我国重点盆地致密油气资源潜力评价

郑志红，李登华，王志欣，贾 君，高 煖，刘卓亚，昝 昕，郭 晶(.国土资源部油气资源战略研究中心，北京 00034；.中国石油大学(北京)，北京 049)

我国重点盆地致密油气资源潜力评价

郑志红1，李登华1，王志欣2，贾 君1，高 煖1，刘卓亚1，昝 昕1，郭 晶1
(1.国土资源部油气资源战略研究中心，北京 100034；2.中国石油大学(北京)，北京 102249)

我国致密油气勘探开发在鄂尔多斯盆地、四川盆地、松辽盆地、准噶尔盆地等盆地取得了一系列新发现和新突破，储量和产量快速增长，是现阶段最现实的非常规油气资源。梳理总结致密油气勘探开发进展，采用三大类七种评价方法，对10个重点含油气盆地致密油气资源进行评价，计算得到致密油地质资源量146.60×108t，可采资源量14.55×108t，致密气地质资源量22.88×1012m3，可采资源量11.26×1012m3。综合分析认为，我国致密油气资源丰富、潜力大，尽管面临技术成本等挑战，但是抓住新形势和新机遇，具有良好的勘探开发前景。

致密油气；非常规油气资源；资源评价；重点盆地；勘探开发前景

受美国非常规油气开发成功的影响，世界油气勘探开发由常规油气向页岩油气、致密油气、煤层气等非常规领域扩展[1-4]。我国非常规油气资源种类齐全、分布广泛，经新一轮全国油气资源潜力评价、全国油气资源动态评价等工作，基本摸清了煤层气、页岩气、油页岩、油砂等资源潜力及分布。然而，由于我国传统上是将致密油气与常规油气放在一起勘探、统计、研究，并将其列入相应的产量统计中，因此，缺乏对致密油气资源的系统评价。事实上，致密油气已是我国油气生产的主力军，致密气产量已经占全国天然气产量的三分之一。

我国页岩气产业刚刚起步，煤层气产业发展缓慢，致密油气是最具开发利用现实性的非常规能源。为科学指导我国非常规油气资源勘探开发，国土资源部组织开展了页岩气、致密油气、煤层气等非常规油气资源动态评价，首次开展了全国致密油气资源评价，对重点含油气盆地进行了分析评价，摸清了资源家底，分析了资源潜力及开发利用前景，为促进能源结构调整、保障国家能源安全提供了科学依据。

1 基本概念

由于地质条件和工程技术水平的差异，国内外学者对于致密油气有不同的定义。与国外将致密油气与页岩油气概念混用的情况不同，国内以贾承造、邹才能等的认识为主，将致密油气与页岩油气区分开来[5-8]，本次评价采用的推荐性国家标准和推荐性石油行业标准中也采用类似的定义[9-10]。

1.1 致密油气

根据《致密油地质评价方法》标准(SY/T 6943-2013)，致密油指储集在覆压基质渗透率小于或等于0.2×10-3μm2(空气渗透率小于或等于2×10-3μm2)的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集层中的石油；单井一般无自然产能或自然产能低于工业油流下限，但在一定经济条件和技术措施下可获得工业石油产量。通常情况下，这些措施包括酸化压裂、多级压裂、水平井、多分支井等。

根据《致密砂岩气地质评价方法》标准(GB/T 30501-2014)，致密砂岩气指储集在覆压基质渗透率小于或等于0.1×10-3μm2的砂岩气层；单井一般无自然产能或自然产能低于工业气流下限，但在一定经济条件和技术措施下可获得工业天然气产量。通常情况下，这些措施包括压裂、水平井、多分支井等。

1.2 与页岩油气的区别

致密油与页岩油的区别主要有两点：一是页岩油赋存在泥、页岩及其夹层中，以泥页岩为主，致密油储集在粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩以及灰岩等致密岩层地层中；二是页岩油没有经过运移，是残留在页岩中的石油，致密油在致密储层中发生了短距离的二次运移(图1)。

图1 致密油气与页岩油气的区别(数据来源：文献[6])

页岩气与致密气的区别有三点：一是页岩气中有一部分是以吸附状态存在于页岩层段中，而致密气不存在吸附状态赋存的天然气；二是页岩气储层的岩性复杂多样，主要由石英等脆性矿物以及伊利石等黏土矿物和有机质组成，致密气储层为砂岩，以石英、长石、岩屑等脆性矿物为主，岩性相对单一；三是组成页岩气储层的多数岩石都富含有机质，仅有砂岩、碳酸盐岩等夹层不含有机质，构成致密气储层的砂岩不含有机质。

