中国非常规致密岩油气藏特征

摘 要

摘 要 致密岩油气是非常规油气资源的一种，在全球广泛分布，在中国分布也十分广泛，具有广阔的开发潜力，但目前我国对其的勘探程度还比较低。为此，研究并总结了中国致密岩(砂质
    摘 要 致密岩油气是非常规油气资源的一种，在全球广泛分布，在中国分布也十分广泛，具有广阔的开发潜力，但目前我国对其的勘探程度还比较低。为此，研究并总结了中国致密岩(砂质岩、泥质岩、泥质灰岩等)油气的主要特征：具有特低的孔隙度、渗透率条件，致密岩与烃源岩多呈互层状，多时代、多层段叠置并大面积成藏，该类油气藏组合类型多样、以自生自储组合为主，具有多层、多点、全方位排烃和充注的特点，油、气、水关系复杂，常与泥页岩油气及煤层气共存。结论认为，在中国非常规油气资源类型中，致密岩油气资源潜力最大，而且致密岩油气比暗色泥页岩油气或煤层气开采技术难度相对要小，是我国当前和今后油气勘探开发最重要和现实的接替领域之一。
    关键词 中国 致密岩 油气藏 成藏特点 资源潜力 开采难度 油气勘探开发 接替领域
   
致密岩油气在全球广泛分布，资源潜力巨大。2007年，Raymond等在世界石油委员会报告中评价认为，全世界致密砂岩气资源量约为114×1012 m3，它分布于全球许多盆地中，主要集中在北美、拉丁美洲、亚洲(包括中国)和前苏联地区，是未来重要的油气勘探增储领域。据2005年美国能源署(EIA)的报告，美国储量排在前100名的气藏中，有58个是致密砂岩气藏。另外，据EIA 2008年的评价结果：美国致密砂岩气的资源量为19.8×1012～42.5×1012 m3，占其常规天然气资源量(66.5×1012 m3)的29.8%～63.9%。加拿大国家能源局认为：该国气藏中的原始致密气储量介于89×1012～1500×1012 ft3(2.52×1012～42.48×1012 m3)之间。尽管不同预测者的估计数字之间存在着很大的差异，但他们普遍都认为：加拿大的致密砂岩中储存有体积庞大的天然气。
勘探实践业已表明，中国致密岩油气藏分布领域广泛、类型多样，国内几乎所有含油气盆地的中深部(四川、鄂尔多斯、吐哈、松辽、准噶尔、塔里木等多个盆地)都具有形成致密砂岩气藏的地质条件。根据最新全国油气资源评价结果，四川盆地川西坳陷侏罗系与上三叠统天然气资源量介于1.8×1012～2.5×1012 m3，而目前的探明储量为2200×108 m3，仅占资源量的10%左右。鄂尔多斯盆地苏里格气田是目前中国最大的气田，截至2010年底，其累计探明、基本探明天然气储量达2.85×1012 m3[1]，具有极其广阔的开发潜力。
 
1 中国致密岩油气特征
    致密岩油气属于非常规油气资源中的一类，亦是潜力最大的一种非常规油气资源，那么，什么是致密岩油气呢？笔者认为，致密岩中所赋存的油气被称之为致密岩油气。致密岩包括砂质岩、泥质岩及泥质灰岩等。致密岩以低孔隙度、低渗透率为特征，即一般孔隙度小于10%、渗透率小于0.1mD。
    中国致密岩油气有以下主要特征。
1.1 致密岩油气分布广泛
1)依据目前的勘探成果，研究认为，中国致密岩油气具多层位富集的特点——志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系—白垩系、古近系等均有分布(表1)。

2)空间分布广泛，几乎在各主要含油气盆地均有分布，如松辽盆地、渤海湾盆地、南华北盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、江汉盆地、苏北盆地等，在海域各盆地亦有分布[2-4](图1)。

1.2 发育多时代烃源岩，主要为暗色泥岩、泥页岩及石灰岩夹杂层
    发育的各类烃源岩分属多个时代且在多个层段均有分布；其单层厚度不等，厚度从几十厘米到几十米；既生油又生气，深层主要生气。
1.3 作为主要储集层的砂质岩与相邻的烃源岩呈互层状分布
储集层与烃源岩表现出烃储相连、储盖一体的特点，有的为不等厚互层且以砂质岩为主，地层和时代划分结果表明，储集层与烃源层呈旋回状分布(表2)。个别地区烃源岩就是储集岩，如渤海湾盆地沾化凹陷，古近系沙河街组沙三段发育上百米厚的暗色泥灰岩夹泥岩，该套暗色泥灰岩既是生油层又是储集层，目前已在罗69井经酸化压裂试获工业油流[5-6]。

