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非常规油气地质学理论技术及实践

地球科学 2023年第6期48卷 2376-2397页

作者：邹才能杨智张国生朱如凯陶士振袁选俊侯连华董大忠郭秋麟宋岩冉启全邱振吴松涛马锋白斌王岚熊波潘松圻刘翰林王小妮中国石油勘探开发研究院北京100083

形成非常规油气地质学理论技术,引领油气工业从常规到非常规,进源找油,是世界油气勘探开发形势发展和科学研究持续推进的必然趋势.研究团队紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10余年不懈攻关,构建了非常规细粒沉积学、非常规... 详细信息

形成非常规油气地质学理论技术,引领油气工业从常规到非常规,进源找油,是世界油气勘探开发形势发展和科学研究持续推进的必然趋势.研究团队紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10余年不懈攻关,构建了非常规细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学和常规-非常规油气有序“共生富集”发展战略等学科内容,集成了非常规油气关键实验技术、勘探评价技术、开发工程技术和常规-非常规油气勘探开发关键技术,基本形成了非常规油气地质学理论技术体系框架.从常规油气的“源控论”到非常规油气的“源储共生系统”,深刻认识到源岩层系及与其大面积紧密接触的致密储集层系中可以聚集巨量工业油气资源.非常规油气地质学理论技术,引领推动了非常规油气地质学科发展、关键技术研发、国家标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发,截至2022年底,中国非常规油气产量超过1×10^(8)t油当量,约占油气总产量28%,其中非常规气约占天然气总量的41%,非常规油约占石油总量的17%.油气不可再生,但非常规油气革命可延长油气工业的生命,持续强化理论、技术和管理“三个创新”的深度融合,努力实现地下原位加热低熟页岩转化油气、地下原位加热富油煤岩转化油气和地下原位压裂脆性页岩层系产出油气“三个地下革命”的颠覆创新,不断推动以鄂尔多斯盆地为代表的超级能源盆地化石能源与新能源的协同发展,塑造碳中和下中国式超级能源盆地“油气与新能源”融合发展模式,非常规油气革命支撑油气工业可持续发展,力推实现中国“能源独立”.

关键词：非常规油气地质学常规-非常规油气地质学源岩油气源岩层系油气细粒沉积微纳米级孔喉连续型油气聚集 “人工油气藏” 进源找油页岩革命煤岩革命源内化学转化超级能源盆地.

“进源找油”:论四川盆地非常规陆相大型页岩油气田

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地质学报 2019年第7期93卷 1551-1562页

作者：邹才能杨智王红岩董大忠刘洪林施振生张斌孙莎莎刘德勋李贵中吴松涛庞正炼潘松圻袁懿琳中国石油勘探开发研究院

源岩油气规模快速发展,是中国能源结构转型的重要战略选项;陆相页岩油和气是中国源岩油气最具潜力的组成类型,是中国陆上未来"进源找油"最重要的突破对象。本文首次研判提出四川盆地侏罗系油和气发展,应尽快由常规构造-裂缝石油、致密... 详细信息

源岩油气规模快速发展,是中国能源结构转型的重要战略选项;陆相页岩油和气是中国源岩油气最具潜力的组成类型,是中国陆上未来"进源找油"最重要的突破对象。本文首次研判提出四川盆地侏罗系油和气发展,应尽快由常规构造-裂缝石油、致密灰岩与砂岩油向孔隙型页岩油气转变,重点阐述了大安寨段页岩油气4项新进展:①评价侏罗系4套富有机质页岩总生油量245×10^8t,石油总资源量172×10^8t,还有相当规模的天然气资源,既富油又富气,其中67%的油气资源集中在大安寨段;②大安寨段二亚段是侏罗系页岩油和气的"甜点段",黑色页岩厚度一般20~80m,TOC平均值大于2%,Ⅱ1~Ⅱ2型干酪根,Ro主体1.1%~1.4%,处于轻质油-凝析油气窗口,页岩储层孔隙度4%~6%,页理裂缝发育,脆性矿物含量一般在50%以上,压力系数1.2~1.8,滞留烃量多为100~200mg/g·TOC,油质较轻,地层埋深较浅,具备与北美页岩油气媲美的地质工程条件;③优选出页岩油气"甜点区"评价的3项核心参数(Ro、富有机质页岩厚度、埋藏深度),评价出大安寨段二亚段页岩油"甜点区"主要分布在盆地中北部地区,页岩厚度20~50m,面积约2×104km2;④提出了加快页岩油和气以水平井体积压裂为核心的风险勘探和开发试验、加强全层系资源评价、加速准备先导试验技术方案等建议,力争推动侏罗系孔隙型页岩油和气突破发现。四川盆地侏罗系陆相页岩油和气新认识,可能为真正开启侏罗系源岩油气"进源找油"、规模开发新征程提供重要的理论依据。

