Heavy Oil and Oil Sands:Global Distribution and Resource Assessment

Global recoverable resources of heavy oil and oil sands have been assessed by CNPC using a geology-based assessment method combined with the traditional volumetric method, spatial interpolation method, parametric-probability method etc. The most favourable areas for exploration have been selected in accordance with a comprehensive scoring system. The results show:(1) For geological resources, CNPC estimate 991.18 billion tonnes of heavy oil and 501.26 billion tonnes of oil sands globally, of which technically recoverable resources of heavy oil and oil sands comprise 126.74 billion tonnes and 64.13 billion tonnes respectively. More than 80% of the resources occur within Tertiary and Cretaceous reservoirs distributed across 69 heavy oil basins and 32 oil sands basins. 99% of recoverable resources of heavy oil and oil sands occur within foreland basins, passive continental-margin basins and cratonic basins.(2) Since residual hydrocarbon resources remain following large-scale hydrocarbon migration and destruction, heavy oil and oil sands are characterized most commonly by late hydrocarbon accumulation, the same basin types and source-reservoir conditions as for conventional hydrocarbon resources, shallow burial depth and stratabound reservoirs.(3) Three accumulation models are recognised, depending on basin type: degradation along slope; destruction by uplift; and migration along faults.(4) In addition to mature exploration regions such as Canada and Venezuela, the Volga-Ural Basin and the Pre-Caspian Basin are less well-explored and have good potential for oil-sand discoveries, and it is predicted that the Middle East will be an important region for heavy oil development.     

全球重油与油砂资源潜力、分布与勘探方向

基于对全球主要地质时期构造、沉积演化、盆地类型和主要成藏期的地质研究,评价全球重油和油砂资源潜力,进而指出有利勘探方向.据CNPC(2011)评价结果:全球重油地质资源量为42 712亿桶,可采资源量为7 147亿桶,油砂地质资源量为66 945亿桶,可采资源量为7 095亿桶;主要分布在北美、南美、俄罗斯和高加索地区,产区集中于北美和南美.以构造域进行划分,全球重油和油砂主要富集在科迪勒拉褶皱造山带、喜马拉雅阿尔卑斯褶皱造山带、西伯利亚地台周缘山系和乌拉尔山前四个大型构造带,盆地类型以克拉通和前陆为主,以斜坡降解、抬升破坏型两种模式成藏.未来重油和油砂勘探主要集中在3类地区:1)资源落实程度较高、勘探程度高的美洲地区;2)资源潜力大、勘探程度低的俄罗斯东西伯利亚盆地、伏尔加乌拉尔盆地;3)资源潜力大、尚未引起注意的中东地区.     

基于空间网格插值的重油油藏资源量计算方法——以扎格罗斯白垩系重油层资源评价为例

重油具有黏度大、大规模连续聚集、储层非均质性强、难于开采等特征,利用传统的体积法评价其资源潜力无法揭示重油资源在空间三维尺度上的富集差异性或预测"甜点区"的分布。空间网格插值法基于地理信息系统技术,以成藏组合为基本评价单元,划定各单元分布面积,统计和分析每个成藏组合储层的厚度、含油饱和度、孔隙度、采收率4个关键参数的空间分布规律,并根据实际情况选择反距离加权插值、克里金插值等方法进行插值,实现关键参数网格图的空间叠加计算,最终计算出每个成藏组合的重油资源丰度图,定量表征重油资源的空间分布,厘定重油"甜点区"。将该方法应用于中东扎格罗斯褶皱带重油资源潜力评价,揭示三叠系-侏罗系Butmah成藏组合、侏罗系成藏组合、白垩系成藏组合以及第三系成藏组合总可采资源潜力为140亿t。其中,未来有利勘探目标为白垩系成藏组合,可采资源量为85亿t。初步预测"甜点区"位于盆地西南部。     