1.4 砂岩物性特征
一般砂岩孔隙度介于3%～12%，平均值小于10%，渗透率小于0.1mD。孔隙类型常以次生孔隙为主，部分为粒间孔隙，孔隙连通性差，孔隙延伸相对较长，呈带状。储集层岩石矿物特征：碎屑矿物含量不稳定，石英含量介于60%～85%，常见岩石碎屑、黏土、长石和云母，时而含有少量碳酸盐岩颗粒，岩石密度一般介于2.68～2.71g/m3，成岩作用演化史十分复杂[2,5-6](表3)。

1.5 油气藏组合类型多样，多为自生自储组合
作一个组段单元；烃源岩和储集岩多呈互层状，或烃源岩就是储集岩，如济阳坳陷沾化凹陷罗69井沙3段暗色泥灰岩夹泥岩，在厚度近200m的层段内试获工业油流；另外在鄂尔多斯盆地苏里格气田及大牛地气田，山西组或太原组暗色泥页岩与砂岩多互层形成气藏等（图2）。这类油气藏烃源岩往往就是良好盖层。当然，也存在非自生自储型，如烃源岩与储集层相距稳定甚至不同时期等，而且，致密岩油气与泥页岩油气和含煤层系常并存于一个盆地或坳陷内。

1.6 多层、多点、全方位排烃和充注
在鄂尔多斯盆地石炭—二叠系烃源层与砂岩储集层频繁互层时，多层烃岩呈全方位立体排烃状态。
1.7 油气藏油、气、水关系复杂多样
    据目前的研究成果，该类油气藏油气水关系存在以下几种类型：①无水层；②上油或气下水；③上水下气或油；④油或气呈互层状出现[2,5-7]。
1.8 多层状叠置、多“甜点”富集、大面积成藏
    鄂尔多斯盆地石炭—二叠系致密岩气藏成藏条件分析结果表明：烃源岩多呈层状，砂质岩也多呈层状且大面积分布，这表明该类气藏为大面积多层状成藏。多“甜点”形成的原因：沉积环境和沉积相不同，造就砂岩物性有别，在砂体物性相对较好部位且储层裂缝又十分发育的层段，就可形成天然气富集的场所(“甜点”)。
2 中国致密岩油气资源潜力巨大
    1)近年的研究和勘探实践均证明，中国致密岩油气分布十分广泛，各大中型盆地均有分布，从地质时代上讲，从志留系—古近系均有不同程度的发育，具有多时代、多层段发育的特征。
    2)根据最新全国油气资源评价结果，川西坳陷侏罗系与上三叠统天然气资源量为1.8×1012～2.5×1012 m3，而目前的探明储量约为2200×108 m3，仅占资源量的10%左右。在四川盆地已发现并开发了中坝、平落坝、九龙山、合兴场、新场、洛带、新都、邛西、马
蓬等气田，但仍有大量的资源有待发现。川中地区遂南、南充、八角场气田均在上三叠统须家河组致密砂岩气藏产出了工业气流。鄂尔多斯盆地北部已发现苏里格、榆林、长北、大牛地等致密砂岩气田，其中苏里格气田是近年来发现的目前全国最大的气田，具有极其广阔的开发潜力。
    3)目前尚有不少大中型盆地古生界致密岩油气未计算油气资源量，这些盆地的致密岩油气潜力很大。
4)在非常规油气类型中，笔者认为致密岩油气资源潜力最大，而且比暗色泥页岩油气和煤层气开采技术难度相对要小，是我国当前和今后油气资源勘探的主要现实接替领域之一。
 
参考文献
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[2]孙赞东，贾承造，李相方，等.非常规油气勘探与开发[M].北京：石油工业出版社，2011.
[3]蔡希源.深层致密砂岩天然气富集规律与勘探关键技术——以四川盆地川西坳陷须家河组天然气勘探为例[J].石油与天然气地质，2010，31(6)：708-714.
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[7]康玉柱，孙红军，康志宏，等.中国古生代海相油气地质学[M].北京：地质出版社，2011.
本文作者：康玉柱
作者单位：中国石化勘探开发研究院