关键词：源岩油气页岩油页岩气最佳油气窗口大安寨段甜点段甜点区资源潜力

“进(近)源找油”:油气地质理论创新与重点领域勘探思考

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石油学报 2021年第10期42卷 1310-1324页

作者：杨智邹才能陈建军吴松涛潘松圻马锋李嘉蕊蒋文琦王小妮中国石油勘探开发研究院北京100083

创新地质理论和勘探重点领域是石油地质学科发展与工业探索发现的永恒主题,"进(近)源找油"正成为石油地质研究和油气勘探的新方向。地质理论创新引领石油工业从常规油气向非常规油气跨越,立足中国特色石油地质条件和勘探研究历程,取得4... 详细信息

创新地质理论和勘探重点领域是石油地质学科发展与工业探索发现的永恒主题,"进(近)源找油"正成为石油地质研究和油气勘探的新方向。地质理论创新引领石油工业从常规油气向非常规油气跨越,立足中国特色石油地质条件和勘探研究历程,取得4项研究认识。(1)松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地是中国的常规-非常规油气"共生富集"大盆地,未来油气勘探潜力仍很大,常规-非常规油气地质学将指导"共生富集"大盆地实现两种油气资源类型的整体发现、极限开发与协同发展。(2)石油地质理论在大油气田的发现中发挥重要作用,深化烃源岩认识可以不断开辟常规-非常规油气资源新领域,挖潜"共生富集"大盆地可以不断推动常规-非常规油气大发现。(3)重点领域是油气规模增储和战略发现的主力军,深层—超深层和非常规烃源岩层系是未来陆上重点发现和发展领域,中西部突出深层—超深层优质油气资源,中东部突出中—深层非常规规模油气资源。(4)立足6大常规-非常规油气"共生富集"盆地基础研究,突出烃源岩附近及其内部油气资源的规模快速利用,常规油气聚焦"富油气层系"战略发现,非常规油气聚焦"人造油气藏"规模开发,攻关"共生富集"盆地资源序列、重点领域风险勘探、万米超深层科学探索、非常规油气人工改造、煤炭一体化地下气化、页岩油及煤岩油原位转化6大战略领域,努力实现深层—超深层油气发现成规模、非常规油气资源能动用。面向未来10~15年,新一轮地质理论创新和重点领域优选,将带动中国油气工业继续增储上产。

关键词：常规-非常规油气地质学共生富集超级盆地万米超深层科学探索井页岩油气源岩油气甜点区段

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页岩油气革命及影响

石油学报 2020年第1期41卷 1-12页

作者：邹才能潘松圻荆振华高金亮杨智吴松涛赵群中国石油勘探开发研究院

页岩油气革命延长了世界石油工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、影响着各国能源战略格局。地质历史时期生命大爆发及生物大灭绝事件控制了全球富有机质页岩的形成和演化。结合世界页岩油气勘探开发实践分析,页岩油气革命包... 详细信息

