面对世界油气需求的持续增长与常规油气产量不断下降的形势，具有较大资源潜力的非常规油气逐渐成为全球石油勘探新的亮点领域。 截至2013年底，美国原油生产已占世界石油总产量的10%以上，在一定程度改变了世界传统能源格局。受此影响，世界各国石油工业争相介入非常规资源的勘探开发。相比之下，中国致密油资源非常丰富，但研究尚处于起步阶段，不仅缺乏有效的勘探开发技术，更为重要的是，当前国内对致密油地质特征的认知十分浅显。 因此，全面认识致密油这一非常规轻质油，对中国致密油勘探开发具有极大的指导意义。本文通过详实而系统的资料调研，阐述了国外（特别是北美地区）致密油勘探开发的最新进展，并针对致密油这一新领域在资源利用过程中存在的问题，提出了相应的对策，以期为中国的致密油资源勘探开发提供惜鉴。 1 国外致密油资源勘探开发现状 1.1 全球致密油资源分布 近年来，致密油勘探开发极为活跃，作为一种重要的能源供给形式，世界大部分国家和地区均已发现了致密油资源（下图）。 据统计，全球致密油资源总储量为67840×108桶，技术可采储量为3362×108桶，平均采收率为4.96%，其中，2/3以上的致密油资源集中于俄罗斯、美国、中国、利比亚、阿根廷、澳大利亚6个国家（下表）。 然而，全球致密油勘探开发最成功的地区为北美，特别是美国和加拿大两个国家致密油产量的大幅提升已经逆转了该地区石油产量下降的趋势。此外，俄罗斯同样将水力压裂技术应用于西西伯利亚盆地（Western Siberia Basin）的致密油地层，成为除美国和加拿大以外仅有的生产了商业数量致密油的国家，2013年，致密油日产量为12×104桶，占俄罗斯石油总产量的1%。 1.2 北美致密油资源开发现状及发展预测 目前，北美已有19个盆地发现了致密油，其中已经牛产的地层主要分布于美国中陆（Mid-continent）和落基山（Rocky mountain）地区，范围从阿尔伯塔盆地（Alberta Basin）中部一直延伸到德克萨斯州南部，同时，西南地区及加利福尼亚（California）南部的Monterey地层也已经开始生产致密油。已被证实的致密油预测区遍及落基山地区、墨西哥湾（Mexico Gulf Coast）地区、西南地区和美国东北部地区（下图）。 北美致密油主要赋存于泥盆纪新近纪的地层中，具有4套主力产油层。其中，最著名的致密油地层为威利斯顿盆地的Bakken地层、德克萨斯州的Eagleford地层、阿尔伯塔盆地的Cardium地层以及加利福尼亚圣华金盆地（San Joaquin Basin）的Monterey地层，这些致密油地层均具有区域性、大面积分布的特点。 在北美致密油资源构成中，美国致密油产量占北美致密油总产量的91%，而加拿大仅占9%（下图）。2013年下半年，美国原油日产量超过300×10 4桶，主要来源于Eagleford、Bakken、Barnett、Marcellus、Niobrara这5大致密油地层。在加拿大，2013年致密油日产量平均为34×104桶，占加拿大原油日总产量（352×104桶）的近10%。这些致密油生产完全集中在该国西部的阿尔伯塔省、马尼托巴省（Manitoba）和萨斯喀彻温省。 基于对当前致密油资源量、开发技术以及油价环境的认识，从定性的角度来看，未来的40年中，北美致密油产量将在2015-2025年之间达到高峰（下图）。北达科他州矿业资源局（NDDMR）顸计到2050年，从该州的Bakken地层生产的致密油日产量能够达到（25～35）×104桶。若用这种递减速率计算其他致密油地层的产最，到2050年，致密油日产量仍旧能够达到（100～200）×104桶。 1.2.1美国致密油资源 2011年美国定向井油产量首次超过了气产量，水平井数量超过了直井数量，致密油日产量超过了45.6×104桶。受致密油产量不断上涨的推动，2013年第4季度，美国原油（日产量322×104桶）生产占世界总产量（日产量784×104桶）的10%以上；仅2014年1-4月，美国致密油日产量就高达83.8×104桶，是2013年的1.17倍。2014年5月，美国已钻致密油气井45468口，在钻1861口，预计到2020年致密油使美国原油总产量增加1/3，原油日产量将达到1071×104桶，2030年日产量达到1300×104桶。 目前，美国致密油勘探开发典型代表是威利斯顿盆地的Bakken地层和德克萨斯州的Eagleford地层（下图），其中Bakken地层是美国最大的致密油生产地层，主要位于威利斯顿盆地的中部及北部，地质资源量为1643×108桶，技术可采资源量42×108桶，待发现资源量为26×108桶油及相近数量的伴生气。2000-2010年Bakken地层累计产油已超过2×108桶。而Eagleford地层的油气种类较多，致密油主要赋存于区带北部，2010年全年产致密油约142×104桶。 在储量方面，归因于水平井和水力压裂等资金密集型技术在致密油储层中的应用，美国原油和伴生气凝析油探明储量在2012年增加了45×108桶，这是美国原油探明储量连续增长的第4年，其中，90%以上的致密油探明储量增长来源于5大致密油地层（下表），可见开发致密油大大增加了美国原油探明储量。