焦方正，鄒才能，楊智

（1. 中國石油天然氣集團有限公司，北京100007；2. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

0 引言

中國陸相湖盆頁巖分布層系多、范圍廣，石油資源潛力大，大力提升源內石油勘探開發(fā)力度對保障國家石油安全具有重要戰(zhàn)略意義[1-8]。近兩年中國石油天然氣集團有限公司（簡稱中國石油）通過持續(xù)加大基礎科學研究和現場試驗探索力度，重點層系源內石油地質理論認識取得重要進展，重點探區(qū)源內石油勘探開發(fā)先導試驗取得重要突破，展現出良好發(fā)展前景[1-3,5]，正全力打造陸相源內石油理論技術、示范工程、標準規(guī)范3 大體系，努力推動陸相源內非常規(guī)石油盡快取得革命性突破，實現規(guī)模開發(fā)。

中國石油研究團隊立足中國陸相源內非常規(guī)石油最新勘探開發(fā)實踐，闡述了陸相源內石油聚集及“甜點”的地質內涵、主要類型和地質特征，總結了源內石油的主要理論認識和勘探開發(fā)關鍵技術，展望了源內石油資源發(fā)展?jié)摿暗匚?，分析了面臨的重大理論技術挑戰(zhàn)和主要應對舉措，以期為推動陸相源內石油地質評價深入研究和勘探開發(fā)加快發(fā)展提供參考。

1 陸相源內非常規(guī)石油勘探開發(fā)進展

美國頁巖層系油氣經過近60 年技術攻關和生產探索取得了認識、技術、管理和戰(zhàn)略全方面的重大創(chuàng)新，掀起了“頁巖革命”[9]。美國頁巖層系油氣儲產量激增，2019 年頁巖層系石油產量達到3.86×108t，占比總產量52%；2019 年頁巖氣產量達到7 174×108m3，占比總產量78%；美國實現了石油和天然氣資源的有效接替，已成為全球第一大石油和天然氣生產國，能源供應逼近獨立自給[10-11]。美國非常規(guī)頁巖層系油氣革命性發(fā)展模式，為中國帶來了未來最有可能借鑒的頁巖層系油氣發(fā)展軌跡，中國海相頁巖氣已實現規(guī)模商業(yè)開采，中國陸相頁巖層系石油也取得重要突破和進展。

近年來，中國石油加大陸相源內石油地質研究、風險勘探、整體勘探、開發(fā)試驗和產能建設力度，取得了實質性重要發(fā)現和突破[1-2]，實現了鄂爾多斯、準噶爾、松遼、渤海灣等盆地多個探區(qū)規(guī)模建產[1-2,12-24]，并研發(fā)了水平井體積壓裂等一系列關鍵技術，陸相源內非常規(guī)石油加快規(guī)模發(fā)展的資源基礎和技術基礎正在逐步夯實（見圖1）。

鄂爾多斯盆地持續(xù)加強“甜點區(qū)（段）”評價、水平井加體積壓裂提產和平臺式工廠化部署探索，勘探發(fā)現了上三疊統(tǒng)長71亞段、長72亞段生油層內10×108t 級慶城大油田，風險探井城頁水平井組在長73亞段成功突破了出油關；開展西233、莊183、寧89 等井區(qū)水平井攻關試驗，初步形成了長7 段長水平井體積壓裂先期補充能量開發(fā)的有效動用方式。

準噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組持續(xù)開展開發(fā)方式對比試驗，提高井間和縱向油層動用程度，已實現規(guī)模增儲上產?，旐? 井通過直井多層壓裂，二疊系風城組在4 579～4 852 m 井段獲日產50.6 m3工業(yè)油流。

松遼盆地白堊系青山口組頁巖油勘探開發(fā)取得重大突破和進展，盆地北部古龍凹陷在古頁油平1 井青一段2 742～4 214 m 井段、英頁1H 井在青一段獲日產超35 m3高產工業(yè)油流，直井縫網壓裂、水平井體積壓裂提產開發(fā)試驗取得良好效果。盆地南部長嶺凹陷乾安—大安等頁巖油也展現了效益動用潛力。

渤海灣盆地多個富油氣凹陷多層系頁巖油勘探開發(fā)取得重要進展。滄東凹陷官東兩口水平井在古近系孔二段測試獲日產60 t 以上高產，C1 甜點首個井組實現穩(wěn)產，孔二段頁巖油實現了單井產量和井組產建突破。歧口凹陷沙三段頁巖油獲新發(fā)現，4 口井獲工業(yè)油流。西部凹陷雷家地區(qū)沙四段、大民屯凹陷沙四段、束鹿凹陷沙三段、饒陽凹陷沙一段、南堡凹陷沙一段等頁巖油勘探取得新發(fā)現和新進展。

