美国页岩油研究对我国的启示

张廷山，彭　志，杨　巍，马燕妮，张　洁

（1.西南石油大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室，成都610500；2.西南石油大学地球科学与技术学院，成都610500；3.中国石油塔里木油田分公司开发事业部，新疆库尔勒841000）

美国页岩油研究对我国的启示

张廷山1，2，彭志1，2，杨巍1，2，马燕妮1，2，张洁3

（1.西南石油大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室，成都610500；2.西南石油大学地球科学与技术学院，成都610500；3.中国石油塔里木油田分公司开发事业部，新疆库尔勒841000）

页岩油是指以游离态、吸附态及少量溶解态赋存于泥页岩层系中的原油，目前已在美国实现商业开采，而我国页岩油研究起步晚，相关基础理论研究还比较薄弱。在页岩油一般特征分析的基础上，结合近年来美国海相页岩油勘探开发实践，总结了国内外在页岩油形成条件、储层特征、成藏机理及评价方法等方面取得的进展和重要认识。对中国和美国页岩油发育特征的系统对比与分析结果表明：我国湖相暗色泥页岩分布广、厚度大、结构复杂，与砂质互层频繁；富有机质泥页岩发育较好，TOC质量分数一般大于2%，但成熟度普遍偏低（Ro为0.5%～1.2%）；细粒碳酸盐和黏土矿物含量较高（质量分数大于50%），储集物性较差；页岩油成藏主要受生烃条件（特别是成熟度）和储集条件控制，而在断陷等构造强烈地区还受保存条件的影响；混合岩性型和裂缝型页岩油总体显示好，勘探潜力较大，基质型次之。建议在理论研究基础上，重点在页岩油赋存机理、微观孔隙结构、页岩油滞留成藏机理、构造保存条件、勘探评价体系和资源评价方法等方面展开研究，以期为我国页岩油勘探开发提供指导。

页岩油；储层特征；成藏条件；主控因素

0　引言

随着页岩油气研究的深入和勘探开发技术的不断进步，页岩油已成为世界各国油气勘探关注的焦点。据EIA（美国能源信息署，U.S.Energy Information Administration）评估［1］，全球页岩油技术可采储量为469亿t，其中，俄罗斯以105亿t居首，美国和中国各以67.2亿t和44.8亿t分列其后，非常规油气生产将对全球能源格局产生重要影响。美国已实现了页岩油的商业生产，其页岩油主要产自上古生界—新生界海相泥页岩地层中（威利斯顿盆地Bakken页岩、德克萨斯州南部Eagle Ford页岩和福特沃斯盆地Barnett页岩等）。2011年美国页岩油产量为416.2万t，2012年美国页岩油平均日产10.1万t（相当于其国内原油日产量的12.5%），尤以威利斯顿盆地Bakken组页岩油日产量最大［2-3］。

我国广泛发育中新生代湖相暗色泥页岩，页岩油资源潜力巨大，目前已在三塘湖盆地、南襄盆地和渤海湾盆地等发现了良好的页岩油气显示。在三塘湖盆地马朗凹陷，L57井芦二段云质页岩压裂后最高日产原油22.20 m3［4］。在南襄盆地泌阳凹陷，安深1井核三段上亚段泥页岩压裂后日产原油4.68m3，泌页HF1井在相同层位压裂后日产油达到23.6 m3［5］。在渤海湾盆地辽河坳陷，曙古165井沙三段含裂缝页岩段压裂后日产原油24 m3；在济阳坳陷沾化凹陷，渤页平1井沙三段下亚段和沙四段上亚段在压裂测试中共获得日产原油5～6 m3［6］。我国页岩油研究起步晚，总体处于勘探开发初期，目前已对各盆地潜在页岩油产层有了初步认识和评价，但在页岩油源内滞留富集、微观储集结构和赋存状态等机理研究方面仍存在不足。笔者在调研国内外页岩油研究进展的基础上，通过对比美国海相页岩油和我国湖相页岩油形成的地质背景、地球化学和储集特征等，分析我国页岩油勘探前景，提出页岩油研究过程中应当关注的重要问题，以期为我国页岩油勘探提供指导。