页岩油气革命延长了世界石油工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、影响着各国能源战略格局。地质历史时期生命大爆发及生物大灭绝事件控制了全球富有机质页岩的形成和演化。结合世界页岩油气勘探开发实践分析,页岩油气革命包涵科技革命、管理革命和战略革命。科技革命将资源视野从源外单一资源类型扩展到"源岩油气"系统;管理革命实现页岩油气低成本开发;战略革命重塑世界能源新版图。通过系统介绍中国陆相页岩油、海相/陆相页岩气两大领域的工业实践,明确了地下原位加热转化技术是中-低成熟度页岩油资源规模开发利用的现实探索,水平井体积压裂技术是实现中-高成熟度页岩油经济开发的有效途径,指出鄂尔多斯盆地延长组7段中-低成熟度页岩油和四川盆地侏罗系自流井组大安寨段中-高成熟度页岩油具有很大的资源潜力。当前,中国3500 m以浅海相页岩气开发已有成功经验,海陆过渡相和3500 m以深海相页岩气勘探取得了重要突破。地下煤气化试验探索煤炭清洁化和可持续利用新模式。页岩油气革命对中国能源发展具有深远影响:页岩油气革命突破传统找油理念,助推"源岩油气"成为新的油气系统;页岩油气革命推动"技术爆发",加快能源类型迭代;页岩油气革命开启"坚持常规、突破非常规、开启新能源"的发展道路,有望实现中国"能源独立"。

关键词：页岩油气革命源岩油气陆相页岩油海陆相页岩气非常规油气能源独立新能源

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“进源找油”:论四川盆地页岩油气

中国科学：地球科学 2020年第7期50卷 903-920页

作者：邹才能杨智孙莎莎赵群拜文华刘洪林潘松圻吴松涛袁懿琳中国石油勘探开发研究院北京100083

四川盆地页岩油气资源丰富,具有国内其他页岩层系不可比拟的优越地质条件,是全面开启中国陆上未来页岩油气"进源找油"征程的理想对象.文章整体分析了美国和中国页岩油气的资源特点,提出成熟度对页岩油气构成有重要控制作用,美国页岩油... 详细信息

四川盆地页岩油气资源丰富,具有国内其他页岩层系不可比拟的优越地质条件,是全面开启中国陆上未来页岩油气"进源找油"征程的理想对象.文章整体分析了美国和中国页岩油气的资源特点,提出成熟度对页岩油气构成有重要控制作用,美国页岩油气中轻烃和湿气比重很高,中国海相、海陆过渡相页岩气主要为干气,陆相页岩油油质一般较重.重点对四川盆地页岩油气开展了地质综合研究,取得了3点主要认识:(1)盆地发育三种类型多套富有机质页岩地层,寒武系筇竹寺组、奥陶系五峰组-志留系龙马溪组海相、二叠系龙潭组海陆过渡相、三叠系须家河组湖泊-沼泽相、侏罗系湖相等页岩是盆地富有机质页岩的典型代表,海相页岩气富集主要受深水陆棚相、适中热演化、富钙富硅岩石组合和封闭顶底板"四要素"控制;(2)"甜点段"一般TOC值高、含气量高、孔隙度大、脆性矿物含量多、地层压力高、页/层理及天然微裂缝发育等,"甜点区"一般富有机质页岩厚度大、热演化适中、保存条件好、埋藏深度浅等,重点例举了五峰组-龙马溪组、龙潭组和自流井组大安寨段页岩油气;(3)四川盆地海相、海陆过渡相、陆相页岩油气资源分别约占全国同类页岩油气地质资源量的50%、25%和30%,资源潜力很大,有望成为中国页岩油气工业革命的摇篮,继东部松辽盆地大庆油田"常规石油大庆"和西部鄂尔多斯盆地长庆油田"西部油气大庆"之后,推动建立四川盆地西南油气田"川渝天然气大庆"生产基地.

关键词：页岩油页岩气海相陆相海陆过渡相资源潜力甜点区甜点段源岩油气页岩油气革命 “川渝天然气大庆”

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中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力

石油勘探与开发 2010年第6期37卷 641-653页

作者：邹才能董大忠王社教李建忠李新景王玉满李登华程克明中国石油勘探开发研究院提高石油采收率国家重点实验室

以四川盆地为重点,介绍中国海相、海陆过渡相、陆相三大类型页岩形成的沉积环境、地球化学与储集层特征、含气量与远景资源量。中国海相页岩是一套高有机质丰度（TOC为1.0%-5.5%）、高—过成熟（Ro值为2.0%-5.0%）、富含页岩气（含气量1... 详细信息