三塘湖盆地馬朗凹陷發(fā)現二疊系條湖組凝灰?guī)r含油儲集層以來，針對性開展評價建產一體化技術攻關，落實3 698×104t 規(guī)模儲量并實現效益動用。

四川盆地中北部侏羅系大安寨段、柴達木盆地西部英西地區(qū)古近系E32和風西地區(qū)新近系N1等源內非常規(guī)石油勘探也取得新進展。

2 陸相源內石油聚集“甜點”內涵及類型

2.1 地質內涵

圖1 陸相源內非常規(guī)石油勘探發(fā)現平面圖

陸相富有機質頁巖層系一般在湖盆中部大面積連續(xù)分布，整體普遍含油，大量鉆遇的富有機質泥頁巖地層，絕大多數見到了豐富的油氣顯示，證明頁巖烴 源層系內存在規(guī)模石油資源[25-29]。陸相源內石油聚集是指賦存于陸相富有機質頁巖烴源層系內、原地滯留或源內捕獲烴類而形成的富液態(tài)烴聚集。源內石油主要以吸附態(tài)和游離態(tài)兩種賦存狀態(tài)存在，主要儲集于微—納米級孔喉和裂縫系統(tǒng)中，游離烴多沿頁理面、紋層或與其平行的微裂縫分布。源內石油聚集無自然產能或低于商業(yè)石油產量下限，需要特殊工藝技術措施才能獲得商業(yè)石油產量。源內石油聚集與源外常規(guī)油藏存在明顯區(qū)別，源內石油聚集巖性較細但普遍含有機質、儲集層普遍較致密但普遍含油、源儲組合多樣但滯留或捕獲烴類概率極高、流體分異較差但地層壓力普遍相對較大、資源豐度較低但資源規(guī)模更大；源外常規(guī)油藏巖性較粗但普遍不含有機質、儲集層物性普遍較好但不一定含油、圈閉類型多樣但捕獲烴類概率相對較低、流體分異較好但地層壓力多變、資源豐度較高但資源規(guī)模相對較小。這些區(qū)別決定了源內石油聚集勘探開發(fā)比源外常規(guī)油藏具有更低的資源風險和更高的技術及管理要求。

評價和改造石油富集的源內頁巖層系有利儲集層“甜點”，是陸相源內石油聚集勘探開發(fā)的主要任 務[28-30]。陸相源內石油聚集“甜點”是指在陸相頁巖烴源層系內，在整體含油背景下，相對更富含油、物性更好、更易改造、在現有經濟技術條件下具商業(yè)開發(fā)價值的有利儲集層分布區(qū)（段）?！疤瘘c”評價的重要參數包括孔隙度、含油飽和度、含油量、成熟度、壓力系數、氣油比、頁理及微裂縫發(fā)育情況、有機質豐度、脆性礦物含量、水平方向應力差等，其中游離烴、紋理及天然裂縫密度、壓力系數、氣油比、可壓性等是影響開發(fā)的關鍵指標。

2.2 主要類型及地質特征

中國源內石油聚集主體賦存于陸相湖盆頁巖層系中，巖石類型、礦物組成復雜，形成了極具特色、類型多樣的湖相頁巖層系儲集層“甜點”，是源內捕獲及原地滯留油氣的有利場所。按照地質條件和沉積特征，中國陸相頁巖層系儲集層“甜點”大致可劃分為夾層型、混積型和頁巖型3 類（見圖2）：①夾層型儲集層“甜點”可以夾砂巖、灰?guī)r、凝灰?guī)r或者其他巖性，砂巖甜點型是最重要類型，呈現多層系、多類型、大面積分布特征，石油主要是以源內薄互層“甜點段”形式富集，如鄂爾多斯盆地長7 段湖盆中部砂巖型“甜點”、三塘湖盆地條湖組凝灰?guī)r型“甜點”等[14,21]；②混積型儲集層“甜點”主要是受氣候韻律和水動力條件變化、不同物源混積、有機質絮凝等多因素形成的紋層狀混積頁巖層系，如準噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組砂質云質型“甜點”、渤海灣盆地滄東凹陷孔二段白云質型“甜點”、四川盆地侏羅系大安寨段灰質型“甜點”等[19-20,23-24]；③頁巖型儲集層“甜點”主要是純頁巖，具有效孔隙空間和一定滲流能力，既是生油層也是含油層，如松遼盆地青山口組紋層型、頁理型頁巖等[31-32]。