1　页岩油研究进展

1.1页岩油概念

页岩油传统上是指浅埋藏的富低熟有机质及高灰分的固体可燃油页岩，经露天开采、碎裂研磨和催化加氢等工序而获得的石油［7］，产量规模小。随着研究的深入，页岩油有了新的内涵。广义上，张金川等［8］与柳波等［9］均认为页岩油是富集于有效生烃泥页岩层系中的非气态烃，包括层系内粉砂岩等薄夹层含油；狭义上，邹才能等［10］与姜在兴等［5］均认为页岩油是保存于泥页岩中的原油，粉砂岩等薄夹层含油属于致密油范畴。

泥页岩层系结构复杂，粉砂岩和碳酸盐岩等薄夹层与泥页岩常互层发育，层系内致密油和狭义页岩油伴生。由于薄夹层空间分布复杂，连续性差，为研究（油气资源量计算等）便利，国内外许多学者与研究机构在页岩油研究中往往采用广义页岩油概念。因此，笔者亦采用广义页岩油概念，指以游离态、吸附态及少量溶解态赋存于有效生烃泥页岩层系中的原油，它强调了页岩油通常在源岩层系内或就近滞留聚集。

1.2页岩油一般特征

页岩油气是典型的“连续型”非常规油气，具有源储一体、无运移或极短距离运移及资源量巨大等特征。

1.2.1页岩油成因及赋存方式

页岩油主要来自有机质热演化生烃过程中，包括热解成因和热裂解成因2种类型［8］。前者为有机质热解成熟油，而后者是由干酪根或高分子烃在高成熟阶段裂解形成，为低分子高成熟油（含凝析油）。同时，页岩油赋存相态因受地层温度、压力和微观孔隙结构等的影响，主要呈游离态和吸附态［11］，溶解态所占比例较小。

1.2.2泥页岩发育特征

由于气候和降水等对湖相沉积影响较大，泥页岩分布及矿物组成均受古地理与古气候环境的控制［12］。与海相泥页岩相比，湖相泥页岩层系多，分布不稳定，在半深湖—深湖沉积中心厚度大。一般而言，页岩油富集于具有良好生烃能力的泥页岩中，其有机质特征与良好烃源岩相似［13］，如高有机碳含量、热演化处于大量生烃阶段、偏生油的Ⅰ型和Ⅱ型有机质及烃类滞留程度高等。其中，有机质丰度（勘探初期可利用测井数据，并通过ΔlogR法或其改进方法求取［14-15］）决定了生烃强度和规模，其成熟度控制着生烃演化和页岩油成藏时期，二者是页岩油气评价的主要参数。美国海相成熟页岩油产层有机质质量分数普遍大于2%，而我国湖相页岩油产层有机质丰度较高，但以低熟—成熟油为主［5］。据梁世君等［4］统计发现，马朗凹陷芦二段仅在TOC质量分数大于3%的页岩层段才有页岩油产出，且随TOC含量增加，油气显示越好。

1.2.3页岩油储层特征

泥页岩储层主要受沉积相带分布的控制，受地层-构造因素影响较小［16-17］，多分布于深盆和斜坡等低能相带中，一般具有以下基本特征。

（1）岩石类型多样，矿物组成复杂。页岩油储层岩性不仅包括泥页岩、灰/云质泥页岩、凝灰质泥页岩和炭质泥页岩等，粉砂岩等薄层也常与之伴生［11，18］；矿物组成常见黏土、石英、长石、方解石和黄铁矿等，而湖相泥页岩中碳酸盐矿物含量一般比海相泥页岩高［19］。

（2）微观孔隙类型多样，储集空间以纳米—微米级孔隙和裂缝为主［20］。孔隙包括残余粒间孔、黏土矿物粒间孔及晶间孔、次生溶孔、有机质孔和生物体腔孔等。其中，有机质孔形态不规则，与有机质分布一致，其直径多小于200～300 nm［21-22］。一般而言，黏土矿物粒间孔等无机孔与宏观孔隙（直径大于1 μm）相关性好，而纳米级孔及微孔与生排烃作用关系密切。热演化程度越高，则有机质孔越丰富，油气滞留吸附能力越强［18，23］。裂缝作为页岩油气的另一种重要储集空间和流动通道，包括构造缝、层间缝、成岩收缩缝和超压破裂缝等，其形成多与构造活动、生排烃和欠压实作用等有关。

