杜金虎 胡素云 龐正煉 林森虎 侯連華 朱如凱

（ 1 中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司；2 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 ）

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)原油產(chǎn)量已遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，2018年中國(guó)石油產(chǎn)量為1.89×108t，表觀消費(fèi)量則達(dá)到6.25×108t，當(dāng)年石油對(duì)外依存度高達(dá)69.8%。尋找石油資源接替領(lǐng)域，保障原油穩(wěn)產(chǎn)甚至上產(chǎn)，降低原油對(duì)外依存度，已經(jīng)成為保障國(guó)家能源安全的迫切需要。然而，目前國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)石油儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)量穩(wěn)定均面臨巨大挑戰(zhàn)：一方面，國(guó)內(nèi)主要含油氣盆地石油資源探明程度越來(lái)越高，發(fā)現(xiàn)規(guī)模效益儲(chǔ)量的難度加大，且近年來(lái)新增石油探明儲(chǔ)量以低品位資源為主，低滲油—特低滲油—致密油儲(chǔ)量占比達(dá)65%以上，低豐度—特低豐度儲(chǔ)量占比達(dá)70%以上;另一方面，國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)主力油田穩(wěn)產(chǎn)難度加大，含水率逐年增加，年綜合遞減率達(dá)5%～6%，新建產(chǎn)能難以彌補(bǔ)老油田產(chǎn)量遞減;此外，中低油價(jià)下石油企業(yè)效益下滑，盈虧平衡油價(jià)較高，效益生產(chǎn)壓力加大。因此，只有借助技術(shù)和理論的突破，在已有油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域之外獲得規(guī)模效益儲(chǔ)量、產(chǎn)量，才能從根本上改善國(guó)家能源安全形勢(shì)。

在此背景下，分析美國(guó)“頁(yè)巖革命”的成功，為中國(guó)的油氣工業(yè)持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了重要啟示[1-4]?？碧介_(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，盆地源內(nèi)頁(yè)巖油資源量遠(yuǎn)大于源外常規(guī)石油資源量，從源外向源內(nèi)轉(zhuǎn)變是石油工業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然選擇，源內(nèi)頁(yè)巖油是未來(lái)油氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)大規(guī)模增長(zhǎng)的重大領(lǐng)域[5-8]。與此同時(shí)，分析國(guó)內(nèi)各大重點(diǎn)盆地的石油地質(zhì)條件并結(jié)合近年來(lái)非常規(guī)油氣勘探進(jìn)展，表明中國(guó)具備規(guī)模發(fā)育陸相頁(yè)巖油資源的地質(zhì)基礎(chǔ)[9-10]。后續(xù)通過(guò)不斷探索和研究，若實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，陸相頁(yè)巖油將成為中國(guó)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重大接替領(lǐng)域，乃至為世界石油工業(yè)的地質(zhì)理論突破和技術(shù)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

1 中國(guó)陸相頁(yè)巖油地質(zhì)特征、類(lèi)型與資源潛力

1.1 頁(yè)巖油定義

在美國(guó)，石油和天然氣行業(yè)通常指致密油生產(chǎn)，而不是指頁(yè)巖油生產(chǎn)，因?yàn)樗且粋€(gè)更廣泛和更準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)，與任何特定油井生產(chǎn)石油的地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。美國(guó)能源信息署（EIA）于2013年通過(guò)了這項(xiàng)公約，并對(duì)美國(guó)致密油產(chǎn)量和資源進(jìn)行了估算，包括但不限于頁(yè)巖的產(chǎn)量。在中國(guó)，基于現(xiàn)有大量研究成果與勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為頁(yè)巖油與致密油應(yīng)該加以區(qū)別（圖1）。烴源巖生成的油排出運(yùn)移至常規(guī)儲(chǔ)層，成為常規(guī)油藏，運(yùn)移到致密儲(chǔ)層成為致密油，屬于源外型石油資源;滯留在烴源巖中就成為頁(yè)巖油。單純從儲(chǔ)集體儲(chǔ)滲流體的能力來(lái)看，致密油和頁(yè)巖油確實(shí)較為相似，但除此之外，不論是形成過(guò)程，抑或后續(xù)產(chǎn)出時(shí)所需的技術(shù)思路和方案，均存在巨大差異，不能混為一談。

圖1 致密油、頁(yè)巖油分布示意圖[8]Fig.1 Schematic distribution of tight oil and shale oil [8]

