松原张家强
《中国地质调查成果快讯》第5 卷第20 期 非常规油气专辑
非常规油气地质调查“十三五” 找矿成果与进展
作 者 |?张家强（男，研究员自然资源部中国地质调查局“非常规油气地质调查”工程首席专家。就职于中国地质调查局油气资源调查中心。从事煤层气、油砂、油页岩等非常规油气地质调查工作。）
摘要：开展了吉林松原页岩油战略选区调查，黔西、川南、新疆准南、东北三江等地区煤层气地质调查，松辽盆地西斜坡、柴达木盆地北缘油砂、油页岩地质调查，获取了大量基础数据，取得了吉页油1HF井、杨煤参1井、川高参1井和2井等一系列突破性成果和重要进展，初步认识了我国页岩油、煤层气、油页岩、油砂等非常规油气资源潜力及家底。在页岩油、煤层气等领域产生重要影响，提振了非常规油气勘探开发信心，促进了非常规油气学科的发展。
1. 非常规油气地质调查目标任务
2014年以来，为了积极探索非常规油气资源，掌握全国非常规油气资源家底，服务于自然资源管理，促进非常规油气资源勘查与开发利用，中国地质调查局油气资源调查中心在其牵头组织实施的“新能源矿产调查”工程（2015—2018年）（后期调整为“非常规油气地质调查”工程（2019—2021年））、“油气资源战略选区调查”工程（2015—2021年）中，部署和实施了“黔西川南及东北三江地区煤层气基础地质调查”（2015—2018年由中国地质调查局油气资源调查中心承担）、“ 松辽、柴达木、二连等盆地油页岩油砂基础地质调查”（2015—2018年由中国地质调查局油气资源调查中心承担）、“全国油页岩地质调查与评价”（ 2018—2020年由中国地质调查局油气资源调查中心承担，中国地质科学院参与）、“松辽盆地南部页岩油战略调查”（2017—2021年由中国地质调查局油气资源调查中心承担）4个项目。主要目标任务是：
①以松辽盆地南部及西斜坡、东北三江、黔西川南、新疆准南、柴达木盆地北缘为重点，实施钻井工程，基本查明非常规油气成藏地质条件与分布规律，实现页岩油、煤层气、油页岩、油砂新发现，提交远景区，优选有利区和勘查区块，建设非常规油气勘查示范工程。
②跟踪掌握国内外页岩油、煤层气、油页岩、油砂等非常规油气资源现状与勘查开发形势，评价全国页岩油、煤层气、油页岩、油砂资源潜力与开发利用前景，提升对国家能源决策、资源管理的支撑服务能力和对社会公益性服务水平。
③探索并基本形成陆相页岩油、煤系气地质理论，以及页岩油、煤系气、低煤阶煤层气、煤矿采动区与采空区煤层气、油页岩、油砂等高效勘查开采技术，建立调查评价技术规范与标准体系。
2. 取得成果与重要进展
（1）页岩油战略调查取得初步成果和重要进展。
世界页岩油资源丰富，据美国能源信息署（EIA，2013年）统计，全球46个国家页岩油技术可采资源量有455.6亿t。其中，位于前第三位的美国有107亿t，俄罗斯有102.7亿t，中国有44亿t。美国已实现页岩油商业化开采，2018年页岩油产量3 . 2 9亿t，已占其国内石油产量的59%。美国页岩油资源的成功开发，主要得益于地质条件优越的海相页岩层系及近十年来发展起来的先进的长水平井钻探技术、规模分段压裂技术及“井工厂”高效开发作业模式。我国页岩油基本赋存于陆相泥页岩层系，泥质含量较高，有机质热演化程度偏低，气油比低，储层特低渗透，油的可动性差，非均质性强，勘探开发难度大，尚处于探索性试验阶段，还未取得商业突破。