（3）岩性致密，渗透性变化大。泥页岩层系中细粒黏土矿物和泥微晶碳酸盐矿物含量高，纳米级微孔丰富，而宏观孔隙主要分布于粉砂岩等薄夹层中，但孔隙连通性差。泥页岩储层孔隙度一般小于10%，而渗透性受裂缝发育程度影响而变化较大，一般小于0.1 mD。

1.2.4保存条件

页岩油藏形成不仅需要丰富的油气来源，也需要良好的保存条件。泥页岩韧性强，排驱压力大，抗剪切能力和物性封闭能力均较强。当泥页岩有效厚度大于30 m（或优质泥页岩单层厚度大于15 m）时，烃类源内滞留性较好［12］。此外，相对稳定的构造环境和良好的顶底封盖条件也均是影响页岩油保存的重要因素［24］。当破裂压力小于上覆岩层压力时，泥页岩储层可避免因小型构造活动或后期压裂改造，而导致页岩油气藏被破坏，但是，若构造活动强烈，不仅页岩油气藏的形成势必受到影响，已经形成的油气藏也可能遭到破坏。

综上所述，页岩油具有源内滞留及广泛分布等特征，常规的“生-储-盖-圈-运-保”成藏评价系统已不适用于此类“连续型”油气藏评价。经国内外许多专家与学者多年来的大量研究，泥页岩的“七性”（岩性、电性、物性、含油气性、生油性、脆性与应力各向异性）及其匹配关系成为推动页岩油研究的切入点，并以含油丰度高、易开采的“甜点区”作为勘探开发的首选目标。值得注意的是，页岩油富集并形成具有经济开发价值的油藏需要地质与地球化学条件的良好配合，各因素之间也存在着互补关系，如低丰度有机质泥页岩生烃高峰期烃类未及时排出，后期保存条件好，也可能在局部地区形成页岩油气富集。

2　关于页岩油的几点重要认识

（1）页岩油气、致密砂岩油气和煤层气均是非常规油气，三者油气成因相似。天然气成因包括生物作用、热解、裂解和混合等类型，原油多为成熟—高成熟油［8］。其差异性主要体现在3个方面：①富有机质的泥页岩和煤层均具有生烃能力，源储一体，烃类源内滞留，无运移或短距离运移［26］，而致密砂岩油气主要来自邻近烃源岩排烃或邻近油气藏破坏后散失油气的运移充注；②页岩油气主要呈游离态和吸附态，致密砂岩油气以游离态为主，而80%以上的煤层气呈吸附态；③页岩油气储集空间与生排烃作用关系密切，以有机质孔和微裂缝为主，致密砂岩油气储集空间以粒间孔和溶蚀孔为主，而煤层气储集空间以裂缝或割理为主。

（2）页岩油气具有纵向分层性和平面分带性。泥页岩孔喉结构复杂，油气分异差，呈“连续”分布，页岩油气藏无明显的圈闭界线和统一的压力系统。泥页岩分布广，有机质成熟度随埋深和地层温度增加而增大，不同地区有机质成熟度不同，烃类性质在纵向上和平面上均具有分异性，并呈逐渐过渡的趋势，即未熟—低熟油气→成熟油气→凝析油—湿气→干气序列分布，其气油比增加，原油黏度与密度均减小，原油流动性增强（当API大于40°时，原油可在泥页岩中流动［27］）。这种分层性和分带性在德克萨斯州Eagle Ford页岩和Barnett页岩油气藏开发生产中均表现明显（图1）。

图1　德克萨斯州Barnett页岩与Eagle Ford页岩油气分布（据文献［17］与［25］修改）Fig.1　Barnett Shale and Eagle Ford Shale oil and gas plays distribution in Texas