2 勘探开发进展

近年来，我国致密油气勘探开发在鄂尔多斯盆地、四川盆地、松辽盆地、准噶尔盆地、渤海湾盆地等重点含油气盆地都取得了突破，使其成为我国油气储量和产量的主要增长点之一[11-12]。

2.1 致密油

借鉴美国致密油成功经验和成熟技术，我国致密油勘探开发有了良好开端。

鄂尔多斯盆地延长组是我国陆相致密油的典型代表[13]，经过多年勘探，中石油探区落实了陇东、新安边、陕北等三大含油富集区，储量规模超10×108t，中石化探区发现镇泾、旬邑-宜君、彬县-长武、富县等四个致密油区，已提交一定规模探明储量。2014年，鄂尔多斯盆地发现了我国第一个大型致密油田——新安边油田，探明地质储量超亿吨，建成超百万吨产能规模。松辽盆地北部上白垩统扶余和高台子致密油层勘探取得重要进展，水平井提产成效显著，垣平1井、葡平1井、高26H井、齐平1井等获得工业油流，“十二五”期间新增三级储量近5×108t，松辽盆地南部多口井在扶余油层获工业油流，大遐字井、鳞字井地区提交了一定规模三级储量[14]。中石油自2010年开始在准噶尔盆地吉木萨尔凹陷进行致密油勘探，已在吉23井、吉25井、吉30井、吉31井、吉171井、吉172井、吉174井、吉251井等获工业油流[15-16]，发现10亿t级大型致密油藏，并完成了芦草沟组致密油开发先导试验，目前进入深化勘探阶段。

此外，在渤海湾盆地冀中坳陷束鹿凹陷束探3井等、辽河坳陷西部凹陷雷家地区雷平2井等、黄骅坳陷沧东凹陷孔南9井等、柴达木盆地扎哈泉区块扎2井等、三塘湖盆地马55井等获得致密油勘探新进展和突破，发现增储上产新领域，目前已形成多个亿吨级储量规模区。

2.2 致密气

我国致密气的勘探开发起步较早，20世纪70年代就在四川盆地发现了小型致密气田；20世纪末21世纪初，随着鄂尔多斯盆地上古生界天然气勘探的突破，致密气藏快速发现，但是产量增长缓慢[17-18]；“十一五”和“十二五”期间，致密气勘探开发速度加快，产量实现跨越式增长，从2005年约30×108m3增长到2015年约360×108m3，取得了可喜成就。

目前，我国已发现了两大万亿方级的致密气区——鄂尔多斯盆地苏里格地区和四川盆地须家河组。鄂尔多斯盆地已建成我国最大的致密气生产基地，中石油发现了苏里格、乌审旗、神木、米脂、子洲5个致密气田，上报三级储量近6×1012m3，中石化发现大牛地、杭锦旗和定北三个致密气田，延长石油发现了延安气田。四川盆地陆相致密气勘探取得突破，中石油在川中须家河组相继发现了广安、合川、安岳3个千亿立方米气田，上报三级储量超万亿立方米，中石化在川西侏罗系勘探发现新场气田。此外，在吐哈、准噶尔、塔里木、松辽、渤海湾等盆地也相继出现了一批产量较高的致密砂岩气井。

整体来看，随着非常规油气地质理论的完善、水平井和体积压裂等关键技术的突破，致密油气的勘探开发进入快速发展阶段，特别是致密气已实现规模开发，致密油已建产100×104t，具备加快发展条件，产能亟待提高。

3 资源评价

本次致密油气资源评价范围广，方法多样，评价过程中需用到大量基础资料，来源于中国石油勘探开发研究院、中国石化华北油气分公司和西南油气分公司的勘探及研究报告。

3.1 评价对象

我国致密油气藏分布广泛，特别是致密气藏，几乎所有含油气盆地的中深部都具有形成致密砂岩气藏的地质条件[19]，但是勘探开发实践表明，致密油气资源集中分布在部分重点含油气盆地，外围中小盆地的致密油气资源潜力还有待落实。因此，本次评价仅对鄂尔多斯、四川、松辽、准噶尔、渤海湾、二连、柴达木、塔里木、三塘湖、酒泉等已获得勘探发现和突破的重点盆地进行评价，评价层系包括从晚古生代石炭系到新生代新近系的多个层系。