稠油油藏蒸汽驱中后期剩余油分布特征及提高采收率方式研究

针对中国浅层及中深层稠油油藏,利用数值模拟研究方法,研究了不同稠油油藏的蒸汽驱开发规律和蒸汽驱中后期的剩余油分布特征,明确了稠油油藏蒸汽驱中后期的提高采收率方式。研究结果表明:浅层稠油油藏与中深层稠油油藏蒸汽驱的开发规律基本一致。驱替阶段生产效果好、产量高且稳定、油汽比高、含水率低;蒸汽突破后的开发阶段也是蒸汽驱开发的重要阶段,但是该阶段油汽比明显低于驱替阶段,表明该阶段蒸汽热效率明显降低。不同稠油油藏的剩余油分布特征类似,均表现出明显的垂向动用差异特征,即油层上部动用程度高,剩余油饱和度低,油层下部动用程度低,剩余油饱和度高,下部油层是剩余油挖潜的主要对象。从下到上逐层上返开发和多介质辅助是提高蒸汽驱中后期采收率的有效方式。研究结果对同类油藏开发具有重要意义。     

松辽、加西盆地非震地球物理预测稠油藏技术方法对比研究

松辽盆地同加拿大西部盆地同属环太平洋构造带控制的中生代内陆盆地,二者在构造环境、演化条件等诸多方面有着许多相似之处。松辽盆地的稠油、油砂藏有着很可观的远景储量。借鉴加拿大地球物理勘探经验及技术,勘探并开发松辽盆地斜坡地带稠油、油砂藏。     

应用激电法勘查隐蔽型油砂矿--以二连盆地包楞油砂矿为例

巴音都兰凹陷包楞地区是二连盆地油砂资源主要分布的三大地区之一,油砂层厚度大、埋藏浅、含油率高,属于隐蔽型油砂矿,为古油藏破坏型成矿模式。为了进一步搞清油砂矿的分布范围和资源规模,对包楞油砂矿进行了激电法勘探,建立了电性参数与油砂矿分布之间的对应关系,圈定了油砂分布面积,预测了油砂地质资源,并选择激电法勘查的有利区进行了钻井验证。结果表明,激电法对包楞隐蔽油砂矿勘探是有效的勘查方法。     

稠油成因研究综述

在阐述稠油地球化学特征基础上,对稠油的成因及其判识的最新研究进展进行了综述,稠油成因类型分原生型和次生型,其中,次生型稠油主要由生物降解、水洗和氧化作用分解、消耗或氧化原油中的烃类组分,使非烃和沥青质含量相对增加,致使原油密度和黏度增大,油质变稠.最后指出了目前稠油成因机制研究中存在的问题以及今后发展的方向.     

东营凹陷北部陡坡带稠油成藏机理与油气运聚特征

东营凹陷北部陡坡带的王庄—宁海地区发现了大量稠油 ,但原油的成因及其成藏机理仍不甚了解 .在以往原油成因与油源调查基础上 ,利用非烃含氮化合物及包裹体均一化温度对该区进行油气运移方向与相对距离、成藏时间与期次的分析 .结果表明 ,东营凹陷北部带原油具有由南而北的运移分馏效应 ,反映北部陡坡带原油来自南部的利津洼陷 ;王庄—宁海地区原油总体具有由东而西的运移分馏效应 ,其东、西两侧各有一主要油气注气点 .王庄—宁海原油烃类与非烃组成与分布特征揭示该区油气具有混合聚集特征 .包裹体测试反映王庄—宁海地区油藏主要为晚期成藏 ,距今小于 5Ma ;而靠近生油中心地带包裹体具有早期成藏的记录 (± 36Ma) .     