我国页岩油主要分布于鄂尔多斯、松辽、渤海湾、准噶尔等7个陆相盆地，初步评价页岩油地质资源量超过200亿t，其中可采资源量30亿～60亿t。其中，松辽盆地上白垩统青山口组优质烃源岩分布广、厚度大，页岩油资源潜力巨大，初步评价地质资源量有83.18亿t。中国地质调查局高度重视松辽盆地页岩油调查研究工作，积极响应国家“振兴东北老工业基地”号召，2017—2019年部署实施了松辽盆地页岩油科技攻坚战。在松辽盆地部署实施了页岩油钻井，探索攻关青山口组青一段陆相页岩油资源潜力、钻井配套技术及压裂技术。2017年完成先导参数井——吉页油1井，2018年完成页岩油水平井——吉页油1HF井（图1），2019年对吉页油1HF井的21段进行了成功压裂，并在排液初期见有页岩油产出，取得了重要进展和初步成果。随着后期返排率提升到25%～30%，有望实现重要突破。
图1 松辽盆地南部长岭坳陷页岩油水平井——吉页油1HF井
（2）煤层气地质调查取得重要突破和进展。
世界煤层气资源丰富，资源量有260万亿m3。其中，位于第三位的中国2000m以浅煤层气地质资源量有30万亿m3，可采资源量12.5万亿m3。美国是煤层气开发利用最成功的国家，2008年产量达到557亿m3，此后受页岩气投资“挤出”效应影响，煤层气勘查开发投入锐减，导致产量逐年下降，2017年下降到315亿m3；澳大利亚是煤层气产业发展最快的国家，产量由2003年的10亿m3增长到2013年的76.5亿m3、2017年的420亿m3，昭示世界煤层气产业发展前景依然良好。澳大利亚煤层气产业的迅猛发展，得益于苏拉特盆地煤系气的综合勘查与开发利用。
我国煤层气产业发展步履艰难，历经20余年发展尚处于规模化开发初级阶段。我国煤层气资源丰富，具备发展年产量500亿m3的资源基础，有望成为常规天然气资源的重要接替阵地。我国煤层气地质与地表条件复杂，勘查开发程度总体较低，仅在山西沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘建成2个大型煤层气产业基地，探明地质储量仅6345亿m3，2018年地面钻采煤层气产量仅54亿m3/a，全国其他地区煤层气资源尚没得到有效开发利用。我国煤层气产业的未来希望应是走煤系气发展道路，必须从单纯以煤层为对象的煤层气工作思路，转向以煤系为对象的煤系气（煤系中煤层气、页岩气、致密砂岩气）工作思路，综合勘查、综合评价、综合开发利用，从而扩大评价领域和空间，提高单井产量。
中国地质调查局重视新区煤层气地质调查工作，2014—2018年部署实施了“黔西川南及东北三江地区煤层气基础地质调查”项目。中国地质调查局油气资源调查中心以煤系气工作思路为指导，在黔西、川南、新疆准南及东北三江地区实施了煤层气地质调查和示范工程建设，探索了多煤层分压合采、煤系“三气”共探共采等技术方法，六盘水地区杨煤参1井、宜宾地区川高参1井和川高参2井、新疆准南新乌参1井、黑龙江省鸡西地区鸡煤参1井和鹤岗地区黑鹤参1
井6口煤系气/煤层气试采井均超过直井单井煤层气工业气流800m3/d的标准，取得高产工业气流（图2），实现新区重要突破，在行业内引起强烈反响，提振了煤层气产业发展信心。
图2 新区煤系气/煤层气公益性地质调查主要成果示意图
1—新疆准南；2—黔西六盘水；3—川南地区；4—三江－穆棱河
（3）油页岩地质调查取得重要进展。
世界油页岩资源极其丰富，资源量7000亿t油当量。其中，美国有5370亿t油当量；中国排第二位，约有572亿t油当量。油页岩工业始于19世纪上半叶，至今有200年历史。当前开采出来的油页岩矿石主要被用来地面干馏炼油和燃烧发电。由于不可克服的环保压力（主要是灰渣处理能力问题），油页岩地面干馏炼油和燃烧发电难以形成规模，至今世界油页岩矿石处理能力仅3000万t/a左右。为了规模开发利用极其丰富的油页岩资源，近30年来，壳牌、埃克森美孚、雪佛龙、斯伦贝谢等国际主要石油公司出于环保考虑，开始对油页岩地下原位开采技术进行研究、试验，即通过地下原位加热油页岩，将其中的干酪根裂解成油和气，然后将油气抽采出地表。尤其是壳牌石油公司，35年来累计投入30亿美元从事油页岩地下原位电加热干馏开采技术（ICP）的研发与试验，第四次中试在美国绿河油页岩矿中试采出1860桶轻质油，取得技术初步突破，向世人展示了地下原位开采技术的良好前景。