（3）泥页岩微孔隙系统复杂，储层类型多样。泥页岩层系发育大量纳米—微米级微孔及微缝，不同的孔隙类型组合表明其属于不同的储层类型。一般而言，泥页岩层系内通常发育混合岩性型、裂缝型和基质型三大类储层［16，28］（表1）。混合岩性型储层岩性复杂，除泥页岩外，主要包括碳酸盐岩和粉细砂岩两大类，泥质含量均较高，局部可能还包括少量灰/云质泥页岩及泥页岩等薄夹层。该类储层残余粒间孔与溶蚀孔等宏观孔隙较发育，物性较好，周围物性封闭性好，但分布连续性一般较差，空间规模有限，常被视为重要的页岩油气勘探对象。裂缝型储层的形成主要与构造活动有关，一般分布于褶皱转折端及断层附近等裂缝密集发育地区，以裂缝作为页岩油的主要储集空间，但油气储集规模受有效裂缝发育分布的控制，一般较小。基质型储层中微裂缝规模有限，以基质孔为主，储集性差，油气开采难度大。美国德克萨斯州Barnett页岩和Eagle Ford页岩油气藏均是典型的基质型储层；圣华金盆地Monterey页岩裂缝密集分布，形成裂缝型页岩油气聚集；威利斯顿盆地Bakken组上段与下段均为混合岩性型页岩油气聚集，中段粉细砂岩致密油气聚集程度高，是北美最重要的非常规油气产层。

表1　泥质生油岩系非常规储层类型Table1　Unconventional reservoir types in argillaceous source rock

（4）储层可压裂性控制了页岩油的产能。页岩储层物性差，非均质性强，油气储量受单井控制，常规技术下难以获得经济产能，而水力压裂、电磁热驱油和高密度井网配置等技术方法能极大地改善储层出油空间和渗流通道，增强油气流动性，提高油气采收率［29-30］。一般情况下，泥页岩杨氏模量大于20 GPa，泊松比小于0.25，岩石可压裂性好，而压裂段数及长度、水平井长度和渗透率均控制着单井页岩油气产量［31-32］。此外，储层压裂效果还受天然裂缝的影响，应力能量不仅易沿裂缝面或断层面向外传递，减弱压裂效果，同时也能重新开启闭合裂缝，增强渗流［33］。依靠技术优势，美国页岩油采收率为1%～9%，平均为3.5%［1］，而我国目前在水平井压裂技术应用方面还不成熟，许多页岩油气井压裂依赖于国外技术支持。

3　美国页岩油勘探开发对我国的启示

3.1美国页岩油勘探开发概况及成效

美国页岩油主要产于晚古生代—新生代构造相对稳定的克拉通或前陆盆地中，按地理位置分主要有墨西哥湾沿岸地区、西南地区、西海岸地区和落基山地区等四大产区（图2），分别对应墨西哥湾盆地Eagle Ford页岩油气藏、新墨西哥州南部与德克萨斯州西部二叠盆地Avalon&Bone Springs页岩油藏、加利福利亚州圣华金与洛杉矶2个断陷盆地Monterey/Santos页岩油藏和蒙大拿州与北达科他州威利斯顿盆地Bakken组页岩油藏。据EIA公布的数据显示［34］，美国本土页岩油技术可采储量为33.5亿t。其中，Monterery/Santos页岩油藏技术可采储量为21.6亿t，Bakken页岩油藏和Eagle页岩油气藏技术可采储量分别为5亿t和4.7亿t，而在福特沃斯盆地Barnett页岩、阿纳达科盆地Woodford页岩、丹佛盆地和粉河盆地Niobrara页岩等页岩气藏中，也有高成熟页岩油产出［11，35］，但其储量规模均较小。

图2　美国页岩油气藏分布（据文献［34］修改）Fig.2　Distribution of shale oil and gas reservoirs in America