川西北天井山构造泥盆系油砂成矿条件与资源评价

通过对四川盆地油砂资源的全面调查与评价,首次在川西北地区天井山构造下泥盆统平驿铺组的石英砂岩中发现了油砂矿体。根据石油地质及成矿理论对该矿点的成矿条件进行了分析,认为该油砂矿形成过程中可能的烃源岩为早寒武世和早志留世的黑色泥页岩;当进入印支期,烃源岩开始大规模生成液态烃,液态烃通过该期运动形成的逆断层运移至下泥盆统平驿铺组圈闭富集成藏;进入喜山运动,早先形成的油藏抬升暴露、剥蚀而最终形成了目前的油砂矿体。天井山构造泥盆系埋深500 m以上的油砂资源量为5 356.4×10⁴ t。     

山东东营凹陷八面河油田稠油成因分析

东营凹陷八面河地区原油物性呈规律性的变化,偏离生油中心的构造高部位主要分布稠油,靠近生油中心的构造低部位主要分布正常油。对原油族组成与化学成分的分析表明,八面河油田稠油具有低饱芳比、饱和烃含量低、链烷烃与低分子量萘、菲等轻质馏分严重缺失等轻度-中等降解油特征,邻区草桥油田稠油含较为完整的生物降解标志物--25-降藿烷系列,系严重降解油,反映该区稠油的形成与次生变化有关。同区具有相同或相似油气成因的沙子岭原油的成熟度（C₂₉甾烷ααα20S/(S+R)值为0.24~0.25）低于八面河的（C₂₉甾烷ααα20S/(S+R)值为0.31~0.44）,为典型未熟-低熟油。沙子岭的轻度或未降解油同样表现为正常油,反映八面河地区低温成烃与稠油无必然的联系,进一步验证八面河稠油主系次生成因。处于构造高部位的油藏由于埋深浅、保存条件差,导致水洗、生物降解等次生变化相对较强,最终形成稠油。     

查干凹陷下白垩统稠油地球化学特征及成因分析

通过对稠油进行常规物性、碳同位素和有机地球化学分析,系统阐述了查干凹陷稠油地化特征及其形成的主控因素。查干凹陷存在原生和次生两类稠油,原生稠油非烃含量高于饱和烃含量,原油族组分富集轻碳同位素,C₂₉规则甾烷系列中以ααα构型为主,αββ构型甾烷含量低,没有重排甾烷。三环萜/五环萜值低,伽马蜡烷含量高,姥植比值低,其成烃母质沉积于高盐还原环境,多种地化参数表明原生稠油是巴音戈壁组烃源岩低熟演化阶段排烃的产物。次生稠油为油气运聚成藏之后,由于后期保存条件改变并经历次生改造作用形成的高密度、高黏度和低凝固点的原油。次生稠油埋深一般小于1200 m,主要为生物降解油,其中部分属于多期混源稠油。次生稠油正构烷烃损失严重,类异戊二烯烃不同程度遭受侵蚀,甾萜烷分布完整,表征原油达到中等降解程度。研究表明,原油稠化是多种稠化因素共同作用的结果,生物降解作用是研究区稠油形成的主要机制,查干凹陷后期的构造抬升为原油稠化提供了必要条件,活跃的水介质条件为浅层喜氧微生物活动提供了良好的氧化环境和营养物质。     

基于Hyperion数据的油砂分布遥感研究

依据油砂中烃类的微渗漏和油砂组分光谱特征响应原理,利用Hyperion高光谱影像提取和识别与油砂分布相关的波谱信息,进行非常规油气能源--油砂分布的有利区预测。根据油砂所致烃类微渗漏的地表特征可知,低植被覆盖区的异常以矿物异常为主,中、高植被覆盖区的异常以植被异常为主。利用归一化植被指数表征地表植被的不同覆盖程度：当其值为[0.0,0.4）时,采用SAM（spectral angle method）提取矿物异常信息;当值为[0.4,0.7]和（0.7,1.0]时,分别采用LIC（lichenthaler index）和CTR（carter indices）方法提取植被异常信息。同时,为确保提取的矿物和植被异常信息的产生是由油砂中烃类的微渗漏所导致,以野外油砂反射光谱为端元,运用光谱角分类方法提取油砂信息,并将其与获取的矿物和植被异常信息进一步应用空间叠置分析确定油砂分布有利区。结果表明,综合运用野外实测高光谱数据和高光谱影像数据能够较准确地预测出研究区中油砂的分布位置。因此,应用高光谱影像进行油砂分布的有利区预测,可为未来利用遥感技术深入研究油砂可采储量评价提供参考依据。     