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2017年11月1日發(fā)布的《致密油地質(zhì)評(píng)價(jià)方法》（GB/T 34906—2017），致密油指儲(chǔ)集在覆壓基質(zhì)滲透率小于或等于0.1mD（空氣滲透率小于1mD）的致密砂巖、致密碳酸鹽巖等儲(chǔ)層中的石油，或非稠油類(lèi)流度小于或等于0.1mD/（mPa·s）的石油（儲(chǔ)層鄰近富有機(jī)質(zhì)生油巖，單井無(wú)自然產(chǎn)能或自然產(chǎn)能低于商業(yè)石油產(chǎn)量下限，但在一定經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)措施下可獲得商業(yè)石油產(chǎn)量）。

而根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)（國(guó)標(biāo)委[2019]22號(hào)文件）下達(dá)的第二批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃通知，于2019年7月初步形成了《頁(yè)巖油地質(zhì)評(píng)價(jià)方法》標(biāo)準(zhǔn)草案，其中對(duì)頁(yè)巖油做出了詳細(xì)的定義：“頁(yè)巖油是指賦存于富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系中的石油。富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系烴源巖內(nèi)的粉砂巖、細(xì)砂巖、碳酸鹽巖單層厚度不大于5m，累計(jì)厚度占頁(yè)巖層系總厚度比例小于30%。無(wú)自然產(chǎn)能或低于工業(yè)石油產(chǎn)量下限，需采用特殊工藝技術(shù)措施才能獲得工業(yè)石油產(chǎn)量?！?/p>

1.2 中國(guó)陸相頁(yè)巖油地質(zhì)特征與資源類(lèi)型

1.2.1 陸相頁(yè)巖油地質(zhì)特征

（1）發(fā)育淡水與咸水兩類(lèi)烴源巖，有機(jī)質(zhì)豐度均較高，但非均質(zhì)性強(qiáng)。

系統(tǒng)分析中國(guó)陸相頁(yè)巖油層系的形成條件，揭示了淡水與咸化兩類(lèi)典型烴源巖發(fā)育環(huán)境[11-18]。研究表明，淡水和咸化湖盆環(huán)境都可以發(fā)育高TOC（總有機(jī)碳含量）的頁(yè)巖，成為優(yōu)質(zhì)陸相烴源巖。對(duì)具備形成頁(yè)巖油潛力的盆地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：淡水湖盆環(huán)境下，頁(yè)巖油賦存烴源巖的TOC介于3%～32%，S1（殘留烴量）介于0.2～7.1mg/g，S2（裂解烴量）介于0.3～46.1mg/g;咸化湖盆環(huán)境下相應(yīng)參數(shù)為，TOC介于2%～14%，S1介于0.01～3mg/g，S2介于0.06～110mg/g。這些烴源巖品質(zhì)較好的頁(yè)巖中，具備了形成頁(yè)巖油的碳?xì)浠衔镂镔|(zhì)基礎(chǔ)。

不論淡水或是咸水環(huán)境烴源巖，其有機(jī)質(zhì)豐度的分布均存在較強(qiáng)的非均質(zhì)性。以鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段淡水烴源巖為例，頁(yè)巖段的平均TOC高達(dá)13.81%，泥巖段TOC平均僅3.74%，頁(yè)巖段的有機(jī)質(zhì)豐度是泥巖段的近4倍（圖2）。在咸水烴源巖中，頁(yè)巖段TOC為5%～16.1%，平均為6.1%;泥巖TOC介于1%～5%，平均為3.2%，頁(yè)巖段TOC是泥巖段的2倍。這種局部富集特征在不同水體環(huán)境中的控制因素存在差異。在淡水湖盆中，主要受兩大因素控制：一是火山活動(dòng)、熱液作用造成湖泊富營(yíng)養(yǎng)化和藻類(lèi)勃發(fā)，研究揭示適宜的火山活動(dòng)可以提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，利于生物勃發(fā)，當(dāng)凝灰?guī)r含量處于5%～7%時(shí)，頁(yè)巖TOC最高，一般大于20%。深部熱液活動(dòng)可以提供鐵（Fe）、鉬（Mo）、磷（P）等營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)生物勃發(fā)。二是低沉積速率和低陸源碎屑供給速度降低有機(jī)質(zhì)稀釋作用，以及缺氧或低氧安靜還原環(huán)境，均有利于有機(jī)質(zhì)保存。在咸化湖盆環(huán)境，也有兩大因素控制頁(yè)巖層系有機(jī)質(zhì)的局部富集：一是與淡水湖盆相似的早期火山碎屑物質(zhì)為生物繁盛提供養(yǎng)料，促進(jìn)生物勃發(fā)和有機(jī)質(zhì)富集;二是咸水水體促進(jìn)有機(jī)質(zhì)絮凝，提高有機(jī)質(zhì)捕獲效率，咸化湖盆細(xì)粒沉積與有機(jī)質(zhì)富集物理模擬表明，當(dāng)鹽度從1%增加到3%時(shí)，有機(jī)質(zhì)捕獲效率提高300%，當(dāng)沉積濃度從2%上升至4%時(shí)，有機(jī)質(zhì)捕獲效率提高100%。

