成页岩油为主，预测可采资源量为（30～60） ×1012t。目前多个盆地发现页岩油，如鄂尔多斯盆地长7段钻探的木78井日产页岩油21.7 m3。

2013年北美地区页岩气年产量达3 100×108m3[31]，已发现50个富有机质页岩区存在页岩油气资源，其中9个区带实现了页岩气规模开发。上侏罗统Haynesville页岩是美国单井产能最高的含气页岩层，该页岩气区位于德克萨斯州东部与路易斯安那州西北部，东部沉积中心页岩厚107～122 m，西部沉积中心页岩厚度小于30.5 m，TOC值为2%～6%，Ro值为2.2%～3.2%，总孔隙度为8%～9%，含气量2.83～9.34 m3/t，页岩气可采储量超过2.83×1012m3[31]。页岩气区石英含量50%～70%、黏土矿物含量30%～50%，地层压力系数大于2.0；页岩气井深3 200～4 200 m，核心区单井平均初始产量为39.6×104m3/d，单井估算最终可采储量为（0.43～1.28）×108m3，2013年页岩气产量达518×108m3。

2.10 低温高压海底沉积控制水合物展布

天然气水合物是一种能量密度高、储量规模大的资源，其形成和展布受温压稳定性条件、碳氢来源、储集岩和天然气运移等控制。低温、高压共同控制天然气水合物形成与展布，大多数盆地不具备此条件，因此其主要存在于深海近海底浅层沉积物中及陆地高纬度常年冻土带。

保守预测全球水合物可采资源量为3 000×1012m3，98%天然气水合物分布在大陆边缘和大洋板块内海底沉积物中，如澳大利亚西北海域、加利福尼亚—俄勒冈外海域、西大西洋墨西哥湾海域、非洲西海岸、北极巴伦支海及南极罗斯海域等地区。2013年日本在Daini-Atsumi Knoll地区水深1 000 m处降压排采获得天然气2×104m3/d[33]，水合物探索获重大进展（见表3）。

3 常规-非常规油气资源潜力

油气资源可分为常规和非常规两种类型。常规油气在盆地内局部富集，非常规油气在盆地内大面积分布，二者资源比为2∶8。常规油气藏资源品质高，但总量较小，约占资源总量的20%；非常规油气包括重油、油砂、致密油、页岩油、油页岩油、致密气、煤层气、页岩气、天然气水合物等，约占资源总量80%[13]。

3.1 常规油气资源潜力

根据USGS、IEA、BP等机构公报的数据和作者调研结果，全球常规石油可采资源总量为4 879×108t（见表4），中东1 974×108t，占40%；俄罗斯768×108t，占16%；北美662×108t，占14%；拉丁美洲520×108t，占11%；4大区占全球可采资源总量的80%。全球常规天然气可采资源总量为470.5×1012m3（见表5），其中俄罗斯151.7×1012m3，占32%；中东134.8×1012m3，占29%；北美68.8×1012m3，占15%；亚太33.9×1012m3，占7%；4大区占全球可采资源总量的83%。

表3 全球常规-非常规油气形成分布10大规律简表

表4 全球常规石油可采资源总量

表5 全球常规天然气可采资源总量

3.2 非常规油气资源潜力

全球致密油、重油、天然沥青、油页岩油资源量约为4 120×108t，其中重油可采资源量1 078.9×108t，主要分布于南美和中东地区；天然沥青（或称油砂）可采资源量1 066.7×108t，主要分布在加拿大阿尔伯达省；致密油可采资源量472.8×108t，美国、俄罗斯和亚太地区最发育；油页岩油可采资源量1 501.3×108t，主要分布在美国、俄罗斯和中国（见表6）。全球致密气、煤层气与页岩气资源量为921.9×1012m3（见表7）。致密气可采资源量为209.6×1012m3，主要分布在北美、拉丁美洲和亚太地区；煤层气可采资源量为256.1×1012m3，主要分布在北美、俄罗斯和亚太地区；页岩气可采资源量为456.2×1012m3，与致密气和煤层气可采资源量相当，主要分布在北美和亚太地区。天然气水合物可采资源量约为3 000×1012m3[13]。

3.3 四大常规与四大非常规油气分布

全球常规油气可采资源中71%分布于中东、俄罗斯、北美和拉美4大地区；非常规油气可采资源84%分布于北美、亚太、拉美和俄罗斯4大地区。油气资源最富集的盆地是被动大陆边缘、裂谷及前陆3大类盆地。被动陆缘盆地的油气资源量最大，占全球待发现油气资源量49%；前陆盆地和大陆裂谷盆地待发现资源量相当，所占比例均为20%，其次是克拉通盆地，所占比例为11%。

