非常规天然气地质特征与勘探开发进展
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•
♦川“叩、
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.
中国非常规油气勘探与研究新进展
中国非常规油气勘探与研究新进展
非常规油气资源是指难以用常规方法开采的石油和天然气资源，如页岩气、致密油和煤层气等。随着全球能源需求的不断增长，非常规油气资源的开发变得越来越重要。本文将围绕中国非常规油气勘探与研究新进展展开讨论，技术进展和成功案例，并探讨未来的发展方向和挑战。
中国是全球最大的能源消费国之一，石油和天然气对外依存度较高。为了降低能源进口依赖，中国政府积极推动非常规油气资源的开发。近年来，中国在非常规油气勘探方面取得了显著进展，发现了一批具有商业价值的非常规油气资源，如鄂尔多斯盆地、塔里木盆地等。
地震勘探是通过人工激发地震波，利用地震波在地下传播的规律来探测地下油气藏的方法。近年来，中国非常规油气勘探中广泛应用高分辨率地震勘探技术，提高了勘探精度和成功率。
钻探和测试技术是直接获取地下油气藏样品和测试其属性的方法。在非常规油气勘探中，垂直钻井、水平钻井和多分支钻井等先进钻探技术的应用，提高了钻井效率和钻井质量。同时，地层测试技术如压力计、流量计等的应用，能够准确获取油气藏的流体性质和产能等信息。
鄂尔多斯盆地是中国页岩气资源最为丰富的地区之一。通过应用高分辨率地震勘探技术、水平钻井技术和地层测试技术等，中国在该地区成功实现了大规模的页岩气勘探和开发。
塔里木盆地是中国西部地区最大的含油气盆地之一，也是中国非常规油气勘探的重要领域。通过地震勘探和钻探技术的综合应用，中国在该地区的致密油勘探方面取得了显著成果，发现了多个具有商业价值的致密油藏。
本文介绍了中国非常规油气勘探的背景和技术进展，并列举了几个成功案例。随着科技的不断进步和应用，中国在非常规油气勘探方面取得了显著进展，提高了勘探效率和成功率。然而，非常规油气资源的开发还面临着投资大、技术要求高、开采难度大等挑战。未来，需要进一步加大科技研发力度，推动非常规油气勘探技术的发展，发现更多具有商业价值的非常规油气资源，降低能源对外依存度，保障中国的能源安全。
非常规天然气系统及其在中国的勘探前景
[收稿日期]2009202220
[作者简介]赵晨光(19722),男,1997年大学毕业,工程师,现从事测井资料解释研究工作。
非常规天然气系统及其
在中国的勘探前景
赵晨光 (中原石油勘探局地球物理测井公司,河南濮阳457001)
刘继东 (中原石油化工有限责任公司,河南濮阳457000)
刘计国 (中国石油勘探开发研究院非洲研究部,北京100083)
张学锋 (中原石油勘探局地球物理测井公司,河南濮阳457001)
[摘要]在分析多家国际能源机构在不同时期对常规油气和非常规油气资源评价的基础上,指出非常规气
藏资源量约占世界总资源量的四分之一左右,我国非常规气资源潜力巨大,约为我国常规油资源量的3
倍,常规气资源量的6倍多,具有广阔的勘探前景。目前我国非常规油气资源的勘探程度很低,勘探潜
力巨大,建议加强基础理论和工程技术的研究力度,为未来的非常规气资源的充分利用创造条件。
[关键词]世界油气资源;非常规气资源;中国;前景
[中图分类号]TE121[文献标识码]A [文章编号]100029752(2009)0320193203
能源是人类社会存在和发展永不可缺的必需品,是经济发展和社会进步的重要物质基础。目前全球能源供应和消费的发展趋势从环境、经济、社会等方面来看具有很明显的不可持续性。我们当前面临着2大能源挑战:①保障可靠的、廉价的能源供应。②实现向低碳、高效、环保的能源供应体系的迅速转变[1]。目前来看,天然气是符合这两个条件的,自然界不仅存在着丰富的常规天然气资源,而且蕴藏着巨大的非常规天然气资源。面对世界快速增长的油气资源需求,非常规天然气在发达国家能源结构中的贡献在逐步增大,相信随着勘探开发技术的进步,非常规气必将成为新一代环保、高效的优质替代能源。
]非常规油气资源地球物理勘探技术发展现状及趋势-汪忠德.