（2）陸相頁(yè)巖油層系廣泛發(fā)育陸源碎屑巖、混積巖兩類(lèi)儲(chǔ)集體。

陸相頁(yè)巖層系發(fā)育陸源、內(nèi)源兩種沉積模式，形成兩類(lèi)儲(chǔ)集體。陸源沉積為主的湖盆在半深湖—深湖環(huán)境發(fā)育砂質(zhì)碎屑流、滑塌體、濁流等儲(chǔ)集體，內(nèi)源沉積為主的湖盆在淺湖區(qū)發(fā)育石灰?guī)r、白云巖等儲(chǔ)層，在半深湖—深湖區(qū)發(fā)育混積巖、凝灰?guī)r、濁流等儲(chǔ)集體。鉆探揭示無(wú)論是陸源碎屑巖儲(chǔ)集體，還是混積巖儲(chǔ)集體，儲(chǔ)層物性并不差，且單井初產(chǎn)較高。受氣候韻律性變化和水動(dòng)力條件變遷、物源混積、有機(jī)質(zhì)絮凝等多因素綜合影響，頁(yè)巖層系廣泛發(fā)育紋層構(gòu)造，為頁(yè)巖油大面積形成與富集創(chuàng)造了條件，顯微觀察發(fā)現(xiàn)不同巖性類(lèi)型的頁(yè)巖均發(fā)育紋層結(jié)構(gòu)（圖3）。樣品分析表明紋層狀頁(yè)巖具較好的儲(chǔ)集性能，紋層狀頁(yè)巖孔隙分布呈雙峰態(tài)，微米孔隙發(fā)育?？傮w而言，紋層狀、層狀、塊狀頁(yè)巖的儲(chǔ)集性能依次變差，紋層狀頁(yè)巖相是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集巖相。

圖2 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段淡水烴源巖地球化學(xué)特征柱狀圖Fig.2 Geochemical histogram of the Chang 7 freshwater source rock in the Ordos Basin

（3）源儲(chǔ)一體，近源聚集，發(fā)育多個(gè)甜點(diǎn)段。

生烴模擬實(shí)驗(yàn)揭示，烴源巖生烴過(guò)程中形成的源儲(chǔ)壓差可達(dá)7～8MPa，因此生烴增壓是頁(yè)巖油聚集的主要?jiǎng)恿?。?shí)驗(yàn)分析表明紋層狀富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖具有較高的排烴率。Ro＞0.9%的紋層狀高TOC低黏土頁(yè)巖，其排烴效率大于45%;準(zhǔn)紋層狀頁(yè)巖排烴效率平均為30%～40%;層理狀富碎屑礦物頁(yè)巖排烴效率較低，一般小于20%，可能是頁(yè)巖油形成的主要貢獻(xiàn)者。通過(guò)熒光薄片觀察，發(fā)現(xiàn)微裂縫、紋層是有效的油氣運(yùn)聚通道，烴類(lèi)熒光多分布于裂縫和紋層中，熒光強(qiáng)度先增后減。

源儲(chǔ)一體且互層頻繁的配置關(guān)系、生烴增壓提供運(yùn)聚動(dòng)力、短距離運(yùn)移近源聚集，這些特點(diǎn)導(dǎo)致頁(yè)巖油在縱向分布上必然出現(xiàn)多個(gè)甜點(diǎn)段交替出現(xiàn)的分布特征?，F(xiàn)場(chǎng)勘探實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)：在準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷，蘆草溝組60m頁(yè)巖段識(shí)別出6個(gè)小層，確定3個(gè)甜點(diǎn)段（圖4）;在渤海灣盆地滄東凹陷，孔二段400m高阻頁(yè)巖段識(shí)別出21個(gè)小層，優(yōu)選出7個(gè)優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)段。

圖3 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段不同巖性類(lèi)型頁(yè)巖微觀結(jié)構(gòu)Fig.3 Microstructures of Chang 7 shale with different lithology in the Ordos Basin