3.2我国陆相页岩油勘探潜力

我国各盆地在多旋回多期次构造演化中沉积了多套中新生代湖相泥页岩，厚度大，分布广，潜在层位多，有机质以Ⅰ型与Ⅱ型为主，丰度较高，砂质薄夹层频繁发育，含油气性普遍较好，碳酸盐和石英等脆性矿物含量高（质量分数为20%～70%），可压裂性好，页岩油形成的地质条件好。我国目前已在鄂尔多斯、渤海湾、三塘湖、松辽和苏北等盆地发现了良好的页岩油显示［3，36］，勘探潜力巨大。华北—东北地区，湖相泥页岩层系多，以渤海湾盆地沙三段和沙四段泥页岩、松辽盆地青一段泥页岩较有利，偏腐泥型有机质发育较好，热演化一般处于低成熟—成熟期，砂泥互层频繁，碳酸盐和石英等矿物质量分数为40%～60%，储层可压裂性好。中西部地区湖相页岩油勘探潜力大，以鄂尔多斯盆地长7油层组“张家滩”页岩最为有利，有机质丰度较高，偏向于低成熟—成熟期，钻井油气显示较好。西北地区湖相泥页岩主要分布于三塘湖、塔里木和准噶尔盆地中，有机质质量分数在1%～2%或以上，处于大量生油阶段，具备页岩油形成的良好条件，尤以三塘湖盆地二叠系芦二段灰/云质泥页岩为代表，初期试油日产油0.01～22.20 m3［4］。南方地区湖相泥页岩主要分布于四川和苏北等盆地中，与砂质薄互层多，有机质发育条件较好，目前已在四川盆地须家河组和苏北盆地阜宁组等泥页岩地层中见到了良好的油气显示。

不同类型页岩油藏的形成条件具有相似性，需要生油条件（有机质发育演化等）、储集条件、含油气性、保存条件和可开采条件等的良好配合。针对海相和湖相页岩油气成藏的研究，不仅需要关注二者的相似性，更需要重视二者的差异性，深入分析成藏因素间的互补性，综合分析页岩油成藏的主要控制因素。

与美国页岩油发育条件相比［6，8-9，37］（表2），我国湖相泥页岩沉积后经历了不同程度的抬升剥蚀或断裂改造，不同盆地页岩油形成的地质条件不同。一方面，美国页岩油产层主要分布于构造相对稳定的前陆或克拉通海盆中，分布广，埋藏浅，有机质丰度高，热演化适中，处于成熟—高成熟阶段，页岩油密度与黏度均较小，流动性好，可压裂性、保存条件和地面开采条件均较好。另一方面，我国湖相泥页岩埋深跨度大，地层能量低，富有机质泥页岩发育较好，TOC质量分数一般大于2%，但成熟度偏低，以低熟—成熟油滞留为主，含蜡量高，密度与黏度均较大，而膨胀型黏土和泥微晶碳酸盐矿物含量均较高，储集物性较差（但碳酸盐与石英等脆性矿物含量均高，可压裂性好），山地与丘陵等地面开采条件复杂；且部分地区页岩油还受保存条件的影响，如东部断坳型复合盆地中，断块活动强烈，页岩油规模因裂缝发育而较小，连续性差，总体不利于页岩油储集保存。粉砂岩等薄互层型页岩油勘探潜力大，而裂缝型油气聚集的分布范围及规模有限。因此，我国湖相页岩油成藏主要受生烃条件（特别是成熟度）和储集条件控制，而在断陷盆地等构造活动强烈地区还受保存条件影响，混合岩性型和裂缝型页岩油勘探潜力均较大。

表2　我国湖相页岩油与美国海相页岩油参数对比Table2　Parameter comparison between lacustrine shale oil in China and marine shale oil in America

3.3我国页岩油研究面临的重要问题

我国各湖相盆地构造复杂，泥页岩有机质成熟度偏低。美国关于构造稳定区成熟—高成熟页岩油的理论研究较为成熟，具有重要借鉴意义，但不能完全照搬。如今，我国页岩油研究面临诸多问题，主要归纳为以下几方面。

3.3.1页岩油赋存机理与微观孔隙结构

页岩油赋存于泥页岩地层中，相态和流动性均受热演化程度、微观孔隙结构、地层温度和压力系统等的影响。随着热演化阶段、地层温度与压力增高，泥页岩微观孔隙结构变得更加复杂，对页岩油赋存空间及相态均产生了重要影响。美国海相页岩有机质以Ⅱ型为主，成熟度高（Ro为0.7%～1.5%），有机质孔特别发育，对微观孔隙结构影响大，页岩油以游离态和吸附态为主，关于页岩油赋存机理和微观孔隙结构的研究主要针对高演化阶段泥页岩。我国湖相泥页岩有机质以Ⅰ型与Ⅱ型为主，进入生油窗晚，处于低熟—成熟期（Ro为0.5%～1.2%），有机质孔发育较少，且丰富的细粒碳酸盐和黏土矿物对微观孔隙结构的影响较大，对低熟—成熟富蜡原油赋存产生重要影响。因此，以纳米—微米级孔隙结构为基础，对湖相低熟—成熟页岩油赋存机理开展相关研究是我国目前需要重视的问题之一。

