中国非常规油气勘探重大进展和资源潜力

康玉柱

中国石化石油勘探开发研究院

非常规油气是指用传统技术无法获得自然工业产量、需用新技术改善储集层渗透性或流体黏度等才能经济开采、连续或准连续型聚集的油气资源，具有大面积连续分布，圈闭界限不明显；无自然工业稳定产能，达西渗流不明显；储集层致密，孔隙度小于12%，渗透率小于1.0mD成藏特征。非常规油气与常规油气划分并没有严格的标准，一般根据储集层物性和流度划分，不同国家(地区)或同一国家(地区)不同盆地甚至不同层系划分标准也不尽相同，需要结合储集层物性、流度特征和开发难度来确定。非常规油气主要包含致密油(页岩油)、致密砂岩气(致密碳酸盐岩气)、页岩气、煤层气、油页岩、油砂油及天然气水合物7种资源。进入21世纪，在新理论与新技术创新推动下，尤其是北美非常规致密油与页岩气取得巨大成功，极大地推动了全球非常规油气的勘探开发，非常规油气资源正在成为油气勘探开发的现实与接替领域。我国非常规油气勘查是世界最早的国家之一，但规模勘探开发与利用起步较晚；近年来，随着地质认识不断强化，勘探开发新技术不断引进、储备与创新，我国致密油(页岩油)、页岩气、煤层气、油页岩、油砂油、天然气水合物6种非常规油气勘探均取得重大进展。

1 中国非常规油气勘探重大进展

1.1 致密油气

1.1.1 致密油

致密油一般是指夹持在生油岩系中的粉—细砂岩、碳酸盐岩等致密储集层中的石油。这里所指的碳酸盐岩主要是碳酸盐岩储集层中的油气资源，以往多划归为常规油气资源。致密油与常规油较难切割，实际上致密油是与常规油处于过渡的类型，主要从定义出发，按照发育层位进行切割。目前学术界对于致密油观念存在一定程度的争议，存在“广义”与“狭义”致密油概念，广义致密油(美国概念)包含了页岩油，而狭义致密油(国内概念)是指烃源岩内及紧邻烃源岩致密储集层聚集的石油；从勘探实际出发，受勘探思路、技术与评价方法考虑，最好将致密油(狭义)与页岩油区分对待，评价统计较好。

成藏特点:多为源储一体，储集层致密，无明显的油水界面，大面积连续与准连续分布，局部富集，主要分布在构造相对平缓的斜坡区与凹陷区。

(1)1907年，鄂尔多斯盆地延1井上三叠统延长组获工业油流，并发现首个延长组致密油田。1983年又发现安富油田。近20多年，连续发现了西峰、华庆、姬堰、安塞、镇泾、定北、麻黄山等10多个油田，探明储量达48×108t。其中，以长7段为代表的致密油储量约占1/2，长7段致密油已累计建产能百万吨，实现了规模效益开发。

(2)四川盆地川中侏罗系致密油于1957年发现，目前已累计探明石油储量8000×104t以上，累计产油500多万吨。

(3)松辽盆地扶余油层致密油地质资源量超过20×108t，近年来吉林、大庆油田都进行了工业化开发实验，其中，吉林油田已累计建产30×104t以上，实现了规模效益开发；2015年，松辽盆地青山口组下部与沙河子组发现工业性油流(宋深1井、运深1井)。

(4)1982年，渤海湾盆地辽河西部凹馅雷家、大民屯凹馅等沙四段发现工业性油流。

(5)2004年，准噶尔盆地腹部深层侏罗系头屯河组(5600m)首次发现大型永进致密油田。

(6)2011年9月，吉25井在中二叠统芦草沟组3043～3425m测试获日产油18.2t的稳定工业产量，实现准噶尔盆地中二叠统芦草沟组石灰岩及泥质云岩致密油首次重大突破。

(7)吐哈盆地马朗凹陷三叠系芦草沟组致密油已建产能10×104t。

(8)2017年，河西走廊银额盆地拐参1井在上二叠统获致密油气流，实现了走廊地区二叠系首次重大突破[1]。

1.1.2 致密气

致密气一般是指低渗透—特低渗透砂岩或碳酸盐岩储集层中，无自然产能，需通过大规模压裂或特殊采气工艺技术才能产出具有工业经济价值的天然气。

成藏特点:煤系地层为主，储集层致密，无明显的气水界面，大面积连续与准连续分布，局部富集，主要分布构造相对平缓的斜坡区与凹陷区。

(1)1989年，鄂尔多斯盆地发现靖边大气田，后又发现苏里格、榆林、米脂、神木、大牛地、乌审旗6个大气田。

(2)2016年6月1日，在贵州遵义正安县安㘯镇，安页1井于下志留统中部石牛栏组海相碳酸盐岩的致密灰岩层获高产天然气流，最高产量为42×104m3/d，稳定产量为10×104m3/d，这一突破意义重大，开拓了我国南方构造破坏区致密气勘探新领域[2]。