圖4 準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖油甜點(diǎn)段分布特征Fig.4 Distribution of sweet spots of Lucaogou Formation shale oil in the Jimsar sag， the Junggar Basin

（4）頁(yè)巖層系甜點(diǎn)段厚度不大，但甜點(diǎn)段平面分布范圍廣。

巖性變化快是陸相地層顯著區(qū)別于海相地層的一個(gè)重要特征，陸相頁(yè)巖油層系也存在該特征：頁(yè)巖層系縱向上巖性變化快，呈薄互層狀，單層厚度薄。實(shí)驗(yàn)測(cè)試則發(fā)現(xiàn)，頁(yè)巖層系水平滲透率是垂向滲透率的數(shù)十倍至數(shù)百倍，利于源內(nèi)頁(yè)巖油橫向規(guī)模運(yùn)移聚集。以上地質(zhì)條件導(dǎo)致在儲(chǔ)集性能好、烴源品質(zhì)佳的層段，可形成范圍較廣的優(yōu)質(zhì)烴類(lèi)富集甜點(diǎn)段，而甜點(diǎn)段上下相鄰層段則含油性較差。如準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組厚度為246.21m，發(fā)育968層54種巖性，單層厚度平均為0.25m，以粉細(xì)砂巖和泥巖為主，含油顯示心長(zhǎng)53.15m（198層39種巖性），顯示段厚度占地層厚度的22%。平面上，鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段甜點(diǎn)區(qū)面積達(dá)到8000～10000km2，準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組甜點(diǎn)區(qū)面積為780km2。

1.2.2 兩類(lèi)不同成熟度的陸相頁(yè)巖油資源類(lèi)型

美國(guó)“頁(yè)巖革命”獲得成功的典型頁(yè)巖層系主要為海相古生代中高成熟度頁(yè)巖。相比之下，中國(guó)陸相頁(yè)巖油主要發(fā)育于中—新生代陸相湖盆背景，地層時(shí)代新，烴源巖熱成熟度偏低，如鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段烴源巖的Ro值主要為0.8%～1.2%;準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組烴源巖Ro值為0.52%～1.03%;渤海灣盆地沙河街組頁(yè)巖Ro值一般為0.45%～0.94%。

按頁(yè)巖層系熱成熟度，將中國(guó)陸相頁(yè)巖油分為中高成熟度頁(yè)巖油（Ro=1.0%～1.5%）和中低成熟度頁(yè)巖油（Ro＝0.5%～1.0%）兩類(lèi)（圖5）。這種分類(lèi)方式是必要的，因?yàn)椴煌墒於鹊捻?yè)巖油資源存在差異：中高成熟度頁(yè)巖油未轉(zhuǎn)化有機(jī)質(zhì)占比為10%～20%，滯留石油占比為20%～40%，賦存于頁(yè)巖夾層石油+頁(yè)巖滯留烴潛力大，水平井體積壓裂技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)利用;中低成熟度頁(yè)巖油未轉(zhuǎn)化有機(jī)質(zhì)占比為40%～90%，滯留石油占比為5%～60%，滯留烴+有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化潛力巨大，應(yīng)用原位轉(zhuǎn)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開(kāi)發(fā)。

1.3 中國(guó)陸相頁(yè)巖油資源潛力

近年來(lái)，自然資源部及各石油公司啟動(dòng)了頁(yè)巖油勘探與資源潛力評(píng)價(jià)。中國(guó)陸相盆地中高成熟度頁(yè)巖油主要分布于渤海灣盆地古近系、松遼盆地白堊系、四川盆地侏羅系、鄂爾多斯盆地三疊系及準(zhǔn)噶爾盆地二疊系等。2013年美國(guó)能源信息署估算中國(guó)頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量約為46×108t（江漢、蘇北、準(zhǔn)噶爾、塔里木和松遼）;2013年中國(guó)國(guó)土資源部估算全國(guó)頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量為153×108t;2014年中國(guó)石化評(píng)價(jià)全國(guó)頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量為204×108t，根據(jù)新的“973”計(jì)劃評(píng)價(jià)結(jié)果為186×108t;2016年中國(guó)石油評(píng)價(jià)全國(guó)頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量為145×108t。綜合評(píng)價(jià)全國(guó)陸相中高成熟度頁(yè)巖油資源量約200×108t。目前，不同油公司和研究單位在開(kāi)展中高成熟度頁(yè)巖油資源評(píng)價(jià)時(shí)，所采用的方法和技術(shù)不盡相同，評(píng)價(jià)結(jié)果相差很大;本文作者基于對(duì)中國(guó)陸相盆地頁(yè)巖油的地質(zhì)和勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)，初步估算中國(guó)陸相中高成熟度頁(yè)巖油地質(zhì)資源量約200×108t（具體數(shù)據(jù)有待于進(jìn)一步評(píng)價(jià)）。