3.3.2页岩油滞留成藏机理

生排烃作用是页岩油气成藏研究的重要内容，而页岩油是生排烃过程中烃源岩对原油滞留的结果［图3（a）］，并伴随着有机质向烃类转化［图3（b）］、矿物成岩演化和泥页岩物性变化等；此外，不同的有机质类型，其生排烃模式和生排烃高峰期均不同，可对泥页岩中油气滞留成藏期次产生重要影响［38］。在以往生排烃研究中，常以生烃与排烃门限作为泥页岩开始大量生烃与排烃的界线及油气源外成藏的最佳时期，忽视了泥页岩对源内油气的滞留作用。经前人研究［39-40］，烃源岩对烃类具有吸附滞留能力，排过烃的烃源岩吸附性比未成熟烃源岩强，氯仿沥青“A”/TOC、热解S1/TOC和OSI溢出指数均能在一定程度上反映泥页岩在生排烃过程中对油气的吸附滞留能力。目前，我国关于页岩油（特别是低熟油）滞留富集机理的研究较少，需更加重视。

图3　泥质烃源岩内滞留-排烃及有机碳演化模式（据文献［21］与［28］修改）Fig.3　Hydrocarbon retention-expulsion model of argillaceous source rock and thermal evolution of organic carbon

3.3.3构造保存条件

通常认为，适度发育的天然裂缝是非常规油气藏获得工业开发的必要条件，但其影响具有两面性：一方面裂缝可以作为油气密闭储集空间，形成裂缝型页岩油气藏；另一方面裂缝可以充当运移通道，破坏油气在源内滞留成藏。我国中新生代盆地构造活动频繁，特别是东部盆地湖相泥页岩发育了不同程度和不同规模的断层-裂缝体系，影响了泥页岩中油气的储集与保存，破坏了页岩油气的富集平衡。我国目前对页岩油气保存条件的研究主要停留在泥页岩自身保存性能评价上，而明确构造活动对页岩油气保存的影响将是未来一段时间内我国页岩油研究的重要内容。

3.3.4勘探评价体系

美国页岩油产区一般分布于克拉通和前陆盆地等构造稳定区，油气地质评价主要包括生油条件、储集条件和可开采性（可压裂性、原油性质、地层能量与开发方式等［41-42］），而在我国构造活动强烈的盆地或地区，保存条件是湖相页岩油评价体系的重要一环。参考美国页岩油勘探开发经验和我国研究进展，结合我国湖相高蜡页岩油层系厚度大、有机质成熟度低和保存条件复杂等特征，笔者初步总结了我国湖相页岩油远景区、有利区和目标区的参考评价方案［2，4-5，43］（表3）。不过，页岩油藏的形成需要各种因素的有效配合，不同盆地页岩油发育条件不同，因此评价内容、指标及其下限选取标准不一。目前，我国页岩油评价体系薄弱，特别是在有机质分布规律、“可动”油和地层能量评价方面研究均较少，需投入更多关注。

表3　我国湖相页岩油选区评价参考标准Table3　Parameter criteria of favorable area evaluation of lacustrine shale oil in China

3.3.5资源评价方法

页岩油资源量是泥页岩中通过不同开采技术方法可加以利用的原油总量。因吸附油解吸困难，页岩油资源量计算以游离油为主，方法大体包括动态法和静态法。其中，动态法基于大量勘探开发动态数据而计算经济可采原油总量，包括物质平衡法和产量递减法等；静态法是计算页岩油资源量的主要方法，适用于低勘探程度区，如类比法、成因法和体积法。目前，美国主要采用全石油系统评估单元（TotalPetroleumSystemAssessmentUnit）的方法［44］，以具有相似的地质要素和油气聚集类型划分基本单元，用FORSPAN模型［45］评价，再以体积法计算各单元的页岩油资源量。相比之下，我国页岩油资源评价研究比较薄弱，因构造等地质条件差异，类比结果误差大，现今主要通过生烃模拟来间接求取滞留油资源量，或者利用生油岩对页岩油的吸附性来确定单位岩石游离油含量，再用体积法（热解“S1”法、氯仿沥青“A”法和含油饱和度法等）计算页岩油资源量。我国各盆地断裂活动频繁，页岩油分布非均质性强，平面上和纵向上均具有分级显示特征，资源评价需使用量化分级评价方法。