圖2 陸相源內石油聚集“甜點”主要類型及地質特征

中國陸相湖盆沉積明顯受區(qū)域構造、氣候、水動力條件、水介質性質、生物活動等因素控制，構造和氣候是主控因素。區(qū)域構造控制湖盆空間分布和區(qū)域宏觀特征的大格局，是長尺度的；氣候控制降水量和溫度，對湖盆的塑造和影響更直接，多為中短尺度[33-34]。湖盆可劃分為淡水湖盆和咸水湖盆。淡水湖盆多發(fā)育在濕潤氣候區(qū)，水位隨季節(jié)變化，多為開口敞流湖，沉積物主要來源于河流，以機械沉積作用為主，被搬運物沿搬運方向按顆粒大小依次沉積，主要為碎屑巖沉積，以鄂爾多斯盆地延長組沉積期湖盆、松遼盆地青山口組沉積期湖盆等為代表。咸水湖盆發(fā)育在干旱氣候區(qū)，一般為封閉湖盆，以化學沉積作用為主，溶液按礦物溶解度、濃度等大小順序沉淀，主要為碳酸鹽巖、鹽巖、膏鹽巖等沉積，以中國新生代沉積期渤海灣湖盆、柴達木湖盆等為代表。此外還存在過渡類型的湖盆沉積作用，機械沉積作用和化學沉積作用均有重要影響，形成了碎屑巖和碳酸鹽巖的混合沉積，以準噶爾盆地東部吉木薩爾凹陷蘆草溝組沉積期湖盆為代表。還存在特殊類型的湖盆沉積作用，如受火山活動強烈影響的湖盆，形成了火山碎屑巖沉積及富凝灰質巖沉積，以三塘湖盆地馬朗凹陷條湖組沉積期湖盆為代表。

陸相湖盆沉積具有碎屑輸入沉積和內生碳酸鹽沉積，對中國源內富有機質烴源層系和源內石油聚集儲集層“甜點”形成均有重要的控制作用，富長英質、云灰質脆性礦物、紋層頁理及微裂縫密集的層段一般為儲集層“甜點段”。①陸源碎屑從湖岸搬運到湖心，從淺水區(qū)進入深水區(qū)，水動力強度逐漸減弱，機械沉積分異形成沉積物粒度由粗變細的巖性巖相分帶。陸相富有機質頁巖的沉積環(huán)境為長期下沉并為較深水體所覆蓋的湖盆，半深湖—深湖區(qū)弱還原和還原環(huán)境利于有機質快速埋藏和陸相生油層形成，也利于源內石油聚集形成。半深湖位于浪基面以下的深—淺湖過渡區(qū)，弱還原—還原環(huán)境，以泥頁巖為主，多為富有機質的泥頁巖或粉砂質—碳酸鹽質泥頁巖，多類紋層普遍發(fā)育，常夾有粉砂巖、碳酸鹽巖的薄夾層或透鏡體。深湖位于浪基面以下的安靜水區(qū)，湖盆中水體最深部位，缺氧還原環(huán)境，是最有利生油相帶，沉積巖性粒度細、顏色深、有機質含量高、橫向分布穩(wěn)定，以純頁巖為主，高密度頁理普遍發(fā)育[35]。②內生碳酸鹽巖主要賦存在 咸水封閉湖盆、近海咸化堿化湖盆、 ?湖相湖盆及鹽湖中[36-38]。湖相碳酸鹽巖最發(fā)育的層段一般構造活動緩和、湖盆沉降與沉積作用緩慢補償，湖盆開闊，水域廣布，藻類等生物大量生長和繁殖，平面上不同相帶碳酸鹽巖呈連續(xù)或不連續(xù)帶狀環(huán)湖岸分布，濱淺湖區(qū)相對隆起的正地形頂部或斜坡地帶發(fā)育灘相和礁相灰云巖，半深湖—深湖區(qū)可形成泥晶灰?guī)r和泥灰?guī)r，多呈薄層狀夾在黑色泥頁巖中。氣候和沉積條件周期性頻繁變化，導致碳酸鹽巖層具層數多、單層薄、巖層呈韻律性變化的特點[36]。