国内外油页岩资源现状及综合开发潜力分析

油页岩作为一种重要的替代能源资源引起了国内外的关注,其主要分布于美国、澳大利亚、巴西、俄罗斯、加拿大、中国、爱沙尼亚等国家。油页岩从寒武纪到第三纪都有分布,沉积环境主要为海相、陆相和湖相。根据目前全球33个国家和地区油页岩资源现状,若将它折算成页岩油约4 000 亿t。我国油页岩资源丰富,分布于22个省区、47个盆地、80个含矿区。油页岩主要集中分布在吉林、广东、辽宁、山东、新疆和海南等省区。沉积时代以新生代的第三纪为主,主要为湖相沉积。不断提高技术,坚持综合开发利用,走炼油-化工-发电-多金属-建材一条龙联合生产的途径,油页岩资源将具有巨大的综合开发潜力。     

淮北地区地下水资源评价及利用研究

采用针对安徽省1956-2006年系列新资料,淮北地区地下水资源开发利用特点,对区内地下水资源量及可利用量进行系统分析评价,对地下水资源利用前景进行预测,并对地下水资源管理提出建议,成果为区域地下水资源有效利用和科学管理提供决策依据。     

过渡金属络合物应用于稠油水热催化裂解降黏反应的室内研究

以合成的配体N-月桂酰基ED3A为基础合成了过渡金属络合物催化剂N-月桂酰基ED3A铁,并通过红外光谱对该催化剂进行了表征.将其用于稠油水热催化裂解降黏反应试验的结果表明:过渡金属络合物催化剂N-月桂酰基ED3A铁可使辽河冷42-平2稠油(85 600 mPa·s,50℃)在200℃时,催化剂用量(wB)为0.03%,加水量(φB)30%,反应时间24 h的条件下,降黏率为93.4%,并有10.2%的重质组分裂解为轻质组分.     

美国“三步式”固体矿产资源潜力评价方法评述

笔者等通过在中美合作项目中对美国地质调查局（USGS）在全美推荐使用的“三步式”矿产资源潜力评价方法的实际应用，对近年来美国地质调查局对此方法的完善和改进部分进行了系统介绍，同时对比中国常用矿产资源潜力评价方法，对“三步式”矿产资源评价方法使用过程中存在的一些问题进行了分析探讨。笔者等认为，“三步式”资源评价并非是一种全新的评价方法，它是一组评价方法的有效的集成，这一方法中有几点是值得我们借鉴的，一是一致的区域构造编图，二是标准的矿床模型和品位吨位模型，三是关于经济成本滤波器的使用。     

Comparison of Two Probability Distributions Used to Model Sizes of Undiscovered Oil and Gas Accumulations: Does the Tail Wag the Assessment?

Undiscovered oil and gas assessments are commonly reported as aggregate estimates of hydrocarbon volumes. Potential commercial value and discovery costs are, however, determined by accumulation size, so engineers, economists, decision makers, and sometimes policy analysts are most interested in projected discovery sizes. The lognormal and Pareto distributions have been used to model exploration target sizes. This note contrasts the outcomes of applying these alternative distributions to the play level assessments of the U.S. Geological Survey's 1995 National Oil and Gas Assessment. Using the same numbers of undiscovered accumulations and the same minimum, medium, and maximum size estimates, substitution of the shifted truncated lognormal distribution for the shifted truncated Pareto distribution reduced assessed undiscovered oil by 16% and gas by 15%. Nearly all of the volume differences resulted because the lognormal had fewer larger fields relative to the Pareto. The lognormal also resulted in a smaller number of small fields relative to the Pareto. For the Permian Basin case study presented here, reserve addition costs were 20% higher with the lognormal size assumption.     

