油页岩百科油气资源可再生我国一次能源消费中

　　有机孔作为页岩油的“故乡”，按理说该当是“甜点”储层

　　有机孔作为页岩油的“故乡”，按理说该当是“甜点”储层。但这个“孔”和人们肉眼可见的孔是两回事——它是纳米级此外。

　　页岩的储集空间包罗孔隙和微裂痕，此中孔隙从成因上可分为有机孔和无机孔。郭旭升团队立异提出，无机孔是页岩油最有益的储集空间范例。

　　按照页岩的矿物构成、堆积机关、颗粒粒级、有机碳含量，我国陆相页岩相分为八大类。受物源和古地貌掌握，页岩岩相组合在平面上呈环带状散布。此中，碳酸盐纹层状页岩次要散布在盆地中间弛缓坡，长英质页岩次要散布在盆缘。

　　普通来讲脆性矿物含量高，就有益于压裂。但据统计，差别地域页岩中的石英和长石等脆性矿物的含量占比差未几，但压裂结果差别十分大，有的页岩压裂后很简单构成庞大缝网我国一次能源消耗中，有的则不可。为何会呈现如许的成绩？

　　今朝，我国陆相页岩油在鄂尔多斯盆地耽误组、准噶尔盆地吉木萨尔凸起芦草沟组、松辽盆地青山口组、济阳坳陷沙河街组、黄骅坳陷孔店组、四川盆地侏罗系、苏北盆地古近系等范畴获得了多点打破，天下探明页岩油储量超13亿吨，2022年页岩油产量打破300万吨。

　　别的，页岩油保留前提也很主要。在成功油田牛庄洼陷，临近的砂岩储层颠末多年开采，地层早都欠压，需求灌水弥补能量，而页岩层系中的压力系数最高可达1.9，阐明陆相页岩层系强非均质性和泥岩涂抹感化构成优良的自封锁性，即便有大范围断层切割，也没有毁坏陆相页岩层系的自封锁性，因而才有济阳页岩油的高产油气资本可再生。

　　科研职员又对北美的页岩油气停止剖解，发明北美页岩油主产层也以无机孔为主，储层多为碳酸盐岩纹层或夹层，愈加印证无机孔更有益于储集。

　　今朝，环球21个国度75个盆地发明页岩油，据统计可采资本量在700亿~800亿吨。美国的页岩油资本量占环球的18.7%，我国占7.7%我国一次能源消耗中。实际手艺立异鞭策美国页岩油产量快速增加，2022年产量到达3.99亿吨，完成能源自力。我国页岩油勘察开辟尚处于起步阶段，天下探明页岩油储量超13亿吨，2022年页岩油产量打破300万吨。

　　在荧光下察看纹层状页岩发明，暗色粘土质纹层中游离烃比例低，亮色碳酸盐岩纹层中游离烃比例高，表白油次要贮存在无机孔隙中。

　　镜质体反射率Ro，是最主要的有机质成熟度目标，能够反应有机质热演变的水平。在济阳坳陷咸水湖盆，Ro在0.7%阁下就可以够大批生烃了，而在一些盆地的淡水湖盆，Ro要在0.95%才气生烃。

　　二要放慢迭代立异程序，设立国度严重攻关项目，环绕陆相页岩油富集实际、开辟机理、工程手艺和严重配备等枢纽成绩连续展开攻关。

　　我国陆相页岩次要有三种组合范例。第一种是互层/夹层型，以鄂尔多斯盆地长7段、四川盆地侏罗系为主，特性是源储共存、页岩层系团体含油，薄层砂岩或灰岩夹层近源捕捉石油构成“甜点”，常常散布在淡水湖盆里。

　　在咸水湖盆，次要发育富碳酸盐-蒸发岩类细粒堆积，以富硫有机相为主，古消费力低油气资本可再生，有机质保留前提良好。而在淡水湖盆，次要发育长英质-粘土质页岩，以贫硫有机相为主，古消费力高，微生物革新感化强。

　　据原疆土资本部2016年猜测，天下页岩油资本量超越400亿吨，手艺可采资本量超越37亿吨，是美国的42%，而美国2022年页岩油产量已达3.99亿吨，占原油总产量的2/3，完成能源自力油气资本可再生。

　　比年来名声大噪的页岩油，就是赋存于页岩及其夹层中的原油。页岩，次要由粘土堆积构成，具有薄页状或薄片层状的节理。

　　郭旭升指出，页理构造的公道性很枢纽。假如石英脆性颗粒是呈悬浮状赋存于有机质与粘土复合体中，则不克不及构成刚性岩石骨架构造。部门页岩，有机质和脆性矿物含量都很高，但由于页理构造不公道，压裂结果欠安。比拟之下，济阳坳陷的纹层状富碳酸盐混积页岩则能构成刚性骨架构造，因而获得打破。

　　第三种玄色页岩基质型，典范代表就是松辽盆地湖盆中部青山口组青一段油气资本可再生，是尺度的源储一体范例，纹层状页岩团体含油，砂质、钙质页岩是有益储层，石油原地滞留构成“甜点”，具有高总有机碳含量、高演变水平、地层超压等特性我国一次能源消耗中，更多散布在淡水湖盆。

　　郭旭升说，富有机质泥页岩次要发育在半深湖-深湖相区，由于半深湖和深湖相区是一个缺氧的情况，古消费力比力高，泥页岩面积广、厚度大、有机质范例好、有机碳含量较高。

　　而纹层，就像页岩的年轮。据郝芳团队的研讨，1米页岩需求0.91万~1.39万年堆积构成，1米页岩中有1.21万条纹层偶，1条纹层偶均匀厚度在82微米，需求0.75~1.15年堆积构成。