受氣候、海侵、物源、火山作用、湖底熱液等諸多因素影響，中國陸相淡水和咸水湖盆均形成了復雜巖石類型和沉積構造。①松遼盆地早白堊世青山口組沉積期為溫暖濕潤氣候環(huán)境的淡水—微咸水湖盆，縱向上各組段周期性干濕變化[34-36]。氣候溫暖濕潤、湖盆開闊時降雨量大，地表徑流可向湖盆帶入大量陸源碎屑物質和鈣鎂離子成分，易于形成碎屑巖或混積巖；而在相對干旱期，河流受到湖水頂托，入湖陸源碎屑迅速減少，水體清澈，適宜生物繁衍，導致碳酸鹽巖和生物碳酸鹽巖相對發(fā)育。青山口組沉積早期大規(guī)模湖侵形成了陸源輸入弱、缺氧、強還原沉積環(huán)境，利于有機質生成、富集以及后期保存，也促進了頁巖儲集層頁理和粉砂、云灰質巖類紋層形成。②渤海灣盆地古近紀為封閉性咸水湖盆沉積，各凹陷湖泊彼此分隔、連通性差，富有機質頁巖沉積期為深水微咸—半咸水湖泊，湖水內部密度、溫度、鹽度差異引起長期分層現象，細粒沉積具有季節(jié)性，易形成紋層狀、頁理型沉積構造[33,37-38]。

中國陸相湖盆頁巖層系一般紋理豐富，頁理紋層厚度一般為微米—毫米級，橫向連續(xù)或斷續(xù)分布。湖盆沉積期氣候和沉積環(huán)境變化影響水體溫度、鹽度、陸源碎屑含量、內碎屑碳酸鹽含量變化，物源供給沉積物變化影響沉積物成分、粒度、有機質含量等形成不同紋層，一般具有二元或三元結構，二元結構為粉砂與黏土/有機質或碳酸鹽質與黏土/有機質高頻互層，三元結構為粉砂、黏土/有機質和碳酸鹽質高頻互層。陸相頁巖層系粒度細，單個孔隙很小，幾納米到幾十納米不等，但總孔隙大，微小孔隙為源內石油賦存提供了聚集場所。

目前，通過精細研究，創(chuàng)新技術方法找準“甜點段”、選對“甜點區(qū)”、鉆進“甜點層”和壓好“甜點體”，并得益于有利地質條件、較高地層壓力及適用工程工藝，鄂爾多斯盆地延長組長7 段湖盆中部中高成熟區(qū)夾薄砂層頁巖層系（見圖3）、準噶爾盆地東部吉木薩爾凹陷蘆草溝組中等成熟區(qū)混積型頁巖層系（見圖4）、松遼盆地古龍凹陷青山口組一段高過成熟區(qū)紋層型及高密度頁理型頁巖（見圖5）、渤海灣盆地滄東凹陷白云質型頁巖層系等多口源內油井已獲得工業(yè)油氣，源內石油聚集勘探開發(fā)取得了戰(zhàn)略突破或展現良好發(fā)展前景。

圖3 鄂爾多斯盆地長7 段湖盆中部源內砂巖型源內石油聚集剖面（GR—自然伽馬，API；Rt—電阻率，Ω·m）

3 陸相源內石油勘探開發(fā)認識及實踐

3.1 陸相源內石油聚集主要理論認識

經過近年科技攻關，陸相源內石油聚集在源儲品質、資源評價、甜點參數、開發(fā)地質等基礎研究方面取得重要理論認識[1,3-5,8,39-40]。

圖4 準噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組“下甜點段”混積型源內石油聚集剖面（P2l—蘆草溝組；GR—自然伽馬，API； Rt—電阻率，Ω·m；Δt—聲波時差，μs/m）

圖5 松遼盆地古龍凹陷青山口組一段頁巖型源內石油聚集綜合柱狀圖（TOC—總有機碳含量；S1—游離烴含量）

①咸水、淡水湖盆兩類優(yōu)質頁巖大面積連續(xù)分布，可規(guī)模生烴。二疊紀以來，中國廣泛發(fā)育大型淡水、 咸水長期持續(xù)沉降的坳陷和斷陷湖盆，均可保存有機質和形成優(yōu)質烴源巖，頁巖、泥巖、粉砂質巖、灰質巖、云質巖、凝灰質巖等均可含有機質，以Ⅰ—Ⅱ型有機質為主，熱演化程度上多處于液態(tài)石油生成階 段，成熟區(qū)主力烴源巖層資源潛力大，且富集大量可動資源。半深湖—深湖相是烴源巖形成的最有利相帶，沉積有機質豐度高，可形成高豐度的頁巖有利區(qū) （段）。富有機質頁巖中有機質紋層廣泛存在，有機質為無定型、不規(guī)則的微粒、凝塊或絮團，呈紋層狀和條帶狀。

