非常规油气藏分类及特征研究

非常规油气藏分类及特征研究

摘要：非常规油气藏的勘探开发工作自进入二十一世纪以来，世界各国都很

积极。致密油、页岩油产量快速增长，页岩气产量持续增长，煤层气、致密气产

量稳定，天然气水合物试产取得重大突破。随着这些年的发展，中国在非常规油

气勘探开发方面取得了重大进展。致密气、致密油、页岩气产量快速增长，页岩

油勘探开发已被提升到国家战略高度。

关键词：非常规；油气藏；特征分类

1、开发非常规能源的技术现状

那么什么是非常规能源能？是指不能用常规的方法和技术手段进行勘探开发

的另一类能源。这类能源的开发或存在状态与常规能源极其不同，开发难度系数高，造价高。种类繁多，有煤层气、页岩气、页岩油和低渗油等资源。这些资源

相对来说比较丰富，如果能顺利开发，能立刻解决现在资源紧张的局面。但正因

为这些资源是非常规资源，其开发难度系数高，这是我们面临的一个难题。就我

国而言，非常规能源的开发遇到了阻力，与西方发达国家的技术上还存在一定的

距离。我们需要提高技术设备和技术水平，才能跟上发达国家开发非常规能源的

步伐。这样的局面不是一两天形成的。首先我们在开发非常规能源方面意识不够，西方发达国家的意识就很全面，已经开始了大规模的开发。我们唯有交昂贵的学费，向他们学习先进的技术，花巨资，引进先进的技术设备，还要培养自己的可

靠的相关技术人员。核心开采的技术，属于高端机密，因此需要我们组建专业智

囊团，来搞技术攻关，只有这样，才能扫清我们前进的阻碍。

2、致密砂岩气藏

2.1致密砂岩气成藏基本条件

致密砂岩气成藏基本条件之一：气源岩发育、气源充足：北美落基山地区的

致密砂岩气藏的气源岩主要是白垩系的煤系地层和富含有机质的泥岩、页岩，然

后是侏罗系和第三系的暗色泥岩。尤以煤层和含煤地层最为重要，煤成气是其主

要的气源之一；其次是热成熟气和生物气。源岩的有机炭含量大于2%，有机质类

型主要为腐殖型的III类干酪根，适合生气。成熟度较高，Ro一般大于0.8。煤

层厚度巨大（一般3-9米）烃源岩厚度大于100米，分布较广。具有巨大的生气

潜力。致密砂岩气成藏基本条件之二：储层致密、但内部存在特点：致密砂岩

气藏的砂岩致密，物性和孔喉结构较差。北美落基山地区的致密砂岩特点是：①

主要沉积相类型为河流相，砂体呈透镜状，连续性差；②低孔（3-12%）、低渗（0.5-0.0005X103μm²）；③孔隙喉道半径小，一般小于0.5μ、毛细管压力高；