Correction Method of Light Hydrocarbons Losing and Heavy Hydrocarbon Handling for Residual Hydrocarbon (S1) from Shale

Abstract: In China, hot researches on shale oil were raised by the important breakthrough of shale oil in America. Obviously, the first important issue is the actual shale oil resource potential of China, and the selection of the key appraisement parameter is vital to the shale oil resource amount. Among the appraisement parameters, the oil content parameter (S1) is the key one, but the evaluation result is generally lower because of light hydrocarbon losing and heavy hydrocarbon handling. And the more important thing is that the light hydrocarbon with small molecular weight is more recoverable, and therefore its amount is important to the total shale oil yields. Based on pyrolysis experiments and the kinetic model of hydrocarbon generation, correction factors and a model of light hydrocarbon losing and heavy hydrocarbon handling were established. The results show that the correction factor of heavy hydrocarbon handling is 3.2, and that of light hydrocarbon losing is controlled by kerogen type, maturity and hydrocarbon generation environment (closed or open).     

青藏高原煤炭资源潜力综合评价研究

西藏和青海地区开展了多次煤炭资源潜力调查工作,但由于煤炭地质工作程度低,极大的制约了青藏高原煤炭资源潜力的评价工作。以整个青藏高原为单元,在系统梳理煤炭资源预测区煤炭资源条件、开采技术条件、开发条件、生态环境条件的基础上,选用层次分析法,将四个评价条件量化为8个评价指标、20个评价参数,建立了青藏高原煤炭资源潜力评价体系,对青藏高原61个煤炭资源预测区垂深600m以浅的煤炭资源量进行了综合评价。划分出有利区18个、中等区23个和较差区20个,并提出了青藏高原地区下一步煤炭地质工作的方向。     

四川省沐川县典型土壤剖面重金属分布特征和生态风险评价

根据全国土壤污染状况调查显示,全国土壤的环境状况总体不容乐观,耕地土壤环境质量令人担忧,已对粮食安全构成威胁。已有的研究工作多集中于土壤重金属的空间分布特征及污染源分析、重金属污染风险评估以及评估方法,但对于不同土壤深度重金属在耕地中的积累与剖面分布的变化及其生态风险分析相对较少。为研究四川省沐川县土壤剖面重金属分布特征和生态风险,本文在研究区选择三个不同地质背景区采集了土柱剖面样品开展相关工作。结果表明：样品中As、Cd、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn七项指标中,除了Cu外,其余重金属元素含量都高于国家和四川省土壤背景值,表明这些元素在土壤中呈现不同程度地富集。土壤中7种重金属的浓度与土壤养分(氮、磷、钾),土壤有机碳和pH值存在相关性,如在玉米地剖面中,氮和磷与Cd呈显著正相关,相关系数分别为0.845、0.747。大量研究表明,磷肥中含有一定量的重金属。磷肥中重金属含量高低与磷矿及其来源有关,磷肥能够增加土壤 Cd 含量。土壤有机碳与Cd呈显著正相关,相关系数为0.934,其原因是土壤有机质对重金属的吸附作用,有机碳对土壤中重金属的保留起了重要作用。pH值与Cd呈显著负相关,相关系数为-0.964,随着pH值的增加,土壤对重金属离子的吸附会增加,从而导致土壤中活性重金属离子减少。土壤重金属之间存在显著的正相关关系,表明它们普遍存在同源性。采用地质积累指数($ {I}_{\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{o}} $)评价土壤重金属污染程度,并选取潜在生态风险指数($ RI $)评价其潜在生态风险,结果表明土壤中主要污染元素为Cd。生态风险指数显示,玉米地的潜在生态风险较大,其中Cd、Hg的生态风险较高,潜在生态风险指数($ RI $)随着剖面深度的增加而降低。当地应采取适当措施,加强对该地区污染的防治工作,避免对人体健康造成危害。