○ 文/黎茂穩(wěn) 孫川翔 張海霞

觀察

我國陸相頁巖油前景可期

○ 文/黎茂穩(wěn) 孫川翔 張海霞

作為“頁巖革命”功臣之一的海相頁巖油，與中國陸相頁巖油相比優(yōu)勢明顯，但中國陸相頁巖油儲量豐富，前景可期。

美國的“頁巖革命”業(yè)內(nèi)人士并不陌生。在過去的20多年的時間里，美國原油產(chǎn)量實現(xiàn)快速增長，其速度之快超出整個石油行業(yè)的預(yù)期。其中，頁巖油和頁巖氣這兩大“功臣”的產(chǎn)量增幅大大超過了常規(guī)油氣，產(chǎn)量占美國本土原油和天然氣總產(chǎn)量的50%以上，被業(yè)界稱之為一場“頁巖革命”。

但很多人也許并不知道，美國“頁巖革命”的功臣之一頁巖油，可以分為海相頁巖油和陸相頁巖油，而美國在“頁巖革命”中發(fā)揮巨大作用的正是海相頁巖油。與美國大規(guī)模開發(fā)的海相頁巖油相比，我國的陸相頁巖油儲量豐富，前景可期。

美國海相“生油” 中國陸相“生油”

頁巖油，是指達到生油門限的泥頁巖中“隱藏”的天然石油。地質(zhì)學(xué)家在野外觀察的泥頁巖通常具有不同發(fā)育程度的頁狀層理，其厚度在1cm以下，看上去很像書頁堆疊在一起的樣子，顧名思義叫頁巖。

●看上去像書頁堆疊在一起的巖石，被稱為頁巖。我國頁巖油可采資源量超過100億噸，潛力巨大。 供圖/CFP

頁巖油作為非常規(guī)油氣中的一種，它的“非常規(guī)”一方面體現(xiàn)在生成后沒有發(fā)生大規(guī)模長距離的“遷移”，而是依舊賦存于生油母巖中。也就是說，泥頁巖本身既作為烴源巖或者人們通常所說的生油母巖，同時也作為頁巖油的儲層，即所謂的“源儲一體”。頁巖油“非常規(guī)”的另一面則體現(xiàn)在頁巖油儲層的性質(zhì)上。作為生油母巖的泥頁巖具有在橫向上呈連續(xù)分布、比表面積大、孔隙小、儲層十分致密的特點。一方面泥頁巖雖然致密，但其比表面積大，從有機質(zhì)中生成的石油以類似“油膜”的形態(tài)大量吸附在泥頁巖中礦物顆粒表面或者與生成它們的固體有機質(zhì)“藕斷絲連”；另一方面泥頁巖雖然致密，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)就好比夾心餅干的上下薄脆，其不僅孔隙度相對高，而且脆性大、容易發(fā)育有天然裂縫，而裂縫中的頁巖油主要以游離態(tài)的方式存在。

與常規(guī)油氣相同，頁巖油既可以生長在海相地層，也可生長在陸相地層中。然而，上世紀(jì)二三十年代，由于世界上發(fā)現(xiàn)的石油資源絕大部分都是在海相地層，美國“頁巖革命”中的“功臣”頁巖油同樣也生于海相地層，西方地質(zhì)學(xué)家基于大量的勘探實踐經(jīng)驗，曾提出“海相生油陸相不能生油”的觀點。

事實是否如此呢？早年間，中國第一位石油地質(zhì)學(xué)教授潘鐘祥先生在美國石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會上做了“中國陜北和四川白堊系陸相生油”的論文報告，首次提出“中國陸相生油”。由此，50年代末期，中國第一個陸相生油的大油田——大慶油田誕生于松遼盆地。此后，在中國中東部相繼開發(fā)了渤海灣、江漢、南襄、蘇北等油氣盆地和地區(qū)，在中西部開發(fā)了鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、吐哈等盆地，它們都是在陸相含油氣盆地中形成的油氣藏。這些盆地不僅含有豐富的常規(guī)油氣，同時也是中國陸相頁巖油勘探開發(fā)潛力最大的地區(qū)。

海相和陸相頁巖油“各有千秋”

Permian（二疊紀(jì)）盆地位于美國德州西部和新墨西哥州東南部，歸功于海相沉積的獨特地貌，為美國頁巖油的“皇冠明珠”，儲量位列世界第二。目前，該盆地日產(chǎn)量占美國頁巖油產(chǎn)量的43%，是美國頁巖油當(dāng)之無愧的核心產(chǎn)區(qū)。