以四川盆地为重点,介绍中国海相、海陆过渡相、陆相三大类型页岩形成的沉积环境、地球化学与储集层特征、含气量与远景资源量。中国海相页岩是一套高有机质丰度（TOC为1.0%-5.5%）、高—过成熟（Ro值为2.0%-5.0%）、富含页岩气（含气量1.17-6.02 m^3/t）、以陆棚相为主的沉积,主要分布在华南扬子地区古生界、华北地台古生界和塔里木盆地寒武系—奥陶系;海陆过渡相煤系炭质页岩有机质丰度高（TOC为2.6%～5.4%）、成熟度适中（Ro值为1.1%～2.5%）;中新生界陆相页岩有机质丰度高（TOC为0.5%～22.0%）、低熟—成熟（Ro值为0.6%～1.5%）。在对四川盆地下古生界页岩储集层研究中首次发现,寒武系和志留系海相页岩发育大量与北美地区相似的微米—纳米级孔隙。综合评价认为四川盆地发育的多套页岩气层系是勘探开发的现实领域,四川盆地中南部威远—长宁等地区的寒武系和志留系是页岩气勘探开发的核心区与层系,其特点是：热演化程度较高（Ro值为2.0%～4.0%）、孔隙度较高（3.0%～4.8%）,含气量较高（2.82～3.28 m^3/t）、脆性矿物含量较高（40%～80%）、埋深适中（1 500～4 500 m）,有利于开采。

关键词：非常规油气页岩气纳米级孔喉页岩油致密油源岩油气

“进源找油”:致密油主要类型及地质工程一体化进展

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中国石油勘探 2020年第2期25卷 73-83页

作者：杨智唐振兴陈旋郭旭光李国会吴颜雄黄东江涛方向王岚吴因业赵家宏王天煦刘俊田贾希玉中国石油勘探开发研究院 100083 中国石油吉林油田公司中国石油吐哈油田公司中国石油新疆油田公司中国石油大庆油田公司中国石油青海油田公司中国石油西南油气田公司中国石油华北油田公司

致密油是国内"进源找油"的主要对象,地质工程一体化是实现中国致密油规模效益发展的必由之路。文章提到的致密油,等同于页岩层系石油,是指依靠水平井体积压裂等现有技术可以实现规模效益开发的陆相非常规石油资源,致密油"进源找油"包括... 详细信息

致密油是国内"进源找油"的主要对象,地质工程一体化是实现中国致密油规模效益发展的必由之路。文章提到的致密油,等同于页岩层系石油,是指依靠水平井体积压裂等现有技术可以实现规模效益开发的陆相非常规石油资源,致密油"进源找油"包括找出"甜点区"和采出"甜点体"两个内涵,根据页岩层系储层岩性、源储组合差异,将中国陆上致密油划分为"碎屑岩、混积岩—沉凝灰岩、碳酸盐岩"3种主要类型。致密油地质工程一体化,就是以"甜点区(段)"评价识别为基础,以"甜点体"高产稳产为目标,以"逆向思维设计、正向作业施工"为工作指南,坚持地质设计与工程实践一体化组织管理,做好"甜点区(段)"评价刻画和"人工油藏"制造开发两篇文章,最终把蓝图设计转化为工程作业、转化为效益产量的系统工业过程。以松辽盆地扶余油层碎屑岩、柴西南扎哈泉碎屑岩、吉木萨尔凹陷芦草沟组混积岩、马朗凹陷条湖组沉凝灰岩、柴西南英西地区下干柴沟组碳酸盐岩、川中北大安寨段页岩等不同类型致密油为例,分类型阐述了中国石油探区研究区致密油地质工程一体化在地质评价预测、工程关键技术和主要管理举措等3个方面的研究进展,"十三五"前3年新增三级储量9.97×108t,新建产能225×104t,取得了油气发现和产能建设"双丰收"。最后初步提出依托致密油地质工程一体化发展,加强多层系立体"人工油藏"开发、建立不同类型小区块"参考模板"、高度关注页岩层系源岩油气等建议。

关键词：页岩层系石油页岩油源岩油气甜点区甜点段地质工程一体化人工油藏