②頁巖層系發(fā)育長英質、云灰質、頁巖多類有利儲集層，具規(guī)模儲集能力。頁巖層系沉積類型多樣，主要以湖相細?；煸闯练e為主，受氣候韻律和水動力條件變化、物源混積、有機質絮凝等多因素影響，頁巖層系廣泛發(fā)育夾層、塊狀、紋層狀和頁理型沉積構造，紋層狀構造單層厚度一般為微米—毫米級，頁理型構造單層厚度一般為毫米—微米級，相鄰層成分差異較大，巖性界面表現出突變特點。同時，還廣泛發(fā)育微—納米級孔喉系統(tǒng)的粒間孔、晶間孔和頁理縫，粒間孔主要為長英質、云灰質、黏土礦物等礦物形成的粒間孔，晶間孔主要為黏土礦物晶間孔及次生礦物石英、長石、方解石等溶蝕后形成的晶間孔，頁理縫也是重要儲集空間類型，如青一段頁巖頁理縫密度可達1 000～3 000 條/m[32]，為源內石油富集提供了良好聚集空間。

③陸相頁巖層系石油充注程度高、含油層系多、分布面積廣，石油資源規(guī)模大，存在多類型局部有利儲集層“甜點”。近年重點探區(qū)勘探研究和初步實踐證實，中國陸相頁巖層系具有烴源巖內大規(guī)模石油聚集成藏、多層系多類型大面積分布特征。源內石油聚集類型多，巖性組合主要為大套厚層烴源巖及烴源巖內部孔隙相對發(fā)育的粉砂巖、碳酸鹽巖、頁巖等夾層或紋層等，具源儲共存、生烴增壓充注、大規(guī)模聚集特征，成藏不受構造控制，局部高豐度、高含油飽和度儲集層可形成高產潛能的“甜點區(qū)”。

④陸相頁巖層系存在較多超壓、高氣油比、天然裂縫及脆性夾層紋層層系，開發(fā)潛力大。部分地區(qū)和地層頁巖層系具有較好的含油性和可壓性，利于源內石油聚集穩(wěn)產和有效開發(fā)，是近期勘探開發(fā)的主要對象。這些頁巖層系具有生烴母質好，有機碳含量高，熱演化程度較高，游離烴含量較大，含油飽和度較高，部分地區(qū)具有較高氣油比，原油品質較好，可流動性強，具有良好含油氣性；頁巖層系中天然裂縫發(fā)育段及紋層頁理密集段、粉砂質、鈣質、凝灰質等脆性夾層或紋層發(fā)育段，具較好可壓性。此外，頁巖層段發(fā)育、熱演化程度高的地區(qū)，黏土礦物轉化成伊利石，也具有較好的脆性和可壓性。

3.2 陸相源內石油勘探開發(fā)關鍵技術

陸相源內石油勘探開發(fā)實踐，正推動形成以“甜點勘探”和“體積開發(fā)”為核心的勘探開發(fā)關鍵技術系列[1-2,41-43]，推廣應用已取得初步明顯應用成效（見表1）。

以“甜點”為攻關對象，創(chuàng)新研發(fā)源內勘探多尺度精細表征和評價預測的實驗分析、基礎地質、測井地震等技術，正在建立完善“甜點勘探”技術系列。通過一整套研發(fā)關鍵參數實驗方法技術，一次性取全取準取心井、測錄井地質資料，一體化采集處理解釋新、老三維地震資料，建立了有利儲集層“甜點段”和“甜點區(qū)”刻畫方法，創(chuàng)新了地質、工程一體化甜點平面和縱向精細評價和地震預測技術，開展不同地區(qū)、不同層位、不同成熟度的甜點勘探評價和部署工作，加強重點陸相頁巖層系區(qū)帶整體研究和技術攻關，有效指導了井位部署、水平井導向、壓裂方案優(yōu)化設計，初步形成了一套源內石油聚集“儲集層甜點”勘探模式，進一步完善可更好應用于各探區(qū)整體控制源內石油聚集空間分布和資源規(guī)模。①鄂爾多斯探區(qū)將圍繞湖盆中部有利區(qū)帶深入評價，優(yōu)選勘探富集區(qū)和開發(fā)建產區(qū)，加大三維地震部署力度，優(yōu)化部署探井，加強源內長7 段砂巖型“儲集層甜點”評價預測，盡快整體認識儲量規(guī)模、整體開發(fā)核心區(qū)。②準噶爾探區(qū)將繼續(xù)加強吉木薩爾凹陷蘆草溝組上、下兩套混積型“儲集層甜點”精細預測和開發(fā)布井，穩(wěn)步推進百萬噸國家示范區(qū)建設，推進瑪湖凹陷風城組白云質型“儲集層甜點”整體評價和整體突破。③松遼探區(qū)將以盆地北部輕質油有利區(qū)帶為重點，兼顧盆地南部源內石油預探評價，進一步加強青山口組下部紋層型和頁理型頁巖“儲集層甜點”精細地質評價，盡快整體控制“甜點區(qū)”和落實資源規(guī)模。④渤海灣探區(qū)將重點圍繞滄東凹陷孔二段白云質型等不同層系“儲集層甜點段”，整體落實資源規(guī)模。⑤三塘湖探區(qū)蘆草溝組、四川探區(qū)侏羅系大安寨段等頁巖層系，將針對性開展不同類型“儲集層甜點段”識別預測攻關，甩開預探和評價，力爭盡快取得突破。

