非常规油气类型及成因

非常规油气藏在能源战略部署中的地位日益加重,勘探思维和开发利用技术是未来非常规油气勘探面临的重要挑战。综合国内外对非常规油气的定义和分布特征研究表明,非常规油气资源往往与常规油气资源共生,具备分布面积广、资源巨大,资源利用前景广阔的特点,同时也具有储集空间致密、矿体粘度大、开发难度大和开采成本高的不利条件。非常规油气藏根据源储配套关系、聚集方式、相态特征、储层类型和成因等分为多种类型,但无论何种分类方式,这些非常规油气与有机质存在着密切的关系,只不过随着有机质排烃、运移、成藏和后期改造而呈现出不同的类型。总体来说非常规油气藏主要有9种类型,其成藏的主要因素包括:优质的源岩、相匹配的有机质成熟度、有效的储集空间和良好的保存条件。科学的非常规油气藏分类和成因条件研究,将有效的促进其勘探开发。     

非常规油气储层特征分类研究

近年来,常规油气勘探难度越来越大,产量不断下降,但世界油气需求量持续增长,而非常规油气具有较大的资源潜力,因此非常规油气资源日益引起全世界的高度重视,油气勘探开发从常规向非常规跨越是现如今石油工业发展的趋势。本文对储层孔隙度、渗透率、源储特征、沉积相、相态、地震响应及测井响应进行分类研究。发现中国主要非常规油气资源主要为页岩油、煤层气、页岩气、致密气、致密油和天然气水合物等,在孔隙度,渗透率,沉积相以及测井响应等方面都有区别。在我国石油、天然气短缺将长期存在情况下,开发丰富的非常规油气资源对缓解我国日益严峻的能源压力,保证能源安全方面具有重要的意义。     

页岩层系油气资源有序共生及其勘探意义——以鄂尔多斯盆地延长组长7页岩层系为例

页岩层系内的非常规油气已成为全球油气勘探开发的热点,这些资源的形成与富有机质页岩密切相关,形成演化有序、空间分布上共生。目前的研究通常按非常规油气类型单独进行,尚未从页岩层系整体角度考虑各类油气资源的分布规律。在大量调研国内外页岩层系油气资源分布规律的基础上,提出页岩层系油气资源有序共生,并以鄂尔多斯盆地长7页岩系为例进行解剖,按照成熟度阶段、埋藏深度和有机质丰度,将长7页岩层系油气资源分成露头-浅埋藏油页岩区、中等成熟-中等埋深压裂页岩油区、中等成熟-中等埋深原位改质页岩油区、高成熟度-深埋页岩气区和紧邻-夹层致密砂岩油五大区域。基于页岩系统油气资源有序共生关系,提出页岩层系油气资源立体勘探开发的观点,以期对页岩层系非常规油气资源有效利用提供新思路。     

与非常规油气资源有关的专业名词解释

<正>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率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。常规与非常规油气"有序聚集":是指富油气盆地或凹陷内常规与非常规油气在时间域持续充注、空间域有序分布,二者成因有先后、相互依存、紧密共生,形成统一的油气聚集体系。该体系揭示出不同类型油气资源"有序聚集"的规律,展示出富油气盆地或凹陷内常规与非常规油气资源应"同步研究、同步部署、同步勘探",可     

非常规油气藏的形成及其分布特征*

非常规油气领域是目前油气勘探和开发的热点领域, 也是石油工业的发展趋向, 非常规油气的成藏研究对非常规油气勘探具有重要指导意义。非常规油气与常规油气成藏的最本质区别在于非常规油气是非浮力驱动聚集, 这主要是由于致密储集层中微纳米级孔隙发育导致毛细管阻力较大, 同时缺乏提供强大浮力的有利条件。根据烃源岩演化与非常规油气成藏的关系, 将非常规油气资源分为油页岩、页岩油、致密油、页岩气、致密气和煤层气6种类型。油页岩、页岩油、煤层气和页岩气的源储组合特征都是“源储一体”, 而致密油气源储组合有2种类型：一种是源储叠置的临源型致密油气, 另一种是与常规油气藏类似的源储不相临、但距离不远的近源型致密油气。成藏动力学上的差异使非常规油气藏在地质上表现为大面积分布、局部富集、油气赋存具有明显的“滞留”或短距运移特征、没有明显的圈闭边界和无统一的油水界面等特点。     

