○ 文/黎茂穩(wěn) 孫川翔 張海霞

觀察

我國(guó)陸相頁(yè)巖油前景可期

○ 文/黎茂穩(wěn) 孫川翔 張海霞

作為“頁(yè)巖革命”功臣之一的海相頁(yè)巖油，與中國(guó)陸相頁(yè)巖油相比優(yōu)勢(shì)明顯，但中國(guó)陸相頁(yè)巖油儲(chǔ)量豐富，前景可期。

美國(guó)的“頁(yè)巖革命”業(yè)內(nèi)人士并不陌生。在過(guò)去的20多年的時(shí)間里，美國(guó)原油產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，其速度之快超出整個(gè)石油行業(yè)的預(yù)期。其中，頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣這兩大“功臣”的產(chǎn)量增幅大大超過(guò)了常規(guī)油氣，產(chǎn)量占美國(guó)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(chǎng)“頁(yè)巖革命”。

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

美國(guó)海相“生油” 中國(guó)陸相“生油”

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

●看上去像書頁(yè)堆疊在一起的巖石，被稱為頁(yè)巖。我國(guó)頁(yè)巖油可采資源量超過(guò)100億噸，潛力巨大。 供圖/CFP

頁(yè)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(méi)有發(fā)生大規(guī)模長(zhǎng)距離的“遷移”，而是依舊賦存于生油母巖中。也就是說(shuō)，泥頁(yè)巖本身既作為烴源巖或者人們通常所說(shuō)的生油母巖，同時(shí)也作為頁(yè)巖油的儲(chǔ)層，即所謂的“源儲(chǔ)一體”。頁(yè)巖油“非常規(guī)”的另一面則體現(xiàn)在頁(yè)巖油儲(chǔ)層的性質(zhì)上。作為生油母巖的泥頁(yè)巖具有在橫向上呈連續(xù)分布、比表面積大、孔隙小、儲(chǔ)層十分致密的特點(diǎn)。一方面泥頁(yè)巖雖然致密，但其比表面積大，從有機(jī)質(zhì)中生成的石油以類似“油膜”的形態(tài)大量吸附在泥頁(yè)巖中礦物顆粒表面或者與生成它們的固體有機(jī)質(zhì)“藕斷絲連”；另一方面泥頁(yè)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(duì)高，而且脆性大、容易發(fā)育有天然裂縫，而裂縫中的頁(yè)巖油主要以游離態(tài)的方式存在。

與常規(guī)油氣相同，頁(yè)巖油既可以生長(zhǎng)在海相地層，也可生長(zhǎng)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(guó)“頁(yè)巖革命”中的“功臣”頁(yè)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，曾提出“海相生油陸相不能生油”的觀點(diǎn)。

事實(shí)是否如此呢？早年間，中國(guó)第一位石油地質(zhì)學(xué)教授潘鐘祥先生在美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)上做了“中國(guó)陜北和四川白堊系陸相生油”的論文報(bào)告，首次提出“中國(guó)陸相生油”。由此，50年代末期，中國(guó)第一個(gè)陸相生油的大油田——大慶油田誕生于松遼盆地。此后，在中國(guó)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(shí)也是中國(guó)陸相頁(yè)巖油勘探開發(fā)潛力最大的地區(qū)。

海相和陸相頁(yè)巖油“各有千秋”

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

那么，中國(guó)的陸相頁(yè)巖油與美國(guó)等國(guó)大規(guī)模開發(fā)的海相頁(yè)巖油有什么差異呢？總體來(lái)說(shuō)，陸相環(huán)境中沉積的頁(yè)巖比海相的厚度大，頁(yè)巖儲(chǔ)層具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性，與此同時(shí)，陸相頁(yè)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(dòng)性變差，這些差異的根源在于海相和陸相兩種油氣生長(zhǎng)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(yè)巖油藏沉積物中的有機(jī)質(zhì)提供了大面積缺氧的還原環(huán)境；同時(shí)海洋水體規(guī)模大、受氣候影響小的特點(diǎn)，因此形成了有利于有機(jī)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(dá)到半深水—深水湖泊環(huán)境時(shí)，同樣也有利于有機(jī)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(duì)氣候變化更為敏感。其次，海相生油巖中的有機(jī)質(zhì)更有利于頁(yè)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(jī)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(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單。而陸相沉積盆地多分布在山前、山間活動(dòng)區(qū)域，規(guī)模相對(duì)較小，并常受造山活動(dòng)、斷裂活動(dòng)影響，很大程度上影響了頁(yè)巖油的形成、分布和保存。

基于以上海相頁(yè)巖油的種種優(yōu)勢(shì)，美國(guó)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(yè)巖油的產(chǎn)量。

反觀國(guó)內(nèi)，上述所提到的由于陸相頁(yè)巖油的生長(zhǎng)環(huán)境與海相的頁(yè)巖油的生長(zhǎng)環(huán)境大有不同，相對(duì)復(fù)雜，我國(guó)的陸相頁(yè)油的開發(fā)目前處于初步階段。

陸相頁(yè)巖油 前景可期

雖然我國(guó)陸相頁(yè)油的開發(fā)也只是初步階段，其實(shí)并非我國(guó)，陸相頁(yè)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(yè)巖油開發(fā)，擺在我國(guó)面前的難題與挑戰(zhàn)亦很多。包括我國(guó)目前對(duì)陸相頁(yè)油賦存機(jī)理、甜點(diǎn)構(gòu)成要素、儲(chǔ)層流動(dòng)機(jī)制均不是很明朗。

然而推動(dòng)我國(guó)不斷探索的是陸相頁(yè)巖油非比尋常的深遠(yuǎn)意義。

第一，隨著中國(guó)常規(guī)石油產(chǎn)量的逐年衰減，陸相頁(yè)巖油的勘探開發(fā)將為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要保障。當(dāng)前，中國(guó)已經(jīng)成為僅次于美國(guó)的全球第二大石油消費(fèi)國(guó)，隨著常規(guī)石油產(chǎn)量的下降和國(guó)內(nèi)對(duì)石油需求的進(jìn)一步增長(zhǎng)，急需探索新的有潛力的原油資源。對(duì)中國(guó)陸相頁(yè)巖油資源量的初步評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，中國(guó)具有良好的陸相頁(yè)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(yè)巖油資源都十分豐富。

第二，陸相頁(yè)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(jì)合理的開發(fā)利用資源，提高油氣資源的使用效率，同時(shí)要增強(qiáng)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(yè)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(lái)更有力地支撐中國(guó)油氣產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

第三，陸相頁(yè)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(bǔ)陸相頁(yè)巖油在國(guó)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(duì)于非常規(guī)陸相頁(yè)巖油卻知之甚少。因此，在陸相頁(yè)巖油領(lǐng)域開展系統(tǒng)研究和技術(shù)探索將有利于彌補(bǔ)這一學(xué)術(shù)空白，促進(jìn)學(xué)科體系的進(jìn)一步豐富和完善。

責(zé)任編輯：周志霞

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