非常规油气地质理论与勘探技术进展

第7期肖胜东:非常规油气地质理论与勘探技术进展・65•
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专论与综述|
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非常规油气地质理论与勘探技术进展
肖胜东，赵思远，杨宏拓
(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安710075)
摘要:进入21世纪，以北美引导的页岩革命，在非常规油气地质理论和勘探技术方面取得战略突破，改变了世界能源分布格局。

本文系统阐述了常规和非常规油气地质理论的差异，梳理了近年来非常规油气勘探技术取得的重大进展;详细分析了非常规勘探“六特性”测井评价技术系列和非常规“甜点区”评价的4项关键技术。

最后探讨了非常规油气取得重大突破，对石油工业理论技术、世界能源结构和格局产生的深远影响。

关键词:非常规油气;非常规地质理论；“甜点区”评价;页岩油
中图分类号：TE122文献标识码；A文章编号：1008-021X(2021)07-0065-02
Progress in Geological Theory and Exploration Technology of
Unconventional Oil and Gas
Xiao Shengdong,Zhao Siyuan,Yang Hongtuo
(Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi'an710065,China)
Abstract:Into the21st century,the shale revolution led by North America has achieved strategic breakthroughs in unconventional oil and gas geological theories and exploration technologies,in addition reshaping the world's energy landscape.This article compares the differences between conventional and unconventional oil and gas geological theories,and summarizes the major advances in unconventional oil and gas exploration technologies in recent years；A detailed analysis of unconventional exploration "six characteristics"logging evaluation technology series and unconventional"sweet spot"evaluation of4key technologies.
Finally，it discusses the major breakthroughs in unconventional oil and gas，which have a profound impact on the theory and technology of the petroleum industry,and the world's energy structure and pattern.
Key words：unconventional oil and gas；unconventional geological theory；"sweet spot"evaluation；shale oil
1非常规油气特征
非常规油气是用传统技术无法获得自然工业油流，需用新技术改善储层渗透率或地层流体性质才能经济开采的连续或准连续型聚集油气资源［1］。

21世纪以来,非常规油气勘探屡获重大突破，非常规的微纳米孔喉页岩油气成为常规油气资源接替的重要新领域，在能源格局中的地位愈发重要［2］。

非常规油气突破了传统含油气系统理论的许多认识，主要体现在以下4个方面：
(1)致密储层中发现纳米级孔喉，打破了页岩、致密砂岩“磨刀石”基本无储集空间的局限认识，突破了传统的储层界限,开辟了非常规油气储层新类型；打破了传统圈闭成藏的概念，提岀了连续或准连续型油气聚集理论，油气可大面积连续分布,没有明显的圈闭界限［3］;
(2)非常规油气源储一体，致密砂岩和页岩既是储层又是盖层［4］;
(3)非常规油气运聚并不遵循传统的生排烃、受浮力运聚模式，而是多受毛细管力或扩散等非浮力作用在源内成藏［5-6］;
(4)非常规油气的分布受原型盆地烃源岩层系和沉积、成岩相带控制，在平面上油气大面积连续分布,但仅在局部“甜点区”富集。

2非常规油气理论研究进展
随着非常规油气勘探开发的迅速发展，国内外掀起了非常规油气地质理论研究的热潮，并在以下几个方面取得了较大进展：
(1)生烃研究:传统生烃研究仅关注烃源岩生烃高峰期，而非常规油气聚焦所有富有机质岩石，重视生排烃全过程形成的页岩油气和近源充注致密油气等非常规油气资源［7］。

(2)储层研究:传统储层研究主要关注高孔渗带，而非常规油气注重纳米级孔喉储层的刻画与评价，随着技术手段的提升，恒速压汞、扫描电镜、核磁共振、三维CT扫描、中子散射和N、CO?低压吸附等先进实验方法可以全面、精细的表征非常规纳米级孔喉储层［7］。

(3)油气成因机制研究:传统油气着重于“渗流”运聚，运移动力局限于浮力驱动；而非常规油气关注纳米级孔喉储层的“滞留”储集,关注压差驱动、毛细管吸附作用和扩散等作用，揭示岀常规一非常规油气资源具有不同的孔渗分布下限和分布规律(见图1)。

(4)非常规油气是经人工压裂才形成的“人工油气藏”,目前在水力压裂技术改造致密储层以及水平井体积压裂、丛式井工厂化开发的广泛应用下，非常规油气开发迈初见成效，但非常规油气渗流机理与提高采收率途径极为复杂,人工干预技术尚待进一步发展。