非常规与常规统一的含油气系统之初探

近年来,非常规页岩油气勘探开发的成功,为获取油气资源指出了新方向,同时提醒石油地质家重新审视传统的油气地质理论,需要将页岩油气的地质认识进展与传统的油气地质理论结合起来形成新的含油气系统理论。本文基于从常规与非常规在生烃、储层方面的研究进展,初步探讨涵盖常规和非常规的统一的含油气系统和二者协同的勘探思维。生烃研究由以往主要关注生油气高峰时的生烃量延伸到对油气生成、排出、滞留全过程的刻画;储层研究由关注无机矿物成岩演化中形成的米级—毫米级无机孔隙向成岩作用—成烃协同作用形成的微米级—纳米级有机质孔隙延伸;在此基础上提出狭义页岩气、广义页岩气藏和常规气藏的分类界限。在全新的含油气系统理论指导下,需要进行常规—非常规协同一体化评价基础上的勘探思维变革。以常规与非常规油气的成因联系为指导,深入分析同一套烃源岩的生成—排出—滞留过程,分析常规与非常规油气的资源配比关系与空间分布关系,有助于提升油气勘探效率和勘探成功率。     

非常规与常规统一的含油气系统之初探

近年来,非常规页岩油气勘探开发的成功,为获取油气资源指出了新方向,同时提醒石油地质家重新审视传统的油气地质理论,需要将页岩油气的地质认识进展与传统的油气地质理论结合起来形成新的含油气系统理论。本文基于从常规与非常规在生烃、储层方面的研究进展,初步探讨涵盖常规和非常规的统一的含油气系统和二者协同的勘探思维。生烃研究由以往主要关注生油气高峰时的生烃量延伸到对油气生成、排出、滞留全过程的刻画;储层研究由关注无机矿物成岩演化中形成的米级—毫米级无机孔隙向成岩作用—成烃协同作用形成的微米级—纳米级有机质孔隙延伸;在此基础上提出狭义页岩气、广义页岩气藏和常规气藏的分类界限。在全新的含油气系统理论指导下,需要进行常规—非常规协同一体化评价基础上的勘探思维变革。以常规与非常规油气的成因联系为指导,深入分析同一套烃源岩的生成—排出—滞留过程,分析常规与非常规油气的资源配比关系与空间分布关系,有助于提升油气勘探效率和勘探成功率。     

非常规油气地质学建立及实践

非常规油气地质学理论是世界石油工业从常规油气向非常规油气跨越的一次理论飞跃。紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10年不懈攻关,通过构建细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学、常规—非常规油气"共生盆地"发展战略等学科内容,基本形成非常规油气地质学理论体系框架。非常规油气地质学理论,是世界页岩油和气、致密油和气等典型非常规油气工业发展的理论基础,引领推动了石油地质学科发展、行业标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发。非常规油气地质学科在未来油气资源综合利用、能源结构科学预判、复杂问题创新解决等方面,仍有发展空间。     

致密储层研究进展和热点问题分析

全球常规油气及非常规油气资源极为丰富,其中致密油气是非常规油气资源的主要类型,是当前非常规油气勘探的重点,也是未来接替常规油气资源的重要领域。致密储层具有油气资源量大、分布面积广、成岩作用强、单井产量较低、储层非均质性强等特点。在富含油气资源的致密储层中,具有良好物性的“甜点”是提高产量的有利勘探目标,其“甜点”主要包括两类,一类为异常高孔带,另一类为裂缝发育带。目前,致密储层的研究现状主要包括致密储层划分、地质特征、形成机理和有利储层预测等。近年来,“甜点”的形成机理和预测成为当前致密储层勘探开发的重要科学问题。因此,致密储层微观孔喉结构表征、致密储层裂缝发育识别表征是目前致密储层研究的热点领域及未来主要发展方向。     