　　三要攻关CCUS等大幅进步采收率手艺油气资本可再生。北美鹰滩油区展开注自然气吞吐实验，弥补地层能量，保持地层压力，7个实验区200余口消费2~5年的井，采出水平进步了30%~50%。二叠纪盆地大范围使用二氧化碳驱油手艺，年注入二氧化碳2200万吨，猜测采收率从12%进步到19%。

　　郭旭升说，这就带来一个主要启迪：已往打页岩油程度井，都要用伽马目标及时追踪页岩，用扭转导向手艺及时掌握井下钻进标的目的，假如接纳“孔隙甜点”评价办法，就可以够按多少轨迹来设想井身轨迹，只需用通例导向手艺钻井便可，不消再频仍调解井身轨迹，这就完全束缚了页岩油钻井工程，能够大幅低落工程本钱。

　　成功油田在高、中、低成熟度富碳酸盐类页岩油均获得产能打破。此中，牛页2HF井应战了Ro仅0.6%的极限，胜利打破产业油流关。

　　中国科学院院士、中国石油大学（华东）校长郝芳说，环球石油和自然断气大部门是由富有机质页岩构成的。

　　苏北盆地的阜二段页岩，有用储集空间范例就许多样，既有高角度缝、层理缝，也有基质孔，孔以碳酸盐岩晶间孔、粉砂岩纹层中长英质粒间孔、粘土矿物粒间孔等无机孔为主，部分也有有机孔。

　　有机孔，包罗原生孔隙和次生孔隙。如古生物壳壁就是原生孔隙。这些古生物堆积的有机质在地层中阅历了庞大的生物化学及化学变革，会构成干酪根，就天生了干酪根次生孔隙。干酪根经热演变会天生油，油在高温下会裂解为气，并残存沥青，就天生了沥青次生孔隙。

　　油田凡是用天然伽马测井来检测泥岩含量。在成功油田页岩油打破井樊页平1井，科研职员发明，高伽马值的井段，产量并没必要然高，低伽马值的井段，也就是碳酸盐岩纹层比力多的页岩井段，产量比力高。

　　此中，成功油田对济阳坳陷差别范例的页岩油停止分层系、分范例勘察，8口专探井测试日产油超百吨，5口井累产油超万吨，丰页1-1井最高日产页岩油263吨。

　　四川盆地海相页岩有机孔的孔径大部门10纳米阁下，大庆古龙页岩有机孔的孔径也遍及小于30纳米。而科研职员经由过程大批核磁共振发明，当孔径大于30纳米时，游离油才气够活动。因而，有机孔的活动性很差，需求上革新手腕我国一次能源消耗中。比拟之下，无机孔孔径成百上千纳米，是微米级别，有很好的活动性。

　　有机质热演变水平增长，烃类产品气油比就增大，流体性子就越好。渤海湾盆地济阳坳陷古近系Ro在0.7%~1.0%，产出的就是高密度的黑油；四川盆地再起地域侏罗系Ro在1.2%~1.7%，产出的就是低密度的凝析油。

　　为此，郭旭升倡议，一要加大勘察力度，落实资本潜力，展开资本分级精密评价，按照油价挑选开辟战略油气资本可再生。

　　在电子显微镜下察看济阳坳陷纹层状页岩发明，在泥页岩成岩过程当中，碳酸盐身分从头结晶，构成了方解石晶体和白云石晶体，构成大批的晶间孔，厥后泥质层构成的油进入这些碳酸盐纹层的储集空间就构成富集。

　　第二种是混积页岩纹层型，典范代表就是成功油田沙三-沙四段，特性是源储共存或源储一体，页岩层系团体含油，宏观上看是自生自储，但细分以后内里有差别的纹理构造，富有机质泥质纹层是生油层，富碳酸盐纹层是储层，两者分离构成微观源-储组合。这品种型次要散布在咸化湖盆。

　　因而，热演变成熟度是有机孔构成演变的根本前提。但许多页岩并没有大批的有机孔，由于这些孔隙没有获得庇护。可觉得有机孔发育和连结供给庇护的，是可以抵御壮大压力的刚性矿物或内部流体有超高压力。

　　差别于北美不变的海相页岩，中国次要是陆相页岩，在湖泊情况堆积构成，储集性、含油性、活动性、可压性都变革较大。

　　加大页岩油勘察开辟力度，鞭策中国页岩反动，对安身海内保证国度能源宁静意义严重。差别于北美不变的海相页岩，中国次要是陆相页岩，在湖泊情况堆积构成，储集性、含油性、活动性、可压性都变革较大。甚么样的页岩才优良？在7月8日中国石化举行的科技立异将来开展论坛上，中国科学院院士、中国石油大学（华东）校长郝芳，中国工程院院士、中国石化石油勘察开辟研讨院院长郭旭升，别离停止具体分析，并提出诸多新概念、新熟悉。

　　郭旭升说，既然页岩油在天生后，会从页岩中运移进来进入通例储层，那末页岩层系中的孔隙该当“近水楼台先得月”，页岩油先把页岩层系中的孔隙布满再运移进来，因而，找“甜点”该当正视孔隙的感化。

　　已往评价页岩油，Ro要大于0.9%，页岩油才气够活动，而我国东部大部门页岩Ro偏低，评价资本量较低。如今以为页岩压力系数高，能够加强页岩油活动性，这和灌水开辟补能一样原理。因而，Ro进入生油窗便可，地层超压就可以够包管页岩油活动性。这个新熟悉，束缚了一多量Ro偏低的页岩油资本，能够大幅增长页岩油资本量。