④孔隙类型主要有残余粒间孔隙、但多数是次生孔隙（以溶蚀孔和微孔隙为主）：

⑤成岩作用强烈、次生孔隙发育、自生矿物含量高；⑥致密砂岩储层对应力敏感

性强；⑦在钻井和增产措施中易受伤害（五敏、压敏和水锁等）。

2.2深盆气藏的成藏机制

关于深盆气藏的成藏机制，国内外均进行了详细的讨论。有多种不同的认识，目前没有取得统一：① Master（1979）提出气水相对渗透率的变化可对这类气

藏进行遮挡。据研究，当储层中的含水饱和度为40%时，气的相渗透率只有水的

十分之一，而当水的饱和度达到60%时，气的相渗透率为零，储层对气几乎不渗透；② Gies（1984）通过对气田储层压力研究得出了天然气的聚集是一种不断

有天然气沿上倾方向运移的动态平衡的观点。Welte（1984）年通过对加拿大艾

尔姆华士气田的地球化学研究表明，该气田致密砂岩储层中没有重烃的重新分配，而轻烃却发生大规模运移，整个气田处于动态平衡状态，天然气在深盆地中心不

断地被生成，同时又不断地运移到地表和孔隙度发育的边缘而散失。因此，天然

气的聚集是一种“动态圈闭”；③C.A.Bro wn通过对皮申思盆地南部的致密砂岩

中的天然气聚集的研究认为存在“毛细管压力圈闭”的可能模式；④D.J.Cant （1983）通过对阿尔伯达盆地斯皮里特河组致密砂岩的成岩作用研究，提出了致

密砂岩还存在成岩圈闭”。他认为砂岩层的各个部分在其埋藏期间可经受不同的

成岩作用，因而可导致物性上的差异，即成岩作用既可以形成储层也可以造就盖层，在适当的组合下可产生“成岩圈闭”；⑤王涛（2002）提出深盆气藏的圈闭

机理在于可以进一步理解为两种平衡，即：物质平衡和力平衡。

3、煤层气

当前国外有关煤层气理论研究和勘探取得的认识主要有以下几个方面：①利

用有机地球化学手段（主要是同位素研究），开展了煤层气成因和来源分析；②

受岩浆岩影响的煤储层具典型的微孔结构和裂隙，且生气量大，含气量高，甲烷浓度也高，达95%；③褐煤和低煤化烟煤的煤层气勘探开发深度已突破1500m。如：美国阿拉斯加州煤层气盆地勘探开发深度已达到1981m；④进行了地质构造对煤储层割理、煤层气含量和煤层气、水产能影响的相关研究；⑤利用核磁共振技术研究关于甲烷气体分子在煤孔隙中的流动；⑥储层测试分析和数值模拟技术日趋完善。

4、泥（页）岩气藏

泥（页）岩的大量生烃和排烃能使得本身产生微裂缝隙，生成的天然气以游离状态和裂缝表面吸附及泥（页）岩孔隙表面吸附等方式存在于泥（页）岩中，裂缝-微裂缝发育带是形成气藏的最佳区域。中国南方广大地区分布的志留系地层中，发育大套黑色页岩，有机碳含量大多达10%-15%，演化程度较高，可形成的泥（页）岩气资源潜力相当可观，华南褶皱带和秦岭褶皱带、扬子准地台均是勘探的有利区域。另外，松辽白垩系、渤海湾盆地、江汉盆地的第三系、四川盆地的中生界、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有一定的泥（页）岩气。

5、天然气水合物

天然气水合物在高压低温环境下稳定存在，在海底沉积物和陆上永久冻土带中广泛分布。在标准温压条件下，1立方米甲烷水合物可以含有164立方米甲烷气体。天然气水合物以其资源量巨大而引起了世界能源学家的关注。广州海洋地质调查局在南海西沙海槽地区进行了天然气水合物试调查，初步估算南海陆坡和陆隆的天然气水合物资源量可达600-700亿吨油当量。初步估计南海地区天然气水合物资源量为84.5万亿立方米，相当于845亿吨油当量。我国南海和东海以及台湾省以东的海域具有天然气水合物形成条件。位于南海的西沙海槽，台湾省西南陆坡和台西南盆地，笔架南盆地及其东缘增生楔、东沙群岛东南坡和南部陆坡区、东海的冲绳海槽和台湾省东北部是中国最有利的天然气水合分布带，而南海西部陆坡区、台湾省东北部海域、青藏高原的冻土层也是值得注意的找矿远景区。

结语：目前，对于非常规油气资源尚无明确定义，人们采用约定俗成的叫法，将其分为非常规石油资源和非常规天然气资源两大类。前者主要指重（稠）油、超重油、深层石油等，后者主要指低渗透气层气、煤层气、天然气水合物、深层天然气及无机成因油气。此外，油页岩通过相应的化学工艺处理后产出的可燃气和