![]非常规油气资源地球物理勘探技术发展现状及趋势-汪忠德.](https://img.taocdn.com/s3/m/fd8beb6b804d2b160b4ec0dd.png)
二、非常规油气资源勘探开发技术体系
2.1 全球非常规天然气开发技术体系
以美国为代表的非常规天然气开采，经过近30年的不断探索， 形成了适用于非常规天然气开发的技术体系。中国在致密气开发 走在了世界前列。 其关键主体技术包括：
非常规天然气地震勘探开发技术。 非常规天然气成藏基础理论研究（有机质、孔隙、渗流等）。 致密砂岩气藏精细描述技术。 丛式井、水平井、羽状水平井钻井工艺技术。 多井、多层压裂改造增产工艺技术（批量化施工）。
面元：30×30~30×60m
韩城三维11#煤层-5-5ms曲率属性平面图
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.5 煤层气裂缝识别技术
预测优势渗流通道，一是利用地震属性信
息预测煤层裂缝发育特点和分布位置，二
是利用测井资料进行进行裂缝识别，并在
确定煤岩是氧化或还原条件下，进行优势
渗流通道预测。 深浅电阻率差值、自然电位预 测优势渗流通道
2009—2011年，BGP在滇北昭通等地区实施了专门针对页岩气为目标的二维 和三维的地震勘探。
基于不同目的层埋深的优化观测系统技术 采集技 经济技术一体化地震采集技术
术 基于高精度卫片炮检点布设技术
长排列+小弯线+小道距观测系统技术
山地高精度静校正技术
波动方程正演与照明技术
山地地区配套静校正处理技术 处理技 高保真综合去噪处理技术
非常规油气地质特征与勘探开发关键技术
地 质 特 征
开 发 特 点
非达西流为主，不产水或产水很少
采收率低，基本无自然产能，须采 取压裂等技术措施形成“再造气藏”
必须采取水平井多级分段与重复压裂 等先进开发技术和措施，形成“人造” 渗透率方可采出，故称“人造气藏”
中国页岩气地质特征及资源潜力
中国页岩气基本地质特征
1. 中国主要有海相、海陆过渡、陆相三套页岩，海相页岩分布在
2000 Bcf/d 0.2
0.9 1.1 1.1
2009 Bcf/d 0.9 0.2 0.5 1.4 4.6
0.8 8.5 0.6 0.1 0.7 9.2
2010（预测） Bcf/d 1.6 0.7 0.7 1.8 4.8
0.8 10.4 0.8 0.2 1.0 11.4
未来的页岩气将成为美国非常规天然气的主体
据美国能源信息署（EIA）预测，未来二十多年，页岩 气产量还会大幅上升，到2030年页岩气产量将占到美国天 然气总产量的24.3%。
美国天然气产量历史及预测（EIA）
随着勘探的深入，北美区页岩气勘探开发深度 已达2000-4000米，最大接近6000米
北美地台区页岩气藏勘探开发深度图
页岩气基本地质特征及成藏条件
(2009年产量)
占总 资源量%
36.8 126/134.4 12.0 131.8 56
71.7 0.3 150 0 780
非常规油气勘探技术的研究与开发
非常规油气勘探技术的研究与开发
一、引言
随着社会经济快速发展和能源需求的不断增长，传统油气资源
的开采已经难以满足经济的需求。而在千百年来，地球自然资源
的减少和国际竞争的加剧，不断推动着油气勘探技术的不断革新。非常规油气勘探技术的研究与开发，成为目前行业发展的热点话题，在全球能源危机的情况下变得愈加重要。
二、非常规油气资源介绍
非常规油气勘探资源指的是天然气水合物、化学储气库、页岩气、煤层气、重油油砂和油页岩等。这些新的油气勘探资源具有
产地更分散、勘探条件更为复杂、开发难度更大的特点；同时也
因为采干对环境的影响较大，而日益受到世界各国的重视和关注。
三、非常规油气勘探技术的研究现状
随着石油勘探技术的不断发展，非常规油气勘探技术也得到了
很大的提升和发展。笔者从各方面逐一分析，以便更好地探讨这
一技术的发展现状。
1. 页岩气技术的研究
页岩气资源是指页岩巖中具有可采取的高含气性质的能源资源。页岩气开发技术最主要的难点就是页岩气井的开发难度高，一定
程度上导致了勘探成本的不断上升。为了克服这一困难，国内外
的科研机构在分子匹配与矩阵滤过过程与计算渗流模型，以及岩
石破裂机理与注入压力及施加剪切力等方面的机理研究都进行了
相关的实验和理论研究。研究结果证明，通过页岩气水力压裂技术、水平钻进技术、低密度砾石诱发技术和实时采光等方式可实
现页岩气井成功产气。
2. 煤层气技术的研究
煤层气是指在煤层中储存的天然气。目前国内煤层气气藏勘探
开发处于较高的水平，主要采取了水平井细网化开采、地质工程、数值模拟等技术。这些技术的应用，极大地缩短了勘探时间和开