3.2 评价方法

作为全球致密油气勘探开发最成功的地区，美国和加拿大较早开展了相关的资源评价工作，建立了相对成熟的评价方法体系，总体以类比法和统计法为主[20]。借鉴国外的经验，我国致密油气资源评价方法研究进展显著，郭秋麟、王社教等梳理分析国内外非常规油气资源评价方法，初步形成了适合于我国的致密油气评价方法和参数体系[21-24]。

本次评价建立了成因法、类比法和统计法三大类7种资源评价方法体系(表1)，各盆地、矿权区针对不同地质特征、勘探程度及资料掌握程度，选用相应的资源评价方法。评价以面积丰度类比法、小面元容积法和快速评价法为主，EUR类比法主要用于勘探程度较高且拥有试采数据的区块的可采资源量的计算，大多数评价区的可采资源量采用类比或经验值得到的可采系数计算获得。

表1 致密油气资源评价方法体系

值得注意的是，对鄂尔多斯盆地和四川盆地部分区块进行致密油气资源评价的过程中采用了常规的盆地模拟法、圈闭法和油藏规模序列法，评价结果显示各区块评价目的层系的致密油气资源丰度与相邻中石油区块评价结果接近，说明这些方法总体还是有效的。

3.3 评价流程

不同方法进行资源评价的流程也不相同，选取四川盆地侏罗系大安寨段致密油和鄂尔多斯盆地上古生界盒8段致密气对本次评价所采用的主要评价方法流程进行说明。

由于致密油分布的严重非均质性，评价过程采用了改进的面积丰度类比法——分级资源丰度类比法。该方法计算资源量通常分为3个步骤。首先，刻度区的解剖，获得类比关键参数；其次，评价区的确定，划分评价单元；最终，资源量的计算，分类类比结果汇总[23，25]。以四川盆地侏罗系大安寨段致密油资源评价为例，优选公山庙油田作为典型刻度区，根据储层厚度、烃源岩展布、断层及裂缝发育特征，将大安寨段分为A、B、C三类评价区，采用容积法计算各类评价区的资源丰度，各分区计算参数见表2，资源丰度分区见图2。根据相似的储层、烃源岩等条件，将评价区划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类，分别对应刻度区的A、B、C三类，类比刻度区与评价区相对应分区的地质参数，求取相似系数，进而得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类评价区的地质资源丰度，结合各类评价区分布面积，计算并汇总得到四川盆地大安寨段致密油资源量14.6×108t(表3)。

表2 公山庙刻度区大安寨段各分区资源丰度特征[25]

表3 四川盆地大安寨段分级资源丰度类比法计算结果

图2 公山庙刻度区大安寨段资源丰度分区(数据来源：文献[25])

小面元容积法也是非常规油气资源评价的一种重要方法，它将评价区划分为若干网格单元，逐一计算每个小面元的资源量，进而汇总得到整个评价区的资源量。小面元容积法计算资源量时，需要用的关键参数有储层厚度、孔隙度、含油饱和度、油气充满系数等。储层厚度为油层厚度分布，通过录井、测井解释、试油数据及刻度区解剖结果得来，孔隙度为实测孔隙度值得到的孔隙度分布图，含油饱和度分布图根据油田或含油区块内实测含油饱和度值及类比得到的含油饱和度数据得来，将各项参数录入资源评价软件，经过网格划分，有限元网格插值后，可以得到各参数的小面元分布(图3(a)，图3(b)，图3(c))，计算得到大安寨段致密油地质资源量13.27×108t。小面元容积法充分考虑评价区各计算参数在平面上的变异特征，将资源评价结果以资源丰度的分布图的形式直观展示(图3(d))，即计算了资源量，也可以作为有利区选择的重要依据。

致密油资源具有“连续型”分布特征，但是并不是储层内所有弥散烃类都能计入资源范围。根据刻度区解剖关键参数，当地质资源丰度小于3×104t/km2时，以可采系数9%，井控面积0.8 km2估算，直井最终可采的石油资源量仅在2 000 t左右，这一值远低于经济界限。最终，针对四川盆地侏罗系致密油分布特征，结合专家经验，将资源丰度3×104t/km2定为计算下限，低于该值的资源不列入估算范畴，采用小面元容积法的计算结果为准，得到大安寨段致密油地质资源量10.79×108t。