在美国各州中，德克萨斯州增加的石油探明储量最大，增加近30×108桶，其中，Eagleford地层致密油的探明储量为34×108桶，首次超过了威利斯盆地Bakken地层的32×108桶石油储量，成为美国最大的致密油地层。 1.2.2 加拿大致密油资源 加拿大是世界上第5大石油出口国，致密油资源同样具有非常好的前景。加拿大的致密油主要产于西加拿大沉积盆地，始于2005年萨斯喀彻温省东南部以及马尼托巴省西南部的Bakken地层。在西加拿大沉积盆地，Bakken/Exshaw地层、Cardium地层和Beaverhill Lake地层、Viking地层、Lower Shaunagvon地层、Duvernay/Muskwa地层、Lower Amaranth地层都发现了致密油 2010年致密油开发已经延伸到盆地的其他储层，水平井数量从2005年的10口增加至2010年的140口。Bakken页岩油日产量在2011年3月超过了7.8×104桶。目前，阿尔伯塔箍地已经是西加拿大主要致密油产区。 西加拿大盆地致密油主要分为8大致密油区带（下表），但是盆地总储量目前尚未查明。目前，加拿大境内的Bakken地层致密油储量是2.25×108桶，Cardium地层为1.3×108桶，Viking地层为5800×104桶，Lower Shuanavon地层为9300×104桶。随着勘探开发的不断进行，储量必然还会继续上升。此外，在加拿大西部的纽芬兰（Newfoundland）岛也进行了Green Point地层致密油储量测试作业，位于魁北克（Quebec）Anticosti岛的奥陶系Macasty页岩目前也被认定为主要致密油储层。 2 致密油资源利用存在问题及对策 尽管致密油是非常现实的石油接替资源，但是由于致密油的勘探开发和相关研究仍处于初步阶段，总体勘探程度与地质认识程度较低，对于致密油资源的勘探开发、储量评价仍存在一些问题需要探讨，主要体现在3个方面： ①定义多样，不利于资源对比； ②储层致密，常规储量计算方法和参数的确定方法不适用； ③过于依赖政策及资金密集型技术。 致密油资源特点及当前的定义 在致密的储层中，孔隙空间的数量、大小以及连通性都明显低于常规储层，油气生产极为困难。对加拿大148个致密储层进行统计发现，赋存于泥页岩、砂岩与粉砂岩、碳酸盐岩3类储层中的致密油占90%以上，主要储层是泥页岩，约占50%。 通过对比Bakken、Eagleford、Cardium这3个致密油地层的储层特点（下表）可以发现，致密油储层主要是大面积分布的物性极差的储层，成熟优质的生油层广覆式分布，生油层与储层紧密联系，无明显圈闭边界，无油“藏”的概念；致密油品质成熟，油质较轻，需要利用水平井和多级压裂等资金密集型技术才能实现经济开采。从空间角度来看，致密油通常赋存在地层深部致密沉积岩中（下图）。
基于上述特点，不同的机构和学者先后从不同角度对致密油进行了描述（下表），但这些定义除了在开发方式上认识一致外，在储层、岩性、物性的认识上均存在分歧，而且容易和页岩油混淆，给资源评价和对比带来了一定的困难。当前国内对于致密油定义的争论焦点在于“什么是致密油”，致密油是否包括“页岩油”，这些问题就是准确认识页岩油和致密油的关键。
笔者从储层的角度提出更加丰富与完善的定义，即致密油是指以吸附或游离状态赋存于未纳入常规油田产层的低渗储层或地层深部致密岩石中（包括原地致密烃源岩，如泥页岩；与烃源岩互层或紧邻的致密储层，如致密砂岩、致密碳酸盐岩、致密岩浆岩、致密变质岩等），必须通过水平井或多级压裂等资金密集型开发技术才能实现经济采出的轻质石油聚集。 建立针对致密储层的储量评价方法 致密油开发具有其特定规律，如果按常规石油储量评价方法开展评价容易造成动用程度偏低、采收率偏低等一系列低估致密油储量的认识问题，要结合致密油特点制定一套相应的储量评价方法。 对于致密油储层各项参数的评价应在传统的测井和实验室测试分析方法的基础上，在考虑储层改造技术的前提下，积极探索针对极低孔渗储层的物性测试技术和测井反演方法，建立致密油储层定量评价方法，同时充分调研国外致密油开发生产资料，借鉴基于开发动态的产量递减法对可采储量的评价，是更为切实可行的做法，也是国外通用的做法，这些专门针对致密油储层的可采储量评价方法包括Duong法、SEPD法及YM-SFPD法等。 建立积极有效的保障性扶植政策 成功的致密油开发强烈依赖于钻井、完井、数值模拟技术的发展，以及对于给定地层地质特征昀准确认识。除此之外，从北美致密油开发经验看来，Bakken地层和其他北美致密油地层的开发很大程度上也取决于政策性因素。 尽管Bakken地层的成功率很高（有些报道中称成功率超过90%），但是，这些成功均建立在资金密集型技术的基础上，其额外的花费将与政府法规或者税收挂钩，如果政府不制定积极的扶持政策将在很大程度上影响致密油地层的经济可行性。因此，中国也应该制定相应的政策鼓励开展致密油的勘探开发，为致密油资源的利用提供保障。 |
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