1.2 页岩油气

页岩油气是指暗色泥页岩(富含有机质)层系内所含的油气；页岩油主要是指泥页岩中滞留聚集，即是能够开采出来的游离油与一次运移的可动油；页岩气是指泥页岩中所包含的游离气、吸附气与热解气。我国页岩油主要为陆相；页岩气主要发育海相、海陆过渡相、陆相3种，并且以海相页岩气占主导。

泥页岩层系是指暗色泥页岩及其所夹的薄层其他岩石的组合。为确保泥页岩油气评价的有效性和可操作性，依据我国客观地质条件，基本确定了页岩油气地质评价的8项指标(2010年能源局所指定的地质评价规范):(1)泥页岩层系厚度大于30m；(2)夹层单层厚度小于1m；(3)夹层总厚度占泥页岩层段厚度小于20%；(4)TOC大于1%；(5)Ro大于1%(油大于0.5%)；(6)脆性矿物含量大于50%；(7)含气量大于1m3/t；(8)埋深小于4000m。

成藏特点:源储一体，泥页岩与所夹致密储集层为主要储集体，无明显的气水界面，大面积连续与准连续分布，局部富集，具有有机质丰度高、热演化程度高、脆性矿物含量高、吸附气含量高、裂缝程度发育高成藏特点，主要分布在构造稳定区、构造相对平缓的斜坡区与凹陷区[3]。

1.2.1 页岩气

(1)自2004年开始，我国开始组织泥页岩气调研工作，2006年开始研究。国土资源部组织各油公司、大学及部分省(区)开展了全国页岩气资源评价和区域优选，并在四川、重庆、贵州等地区打一批调查井、示范井，多井见气显示或气流。

(2)2010年，中国石油天然气集团公司(简称中国石油)在四川盆地长宁首次实现下志留统页岩气重大突破，后形成长宁—威远探明储量超2000×108m3大页岩气田；2012年，中国石油化工集团公司在四川盆地发现涪陵页岩大气田，探明储量超6000×108m3，两个大气田2017年产气量达90×108m3。另外，近年来还陆续发现永川、丁山、彭水及昭通等储量规模较大页岩气田。

(3)2017年在湖北宜昌地区鄂阳页1井于寒武系实现页岩气首次重大突破，并在志留系与震旦系获页岩气流[4]。

(4)2011年，陕西延长石油集团(有限)责任公司在鄂尔多斯盆地延长组长7段湖相泥页岩段获得日产气2000～3000m3，实现湖相页岩气勘探突破。

1.2.2 页岩油

(1)1978年，胜利油田在济阳坳陷沙河街组泥岩中打出油流，现有30多口井出油。

(2)南华北泌阳凹陷古近系泥岩中获工业性油流。

(3)江汉盆地古近系有30多口井见低产油流。

(4)苏北盆地阜宁组泥岩段中多口井获工业性油流。

(5)松辽盆地上白垩统青山口组泥岩中多井获工业性油流。

(6)柴达木盆地古近系—新近系泥岩段获低产油流。

近年在松辽盆地南部的青山口组页岩油勘探不断取得突破，页岩油有望成为重要的石油勘探开发接替领域。

1.3 油页岩油

油页岩又称油母页岩，是一种高灰分的固体可燃有机矿产，低温干馏可获得油页岩油，含油率大于3.5%，有机质含量较高。油页岩油与页岩油的区别为:油页岩油是未成熟生油岩中的石油，需要加热干馏产出，通常作为固体矿产采用挖掘式开采；而页岩油是成熟生油岩中的石油，多需要采用非常规技术，按照液态流体方式开采。

成藏特点:属于优质烃源岩，主要形成于还原环境的沉降中心，主要存在深水湖盆坳陷型、浅水湖盆断陷型、断陷湖盆沼泽型、海相浅水盆地潟湖型成矿模式；多分布于沉积盆地、沉积坳陷、沉积凹陷的沉降中心或沉积中心部位。

(1)我国油页岩开采始于1928年，当时辽宁抚顺炼油厂年产油达7.5×104t；新中国成立，我国油页岩油开发得到快速发展；1959年，辽宁抚顺炼油厂年产油达79×104t；进入21世纪，我国油页岩勘探开发稳步发展，2017年产油量达83×104t[5]。

(2)2014年，吉林省众城油页岩投资开发有限公司应用电加热技术原位开采实验成功，首次实现了我国油页岩油原位开采。这个重大突破具里程碑意义，得到国家领导重要批示，极大地推动了我国油页岩油领域勘探开发及原位开采技术进步[6]。