非常规油气沉积学:内涵与展望

随着非常规油气资源工业化勘探开发的快速发展,非常规油气地质学理论体系逐步建立,迫切需要创新构建非常规油气沉积学理论。通过简要概述非常规油气沉积学的基本内涵,提出“非常规油气沉积学”的概念,综述我国四川盆地页岩气、鄂尔多斯盆地致密油与页岩油等典型非常规油气层系沉积学研究进展,并展望非常规油气沉积学研究所面临的关键科学问题与挑战。研究指出非常规油气资源沉积富集与重大地质环境突变密切相关,是全球性或区域性构造与海（湖）平面升降、火山活动、气候突变、水体缺氧、生物灭绝与辐射、重力流等多种地质事件沉积耦合的结果。未来需要从地球系统科学出发,采用“非常规思想”,以地质事件分析思维深入开展非常规油气沉积学研究,为寻找非常规油气资源发挥重要作用。     

陆相湖盆细粒沉积岩特征及形成机理研究进展

细粒沉积岩是最为常见的岩石类型之一,蕴藏着丰富的油气资源,伴随着非常规油气的发展,有关细粒沉积的研究逐渐成为了热点,但由于陆相细粒沉积岩岩石类型丰富,形成机制复杂,缺乏统一科学的分类方案。对目前常见的陆相细粒沉积岩分类方法进行总结,并依据岩石组分将其分为混合型和碎屑型细粒沉积岩两种,并指明其常见的岩石类型特征;梳理与其相关的成因动力学物理模拟实验成果,其中有关泥级颗粒的搬运—沉积机理已经取得了重大突破。而细粒沉积模式方面,可以分为有机质富集模式,岩相模式以及成因模式,三个模式的内涵和所要解决的地质问题各不相同。在此基础上,提出加强细粒沉积岩不同矿物成分微观结构特征、沉积—成岩机理认识,将岩石微观成因分类方案与宏观成因模式有效融合是未来细粒沉积研究的关键。     

非常规油气地质学理论技术及实践

形成非常规油气地质学理论技术,引领油气工业从常规到非常规,进源找油,是世界油气勘探开发形势发展和科学研究持续推进的必然趋势.研究团队紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10余年不懈攻关,构建了非常规细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学和常规-非常规油气有序“共生富集”发展战略等学科内容,集成了非常规油气关键实验技术、勘探评价技术、开发工程技术和常规-非常规油气勘探开发关键技术,基本形成了非常规油气地质学理论技术体系框架.从常规油气的“源控论”到非常规油气的“源储共生系统”,深刻认识到源岩层系及与其大面积紧密接触的致密储集层系中可以聚集巨量工业油气资源.非常规油气地质学理论技术,引领推动了非常规油气地质学科发展、关键技术研发、国家标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发,截至2022年底,中国非常规油气产量超过1×108 t油当量,约占油气总产量28%,其中非常规气约占天然气总量的41%,非常规油约占石油总量的17%.油气不可再生,但非常规油气革命可延长油气工业的生命,持续强...     