那么，中國的陸相頁巖油與美國等國大規(guī)模開發(fā)的海相頁巖油有什么差異呢？總體來說，陸相環(huán)境中沉積的頁巖比海相的厚度大，頁巖儲層具有很強的非均質(zhì)性，與此同時，陸相頁巖油熱演化程度整體偏低、原油密度大、含蠟量高，造成其可流動性變差，這些差異的根源在于海相和陸相兩種油氣生長環(huán)境的差別。

首先，海相盆地具有優(yōu)越的、比較穩(wěn)定的水下環(huán)境。相比陸相湖泊，海洋水體是咸水，為頁巖油藏沉積物中的有機質(zhì)提供了大面積缺氧的還原環(huán)境；同時海洋水體規(guī)模大、受氣候影響小的特點，因此形成了有利于有機質(zhì)保存的穩(wěn)定的水下還原環(huán)境。當(dāng)然，當(dāng)陸相湖泊達到半深水—深水湖泊環(huán)境時，同樣也有利于有機質(zhì)的堆積與保存，但一般情況下總體規(guī)模不如海相盆地，而且對氣候變化更為敏感。其次，海相生油巖中的有機質(zhì)更有利于頁巖油的生成，而以陸源高等植物為主的陸相沉積地層中的有機質(zhì)以木質(zhì)類纖維素為主，含類脂物少。最后，海相盆地規(guī)模大，構(gòu)造活動相對穩(wěn)定，構(gòu)造簡單。而陸相沉積盆地多分布在山前、山間活動區(qū)域，規(guī)模相對較小，并常受造山活動、斷裂活動影響，很大程度上影響了頁巖油的形成、分布和保存。

基于以上海相頁巖油的種種優(yōu)勢，美國開發(fā)了一系列不同于常規(guī)油藏的特殊開采技術(shù)，其中水平井鉆井技術(shù)和分段壓裂技術(shù)當(dāng)數(shù)兩大“明星”技術(shù)，以此提高頁巖油的產(chǎn)量。

反觀國內(nèi)，上述所提到的由于陸相頁巖油的生長環(huán)境與海相的頁巖油的生長環(huán)境大有不同，相對復(fù)雜，我國的陸相頁油的開發(fā)目前處于初步階段。

陸相頁巖油 前景可期

雖然我國陸相頁油的開發(fā)也只是初步階段，其實并非我國，陸相頁巖油的研究在全球范圍內(nèi)尚處于起步階段。而且想攻克陸相頁巖油開發(fā)，擺在我國面前的難題與挑戰(zhàn)亦很多。包括我國目前對陸相頁油賦存機理、甜點構(gòu)成要素、儲層流動機制均不是很明朗。

然而推動我國不斷探索的是陸相頁巖油非比尋常的深遠意義。

第一，隨著中國常規(guī)石油產(chǎn)量的逐年衰減，陸相頁巖油的勘探開發(fā)將為國民經(jīng)濟發(fā)展提供重要保障。當(dāng)前，中國已經(jīng)成為僅次于美國的全球第二大石油消費國，隨著常規(guī)石油產(chǎn)量的下降和國內(nèi)對石油需求的進一步增長，急需探索新的有潛力的原油資源。對中國陸相頁巖油資源量的初步評價結(jié)果顯示，中國具有良好的陸相頁巖油勘探前景，尤其在渤海灣盆地、松遼盆地、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾等大型沉積盆地以及許多“小而肥”的中小型盆地，陸相頁巖油資源都十分豐富。

第二，陸相頁巖油的勘探開發(fā)有利于維持油氣產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。眾所周知，油氣資源是不可再生資源，油氣產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需要我們經(jīng)濟合理的開發(fā)利用資源，提高油氣資源的使用效率，同時要增強油氣資源開發(fā)的持續(xù)性研究和戰(zhàn)略規(guī)劃。只有做好陸相頁巖油研究的基礎(chǔ)工作，加大理論技術(shù)研發(fā)力度，才能在未來更有力地支撐中國油氣產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

第三，陸相頁巖油的勘探開發(fā)有利于豐富能源地球科學(xué)學(xué)科體系，彌補陸相頁巖油在國內(nèi)外學(xué)術(shù)研究上的空白。目前，全球油氣行業(yè)開展的研究和技術(shù)攻關(guān)主要圍繞海相常規(guī)油氣資源，而對于非常規(guī)陸相頁巖油卻知之甚少。因此，在陸相頁巖油領(lǐng)域開展系統(tǒng)研究和技術(shù)探索將有利于彌補這一學(xué)術(shù)空白，促進學(xué)科體系的進一步豐富和完善。

責(zé)任編輯：周志霞

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