表6 全球非常规石油可采资源分布情况

表7 全球非常规天然气可采资源分布情况

4 石油工业发展趋势

石油工业未来发展有十大趋势：①地质理论从常规向非常规油气地质学发展，找油思路从源外“油气藏”到进源“油气层”；②纳米孔油气发现增加油气资源量，石油工业生命周期将再延长150年；③在2040年前后油、气产量出现峰值，约为50×108t/a、5.0×1012m3/a，油气在一次能源中仍保持主体地位；④气驱、纳米技术、原位加热等新技术可推动“页岩油、水合物、无机油气”实现非常规油气新革命，2040年非常规油气产量将占30%；⑤老油田提高采收率、深层、深水与非常规，将是4大油气科技制高点；⑥常规-非常规油气平台式“工厂化”生产将带来石油工业低成本管理变革；⑦西半球非常规油气可支撑美国能源独立，东半球常规油气可支撑亚太油气独立自给；⑧20～30美元/桶低油价时代或许终结，但200～300美元/桶高油价或许也难以到来；⑨相当长时期内，世界一次能源将进入石油、天然气、煤炭、新能源“四分天下”发展时代；⑩如果石油工业生命过早完结，“新能源革命”将提早带来更低廉、低碳的替代能源。

石油工业发展领域正在呈现“三个并进”态势，即非常规与常规并进（非常并进）、深层与浅层并进（深浅并进）、海洋与陆地并进（海陆并进）。全球已进入常规油气稳定上产、非常规油气快速发展阶段。目前常规油气资源采出程度仅为25%，非常规油气资源采出程度很低。全球基本形成中东、中亚—俄罗斯两大常规油气生产区格局，全球约2/3的常规油气剩余可采储量与待发现可采资源量分布在中东、中亚—俄罗斯地区，其中石油占全球总量的63%，天然气占全球总量的67%。中东、中亚—俄罗斯两大常规油气生产区油气产量比例持续上升，石油产量比例已由43%（2000年）增长到49%（2013年），天然气产量比例已由34%（2000年）增长到40%（2013年）。非常规油气中页岩气、致密油等相继突破。全球正在形成西半球的美国、东半球的中国两大非常规油气战略突破区，世界非常规油气产量占总产量比例将由目前的10%升至30%（2040年）。

中国油气勘探进入“两非两深”，开发进入“两高两低”新阶段，即非构造与非常规、深层与深水，老区高含水与高采收率、储量低丰度与单井低产量。找油思路也从“油气藏”深入到“油气层”。

4.1 未来常规-非常规油气3大重要勘探领域

中国油气勘探未来集中在富油气凹陷岩性地层、深层碳酸盐岩、山前构造带、海域中深水区、页岩系统非常规等5大油气领域。

全球未来油气勘探主要集中在海域深水（含北极）、陆上深层—超深层和非常规3大领域（见表8）。海域深水主要在南北大西洋、墨西哥湾等地区；陆上深层主要集中在滨里海、阿姆河盐下、西西伯利亚申城和扎格罗斯前陆等区域；非常规油气主要集中在北美油砂、致密油，拉丁美洲重油、页岩油气，中东重油，以及东西伯利亚油砂。3大领域发展需要理论技术创新与支撑。

4.2 全球油气地质理论与技术创新

预测世界石油工业有4个科技创新领域：①老油田提高采收率；②陆地深层油气；③海洋深水油气；④非常规油气。尤以“非常规油气突破”引发了石油工业科技革命，将形成深水细粒沉积学、非常规有机地球化学、非常规储层地质学、非常规油气地质学等新学科，高分辨率三维地震、水平井体积压裂将成为非常规油气核心技术，常规-非常规多井平台式“工厂化”生产将成为低成本开采新模式。继“页岩气革命”后，可能实现“页岩油革命、水合物革命、无机油气革命”。

表8 全球未来油气勘探重点领域

石油地质学研究正在探寻顶峰，传统地质学将向分子地质学或纳米地质学发展。石油地质学是上游石油工业的眼睛，可能在非常规油气、纳米油气、无机油气等方面实现突破。石油工业每一次技术创新都会带来油气产量跨越式发展，世界第6次科技革命与第3次工业革命将对石油工业产生重大影响。依赖大数据、新材料、信息、纳米、生物等技术创新，推动形成新一轮技术革命，如气驱提高采收率技术、页岩油原位加热改质开采技术、纳米油气技术、海洋超深水开采技术、万米级井筒工程技术、水合物开采技术、生物改质油气技术等。

4.3 全球油气产量峰值与生命周期

油气工业发展将经历常规油气、常规与非常规油气并重、非常规油气3个阶段，共同构成石油工业生命周期。本文采用HCZ模型预测不同资源情景下世界石油产量变化趋势（见图7）。随着非常规石油资源投入开发，世界石油产量峰值将不断攀升并不断延后。综合判断，石油峰值产量约50×108t/a、天然气峰值产量约5.0×1012m3，可能在2040年前后达到油气产量峰值，石油工业生命周期很可能会超过300年。

图7 未来世界石油产量预测

4.4 化石能源与新能源

人类利用能源经历了从木柴向煤炭、煤炭向油气的两次重大转换，其分别对应了人类历史上两次工业革命，未来世界还将面临油气向新能源的第3次重大转换[9]。但在今后相当长时期内，世界一次能源将进入石油、天然气、煤炭、新能源“四分天下”的发展时代。综合2013年IEA、2014年BP等研究数据，预测未来20～30年内，石油消费比例将降低，新能源消费比例将上升，煤炭消费比例略降，天然气消费比例略升。其中石油将占26%～28%、天然气占23%～26%、煤炭占25%～28%、新能源占19%～24%，总体呈现“四分天下”格局，2040年前后，油气在一次能源中仍保持主体地位，油气等化石能源发展仍将受到世界经济、油气价格、科技进步、政治战争和新能源等关键因素影响，油气产量峰值和油气生命周期也可能随之变化。