中国非常规油气的战略思考

本文基于非常规油气的内涵,分析了致密砂岩油气和泥页岩油气的成藏地质条件,论述了非常规油气资源潜力巨大,指明中国非常规油气资源战略发展方向。研究表明,中国非常规油气藏是富集在近源储集体或烃源岩的低孔、低渗的微米级纳米级的储集空间中连续油气聚集,淡化了圈闭、油气藏边界的概念。依据成藏地质条件和油气资源潜力的差异,非常规油气藏主要指致密砂岩油气和泥页岩油气藏。致密砂岩油气藏多位于斜坡、坳陷区,具有广覆式有效烃源岩;源、储关联密切,多呈互层式;油气运移距离短,以非达西渗流为主;储集体渗透率、孔隙度极低。泥页岩油气藏圈闭概念淡化,典型的储源一体;多形成于盆地坳陷或斜坡区,泥页岩大面积连续分布;有机质丰度大,热演化成熟度高;多发育纹层结构,纳米级孔隙、裂缝储集系统;储集层脆性系数大,地层压力高。烃源岩呈现多时代、多层系、多沉积环境特征,从震旦系到第三系均有富含有机质的烃源岩发育,沉积环境囊括陆相海、陆交互相海相,非常规油气资源潜力巨大。常规与非常规油气在时、空域的紧密伴生和规律聚集,使得常规非常规油气在平面上和纵向上形成“有序聚集”体系。对“有序聚集”的不同类油气藏进行“整一化勘探、整一化部署、整一化开采”,实现常规非常规油气整一化科学有序开发,避免整体油气资源的破坏和遗漏;从而丰富油气地质理论,促进油气勘探由“点带面”向综合有序三维空间迈进。     

中国非常规油气沉积学新进展

经过近20年不断探索,中国陆上非常规油气勘探开发取得了重大进展。2019年全国非常规油气产量占油气总产量的23%,2020年非常规油气产量接近7 000万吨油当量,标志着中国进入非常规油气革命发展新阶段。非常规油气沉积学作为非常规油气地质学理论体系的重要组成部分之一,受到越来越多的关注和重视,形成了“陆相深水砂质碎屑流等重力流沉积模式”、“海陆相富有机质页岩沉积模式”、“细粒沉积岩发育微纳米级孔喉系统”、“多地质事件沉积耦合形成非常规油气甜点区（段）”等重要认识。专辑主要是由从事非常规油气相关的沉积学专家对中国近几年非常规油气层系沉积研究新进展的系统性和及时性总结,内容涵盖了鄂尔多斯、四川、松辽、渤海湾、准噶尔等近50个大中型及中小型含油气盆地,地层时代跨度自元古代至新生代,涉及致密油/页岩油、页岩气、致密气、煤层气、油页岩油等非常规油气层系（段）近30个。这些研究成果为我国非常规油气资源勘探开发提供了重要理论基础与技术支撑。提出未来非常规油气沉积学需以非常规油气工业开发的“甜点箱体”和“甜点群”为重点研究方向,指导非常规油气资源高效勘探开发。     

大庆探区非常规油气资源潜力及勘探开发对策分析

从大庆探区非常规油气资源潜力分析入手,明确生物气、页岩油、煤层气、致密砂岩气、页岩气等非常规油气资源潜力大,勘探前景好.指出大庆探区非常规油气资源勘探开发面临的探明程度低、技术不完善、政策扶持和资金投入力度不够、矿权归属不够明确、专业人才匮乏等五方面问题.探讨了大庆探区非常规油气资源勘探开发的5项对策措施,确定了提高产量、规模化生产、寻找规模储量、力争获得工业发现四个层次的攻关目标和方向,为大庆探区非常规油气资源合理的勘探开发提供可靠依据.     

海相层系化石能源勘探地质基础发展思考

在能源结构中,油气是地下化石能源最重要的能源之一。中国海相层系是重要的油气勘探领域,其以地层时代老、时空跨度大、埋藏深度深、有机质丰度低和演化程度高为主要特征,但是其巨大的地质体量和深层油气的勘探主体,使其受到高度关注。本文对海相层系中最受关注的深层油气来源的烃源岩和海相碳酸盐岩中浅层致密碳酸盐岩层系的非常规油气(简称灰岩油气)进行了剖析,认为深层具有能够形成规模油气的物质基础,而中浅层则存在着未被关注的非常规致密碳酸盐岩油气,加以勘探可望取得油气资源领域的突破。     