1.4 煤层气

煤层气系指煤系煤岩中的天然气，煤系作为常规天然气的气源岩，其本身也可以吸附态为主要形式储集工业性的烃类气，即煤层气，以甲烷含量为主。

成藏特点:源储一体，煤岩为储集体，主要为煤岩的解析气，煤岩吸附能力与演化程度决定含气量高低，分为低阶、中阶、高阶煤层气；无明显气水界面，大面积连续与准连续分布，局部富集，主要分布于构造相对平缓的斜坡区与凹陷区。

煤层气从1980年开始勘查开采工作，我国西部与东部中生界侏罗系—三叠系和中部上古生界石炭系—二叠系均产煤层气。到2017年，全国产煤层气49×108m3[7-8]。

1.5 油砂油

油砂油一般情况下是指黏度大、密度高、油藏条件下一般不易流动或不能流动的砂岩储集层中的石油；国际上通常是指油藏条件下黏度大于10000Pa·s或密度大于1.0g/cm3砂岩中的石油与沥青资源。

成藏特点:重油(油砂)与沥青的成因主要有原生型和次生型两种类型；原生型主要是指未成熟油或低成熟油，次生型是指后期遭受生物降解等稠变作用形成的重油(油砂)、沥青。我国油砂资源主要是指次生型的重油与沥青；多沿不同构造部位成藏，且多出露地表，埋藏较浅。

油砂矿分布广泛，1956年在新疆克拉玛依市准噶尔盆地西北缘风城地区发现油砂与沥青脉产出；沿断裂带产出的天然沥青之后得到逐步挖掘式开采，最高年产量可达 50×104t[9]。

1.6 天然气水合物

天然气水合物是在高压低温条件下天然气与水组合成像冰一样的可燃物质。

成藏特点:主要是在海底或冻土带低温及一定压力条件下，一种是溶有甲烷的水从水合物稳定带下伏沉积物中运移进入，随着甲烷从水中脱溶出来或在沉积物孔隙中直接形成水合物，甲烷相对富集成藏模式；另一种是甲烷以独立气泡相由下部沉积物中运移而来，冷凝结晶成藏模式。主要受温压稳定性、气源、水源、天然气运移、储集岩五大要素控制，并受自然界温度与压力条件限制，只能赋存于高纬度常年冻土带、深海近海底的浅层沉积物中(或储集岩体中)。

我国非常规天然气水合物资源主要分布于南海海域及青藏高原与祁连山冻土带。1999年我国开始进行该类资源调查，2007年在南海北部神狐获得天然气水合物样品，2015年在祁连山中侏罗统获天然气水合物样品。2017年5月10日在南海北部神狐海域海底天然气水合物试采成功，初期产量为3.5×104m3/d，稳定产量达6000～8000m3/d，稳产62d，成为世界上稳产时间最长的一次试采，获得勘探重大突破[10]。

2 非常规油气资源潜力巨大

我国非常规油气资源丰富，具有多时代、多层系、分布广、潜力巨大等特点。2015年，国土资源部及中国工程院等单位在充分分析非常规油气资源形成基本地质条件并结合近年来非常规油气勘探实践与进展的基础上，对我国7种非常规油气资源进行了初步概算(表1)。评价结果如下:

致密油技术可采资源量为(20～25)×108t，主要分布于鄂尔多斯盆地三叠系长6段与长7段、松辽盆地白垩系扶余油层、准噶尔盆地二叠系芦草沟组与风城组、渤海湾盆地沙四段与孔二段、柴达木盆地古近系、四川盆地侏罗系、二连盆地白垩系、三塘湖盆地二叠系芦草沟组与条湖组[11]。

致密砂岩气与致密海相碳酸盐岩致密气技术可采资源量为(20～25)×1012m3；其中，致密砂岩气技术可采资源量为(12～15)×1012m3，主要分布于鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系、四川盆地三叠系须家河组、准噶尔盆地侏罗系、松辽盆地深层、渤海湾盆地沙河街组；海相碳酸盐岩致密气技术可采资源量为(8～10)×1012m3，主要分布于南方中上扬子地区的构造改造区[12]。

页岩气技术可采资源量为21.8×1012m3，主要分布于四川盆地志留系与寒武系、中上扬子地台志留系与寒武系、塔里木盆地寒武系、鄂尔多斯盆地海陆过渡相石炭系—二叠系与湖相三叠系延长组[13]。

表1 中国非常规油气资源、储量分布表

页岩油技术可采资源量为43.5×108t[14]，主要分布于鄂尔多斯盆地三叠系长7段与长9段、松辽盆地白垩系青山口组、准噶尔盆地二叠系芦草沟组、渤海湾盆地沙三段与孔二段、柴达木盆地古近系、二连盆地白垩系、三塘湖盆地二叠系芦草沟组。