圖5 不同成熟度頁(yè)巖油生烴、排烴、滯留烴模式圖Fig.5 Schematic diagram of generation， expulsion and retention of shale oil

相比中高成熟度陸相頁(yè)巖油，中國(guó)中低成熟度頁(yè)巖油資源潛力更大，據(jù)初步估算，中國(guó)中低成熟度頁(yè)巖的原位轉(zhuǎn)化遠(yuǎn)景石油技術(shù)可采資源量遠(yuǎn)大于中高成熟度頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量，由遠(yuǎn)景資源量變?yōu)橘Y源量和儲(chǔ)量，首先需要突破技術(shù)和成本兩道關(guān)口。

2 陸相頁(yè)巖油發(fā)展前景分析

目前，從勘探開(kāi)發(fā)的實(shí)施進(jìn)度上看，針對(duì)陸相頁(yè)巖油的試驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量多、范圍廣，全國(guó)各重點(diǎn)盆地均有開(kāi)展[19]，并已取得顯著勘探成效，揭示了頁(yè)巖油良好的發(fā)展前景。但通過(guò)前期勘探開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，也揭示出頁(yè)巖油資源要實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開(kāi)發(fā)面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，需結(jié)合中國(guó)國(guó)情與地質(zhì)實(shí)際深入分析，尋找發(fā)展對(duì)策。

2.1中國(guó)陸相頁(yè)巖油勘探成效顯著

中國(guó)發(fā)育陸相頁(yè)巖油的盆地和層系包括準(zhǔn)噶爾盆地二疊系（蘆草溝組、風(fēng)城組、平地泉組）、鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段、松遼盆地白堊系青山口組、渤海灣盆地古近系沙河街組—孔店組、四川盆地侏羅系、柴達(dá)木盆地古近系—新近系、三塘湖盆地二疊系（蘆草溝組、條湖組）、江漢盆地古近系[20-28]，不同地區(qū)間的沉積環(huán)境和相帶差異巨大，巖性組合也有不同。按頁(yè)巖層系巖性組合差異，可將中高成熟度頁(yè)巖油劃分為源儲(chǔ)一體型、源儲(chǔ)分異型、純頁(yè)巖型3種類(lèi)型。近年來(lái)，針對(duì)3類(lèi)頁(yè)巖油均進(jìn)行了勘探開(kāi)發(fā)探索，且都展現(xiàn)出良好的勘探潛力（表1）。中低成熟度頁(yè)巖油原位轉(zhuǎn)化方面，目前正積極開(kāi)展技術(shù)探索，并在鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段和松遼盆地嫩江組分別開(kāi)展先導(dǎo)試驗(yàn)。

表1 中國(guó)陸相頁(yè)巖油勘探進(jìn)展簡(jiǎn)表Table 1 Summary of exploration progress of continental shale oil in China

2.1.1 中高成熟度頁(yè)巖油勘探進(jìn)展

2.1.1.1 源儲(chǔ)一體型頁(yè)巖油

此類(lèi)頁(yè)巖油的生油巖即為儲(chǔ)層。屬于源儲(chǔ)一體型陸相頁(yè)巖油的地區(qū)主要有準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷二疊系、瑪湖凹陷和石樹(shù)溝凹陷，三塘湖盆地馬朗凹陷二疊系條湖組和蘆草溝組，渤海灣盆地滄東凹陷孔二段、歧口凹陷沙一下亞段、遼西凹陷雷家地區(qū)和高升地區(qū)、濟(jì)陽(yáng)坳陷，江漢盆地潛江凹陷，四川盆地侏羅系等。