中国非常规天然气勘探前景远大——访中国地质大学(北京)张金川教授
问 ： 们都 知 道 ， 我 美国是世 界 上 天然 气 作 用 甲 烷 气 、 机 质 热 成 熟 高 峰 之 前 的 有
之 间 天然 气勘 探 生产 的 主要 差距 在哪 里
概 念 应该 如 何准 确 地 理 解 答 ： 岩 气 是 主体 上 以吸 附 或 游 离 页
、
状 态 存 在 于 泥 岩 、 碳 泥 岩 页 岩 及粉 高 答 ： 今 的 美 国 是 世 界 上 天 然 气 勘 各 自对 应 于 不 同 的 地 质 条 件 和 地 质 特 殊 砂 质 岩 类 夹 层 中 的 天 然 气 它 可 以 生 成 现 探 开 发 程 度 和 生 产 应 用 技 术 最 发 达 的 国 性 ； 另一 种 是 在 成 藏 动 力类 型 和 机 理 模 于 有机 成 因 的各 种 阶 段 天 然 气 主 体 上
、
，
、
地 中心、 缘 斜 坡 及 周缘露头 区形成 了广 的 页岩 气 、 密 砂 岩 储 层 中以活 塞 式 运 面． 少 量 以溶解 状 态赋 存于 干酪 根 沥 边 致 极 泛 的天然 气勘 探 开发 生 产局面。 面上 ． 剖 聚 为 特 点 的 根 缘 气 、 规 意 义 上 受 浮 力 青 质 及 石 油 中 ． 然 气 也 存 在 于 夹 层 状 的 常 天
。
，
的 成 果 和 认 识 。 后 主 持 ４ 与 此 相 关 的 先 项
中国非常规油气勘探与研究新进展
中国非常规油气勘探与研究新进展
一、本文概述
随着全球能源需求的日益增长和常规油气资源的逐渐枯竭，非常规油气资源的勘探与开发正逐渐成为全球能源行业的重要研究方向。中国，作为全球最大的能源消费国之一，对于非常规油气资源的勘探与研究更是具有举足轻重的地位。本文旨在全面概述中国非常规油气勘探与研究的新进展，包括页岩气、煤层气、致密砂岩气、油页岩等非常规油气资源的勘探技术、开发成果、政策环境以及未来发展趋势。通过对这些方面的深入探讨，本文旨在为相关领域的专家学者、政策制定者以及企业决策者提供有价值的参考信息，以推动中国非常规油气资源的可持续利用与发展。
二、中国非常规油气资源概述
非常规油气资源，作为全球能源领域的新兴焦点，在中国同样具有举足轻重的地位。中国作为世界上最大的能源消费国之一，对非常规油气资源的勘探与研究始终保持着高度的重视和投入。这些资源，主要包括页岩气、煤层气、致密气、油砂和天然气水合物等，它们不同于传统的常规油气资源，具有分布广泛、储量丰富、开发难度较大等特点。
页岩气是一种以吸附或游离状态赋存于页岩层系中的天然气，中国的页岩气资源主要分布在四川盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地等地，近年来随着技术的不断进步，页岩气勘探开发取得了显著成果。
煤层气作为一种与煤炭伴生的清洁能源，在中国的山西、陕西、内蒙古等地资源丰富。通过采煤采气一体化、地面抽采等多种方式，煤层气的开发利用对于保障国家能源安全和减少温室气体排放具有
重要意义。
致密气主要分布在中国西部地区的盆地和东部地区的凹陷，其储层物性较差，但资源潜力巨大。随着钻井、压裂等技术的持续创新，致密气的勘探开发正逐渐成为油气增储上产的重要领域。
国内非常规油气地球物理勘探技术现状及进展
受构造、 裂缝及孔隙等因素控制 ； ④大都表现为 规 油气地 球 物理勘 探技 术的应 用现 状及新 技术 的发 展 性强，
趋 势进行 总结 。
低孔低 渗 。 见非常规 油气藏 与常规油 气藏相 比 ， 可 其成
基金项 目：中国石油勘探 与生产公 司物探攻 关项 目 “ 台北 凹陷南部斜坡 区地震资料精细处理储层预测烃类检 测技术 及应用 ”（０ 卜 ０ ２１ ３
表 １我 国主要非常规油气资源分布 勘 探情况［ １ ５３ －］
Ｔａ ｅ Ｍ ａｎ ｎｃ ｎ ｅ ｉｎ ｏｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ｏ ｒ ｅｓ ｉｔｉｕ ｉ ｎ ｎ ｅ ｏｒ ｔｏ ｓｔ ａ ｉｎ ｎ ｂｌ１ ｉ ｕ ｏ ｖ ｎｔｏ ａｌ ｌ ｄ ａ ｒｓ ｕ ｃ ｄｓ ｒｂ ｔｏ ａ ｄ ｘｐｌ ａ ｉｎ ｉｕ ｔｏ ｉ Ｃｈｉａ ａ ｎ
开 发利 用起 来 ，对 于保 障 国家 能源安 全具 有重要 的战 探 明储量 ２ ８ Ｘ １ ｍ ． ０ 。我 国页 岩 气资 源量 达 １ Ｘ 略 意义乜 １ 。
１ ，其 中可 采储量 ２ ６Ｘ１ ，与美 国相 当 ；目 ０ｍ ． ０ ｍ。