以“甜點”為作業(yè)對象，創(chuàng)新建立源內石油聚集開發(fā)方式、布井方式、壓裂機理、驅油機理、開發(fā)配產、提高采收率、經濟模型、后期生產等“體積開發(fā)”技術體系。研發(fā)形成“體積開發(fā)”工程技術系列[41]，為推進源內石油整體發(fā)展提供基本技術保障（見表 1）。①長水平井、小井距、大井叢布井技術打破了常規(guī)油藏傳統(tǒng)注水方式，初期采用滲吸置換超前補能的開發(fā)方式，水平段長度優(yōu)化、大井叢-立體式布井可提高儲量動用程度，井距優(yōu)化可提高采油速度和采收率。②叢式三維水平井優(yōu)快鉆完井技術，通過集成優(yōu)快鉆井、強化小井場大井叢鉆井和完善降摩減阻技術，使鉆井提速見到效果，提高單平臺完鉆井數，提升水平段長度。下步需繼續(xù)加強水平井鉆完井技術攻關，在設計上首先實現兩開兩趟鉆，進一步縮短鉆井周期和降低成本。③細分切割體積壓裂提高單井產量技術，歷經長期探索、多次室內研究與現場實踐，已形成水平井體積壓裂關鍵技術，可有效提高縫控程度和單井產量。下步需加強3 方面攻關試驗，一是加強水平井高效分段壓裂技術攻關試驗，進一步優(yōu)化壓裂液配方和支撐劑、優(yōu)化壓裂段數和簇數、優(yōu)化壓裂規(guī)模，形成適用配套的壓裂技術體系，進一步提高壓裂施工效率；二是加強不同壓差的試油排采試驗，既能保證不出砂，同時保持穩(wěn)定的壓力，獲得穩(wěn)定的產量；三是加強水平井裂縫監(jiān)測和產液量監(jiān)測技術攻關。④以平臺化工廠化作業(yè)技術為核心，通過平臺化布井、批量化鉆井、拉鏈式壓裂、數字化智能化配套采油工藝，有效提高效率，減少地面投資，構建項目化管理、市場化運行、平臺化布井、工廠化作業(yè)、智能化管控“五化”全生命周期管理體系。⑤超前研發(fā)磁導向鉆井、加熱系統(tǒng)等原位轉化關鍵技術與裝備，為規(guī)模開發(fā)中低成熟頁巖油儲備技術。