目前，中國(guó)石油和中國(guó)石化在上述地區(qū)均取得了頁(yè)巖油勘探的局部突破并展現(xiàn)出良好的勘探潛力。在準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組，目前通過(guò)勘探已基本確定上、下兩套甜點(diǎn)段，有利區(qū)內(nèi)井控儲(chǔ)量達(dá)到11.12×108t，并于2019年正式進(jìn)入頁(yè)巖油油田的開(kāi)發(fā)建設(shè)階段，目前已累計(jì)產(chǎn)油22.92×104t。在瑪湖凹陷風(fēng)城組，在5口井中獲得頁(yè)巖油工業(yè)油流，評(píng)價(jià)認(rèn)為在4500m以淺地區(qū)頁(yè)巖油資源量為4.2×108t。在三塘湖盆地馬朗凹陷二疊系條湖組，頁(yè)巖油已基本實(shí)現(xiàn)了規(guī)模開(kāi)發(fā)，累計(jì)建成產(chǎn)能近50×104t;在蘆草溝組，通過(guò)前期勘探和老井復(fù)查，已有12口井獲得工業(yè)油流，頁(yè)巖油資源量達(dá)到10×108t，展現(xiàn)出良好的勘探前景。在渤海灣盆地，頁(yè)巖油勘探在多個(gè)凹陷取得重要突破，滄東凹陷孔二段目前已在15口井中獲得頁(yè)巖油工業(yè)油流，并初步評(píng)價(jià)其頁(yè)巖油資源量為8.24×108t;濟(jì)陽(yáng)坳陷沙三段和沙四段，在37口井中獲得頁(yè)巖油工業(yè)油流，兩套層系頁(yè)巖油資源量達(dá)到40×108t;在東濮坳陷古近系，已有7口井獲得頁(yè)巖油工業(yè)油流。在江漢盆地古近系潛三段，150余口井中的烴源巖層段均獲油氣顯示，并在45口井中獲得頁(yè)巖油工業(yè)油流。在四川盆地侏羅系，正在開(kāi)展全面的頁(yè)巖油潛力評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)勘探，中國(guó)石油和中國(guó)石化目前均已在多口井中獲得頁(yè)巖油工業(yè)油流。

2.1.1.2 源儲(chǔ)分異型頁(yè)巖油

源儲(chǔ)分異型頁(yè)巖油是指烴源巖和儲(chǔ)層并非同一地質(zhì)體，但兩者緊密相鄰的頁(yè)巖油類(lèi)型。屬于此類(lèi)頁(yè)巖油的地區(qū)包括鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)71+2亞段，松遼盆地青山口組一段中上部和青山口組二段中下部。

在鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)71+2亞段，長(zhǎng)慶油田在隴東地區(qū)獲得13口井的頁(yè)巖油工業(yè)油流，并已勘探發(fā)現(xiàn)14個(gè)頁(yè)巖油有利區(qū)帶，利用水平井體積壓裂技術(shù)建成多個(gè)頁(yè)巖油水平井試驗(yàn)區(qū)。在松遼盆地北部青山口組一段中上部和青山口組二段中下部，勘探發(fā)現(xiàn)了三角洲前緣砂巖型與砂泥互層型兩類(lèi)頁(yè)巖油。其中，砂巖型頁(yè)巖油分布在龍虎泡齊家地區(qū)，砂泥互層型頁(yè)巖油分布在齊家到古龍西側(cè)。該地區(qū)頁(yè)巖層系油氣勘探歷程可追溯至1981年古龍凹陷的泥巖裂縫油藏，當(dāng)時(shí)曾在Y12井泥頁(yè)巖層段獲得工業(yè)油流。截至目前，松遼盆地北部已累計(jì)產(chǎn)油90.08×104t。

2.1.1.3 純頁(yè)巖型頁(yè)巖油

此類(lèi)頁(yè)巖油的賦存層系巖性為純頁(yè)巖，不發(fā)育儲(chǔ)層夾層。鄂爾多斯盆地長(zhǎng)73亞段、松遼盆地青山口組一段純頁(yè)巖段均為純頁(yè)巖型頁(yè)巖油發(fā)育層系。

目前，在鄂爾多斯盆地長(zhǎng)73亞段開(kāi)展的純頁(yè)巖型直井混合水體積壓裂改造試驗(yàn)初見(jiàn)成效，獲得工業(yè)油流井13口，但面臨的主要問(wèn)題是穩(wěn)產(chǎn)難度大。在松遼盆地的齊家—古龍到三肇地區(qū)，依托重點(diǎn)探井已初步完成純頁(yè)巖型頁(yè)巖油的地質(zhì)評(píng)價(jià)，正待針對(duì)頁(yè)巖段試油。在松遼盆地南部，近兩年已完鉆探井18口，并在10口井中獲得工業(yè)油流，據(jù)初步評(píng)價(jià)，甜點(diǎn)區(qū)資源量超過(guò)10×108t。