4　结论

（1）页岩油气与致密砂岩油气和煤层气成因相似，但在油气来源、赋存相态和成藏特征等方面差异明显。页岩油与页岩气常相伴生，具有纵向分层性和平面分带性，不同地区及不同埋深气油比均不相同，呈逐渐过渡趋势。页岩油储层微观孔隙结构复杂，主要包括基质型、裂缝型和混合岩性型三大类，前者以纳米级孔隙为主，而后两者微米级以上宏观孔隙或裂缝较发育，是有利的页岩油气储层。此外，储层可压裂性控制了页岩油气的生产能力。

（2）我国湖相泥页岩厚度大，生油条件较好，脆性矿物含量高，可压裂性好，但埋深跨度大，有机质成熟度偏低，细粒黏土和碳酸盐矿物含量高，物性较差，地面开采条件复杂。页岩油成藏主要受生烃条件（特别是成熟度）和储集条件控制，而在断陷盆地等构造活动强烈地区还受保存条件的影响，混合岩性型和裂缝型页岩油勘探潜力均较大。

（3）我国湖相页岩油资源潜力巨大，但各盆地构造复杂，泥页岩有机质成熟度普遍偏低，研究中不能完全照搬美国构造稳定区成熟—高成熟页岩油的理论方法。我国需结合各盆地页岩油发育地质条件，重点加强页岩油赋存机理、微观孔隙结构、页岩油滞留成藏机理、构造保存条件、勘探评价体系和资源评价方法等方面的研究，为我国页岩油勘探开发提供理论指导。

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（本文编辑：李在光）

Enlightenments of American shale oil research towards China

ZHANG Tingshan1，2，PENG Zhi1，2，YANG Wei1，2，MA Yanni1，2，ZHANG Jie3
（1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China；2.School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China；3.Department of Development，PetroChina Tarim Oilfield Company，Korla 841000，Xinjiang，China）

Shale oil is liquid hydrocarbon reserved in effective argillaceous source rocks with free phase，adsorbed and dissolved phase.Recent years，America has achieved great success in commercial shale oil production，whereas shale oil research in China is still in its infancy with more related theory innovations.Based on shale oil characteristics and experience of American shale oil exploration and development，this paper analyzed and summarized the research progress and some significant cognition in shale oil forming conditions，reservoir features，accumulation mechanism and evaluation method at home and abroad.The systematical comparison of shale oil characteristics between China and America shows that Chinese shale oil mainly deposited in semi-deep and deep lacustrine，and black shale spreads widely，featured by great thickness，complex structures with frequent sandy interbedding.Preferable shale rich in organic matter usually coexists with other lithologies in laminated texture，and the kerogen type of organic matter is predominantly sapropelic with Roof 0.5%～1.2%and TOC more than 2.0%.Relative high content of fine-grained carbonate and clay exceeding 50%results in a poor reserving capacity.Hydrocarbon-generation condition and reservingcapacity significantly control lacustrine shale oil accumulation，simultaneously with additional preserving conditions taken into account in strong tectonic activity areas，such as in the rifted basins.Mixed-type and fractured-type shale oil overall have a huge exploration potential，and the matrix-type follows.In order to promote shale oil research and realize shale oil production earlier in China，the fundamental researches should be on the basis of theories study，and prominently focus on hydrocarbon occurrence，micro pore structure，retained oil accumulation mechanism，structurepreserving condition，evaluation system and resource evaluation method.The purpose of these studies is to provide theoretical guidance for the high efficient exploitation of shale oil in China.

shale oil；reservoir characteristics；accumulation conditions；main controllingfactors

TE132.2

A

1673-8926（2015）03-0001-10

2014-10-09；

2014-11-25

博士点基金优先发展领域“页岩微观储集空间发育特征及其对页岩气赋存富集的影响机理”（编号：20125121130001）资助

张廷山（1961-），男，博士，教授，主要从事沉积学、古生态学及非常规油气理论研究。地址：（610500）四川省成都市新都区新都大道8号西南石油大学。E-mail：zts_3@126.com。