我国油页岩资源分布在全国2 2 个省、51个盆地的84个油页岩含矿区内，分布面积约18万km2，油页岩地质资源量有10066亿t，查明资源量有1430亿t。我国油页岩资源勘查和开发利用情况要好于世界其他国家，已建、在建、计划建设的油页岩干馏炼油产能达到300万t/a，2015年油页岩地面干馏油产量达到83万t，2018年已建年能达到158万t/a。同样，受限于地面干馏环保压力和国际低油价冲击，油页岩产业发展难以形成较大规模。2003年以来，我国多个单位也开始探索油页岩原位开采技术，其中吉林众诚公司、吉林大学取得了野外油页岩地下原位开采试验的初步突破，均采出少量石油。该新技术比较环保，不破坏耕地，开采深度大，成为油页岩开发利用技术发展前沿方向。2018年，国家能源局批复成立“国家油页岩开采研发中心”，主要任务是探索油页岩地下原位开采技术。
油页岩是我国油气资源序列中一种非常重要的战略储备资源和补充能源，具有“战略储备，战时资源”意义。2014年以来，中国地质调查局油气资源调查中心部署和实施了“松辽、柴达木、二连等盆地油页岩油砂基础地质调查”和“全国油页岩地质调查与评价”二级项目，以松辽盆地及外围为重点，兼顾准噶尔盆地南缘、三塘湖盆地、柴达木盆地北缘和二连盆地，开展了油页岩地质调查与选区评价工作，取得了重要进展。其中，有20口地质调查井钻遇油页岩矿，圈定远景区12个、有利区7个、原位试采靶区3个，基本掌握了调查工作区油页岩资源分布和资源潜力，新增油页岩资源量1267亿（t 70亿t油当量）。以电法为重点，探索了油页岩物探技术和方法。在抚顺盆地启动了油页岩原位试采工程的前期地质工作（图3）。
图3 抚顺盆地油页岩地质调查井——辽抚地1井
（4）油砂地质调查取得重要进展。
世界油砂资源丰富，预测油砂油资源量5000亿t。我国油砂资源较为丰富，油砂油地质资源量60亿t，其中可采资源量33亿t，位居世界第五位。加拿大早已成功大规模商业开发油砂资源，2010年产油砂油7000万t，约占其当年原油产量的70%。此后，受国际低油价冲击，加拿大油砂油产量出现一定程度的下降。
我国油砂资源分布于8个省市24个盆地，勘查开发尚处于探索阶段，探明储量1.8亿t，仅在准噶尔盆地西北缘有规模性油砂油产量，近年产量均达到200万t/a，其他绝大部分地区的油砂资源尚未开发利用。
油砂也是我国油气资源序列中一种重要的补充能源，具有重要现实意义。2014年以来，实施了“松辽、柴达木、二连等盆地油页岩油砂基础地质调查”二级项目，以松辽盆地西斜坡为重点，兼顾鄂尔多斯盆地南部、准噶尔盆地南缘、塔里木盆地北缘和柴达木盆地北缘，开展了油砂地质调查与选区评价工作，取得重要进展。其中，有25口地质调查井钻遇油砂矿，圈定远景区6个、有利区4个、原位试采靶区1个，基本掌握了调查区油砂资源分布和资源潜力，新增油砂油资源量6274万t，初步落实松辽盆地西斜坡2个有利区油砂油资源量2.42亿t。形成一套油砂“化探圈异常—物探定井位—钻探验证”经济高效勘查技术方法。启动了松辽盆地西斜坡油砂小井组原位试采工程。
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来源：《中国地质调查成果快讯》第5 卷第20 期 供稿
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