2.1.2 中低成熟度頁(yè)巖油勘探進(jìn)展

相比北美已成功開(kāi)發(fā)的頁(yè)巖層系石油，中國(guó)陸相盆地頁(yè)巖油成熟度偏低，原油黏稠度大，流動(dòng)性差，尤其是其中的中低成熟度頁(yè)巖油，無(wú)法借鑒已有的技術(shù)。近年來(lái)，通過(guò)理論的不斷探索和技術(shù)的不斷研發(fā)，初步揭示利用地下原位轉(zhuǎn)化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)中國(guó)中低成熟度陸相頁(yè)巖油的有效動(dòng)用。

根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)研究和地質(zhì)評(píng)價(jià)，目前正在鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段和松遼盆地嫩江組開(kāi)展先導(dǎo)試驗(yàn)項(xiàng)目。試驗(yàn)項(xiàng)目按照解決關(guān)鍵技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性難題、驗(yàn)證頁(yè)巖油巨量資源的可采性、盡快實(shí)現(xiàn)規(guī)模商業(yè)化開(kāi)發(fā)的思路開(kāi)展工作，以盡快解決不同類(lèi)型中低成熟度頁(yè)巖油原位轉(zhuǎn)化開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵難題，得出可信結(jié)論。

2.2 中國(guó)陸相頁(yè)巖油發(fā)展面臨的風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策

2.2.1 資源不確定性風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策

目前，中國(guó)雖然在準(zhǔn)噶爾、鄂爾多斯、渤海灣、松遼、江漢等多個(gè)盆地的頁(yè)巖層系實(shí)現(xiàn)出油，但距離有效的工業(yè)化開(kāi)發(fā)仍有不小差距，這些地區(qū)能否實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油的規(guī)模有效開(kāi)發(fā)，目前尚未統(tǒng)一認(rèn)識(shí);此外，在上述地區(qū)初步開(kāi)展了頁(yè)巖油資源的分級(jí)評(píng)價(jià)，但資源評(píng)價(jià)結(jié)果仍不足以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)開(kāi)發(fā)。

針對(duì)這一風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)家層面需統(tǒng)籌頁(yè)巖油資源的戰(zhàn)略勘查、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和市場(chǎng)環(huán)境等產(chǎn)業(yè)鏈，盡快開(kāi)展全國(guó)范圍內(nèi)的頁(yè)巖油資源評(píng)價(jià)工作，準(zhǔn)確掌握頁(yè)巖油資源的潛力及其分布，并開(kāi)展有利區(qū)優(yōu)選。同時(shí)，需分類(lèi)型建立陸相頁(yè)巖油甜點(diǎn)區(qū)/段的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法，解決選區(qū)評(píng)價(jià)面臨的技術(shù)難題。

2.2.2 技術(shù)適應(yīng)性風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策

中國(guó)陸相頁(yè)巖油層系普遍存在黏土含量高、脆性指數(shù)低、壓力系數(shù)低、驅(qū)動(dòng)力缺乏等不足。如準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖油油質(zhì)偏重，地面原油密度為0.888～0.918g/cm3，50℃下黏度為73～300mPa·s，屬于中質(zhì)—重質(zhì)原油，頁(yè)巖油流動(dòng)性差。鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段原油物理性質(zhì)雖然較好，具有低密度、低黏度的輕質(zhì)原油特征，但地層能量不足，壓力系數(shù)主體為0.7～1.0，并且頁(yè)巖中的伊/蒙混層、蒙脫石比例偏高，儲(chǔ)層改造成縫效果差。這些地質(zhì)特征上的差異，決定了中國(guó)陸相頁(yè)巖油的開(kāi)發(fā)不能簡(jiǎn)單照搬現(xiàn)有水平井體積壓裂技術(shù)。

在此背景下，要實(shí)現(xiàn)中國(guó)陸相頁(yè)巖油的有效開(kāi)發(fā)，就需要結(jié)合地質(zhì)實(shí)際加快核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備的研發(fā)，針對(duì)中國(guó)陸相頁(yè)巖油類(lèi)型多樣、地質(zhì)條件各異的特點(diǎn)，形成多種類(lèi)型的頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)系列。例如，針對(duì)鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段中高成熟度常壓低壓區(qū)頁(yè)巖油，研發(fā)專(zhuān)門(mén)的頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)系列，而非將適用于其他中高成熟度高壓區(qū)陸相頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)的技術(shù)簡(jiǎn)單加以復(fù)制。此外，針對(duì)中低成熟度頁(yè)巖油的開(kāi)發(fā)利用，目前國(guó)際上也仍處于探索之中，需研發(fā)適合中國(guó)頁(yè)巖油地質(zhì)特點(diǎn)的原位轉(zhuǎn)化技術(shù)系列。