文献 调研 发现 ，非 常规 油 气勘探 开发理 论 聚焦于 前 ，我 国页岩 气资 源仍处 于未 开发状 态 ，开发潜 力 巨 成 藏地 质理论 研究 和钻 井开发 技术研 究 ，对地球 物理 大 ； 国致密 砂岩 天然 气资源 量约 为 １ ４ ０ ， 我 ． ８Ｘ １ １ ３ ｍ
非常规油气资源勘探开发的几点思考
非常规油气资源勘探开发的几点思考
引言
随着传统油气资源逐渐减少，对非常规油气资源的勘探与开发日益受到关注。
非常规油气资源包括页岩气、煤层气、可燃冰等，其具有蕴藏量大、分布广、储层特殊等特点。在非常规油气资源勘探开发过程中，需要考虑一系列的技术和经济因素，本文将从几个重要的方面探讨非常规油气资源勘探开发的几点思考。
技术挑战与解决方案
地质勘探技术
地质勘探是非常规油气资源开发的第一步，而非常规油气资源的特殊储层特征
给地质勘探带来了很大的挑战。例如，页岩气的可渗透性低，煤层气的孔隙度小，可燃冰的储量密度大等。解决这些问题需要研究新的地质勘探技术，如地震勘探、核磁共振、电磁法等，以识别和评估非常规油气资源的蕴藏规模和分布。同时，需要结合地质学、地球物理学和岩石力学等学科知识，深入研究非常规油气的形成、分布和运移规律，提高勘探效果。
水平井和压裂技术
非常规油气资源的储层特殊，通常需要采用水平井和压裂技术来实现经济开发。水平井可以增加储层暴露面积，提高采收率；而压裂技术则可以改善储层的渗透性，增加油气的产出量。然而，水平井和压裂技术在非常规油气资源勘探开发中也面临一些挑战，如选择适当的水平井间距、确定最佳的压裂参数等。因此，需要进行大量的实验和数值模拟研究，以优化水平井和压裂技术的应用，提高开发效果。
经济可行性分析
非常规油气资源的开发成本相对较高，包括勘探、开采和输送等方面的投资。
因此，进行经济可行性分析对于决策者来说至关重要。在经济可行性分析中，需要考虑多种因素，如油气价格、勘探风险、环境保护成本等。同时，还需要进行成本效益分析，评估非常规油气资源的开发潜力和经济回报。只有在经济可行性得到确认的情况下，才能够继续推进非常规油气资源的勘探开发工作。
非常规油气资源勘探与开发技术研究
非常规油气资源勘探与开发技术研究
随着人类对能源的需求越来越大,传统油气资源越发的稀缺,因此大多数发达国
家不仅加大了油气资源的勘探力度,而且在寻找替代能源方面也投入了大量的精力。
而在这种情况下，非常规油气资源勘探与开发技术研究受到了广泛的关注。非
常规油气资源被定义为无法通过传统方式开采的资源，包括页岩气、页岩油、煤层气和油砂等。这些资源具有难以勘探和开采的特殊性质，由于难以开采，常常被许多专家和学者排除在真正的能源来源之外。
然而，随着技术和科学的发展，非常规油气开采与勘探的技术正在快速成熟并
广泛使用。这种技术的开发和应用对全球的能源安全具有重要的意义。
一、页岩气与页岩油的开采技术
页岩气和页岩油是目前非常规油气资源中最为热门的能源类型之一。页岩气和
页岩油主要存在于地下的岩石中，因此开采难度非常大。为了解决这个问题，开发商通常需要进行四个步骤:
第一个步骤是通过设备治疗水来减低钻井时的摩擦。这可以使水流更加顺畅，
从而使岩石中的石油和天然气更容易被释放。
第二个步骤是在岩石中注入一种化学物质，使岩石变得更脆。这将使岩石在采
油过程中更容易裂开，并释放出更多的天然气和石油。
第三个步骤是在地下使用水或其他化学物质使岩石断裂，并将油和气释放出来。
第四个步骤是利用压裂技术使岩石更深入地裂开，从而释放更多的油和天然气
进入管道系统。
这些技术已经被证明可以增加非常规油气的采集和开发量，但也引起了环保方
面的讨论。由于开采非常规油气的过程会对地下水资源以及环境造成潜在危害，因此需要制定相关的政策来平衡经济利益和环境保护。
中国非常规天然气资源
（3）近10年来，全球找到了37个大气田，是找到大油田的3倍多。目前发现和 估计的天然气储量是石油的5倍多。 （美国国会听证资料）
（4）研究证明，天然气不一定完全是生物起源，也可能是无机生成，可以再生。 在预见的将来，天然气将供应全球的80％的能源。（美国国会资料）
6% 致密砂岩气
天然气水合物 37%
全球非常规天然气资源，主要分布在加拿大、俄罗斯、美国、 中国、拉美等国家和地区。
17
二、全球非常规天然气资源开发利用现状
6、全球非常规天然气发展趋势
（1）美国是全球非常规天然气开发利用的领军国家。2009年，首次超过俄罗 斯，达到6240亿立方米，成为全球第一大产气国，其主要贡献是非常规天然气 （年产量已达到2917亿立方米）。
几十公里
生气窗 致密砂岩气藏
非常规天然气资源的埋藏、赋存状态与常规天然气资
源既有相似之处，也有较大的差别，其主要的差别在于资