鄂尔多斯盆地上古生界下石盒子组盒8段致密气资源评价采用面积丰度类比法和体积法，选取苏里格中部盒8段致密气刻度区解剖，获得关键参数，如孔隙度(9.01%)、渗透率(0.92 mD)、生气强度(30×108m3/km2)、资源丰度(1.064×108m3/km2)、可采系数(60%)等。根据影响致密气成藏主要因素，选用储层有效厚度、储层物性、含气面积系数、含气饱和度、平均生烃强度等参数对刻度区和评价区进行类比评分，将各项参数加权计算得相似系数，进而求得各评价区的资源丰度及资源量(表4)，汇总得全盆地盒8段致密气地质资源量5.72×1012m3。

体积法计算资源量分两步，以苏里格评价单元为例，首先，根据评价单元地质特征，整理得到资源量计算的体积关键参数(表5)。然后，将体积参数输入资源评价软件，通过蒙特卡洛模拟得到评价单元的资源量概率分布，苏里格盒8段致密气地质资源量期望值为38 120×108m3。同样计算得到各评价单元的资源量，汇总得到整个盆地盒8段的致密气资源量55 412×108m3。

根据以上两种评价方法的合理程度和可靠性，应用特尔菲综合法对两种评价结果取适当权重系数进行综合评价，得到鄂尔多斯盆地盒8段致密气地质资源量5.68×1012m3。

3.4 评价结果

对鄂尔多斯、松辽、四川、渤海湾等重点盆地致密油气发育的地区、层段进行评价(表6和表7)，测算致密油地质资源量146.60×108t，可采资源量14.55×108t；致密气地质资源量22.88×1012m3，可采资源量11.26×1012m3。

图3 四川盆地大安寨段小面元参数分布

表4 盒8段各评价单元资源丰度类比法评价数据表

表5 鄂尔多斯盆地盒8段苏里格评价单元体积法关键参数取值表

致密油资源最丰富的是鄂尔多斯盆地，占总资源量的29%，松辽盆地、准噶尔盆地、四川盆地、三塘湖盆地资源量均超过10×108t。从层系分布来看(图4)，致密油资源主要分布于三叠系，其次是二叠系和白垩系；从深度分布来看，近90%的致密油藏埋深小于4 000 m，鄂尔多斯盆地、四川盆地、松辽盆地等克拉通盆地埋深在2 000 m上下，准噶尔盆地、柴达木盆地、三塘湖盆地等前陆盆地致密油资源埋藏较深。

表6 重点盆地致密油资源量

表7 重点盆地致密气资源量

图4 致密油气资源的层系分布

致密气资源最丰富的也是鄂尔多斯盆地，占总资源量的57%，其次是四川盆地，二者合计占总资源量的83%。从层系分来来看(图5)，主要分布于二叠系，占总资源量的52%，其次是三叠系和侏罗系；与致密油相似，大部分致密气藏埋藏深度也小于4 000 m，仅塔里木库车坳陷、四川盆地川西坳陷的致密气藏埋深偏大。

图5 致密油气资源分布

综合来看，致密油气资源主要分布于我国中部地区的鄂尔多斯盆地和四川盆地。根据1 255 m3天然气等于1 t原油的转换标准，将天然气资源量转换为油当量，鄂尔多斯盆地资源量最大(图5)，占总量的44%，其次是四川盆地，占总量的19%。

4 开发利用前景

致密油气资源评价结果显示，我国重点含油气盆地致密油气资源潜力大。在经济增速换档、能源结构调整、生态文明建设等新形势和新机遇下[26-27]，尽管面临开采技术难、成本高等挑战，致密油气勘探开发仍有良好发展前景。

4.1 面临挑战

1)基础理论研究薄弱。我国致密油以陆相沉积为主，国外致密油储层主要是海相沉积，地质条件的差异决定了我国无法照抄国外的成功经验。尽管围绕陆相致密油气形成及富集开展了许多地质研究，取得了一些新的认识，但仍存在一些难题尚未突破，需要继续深化优质烃源岩段、储层集中段、源储配置、成藏机理等方面的研究，尽快形成符合我国实际的陆相致密油基础理论体系，夯实未来发展基础。

2)致密油甜点预测难度大。评价优选甜点区是致密油勘探的核心，由于致密油气储层致密、孔隙结构复杂、非均质性强等特点，造成甜点识别难度大。目前虽然形成了以地质评价、地震解释、测井识别等为主的储层评价技术，但是地质和工程甜点的预测难度依然很大，需要完善以致密油甜点区预测为目标的关键配套技术，如薄储层及裂缝地震预测、地震分频反演、测井定量评价等。