2.2.3 成本風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策

總體而言，頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)具有投資規(guī)模大、投資回收期長(zhǎng)等特點(diǎn)。在頁(yè)巖油大規(guī)模工業(yè)化量產(chǎn)之前，頁(yè)巖油的開(kāi)發(fā)成本往往極高，但一經(jīng)工業(yè)化量產(chǎn)，成本可逐步大幅攤薄。如在美國(guó)，頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)用5～6年時(shí)間可將成本降至與常規(guī)石油相近的水平。但也應(yīng)注意到，美國(guó)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)得益于雄厚的資本投入、配套的稅收優(yōu)惠政策、靈活的投融資環(huán)境和競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)機(jī)制。而中國(guó)陸相頁(yè)巖油的地面和地質(zhì)條件更為復(fù)雜，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與管理機(jī)制有待進(jìn)一步完善，財(cái)稅政策尚不明朗，因此中國(guó)陸相頁(yè)巖油的成本發(fā)展曲線估算難度較大。

針對(duì)這些難題，后續(xù)需逐步完善和解決配套政策支持問(wèn)題，在財(cái)稅上爭(zhēng)取獲得一系列優(yōu)惠政策，并探索頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的金融創(chuàng)新。

2.2.4 人力資源風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策

由于中國(guó)陸相頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)尚處于起步階段，目前，從企業(yè)到研究院所及高校均缺乏針對(duì)陸相頁(yè)巖油理論研究與技術(shù)研發(fā)的實(shí)驗(yàn)條件和高層次人才隊(duì)伍，高端裝備制造與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距。針對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)，有必要從國(guó)家層面著手，舉國(guó)家之力，加快人才隊(duì)伍建設(shè)，加強(qiáng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高端裝備國(guó)產(chǎn)化。

3 結(jié)論

中國(guó)陸相頁(yè)巖油具有4個(gè)方面的地質(zhì)特征：發(fā)育淡水與咸水兩類(lèi)烴源巖，有機(jī)質(zhì)豐度均較高，但非均質(zhì)性強(qiáng);陸相頁(yè)巖油層系廣泛發(fā)育陸源碎屑巖、混積巖兩類(lèi)儲(chǔ)集體;源儲(chǔ)一體，近源聚集，發(fā)育多個(gè)甜點(diǎn)段;頁(yè)巖層系甜點(diǎn)段厚度不大，但甜點(diǎn)段平面分布范圍廣。

中國(guó)陸相頁(yè)巖油資源按照成熟度可劃分為中高成熟度和中低成熟度兩大類(lèi)，二者資源潛力巨大。初步估算中國(guó)陸相中高成熟度頁(yè)巖油地質(zhì)資源量約為200×108t;中低成熟度頁(yè)巖油原位轉(zhuǎn)化遠(yuǎn)景石油技術(shù)可采資源量大。近年來(lái)陸相頁(yè)巖油的勘探亦獲得諸多進(jìn)展：在中高成熟頁(yè)巖油方面，多個(gè)盆地、層系均取得較為顯著的勘探成效，源儲(chǔ)一體型、源儲(chǔ)分異型、純頁(yè)巖型3種類(lèi)型中高成熟度陸相頁(yè)巖油均有勘探發(fā)現(xiàn)，地域涵蓋全國(guó)東部、中部、西部，揭示了良好的頁(yè)巖油勘探前景;在中低成熟度陸相頁(yè)巖油方面，目前重點(diǎn)開(kāi)展原位轉(zhuǎn)化的技術(shù)探索試驗(yàn)。

針對(duì)陸相頁(yè)巖油發(fā)展進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和對(duì)策分析，梳理和明確了中國(guó)頁(yè)巖油發(fā)展可能存在的四大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于我國(guó)陸相頁(yè)巖油資源不確定性風(fēng)險(xiǎn)、海陸相頁(yè)巖油技術(shù)移植和適應(yīng)性風(fēng)險(xiǎn)、陸相頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)高成本風(fēng)險(xiǎn)及高層次針對(duì)性人力資源短缺風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合中國(guó)國(guó)情及地質(zhì)實(shí)際提出相應(yīng)對(duì)策。

綜合研究認(rèn)為，通過(guò)不斷的理論探索、技術(shù)研發(fā)和勘探開(kāi)發(fā)投入，中國(guó)陸相頁(yè)巖油有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化開(kāi)發(fā)，并成為中國(guó)原油增儲(chǔ)上產(chǎn)的重大接替領(lǐng)域。