表1 中國石油探區(qū)陸相源內石油聚集“甜點勘探”和“體積開發(fā)”關鍵技術系列

先導試驗是實踐“甜點勘探”和“體積開發(fā)”的重要利器，為源內石油規(guī)模、經濟、有效開發(fā)提供重要科學依據。針對不同類型“儲集層甜點”優(yōu)選先導試驗區(qū)，開展平臺式水平井先導開發(fā)試驗，重點開展產能、經濟和工藝評價，取全取準各項基礎數據，逐步加大試驗規(guī)模，推廣應用長水平段、小井距、大井叢水平井布井技術。長慶油田是中國源內非常規(guī)石油先導試驗的先行者和示范者，從2013 年開始探索長7段源內石油聚集有效提高單井產量途徑，通過系統(tǒng)研究試驗增產機理、裂縫設計、高效低成本壓裂工藝及工具材料，創(chuàng)新細分切割、補充能量、滲吸驅油壓裂等設計，研發(fā)平臺整體壓裂優(yōu)化、可溶球座壓裂、驅油型壓裂液關鍵技術，實施關鍵參數經濟優(yōu)化、多簇裂縫精細控制、工具材料自研自產等降本措施，“多層系、立體式、大井叢、工廠化”探索，先后建成西233、寧平1、莊183、寧89 等源內石油聚集開發(fā)試驗區(qū)，25 口水平井試油平均日產超百立方米，集成創(chuàng)新以長水平井、小井距、大井叢、細分切割體積壓裂為核心的5 大技術系列18 項配套技術，建成了中國井數最多、井段最長的大叢式水平井組，創(chuàng)造了單井段數最多、單日施工效率最高的壓裂施工新記錄，規(guī)模效益開發(fā)成效明顯。鄂爾多斯盆地湖盆中部長7 段、準噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組“下甜點段”、松遼盆地青一段、渤海灣盆地滄東凹陷孔二段是“十四五”中國石油探區(qū)源內非常規(guī)石油增儲上產的主力層系，仍需圍繞瓶頸問題，針對性開展先導試驗：①鄂爾多斯探區(qū)需針對長7 段規(guī)模建產新層系新區(qū)塊和地層能量補充技術，堅持先導試驗先行，開展開發(fā)現場試驗，著力解決體積開發(fā)面臨的壓竄、井間干擾、儲集層充分改造、主力貢獻層確定、產液剖面測量、分段井間示蹤劑、井下微地震、水平段動用程度、雙層水平井開發(fā)等瓶頸問題，為長7 段源內石油規(guī)模有效開發(fā)提供扎實依據；②準噶爾探區(qū)需重點加強吉木薩爾凹陷蘆草溝組“下甜點段”水平井組開發(fā)先導試驗，優(yōu)選井區(qū)試驗“小井距、大井叢立體交錯、工廠化”建產新模式，同時試驗CO2提采前置開發(fā)效果；③松遼探區(qū)需重點開展古龍凹陷水平井先導試驗區(qū)開發(fā)試驗，突出不同長度、井距、井深、軌跡等主體配套技術試驗；④渤海灣探區(qū)重點圍繞滄東凹陷官西地區(qū)孔二段，建設水平井與大斜度井相結合的效益建產試驗區(qū)。

4 陸相源內石油資源地位、挑戰(zhàn)及舉措

中國陸相源內中高成熟度石油資源潛力大，主要分布在鄂爾多斯、松遼、準噶爾和渤海灣等盆地，是未來現實性接替石油資源，勘探開發(fā)前景可期。鄂爾多斯盆地、松遼盆地和渤海灣盆地是3 個50×108t 級以上資源規(guī)模源內石油超級盆地，準噶爾盆地和四川盆地是2 個20×108t 級以上資源規(guī)模源內石油大型盆地，柴達木盆地、三塘湖盆地也是重要的億噸級資源規(guī)模源內石油重要盆地（見圖1）。鄂爾多斯盆地長7段，準噶爾盆地蘆草溝組、風城組，渤海灣盆地孔二段、沙四段、沙三段、沙一段，松遼盆地青山口組等源內石油是未來石油勘探重大領域和戰(zhàn)略方向，四川盆地大安寨段、三塘湖盆地蘆草溝組、柴達木盆地干柴溝組等源內石油也有較大的潛力，都將是支撐中國原油2×108t 長期穩(wěn)產的重要石油資源。此外，中國陸相中低成熟度頁巖油資源主要分布在鄂爾多斯盆地長7 段、松遼盆地嫩江組等中低成熟度富有機質頁巖中，通過原位加熱轉化有望實現有效開采，如能突破“技術關、經濟關”，將成為未來重大戰(zhàn)略性接替石油資源。