收稿日期：2021-01-08
作者简介：肖胜东(1990—)，硕士研究生，现主要从事油气田开发地质方面研究
山东化工
SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
・66・
2021年第50卷
常
规油非
常规油
缝洞汕气(管流＞渗流)
圈闭池气 (渗流)
碳酸盐岩缝洞
lOOjim
源岩油气 (滞留)
砂岩
1 pm
页岩
5 nm
超压+扩散驱动
'n
温压稳定带
沥青烯
饱和坯 甲烷分子 水分子
超丿E+浮力驱动
□气■汕□1水
浮力骡动
图1
3非常规油气勘探技术研究进展 3.1地球物理技术研究进展
随着测井技术取得较大进展，针对页岩、致密储层及流体 的评价预测，形成了“六特性”测井评价技术系列，即烃源性、岩 性、物性、脆性、含油气性和应力各向异性测井评价，为确定非 常规油气“甜点区”的分布奠定了坚实基础。

其中，①岩性评价通过应用元素俘获测井技术，提升了岩 性组份计算精度。

②含油性评价将录井与测井结合，如红外光 谱、岩石热解地球化学等录井技术与阵列声波或核磁共振等测 井技术相结合，实现油气层的有效识别。

③物性评价是采用微
电阻率和核磁共振等成像测井，建立针对性的孔-渗模型，从而 评价致密储层的复杂孔隙结构。

④烃源性评价的目的是实现 烃源岩有机质丰度的计算，可采用自然伽马能谱测井统计、电 阻率与孔隙度测井曲线组合及核磁共振与密度测井组合等3 种方法。

⑤脆性评价主要采用岩石矿物组份和岩石弹性参数 来刻画岩石的脆性特征。

⑥地应力评价可借助电成像测井和 阵列声波测井实现地应力方位确定、大小计算以及地应力纵横 向各向异性、平面展布特征等［8］。

3.2 “甜点区”评价技术研究进展
“甜点区”是非常规油气相对富集高产的有利区带，因此 “甜点区”评价是非常规油气勘探研究的核心。

非常规油气甜 点包括“地质甜点、工程甜点、经济甜点”。

地质甜点侧重于烃 源岩、储层和裂缝等综合评价;工程甜点着眼于埋深、岩石可压 性、地应力各向异性综合评价;经济甜点侧重于资源规模、地面 条件等评价。

经过多年非常规油气勘探的发展，形成了评价“甜点区”的 8个指标和4项关键技术,其中最主要的4个指标是:TOC 值大 于2%(其中页岩油S ,＞2 mg/g)、孔隙度较高(致密油气＞8%, 页岩油气＞3%)、地层压力系数＞1.2和微裂缝发育。

“甜点区”评价的4项关键技术：① 烃源岩“甜点区”预测技术:纵向甜点分布主要通过岩样 测试、声血电阻率计算、核磁共振+密度法等综合评价;平面甜 点分布特征通过连井对比结合沉积相、地震相分析；
② 储层“甜点区”预测技术:通过岩心实测物性资料与目的
层段的沉积相、成岩相相结合进行孔-渗分布多图叠合，确定储 集层甜点区；
③ 脆性评价与预测技术:利用X —衍射等方法进行矿物组 分分析，结合应力实验和动态测井脆性分析在纵向上预测有利 层段;平面分布特征主要通过叠前地震属性反演来预测；
④ 地应力评价技术:通过岩石力学实验结合阵列声波测井
资料，计算岩石弹性模量，结合孔隙压力、上覆岩层压力、最好
常规一非常规油气聚集孔喉结构与聚集类型⑴
最小水平应力等参数，指导井眼轨迹设计、确定压裂方式和 规模。

4非常规油气突破的意义
全球非常规油气资源取得突破,对石油工业理论技术、世 界能源结构和格局产生了深远影响，主要在以下三个方面具有 重大意义：
(1) 增加了油气资源类型和资源量,延长了石油工业的生
命周期。

理论上不断挑战常规储层下限和传统圈闭成藏理论， 技术上应用水平井规模压裂、多井平台式“工厂化”生产成为新 的工业化开发技术［9］。

(2) 引发了油气科技革命，推动了整个石油工业理论技术
快速发展。

纳米科技、大数据信息等新技术将成为石油工业的 核心技术。

(3) 改变了全球能源格局，影响世界发展秩序。

非常规油
气的突破，推动全球形成了以中东为核心的“常规油气”和以美 洲为核心的“非常规油气”新格局。

参考文献
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点区”评价［J ］.石油勘探与开发,2015,42(5) ：555-565.
［9］ 胡文瑞，翟光明,李景明.中国非常规油气的潜力和发展［J ］.
中国工程科学,2010,12(5) ：25-29.(本文文献格式：肖胜东,赵思远，杨宏拓.非常规油气地质理论 与勘探技术进展［J ］.山东化工,2021,50(7) ：65-66.
)。