源的“低品位”。
8
一、什么是非常规天然气资源
6、非常规天然气资源的开发特点
常规天然气资源 易开发，但只占小部分
常规
非常规天然气资源 储量大，但开发较困难
价 截化 格 止的 线变 是化 根而 据变
中国非常规油气资源与勘探开发前景
中国非常规油气资源与勘探开发前景
一、本文概述
1、非常规油气资源的定义与分类
非常规油气资源，相较于传统的常规油气资源，其定义主要基于资源赋存状态和开发方式的特殊性。常规油气资源主要指的是那些通过传统钻井和开发技术即可有效开采的石油和天然气资源，它们通常储存在相对容易识别和接近地表的构造中。然而，非常规油气资源则不同，它们或者赋存于地下深处、地质条件复杂的区域，或者储藏在非传统的地质结构中，因此，需要采用更为复杂和先进的技术手段才能进行有效开发。
根据赋存状态和开采方式的不同，非常规油气资源可以分为几大类。首先是页岩油气，这类资源主要储存在页岩地层中，由于页岩的渗透率极低，因此需要采用水平井钻井技术和水力压裂技术才能有效开采。其次是致密油气，这类资源虽然也储存在砂岩等常规储层中，但由于储层物性差，渗透率低，传统的开采方式难以奏效，因此也被归类为非常规油气资源。油砂、油页岩以及天然气水合物等，也都是非常重要的非常规油气资源类型。
非常规油气资源的开发，对于补充和替代传统能源，保障能源安全，以及推动能源结构的多元化都具有重要意义。随着科技的进步和开采技术的不断创新，非常规油气资源的勘探开发前景十分广阔。
2、全球非常规油气资源的发展现状与趋势
随着常规油气资源的逐渐枯竭，全球目光转向了非常规油气资源。这些资源，如页岩气、致密油、油砂、煤层气等，具有储量大、分布广、开采难度高等特点。近年来，非常规油气资源在全球能源领域中的地位日益上升，成为了各国争相开发的重点。
页岩气作为非常规油气资源的重要组成部分，已成为全球能源领域的新宠。美国是页岩气开发的领跑者，其页岩气产量在短短几年内迅速增长，成为了全球最大的页岩气生产国。加拿大、中国、澳大利亚等国家也在页岩气开发方面取得了显著进展。致密油作为另一种非常规油气资源，也在全球范围内得到了广泛关注。特别是在北美地区，致密油的开发已经形成了一定的规模。
中国非常规油气勘探开发与理论技术进展
中国非常规油气勘探开发与理论技术进展
一、本文概述
随着全球能源需求的不断增长，非常规油气资源已成为未来能源发展的重要方向。中国作为全球最大的能源消费国之一，对非常规油气资源的勘探开发与理论技术进展尤为关注。本文旨在全面概述中国非常规油气勘探开发与理论技术的最新进展，包括页岩气、煤层气、致密油气等非常规油气资源的勘探开发现状、关键技术突破以及面临的挑战与机遇。通过深入分析这些领域的理论与实践，本文旨在为国内外相关领域的学者、政策制定者和从业人员提供有益的参考和启示，共同推动中国非常规油气资源的可持续开发与利用。
二、中国非常规油气资源概况
中国作为全球最大的能源消费国之一，对于油气资源的需求日益增长。然而，传统的常规油气资源日益枯竭，因此，非常规油气资源的勘探与开发在中国的能源战略中占据了重要的地位。中国拥有丰富的非常规油气资源，主要包括页岩气、煤层气、油页岩、油砂和天然气水合物等。
页岩气作为一种重要的非常规天然气资源，在中国具有巨大的开发潜
力。中国的页岩气主要分布在四川盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地等地区，其中四川盆地的页岩气资源最为丰富。近年来，随着技术的不断进步和政策的支持，中国的页岩气勘探与开发取得了显著的进展。煤层气是另一种重要的非常规油气资源，主要赋存于煤炭中。中国作为世界上最大的煤炭生产国和消费国，拥有丰富的煤层气资源。主要煤层气产区包括山西、陕西、内蒙古等地区。随着煤炭行业的转型升级和环保要求的提高，煤层气的开发利用对于提高能源利用效率和减少温室气体排放具有重要意义。
中国的油页岩和油砂资源也具有一定的开发潜力。油页岩主要分布在东北、西北和西南地区，而油砂资源则主要分布在新疆和青海等地。虽然这些资源的开发技术尚不成熟，但随着科技的进步和经验的积累，未来这些资源有望成为重要的能源补充。
非常规油气地质理论与技术进展
非常规油气地质理论与技术进展
【摘要】
非常规油气资源是当今石油工业发展的新动力源，引起了广泛关注。本文分析了非常规油气的形成机理，探讨了目前的勘探技术和开
发技术，并对非常规油气地质模型进行了建立。通过评价非常规油气
资源的方法，可以帮助更好地认识资源的潜力和价值。结论部分讨论
了非常规油气开发的前景，指出了未来发展的方向。非常规油气地质
理论与技术的不断进步，将为我国石油工业的可持续发展提供有力支撑。随着技术不断创新和加强，非常规油气资源有望成为我国未来重