3)开采技术难成本高。非常规油气开发普遍采用水平井钻探、体积压裂的方法，对技术要求高，且面临单井产量低、稳产难度大、递减快的问题，开发成本高，经济效益差，如何规模经济动用，是中低油价下致密油气勘探开发必须解决的难题。为此，应继续加强钻井技术攻关，实现提速增效；强化储层改造技术攻关，改进压裂工艺，提高压裂规模，提高单井产量；采用井工厂模式，简化地面建设；力争实现喷射器、封隔器、瓜尔胶等装备材料的国产化，从多个环节降低开发成本。

4.2 发展机遇

1) 资源品质变化推动勘探开发。国土资源部发布的2015年全国油气资源动态评价结果表明，随着高品质资源逐步开采消耗，剩余油气资源品质整体降低，80%为低品质、高风险类型，其中，剩余石油资源的25%为致密油和稠油，剩余天然气资源的25%为致密气。目前，常规油气增储上产的难度越来越大，资源劣质化越来越强，低渗和特低渗油气藏占比越来越大，资源的紧迫性迫使油气勘探开发向低品位扩展。《石油发展“十三五”规划》指出要“大力支持低品位资源开发，实现国内石油产量基本稳定”。致密油气资源丰富，在部分地区已经实现规模开发，是常规油气的现实接替领域，是未来油气领域发展重点。

2)关键技术攻关提供坚实保障。针对我国致密油气资源特征，以长庆油田为代表的国内石油企业长期组织技术攻关，形成了以勘探评价技术、水平井开发、压裂改造工艺技术、工厂化作业等为核心的致密气勘探开发技术，如沙漠全数字多波地震勘探技术、集群化井位部署示范技术、直井多层分压技术和水平井分段压裂技术等；致密油勘探开发配套技术也日趋成熟，形成了微(纳)米孔喉表征、地震预测、“三品质”测井、水力喷砂体积压裂、钻桥塞分段多簇压裂、水平井准自然能量开发等技术。整体看来，致密气勘探开发技术较为成熟，致密油勘探开发配套技术正在探索中不断完善，针对关键技术继续攻关，是致密油气勘探开发的坚实保障。

3)能源结构调整促进天然气发展。“十二五”期间，我国天然气产业发展迅速，天然气产量年均增长6.7%，天然气在一次能源消费中的比重从2010年的4.4%提高到2015年的5.9%。《能源发展“十三五”规划》指出要“优化能源结构，实现清洁低碳发展”，提出“‘十三五’期间，天然气消费比重力争达到10%”。实现这一目标，困难挑战重重，在控制煤炭消费的同时，要加快天然气产业发展。2015年，我国致密气产量已达360×108m3，占天然气产量的29%，相对于煤层气和页岩气，致密气的资源量较落实，开发技术也较成熟，是最具现实性的非常规天然气资源，发展前景乐观。

致谢：感谢中国石油勘探开发研究院、中国石化华北油气分公司和西南油气分公司在基础资料提供及资源评价过程给予的帮助和支持！

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Assessment of the potential of tight oil and gas in major basins in China

ZHENG Zhihong1，LI Denghua1，WANG Zhixin2，JIA Jun1，GAO Xuan1，LIU Zhuoya1，ZAN Xin1，GUO Jing1
(1.Strategic Research Center of Oil and Gas Resources，Ministry of Land and Resources，Beijing 100034，China；2.China University of Petroleum(Beijing)，Beijing 102249，China)

Regarding the new discoveries and breakthroughs in tight oil and gas exploration in Ordos basin，Sichuan basin，Songliao basin and Junggar basin，reserves and productions increased rapidly，and tight oil and gas is considered to be the most practical unconventional hydrocarbon resources.Based on the summarizing of new advances in exploration，resources assessment of tight oil and gas in 10 major basins was carried out by using seven methods.According to the assessment，tight oil and gas resources in-place are respectively estimated at 14.66 billion tons and 22.88 trillion cubic meters，and recoverable tight oil and gas resources are respectively estimated at 1.455 billion tons and 11.26 trillion cubic meters.The assessment indicates that tight oil and gas is abundant in China and has a great potential for exploration.Considering the both the challenges and opportunities，there will be a good prospect for tight oil and gas exploration.

tight oil and gas；unconventional hydrocarbon resource；resource assessment；major basin；exploration prospect

2017-03-14 责任编辑：刘艳敏

郑志红(1986-)，男，博士，2014年毕业于中国矿业大学(北京)地质工程专业，主要从事油气资源评价研究工作，E-mail：pds_zzh@163.com。

TE155

A

1004-4051(2017)08-0022-08