煤层气技术可采资源量为12.5×1012m3，主要分布于东部古近系断陷盆地，中部鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系、沁水盆地石炭系—二叠系与四川盆地三叠系须家河组，西部准噶尔盆地侏罗系、吐哈盆地侏罗系与柴达木盆地侏罗系煤系地层；东部以中—低阶煤层气为主，中部以中—高阶煤层气为主，西部以低煤层气为主[15]。

油页岩油技术可采资源量为120×108t[16]，主要分布于东部古近系中小型断陷盆地、松辽盆地白垩系、渤海湾盆地古近系沙河街组，中部鄂尔多斯盆地三叠系长7段与四川盆地侏罗系，西部准噶尔盆地二叠系芦草沟组、柴达木盆地侏罗系、民和盆地侏罗系与银额盆地白垩系、青藏伦坡拉盆地古近系、南方茂名盆地古近系。

油砂油技术可采资源量为22.6×108t[17]，主要分布于我国西部准噶尔盆地白垩系与侏罗系、柴达木盆地古近系与新近系。

天然气水合物预测远景资源量为1030×108t油当量，主要分布于我国南海海域、青藏高原冻土带与祁连山冻土带，在7种非常规油气资源中资源潜力最大，但实现规模有效勘探开发目标还有很长的路要走[18]。

3 建议

我国常规油气勘探总体已进入勘探开发中期或后期，特别是东部老油区勘探开发均已进入后期，稳产难度较大，需要加强非常规新领域勘探开发，弥补老油区的递减，为此提出如下结论与建议。

3.1 开展非常规油气勘探要做好“三个结合”

(1)常规油气与非常规油气结合。有常规油气的地区很可能就存在非常规油气，在多种情况下常规油气与非常规油气共存。如松辽盆地上白垩统青山口组烃源岩之上为常规油，其内夹持有非常规致密油、页岩油，之下的下白垩统扶余油层为非常规致密油。常规油气与非常规油气处于过渡特征，需做好二者勘探与开发的结合[19-20]。

(2)“三气”结合。泥页岩油气与致密岩油气和煤层气结合；非常规页岩气、致密气、煤层气均表现为源储一体、烃源岩层内聚集特点，与泥质烃源岩、煤系烃源岩密切相关，勘探与开发过程中需做好“三气”结合。

(3)油与气结合。随着勘探深度不断加大，勘探开发技术不断提高，油与气的聚集受烃源岩演化程度的控制界限不再显著，故在勘探与开发过程中需重视油与气的结合。

3.2 近期以页岩气、煤层气、致密油为重点，作 为非常规重要增储上产领域

页岩气、煤层气是我国天然气增产的主要接替领域，需要进一步加强勘探和规模有效开发的技术攻关，使规模的资源和储量转化为产量；近年来致密油开发试验攻关已在鄂尔多斯、松辽、四川、吐哈、准噶尔等盆地取得成功，2017年产量超过160×104t，已成为增产和稳产的重要补充，随着勘探开发技术的进步与管理创新的推进，鄂尔多斯、松辽等盆地的致密油产量将会有大幅度提升。

3.3 将页岩油和油页岩作为重点进行新一轮重点 盆地和层位的油气资源评价

近年来，国土资源部、中国石油等企业都组织相关研究单位，对我国非常规油气资源进行评价，但由于侧重点、评价标准的差异，造成其发布的评价结果差异较大；另一方面，对页岩油和油页岩(烃源岩)的重要地位和勘探开发潜力认识不够，使源岩勘探一直处于勘探初期认识阶段。建议对松辽盆地青山口组—嫩江组、鄂尔多斯盆地三叠系等重点盆地和层系的页岩油(包括未成熟的油页岩)进行有针对性的系统评价，并加大勘探和开发试验投入，在试油试采的基础上，进行可采资源量的计算。

总之，我国非常规油气资源潜力较大，但勘探开发进展差异较大。目前，致密气已成为天然气增储上产的重要接替；页岩气勘探开发进展较快，将成为天然气上产的重要接替；煤层气勘探开发有序推进，产量稳定增长；致密油勘探开发处于初期阶段，随着勘探开发技术的进步，产量将会大幅度上升；未来重要而现实的非常规领域可能是页岩油或油页岩，建议加大评价和勘探开发试验攻关力度，尽早实现中国版的“页岩革命”目标，使其成为我国油气增储上产的重要接替领域。

致谢:文章在撰写过程中，得益于多家企业机构的全力协助，使得文章内容更加充实、观点分析更为透彻，提供协助的机构包括中国石油咨询中心、中国石油勘探开发研究院，相关专家对我国非常规油气在勘探开发方面的发展形势提供了宝贵的观点和建议。穆点咨询作为专业油气咨询机构，为文章提供了丰富的数据资料，为我个人观点的建立提供了雄厚的基础数据支撑。在此，非常感谢他们的协助与支持。