太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等新能源将有重大发展。目前短期内太阳能利用效率低、经济性难以过关，核聚变能技术难以突破，但太阳能、核聚变能等仍是人类能源利用愿景目标。

5 结论

“陆相生油、海相成气”是中国油气地质特色。在中国陆相新地层形成了如松辽盆地大庆油田常规油气、鄂尔多斯盆地三叠系长7段致密油与页岩油，在海相古老克拉通深层（具有古隆起、老地层、埋藏深的“古老深”特点）形成了如四川盆地震旦系—寒武系常规碳酸盐岩安岳特大型高热演化源岩油裂解气田，以及非常规志留系龙马溪组页岩气，对于全球油气发展具有科学意义。

油气不可再生，但可流动再利用。非常规油气革命延长了石油工业生命周期。非常规作为过渡能源为新能源到来赢取了时间。新能源替代化石能源，不是由于化石能源利用的枯竭，而是新能源更低廉和更低碳。化石能源的生产革命、科技革命、消费革命、体制革命，推动化石能源向低碳化变革，迎来无碳绿色能源新时代。

本文是作者基于有限知识与油气现状等给出的判断，或许有数据与观点随认识与客观条件改变而变化。

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（编辑 王大锐 林敏捷 绘图 刘方方）

Formation,distribution,potential and prediction of global conventional and unconventional hydrocarbon resources

Zou Caineng1,Zhai Guangming2,Zhang Guangya1,Wang Hongjun1,Zhang Guosheng1,Li Jianzhong1,Wang Zhaoming1,Wen Zhixin1,Ma Feng1,Liang Yingbo1,Yang Zhi1,Li Xin1,Liang Kun1
(1.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration &Development,Beijing 100083,China;2.Chinese National Petroleum Corporation Advisory Center,Beijing 100724,China)

Since the Neoproterozoic,two important cycles of separation and junction of the Rodinia and Pangea supercontinents controlled the formation of the Tethys,Laurasia,Gondwana and Pacifica domains,as well as the sedimentary basin types including craton,passive margin,rift,foreland,fore-arc,and back-arc basins.Sixty-eight percent of the discovered reserves are from the Tethys domain,while 49% of the undiscovered possible reserves are in passive margin basins.Six major sets of source rocks,two types of reservoirs (carbonates and clastics),and two regional seals (shale and evaporite) formed in global evolution of basins.Ten patterns are summarized from the above factors controlling the distribution of global hydrocarbon resources.(1) Conventional-unconventional hydrocarbon is accumulated “orderly”.(2) Distribution of Tethys controls the accumulation of the global hydrocarbons.(3) Foreland thrusting zones control the distribution of structural oil/gas fields;(4) Intra-craton uplifts control the distribution of giant oil/gas fields;(5) Platform margins control the banded distribution of giant organic reef and bank type oil/gas fields.(6) Passive margins control the distribution of giant marine oil/gas fields.(7) Foreland deep slopes control the occurrence of large scale heavy oil and bitumen.(8) Basin deposition slopes control the accumulation of tight oil &gas and coalbed methane.(9) Organic rich deep basin sediments control the retention of shale oil and gas.(10) Low temperature and high pressure seafloor sediments control the distribution of hydrate.The conventional/unconventional resources ratio is 2:8.The conventional resources are mainly distributed in the Middle East,Russia,North America,and Latin America.The unconventional resources are mainly distributed in North America,Asia Pacific,Latin America,and Russia.According to the ten trends of global petroleum industry,hydrocarbon exploration is mainly focused on marine deep water,onshore deep layer,and unconventional oil &gas.The peak of oil production will probably come around 2040,and the life span ofpetroleum industry will last another 150 years.Renewable energy will replace fossil energy,not for the exhaustion of fossil energy,but because it is cheaper and cleaner.

unconventional petroleum geology;orderly accumulation;distribution pattern;tight oil and gas;shale oil and gas;Anyue gas field;Fuling shale gas field;life cycle;renewable energy

国家重点基础研究发展计划（973）项目（2014CB239000）；国家油气重大专项“岩性地层油气藏成藏规律、关键技术及目标评价”（2011ZX05001）；中国工程院中国油气资源供给与管道发展战略研究（2013-XZ-23）

TE122

A

1000-0747(2015)01-0013-13

10.11698/PED.2015.01.02

邹才能（1963-），男，重庆江北人，博士，中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师，李四光地质科学奖获得者，主要从事非常规油气地质学、常规岩性-地层油气藏和大油气区等地质理论技术研究及勘探生产实践等工作。地址：北京市海淀区学院路20号，中国石油勘探开发研究院院办，邮政编码：100083。E-mail: zcn@petrochina.com.cn

2014-07-04

2014-11-25