要的能源战略之一。
【关键词】
非常规油气资源、地质理论、技术进展、形成机理、勘探技术、
开发技术、地质模型、资源评价方法、开发前景、未来发展方向
1. 引言
1.1 非常规油气资源概述
非常规油气是指那些无法通过传统石油和天然气开采技术进行有
效开采的油气资源，包括页岩气、页岩油、煤层气等。这些资源通常
存在于地层深部或岩石密度大、孔隙度小的地质条件下，开采难度大，但蕴藏量巨大。
与传统油气资源相比，非常规油气具有勘探风险高、开发周期长、投入成本高等特点。但随着技术不断进步和油价的上涨，非常规油气
的开发变得越来越有吸引力。特别是在当前全球能源形势下，非常规
油气被视为未来能源发展的重要方向之一。
根据统计数据显示，全球非常规油气资源储量总量巨大，预计未
来将会成为全球能源供应的主要来源之一。研究和开发非常规油气资
源已经成为国际能源领域的热点问题，各国纷纷加大对非常规油气研
究和开发的投入力度，不断推动非常规油气资源的开发利用。
1.2 研究背景
随着传统石油和天然气资源的逐渐枯竭，人们对非常规油气资源
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煤层气与常规天然气成藏地质 特征比较具有以下特点
常规天然气及煤成气
煤层气
游离状态 聚集在孔隙和裂缝中
吸附状态 吸附在孔隙的内表面
烃源岩 运移 储集层
煤层中 生成 未运移原地吸附
气体单相
气-水多相
煤层气具有独特的成藏机理
全球常规天然气资源量378万亿立方米，非常规天然气 资源量716.2万亿立方米(不含致密气和水合物)，如将天然 气水合物资源量3000万亿方计算在内 ，非常规天然气约是 常规天然气的10倍多。
页岩气 煤层气
456.2 260
天然气
378
0
100
200
300
400
世界天然气资源总量构成特征
500 万亿立方米
Eagle Ford, Ingrain
粒间孔
粒内孔
Haynesville, E.TX, Ingrain
（据Loucks等, GCAGS, 2010.4）
Pearsall Shale, S. TX
页岩气成藏基本条件：页岩生气层＋盖层/储盖层
页岩气主要地质特征及开发生产特点（据邹才能.2010.修改）
Ⅰ古生界海相页岩
Ⅱ中新生界陆相页岩
准噶尔盆地 Ⅲ石炭-二叠系过渡相页岩
松 辽 盆
地
吐哈盆地
渤 海 湾 盆 地
塔里木盆地
柴达木盆地 羌塘盆地
北方地区
鄂
尔
多
华
斯 盆
北
地
地
区
古生界海相泥页岩发育区 中新生界陆相泥页岩发育区 石炭—二叠系泥页岩发育区 沉积盆地
南方地区
近海盆地E陆相 /Mz海相页岩
不同地质时期页岩以古生界海相页岩、中新生界陆相页岩最 展布规模最大，资源潜力最大
（据邹才能，2009，修改）
报告主题
1.全球及中国天然气资源 构成特点
2.全球及中国非常规天然 气资源潜力及勘探开发现 状
报告主题
2全球及中国非常规天然气 资源潜力
Ⅰ全球及中国页岩气资源潜力
全球页岩气资源丰富遍及世界各地
据美国国家石油委员会（NPC）统计，截至2007年底，全球页岩气资 源量约为456.2万亿方，占全球非常规气资源量近50%。主要分布在北美 （占23.8%）、中亚和中国（占21.9%）、中东和北非（占15.8%）、拉美 （占13.1%）等国家和地区 。
其他地区：50.1万亿立方米，占11%
北美发现21个页岩气盆地，2011年产量达1760亿方
北美页岩气勘探发展迅速：世界页岩气勘探开发亮点区
从1821年阿帕拉契亚盆地第一口页岩气井钻探成功
2000年：在3个盆地3个层段 页岩气产量：112亿立方米
2011年：21个盆地，17个层段 页岩气产量：1760亿立方米
中国页岩发育区及页岩气富集区分布图
近海盆地E陆相 /Mz海相页岩
报告主题
2全球及中国非常规天然气 资源潜力
Ⅱ煤层气资源潜力
煤层气涵义
煤层气系指产自煤层中由甲烷、乙烷及少量二氧化碳等组
成的混合气，甲烷一般占95%-98%。这些气体由成煤演化
过程中生成且主要吸附或游离于煤层之中，其与经过运聚过
程而富集成藏的常规煤型气存在明显的差异。 常规
非常 规天 然气
页岩气 致密气 水合物
134.0 100.0 206.0
0.3
25.2
271
18.8
0
38.7
常规天然气
56
1025
10.5
中国不同类型天然气资源构成特点
非常规油气在剩余待开发油气资源中居优势：随着勘探
开发的深入，剩余油气资源中非常规油气超过80%（不含水合物）
非 常 规 油 气 藏
颗粒粒径 （2的几何级数
制，mm）
>2
20.0625