全球油气资源潜力与分布

随着中国国民经济的快速发展,中国油气对外依存度日益增加,这就要求合理有效地利用国外油气资源,为此首次开展了全球油气资源评价的专项研究。油气资源评价以成藏组合为评价单元,针对不同勘探程度采用不同评价方法,高勘探程度盆地采用发现过程法,中等勘探程度采用主观概率法,低勘探程度采用类比法,最后采用蒙特卡罗模拟法进行汇总。针对世界不同储量分类体系,采用4类储量增长函数预测了全球到2030年的已知油气田储量增长量。对非常规油气资源主要采用体积法与类比法,评价了全球重油、油砂、油页岩、页岩气、煤层气、致密气6个矿种的地质资源量与可采资源量。评价结果表明全球常规和非常规油气资源潜力仍然巨大,应该积极参与国际油气合作,分享世界油气资源。这是中国首次对全球开展系统的油气资源评价,获得了自主评价的盆地、大区及全球的油气资源量,分析了资源量的分布与特点,指出了未来的潜力与方向,为中国油气公司"走出去"和国家制定能源战略提供重要的参考与支持。     

中国非常规油气勘探开发与理论技术进展

新世纪非常规油气获战略突破,微纳米孔喉页岩系统油气成为油气资源接替的重要新领域,非常规油气资源在能源格局中的地位愈发重要。致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国在致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发获重要突破,油页岩、天然气水合物、重油、油砂矿等获重要进展,初步评价中国非常规石油资源量(223~263)×10~8t,天然气资源量(890~1260)×10~(12)m~3。中国非常规油气研究取得重大进展,细粒沉积学在陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积、海陆相细粒沉积等研究新进展,提供了盆地中心储集体形成和分布的理论依据;非常规储层地质学在研究方法技术、多尺度数据融合、地层条件物理模拟等方面取得重大进展,多方法多尺度整体表征非常规储层已成为研究热点,推动了非常规油气地质学地质理论和方法技术快速发展;创新发展了连续型油气聚集理论,构建了非常规油气地质学理论体系框架,明确了非常规油气地质研究的内涵、地质特征、形成机理、分布规律和核心技术,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;非常规油气勘探开发技术方法快速发展,涌现了烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性评价等"六特性"、"甜点区"地质一工程综合评价等核心评价方法,微地震监测、水平井钻完井、"工厂化"生产、"人工油气藏"等开发工程核心理念和技术,推动非常规油气"革命性发展"。非常规油气的突破,带来了坚持理论创新、坚持核心技术进步等4点重要启示,对延长石油工业生命周期、推动理论技术升级换代、改变能源格局具有深远意义。     

非常规油气地质调查工程进展与主要成果

中国地质调查局油气资源调查中心牵头组织实施的“非常规油气地质调查工程”,开展了黑龙江省鸡西地区煤系气地质调查、松辽盆地及外围油页岩地质调查、松辽盆地西斜坡油砂原位试采工程、陆域天然气水合物地质调查与祁连山木里天然气水合物野外长期观测站建设、陕西关中地区氦气地质调查和非常规油气资源国情调研等工作,获取了大量基础数据,取得了黑鸡地1井、黑鸡地3井、黑鸡地4井等一系列突破性成果和重要进展,初步掌握了我国油页岩、油砂、陆域天然气水合物、氦气以及鸡西盆地煤系气等非常规油气资源潜力。该工程在煤系气、油页岩、氦气等领域产生重要影响,提振了非常规油气勘探开发信心,推动了科技创新与地质调查深度融合,促进了非常规油气学科发展。     

特约主编致读者

正全球常规和非常规油气资源极为丰富,其中常规石油可采资源量为5 350×10~8 t,非常规石油可采资源量为5 834×10~8 t。随着油气勘探面临的对象向"深层、深水、薄层岩性圈闭、非常规油气资源"等方向的转变和新方法新技术的广泛应用,沉积储集研究作为深层、深水、岩性圈闭和非常规油气资源勘探的基础,面临着一些列重大的沉积储层理论和方法技术瓶颈问题,