未來陸相源內石油勘探開發(fā)仍面臨諸多挑戰(zhàn)：①地質基礎研究方面，頁巖層系儲集物性差，以微納米孔喉系統(tǒng)為主，在溫度場、壓力場和應力場演化條件下的烴類流體與孔縫介質耦合關系尚不明確；②評價標準和評價體系方面，頁巖層系石油資源聚集機理、富集主控因素有其自身特點，針對“甜點區(qū)/段”評價，源內石油尚缺乏精細描述，甜點鉆遇率仍較低，亟需建立儲集性、含油性、流動性和可壓性“新四性”評價參數標準與方法技術；③開發(fā)理論技術方面，陸相源內石油聚集與海相頁巖油差異明顯，不能簡單照搬現有水平井+體積壓裂技術，相態(tài)判斷、流動機理、開發(fā)方式、布井方式、開發(fā)配產、經濟模型，以及壓裂作用機理、提高采收率技術仍需深入研究，亟需發(fā)展針對性“體積開發(fā)”技術系列；④工程技術和工程工藝方面，水平井鉆完井速度慢、周期長，測錄井技術及水平井監(jiān)測技術等還不適應，特別是壓裂改造技術還不成熟，還面臨“壓不開、撐不住、返排低、穩(wěn)產難”的挑戰(zhàn)；⑤創(chuàng)新體制機制、有效動用開發(fā)方面，目前仍不適應源內石油聚集低品位資源有效開發(fā)動用，仍面臨單井產量低、鉆井時效差周期長、方案設計待優(yōu)化等挑戰(zhàn)；⑥中低成熟度頁巖油原位轉化核心技術與裝備尚未形成，亟需建立頁巖油實驗室夯實研究基礎、完善評價參數，適時開展頁巖油轉化潛力與技術、經濟可行性現場試驗，加快掌握原位轉化小井眼、小井距水平井鉆完井、超長時間連續(xù)加熱等核心技術和關鍵設備。

圖6 陸相源內石油聚集“體積開發(fā)”模式圖

國內外勘探開發(fā)實踐表明，陸相源內石油資源 只有以非常之舉、革命性措施才能實現規(guī)模效益發(fā) 展[1,5,39,44-45]。依據中國石油探區(qū)源內石油地質條件和發(fā)展實際，堅持“先易后難，集中勘探規(guī)模增儲，開發(fā)試驗引領效益開發(fā)”的原則，實施“集中建設、有序推進、探索準備”發(fā)展戰(zhàn)略，精心謀劃，分層次推進，最終實現中高成熟和中低成熟兩類陸相源內頁巖層系石油“體積開發(fā)”，實現規(guī)模效益開采（見圖6）。 第1 層次，集中建設資源落實且開發(fā)主體技術基本成熟的鄂爾多斯盆地長7 段、準噶爾盆地吉木薩爾凹陷核心區(qū)蘆草溝組、渤海灣盆地滄東凹陷孔二段、三塘湖盆地條湖組源內石油，推動快速上產；第2 層次，有序推進勘探取得突破并具備一定開發(fā)試驗基礎的松遼盆地青山口組、準噶爾盆地吉木薩爾凹陷外圍區(qū)蘆草溝組、瑪湖凹陷風城組源內石油，實施一體化增儲建產；第3 層次，探索準備有前景潛力的四川盆地侏羅系、渤海灣盆地沙河街組、柴達木盆地新生界等源內石油，做好資源評價和技術儲備；第4 層次，穩(wěn)步推進中低成熟度頁巖油戰(zhàn)略部署和探索攻關。

5 結論

中國陸相頁巖烴源層系內普遍存在規(guī)模石油資源，源內石油聚集是原地滯留或源內捕獲的烴類聚集，資源規(guī)模大。源內整體含油背景下發(fā)育的夾層型、混積型和頁巖型3 類主要有利儲集層“甜點”相對更富含油、物性更好、更易改造，具商業(yè)開發(fā)價值，開發(fā)潛力大。

通過近年科技攻關，陸相源內石油聚集源儲組合、資源分布、甜點評價、開發(fā)地質等基礎研究認識正逐步深入，以“甜點勘探”和“體積開發(fā)”為核心的勘探開發(fā)關鍵技術系列正逐步形成，先導試驗將為源內石油聚集經濟有效開發(fā)不斷提供重要科學依據，重點探區(qū)重點層系源內石油聚集已呈現出良好理論技術基礎和勘探開發(fā)前景。

源內石油聚集的生儲蓋組合與常規(guī)油藏明顯不同，是一套全新的成藏體系，目前研究和探索仍處于起步階段，有些地質認識可能不完全成熟，基礎研究可能還不完全深入，如泥頁巖細化細粒沉積相帶、頁巖層系源儲耦合機制、烴類流動機理等方面研究，技術研發(fā)可能還不完全切中要害，如適用性開發(fā)工程技術、低成本工廠化作業(yè)、壓裂液作用等。但我們堅信，通過持續(xù)的工業(yè)實踐推動，認識將進一步深化，技術將進一步完善，中國的源內石油聚集終會迎來大發(fā)展。

致謝：本文在撰寫和研究中得到中國石油勘探與生產分公司、科技管理部、各油氣田企業(yè)和科研院所的幫助和支持，在此一并致謝。