0.06250.0039
<0.0039 无纹层、页理 有纹层、页理
岩石类型
砾岩
砂岩
粉砂
泥岩
页岩
页岩气(shale gas)：从一定厚度富有机质页岩中，通过先进
的工艺措施采出的天然气，或自生自储在页岩纳米级孔隙中
连续聚集的天然气 。该气藏一般无自然产能，必须通过水
源储一体，持续连续聚集，非浮力 成藏；无明显圈闭界限，封闭层或
地 盖层仍必不可少 质 储层致密，以纳米级孔隙为主；天
然气以吸附、游离方式赋存为主
特 不受构造控制，页岩气藏大面积连 征 续分布，与有效生气源岩面积相当
资源规模大，局部有“甜点”核心 区
气藏核心区评价条件
①总有机碳含量>2%（非残余有机碳） ②石英等脆性矿物>40%、粘土<30% ③暗色富有机质页岩成熟度
Ro>1.1%~<2.0% ④充气孔隙度>2%、渗透率 >0.0001mD ⑤有效富有机质页岩连续厚度>30-50m
单井产量低，初期产量高递减快、
开 生产周期长，无统一气水界面
发 非达西流为主，不产水或产水很少 必须采取水平井多级分段与重复压裂
特
等先进开发技术和措施，形成“人造” 渗透率方可采出，故称“人造气藏”
点 采收率低，基本无自然产能，须采 取压裂等技术措施形成“再造气藏”
中国页岩气地质特征及资源潜力
中国页岩气的基本地质特征
1. 中国主要有海相、海陆过渡、陆相三套页岩，海相页岩分布 在三大地区，陆相页岩分布在六大盆地，均能形成页岩油、页 岩气； 2. 中国海相页岩地层分布广，热演化程度高、埋藏深度大。其 中，四川盆地是海相页岩气分布最有利的地区； 3. 四川盆地发育多套厚度大分布稳定的富有机质页岩，该盆地 中最有利的是川南地区下古生界浅水-陆坡深水富有机质页岩 沉积；
页岩气基本地质特征及开发评价特点
页岩（Shale）：是由粒径<0.0039mm的细粒碎屑、粘土、有机质等 组成、具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩，美国称之为粒径 <0.0039mm的细粒沉积岩。页岩约占总沉积物的55%。页岩类型一般有 黑色页岩、炭质页岩、硅质页岩、铁质页岩、钙质页岩等。
常用碎屑岩分类简表
北美页岩气勘探快速发展，实现了商业化开采
在近10年的时间里，北美页岩气产量增长了近10倍，
在2011年页岩气产量超过4.25×108m3/天。
美国
Haynesville Marcellus Woodford Fayetteville Barnett
其他 小计 加拿大 Montney Horn River 小计 合计
中国页岩气勘探进展及现状
➢迄今已钻探页岩气井60多口，其中20多口井见页岩气显示。
中石油四川盆地页岩气井钻探
中石化方深1井压裂现场
25
目前中国页岩气前期评价及先导试验与勘探进展顺利
中国页岩气勘探开发钻井区分布图
中国石油
图 中国石化 例 延长油田
国土资源部
目前在四川、鄂尔多斯、 沁水等盆地和重庆、湖南 等地区已证实存在页岩气
在四川等地区建立了页岩 气产业化示范区
钻探进展情况
➢ 钻探页岩气井60余口
➢ 获页岩气流井20余口
➢ 页岩气产量最高达50多 万方
虽然中国页岩气地质特征具特殊性，但目 前已取得如下基本共识：
中国发育海相、海陆过渡、陆相三种类型页岩，其中， 以广泛存在的海相页岩气最佳。
四川盆地南部下古生界近5万km2页岩发育区，是近期页 岩气勘探的核心区，亦是获得页岩气突破的最有利区。
2000 Bcf/d
0.2 0.9 1.1
-
1.1
2009 Bcf/d
0.9 0.2 0.5 1.4 4.6 0.8 8.5
0.6 0.1 0.7 9.2
2010（预测） Bcf/d 1.6 0.7 0.7 1.8 4.8 0.8 10.4
0.8 0.2 1.0 11.4
未来的页岩气将成为美国非常规天然气的主体
中国主要发育海相、海陆过渡、陆相三套页岩，海相分布在三 大地区，陆相分布在六大盆地，都可以形成页岩油、页岩气
准噶尔盆地C-JHale Waihona Puke Baidu
吐哈盆地 P-J
松辽盆地 K
海拉尔盆地
松
准 噶 尔 盆 地
塔 里 木 盆 地
吐
哈
盆
地
银额盆地
二 连 盆 地
辽
盆
地 渤海湾盆地E
渤
柴
河
塔里木盆地Ε-O 羌
达
西
木
走
盆
廊
地
盆 地
群
塘
盆
鄂尔地多斯盆地C-T
鄂 尔 多 斯 盆 地
海 湾 盆 地
华北东 地区 Pz
地 盆 川 四
海 盆
地
南方地区 Z-P（四
川/安徽） 莺 歌 海
珠 江 口 盆
地 中国近海盆地
盆 地
E/Mz
三大海相页岩区 ➢南方古生界 ➢华北地区古生界 ➢塔里木盆地寒武－奥陶系
六大陆相页岩区 ➢松辽盆地白垩系 ➢渤海湾盆地古近系 ➢鄂尔多斯盆地石炭-三叠 系 ➢准噶尔盆地石炭－侏罗系 ➢吐哈盆地二叠系-侏罗系 ➢中国近海盆地古近系/中 生界
据美国能源信息署（EIA）预测，未来二十多年，页岩 气产量还会大幅上升，到2030年页岩气产量将占到美国天 然气总产量的24.3%。
美国天然气产量发展历史及预测（EIA）
随着页岩气勘探的深入，北美地区页岩气勘探开发深度 目前普遍已达2000-4000米，最大超过6000米
北美地台区页岩气藏勘探开发深度不断加深
中国页岩气具有热演化程度高、埋藏深、地面复杂等特 殊性,与国外差异大,勘探风险高、开发成本高难度大，私 企参与勘探开发页岩气须谨慎。
中国与国外非常规油气地质及开发条件对比
对比项目
中国
国外
地质条件
构造演化 沉积环境 储层特征
多旋回为主 陆相为主 非均质性较强
单旋回为主 海相为主 均质性较好
开采条件
地形地貌 水源条件 地面管网 政策扶持
山地、丘陵、荒漠等 缺乏 不发达或无管网 尚未完全建立
现实增储上产 致密气、致密油 发展序列 工业化试验 煤层气、页岩气
平原为主 充足 发达 已建立 油砂、致密气、煤层 气、页岩气、致密油 页岩油
研究探索 页岩油、油页岩、水合物 油页岩、水合物
中国页岩气资源规模及潜力
根据页岩气地质条件，预测我国页岩气资源量为134.4万亿 立方米，可采资源量25万亿立方米。主要分布在四川、鄂尔多 斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔等盆地,计划 2015年产量达到65亿方；2020年产量将达600-1000亿方。
2013深圳非常规天然气资源勘探开发研讨会
全球及中国非常规天然气资源潜力 与勘探开发现状
何家雄1 马文宏2 刘全稳3 张 伟1
1.中科院边缘海地质与油气资源重点实验室 2.中海油湛江分公司勘探开发部 3.西南石油大学 2013.7.深圳
报告主题
1.全球及中国天然气资源 构成特点
2.全球及中国非常规天然 气资源潜力及勘探开发现 状
煤成气藏 （经过运聚）
煤层气气藏 （未经运移）
煤层
煤层气以吸附气为主，开采须排水降压
游离状态：
天然气以自由气体状态存在于煤的割理和裂缝孔隙中，可 以自由运移，运移的动力主要是地层水的压力。煤层中游离状 态天然气约占煤层气的10%～20%。
吸附状态：
在煤的内表面上分子的吸引力在煤的表面产生吸附场，吸 引周围的气体分子。吸附状态是一个可逆的过程。吸附状态天 然气约占煤层气的70%～95%，煤层气主要为煤层吸附气。
世界页岩气资源分布特征（万亿立方米）
108.7
99.8
59.9
72.2
65.5
50.1
北美
拉丁美洲 中东和北非 中亚和中国 太平洋地区
其他
北美地区：108.75万亿立方米，占23.8%
世界资源 量456.2万 亿立方米
中亚和中国：99万亿立方米，占21.9% 中东—北非：72.2万亿立方米，占15.8% 拉丁美洲：59.9万亿立方米，13.1% 太平洋国家：65.5万亿立方米，占14.4%
非常规天然气在中国天然气资源构成中达89.5%
中国非常规天然气资源量476.8万亿立方米(水合物206
万亿立方米)，常规天然气资源量56万亿立方米，
其是常规天然气资源量的8.5倍。
天然气 资源类型
资源量 /1012m3
年产量/ 占总 108m3 资源量%
(2009年产量)
煤层气
36.8
115
6.9
溶解状态：
煤中还有少量的天然气溶解在煤层的地下水中，称为溶解 气，其量很少。
煤层气赋存状态与常规煤成气存在明显差异：
由于煤层气以吸附状态聚集为主。因此，目前研究 的重点，是如何勘探和开采以吸附态赋存的具有一定 规模的煤层甲烷气。
游离气
水溶气和水
吸附气 气体组分：CH4、 CO2、N2
储集机理 成藏过程 流体特征
平分段压裂等工艺措施方可开采出来。
页岩气纳米级孔喉特征及油气聚集机理
常规油气藏 连续型油气聚集
常规储层毫 微米级孔喉
页岩储层纳 米级孔喉
储层孔喉结构模式图
页岩气储层孔径：5—200nm
New Albany, Ingrain
有机质孔
Marcellus, Ingrain
Niobrara, Ingrain
非常规天然气：煤层气、页岩气、致密砂岩气、可燃冰
常规油气藏
天然气水合物 常规油气藏
深水区和冻土带
非常规天然气
非常规天然气
常规油气资源 占38%
38%
7% 12% 6%
37%
非常规油气资 源占62%
煤层气 页岩气 致密气 天然气水合物 常规油气
全球非常规天然气资源与常规油气资源的比较
非常规天然气在天然气资源构成中占绝对优势