常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例[1]

ＺＯＵ Ｃａｉｎｅｎ９１＇２ ＺＨＵ Ｒｕｋａｉｌ’２ ＷＵ Ｓｏｎｇｔａ０１·２ ＹＡＮＧ Ｚｈｉｌ ＴＡＯ Ｓｈｉｚｈｅｎｌ
ＨＯＵ Ｌｉａｎｈｕａｌ ＹＡＮＧ Ｈｕａ３ ＸＵ Ｃｈｕｎｃｈｕｎ４ ＬＩ Ｄｅｎｇｈｕａｌ ＢＡＩ Ｂｉｎｌ·２
ＹＵＡＮ Ｘｕａｎｊ ｕｎ ＷＡＮＧ Ｌａｎｌ
（１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊ ｉｎｇ １ ０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｏｉｌ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，
ｇａｓ；ｓｈａｌｅ ｏｉｌ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｏｉｌ—ａｎｄ—ｇａｓ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
伴随世界油气需求的持续增长与常规油气产量的 不断下降，具有较大资源潜力的非常规油气逐渐成为 新的领域，受到各个国家和石油公司的高度重视，并引 起石油地质学理论的创新。从背斜理论［１‘３］、圈闭理 论［４。５］、油气生成与运移理论［６。９］、含油气系统理论［６。１３］ 到具有中国特色的陆相生油理论［１４。１ ５Ｉ、源控论［１６。１ ７｜、 复式油气聚集带理论［１８｛ｏ］、煤成气与天然气成藏理 论［－２１－２３３和岩性一地层油气藏与大面积成藏理论［２４’２ ６Ｉ，传 统的石油地质研究强调从烃源岩到圈闭的油气运移， 寻找有效的聚油圈闭是油气勘探的核心；非常规油气 系统［２７－２８３和大面积连续型油气聚集理论［２９。３４１的提出， 淡化了圈闭成藏概念，强调原位滞留或短距离运移的 页岩系统源储共生型油气聚集，寻找有效储集体成为 油气勘探的核心。勘探理念的转变推动了非常规油气 的一系列重要突破，储量和产量快速增长，在全球能源 供应中的地位日益凸显。２００８年全球非常规石油资 源规模达４ ４９５×１０８ｔ，与常规石油资源基本相当，非常 规石油产量快速上升，以美国致密油为例，２０１１年产量 达３０００×１０４ｔ，预计到２０２０年产量达１．５×１０８ｔ；全球非 常规天然气资源规模达３ ９２１×１０１２ ｍ３，是常规天然气资 源的８倍，非常规天然气产量快速上升，已占到天然气 产量的１８％Ｅ３ ４。。２０１０年，中国非常规油气探明储量已 占新增探明储量的７５％，成为储量增长的主体。
关键词：常规油气；非常规油气；页岩系统油气；纳米油气；致密油；致密气；页岩气；页岩油；连续型油气聚集
中图分类号：ＴＥｌ２２．１
文献标识码：Ａ
Ｔｙｐｅｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｇｅｎｅｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓ：ｔａｋｉｎｇ ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ ａｎｄ ｔｉｇｈｔ ｇａｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｓ ａｎ ｉｎｓｔａｎｃｅ
（１．中国石油勘探开发研究院北京１０００８３； ２．提高石油采收率国家重点实验室北京 １０００８３ ３．中国石油长庆油田公司 陕西西安 ７１００２１ ４．中国石油西南油气田公司 四川成都６１００５１）
摘要：油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越，是石油工业发展的必然趋势，二者在油气类型、地质特征及聚集机理等方
ｚｃｎ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ＣＯｒｎ．ｃｎ
●
万方数据
１７４
石
油
学
报
２０１２年第３３卷
ａ ｓｈｏｒｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｔｏ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｔｈａｔ ａｒｅ ｃｌｏｓｅ ｔＯ ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｃｋｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｂｕｏｙａｎｃｙ ｉｓ ｌｉｍｉｔｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｐａｐｅｒ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ ｇｅｏ— ｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ｔｉｇｈｔ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ ｉｎ ｓｏｍｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｂａｓｉｎｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，ｗｈｅｒｅ ｐｏｒｅｓ ｉｎ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅ ｗｉｔｈ ｐａｒｔｉａｌ ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ－ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｐｏｒｅｓ ｄｏｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｓｐａｃｅ ｏｆ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ，ｔｈｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｏｒｅｓ ｉｓ ５～２００ ｎｍ ｉｎ ｇａｓ ｓｈａｌｅ．４０～５００ ｎｍ ｉｎ ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ。５０～９００ ｎｍ ｉｎ ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ａｎｄ ４０ ７００ ｎｍ ｉｎ ｔｉｇｈｔ ｇａｓ ｓａｎｄ．Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｌｏｂｅ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ ｎａｎｏ—ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａ— ｐｅｒ ｔｈａｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ“ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ”ｉｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ－ｕｒｇｅｎｔｌｙ ｒｅｑｕｉｒｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏ— ｐｉｎｇ ｖｉｃａｒｉｏｕｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｖｉｅｗｉｎｇ ｍｉｒｒｏｒ，ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｇｅｎｔ ａｎｄ ｎａｎｏ ｈｙ ｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｒｏｂｏｔｓ．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ ｗｉｌｌ ｃｏｍｅ ｉｎ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｓｈａｌｅ ｐｌａｙ；ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ；ｔｉｇｈｔ ｓａｎｄ ｇａｓ；ｓｈａｌｅ
第３３卷第２期 ２０１２年３月
石
油
学
报
ＡＣＴＡ ＰＥＴＲＯＬＥｌ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ－３３ Ｍａｒ．
ＮＯ．２ ２（）１２
文章编号：０２５３—２６９７（２０１２）０２—０１７３—１５
常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望
——以中国致密油和致密气为例
邹才能ｈ２ 朱如凯１’２ 吴松涛１’２ 杨 智１ 陶士振１ 袁选俊１ 侯连华１ 杨 华３ 徐春春４ 李登华１ 白 斌１’２ 王 岚１
面明显不同。常规油气研究的灵魂是成藏，目标是回答圈闭是否有油气；非常规油气研究的灵魂是储层，目标是回答储集有多少油 气。非常规油气主要表现在连续分布、无自然工业产量。目前，常规油气面临非常规的问题，非常规需要发展成新的“常规”。伴随
技术的进步，非常规可向常规转化。常规油气聚集包括构造油气藏、岩性一地层油气藏，油气以孤立的单体式或较大范围的集群式
层孔径为４０～５００ ｎｍ，致密砂岩油储层孔径为５０～９００ａｍ，致密砂岩气储层孔径为４０～７００ ｎｍ。针对全球石油工业和纳米等技术
的快速发展，提出了“纳米油气”的概念，指出“纳米油气”是未来石油工业的发展方向，需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱
替剂来自百度文库纳米油气开采机器人等换代技术，油气智能化时代将随之到来。
展布，圈闭界限明显，储集体发育毫米级一微米级孔喉系统，浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和 气、页岩油和气等，一般源储共生，大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心，圈闭界限不明显，页岩系统储集体广泛发育纳米级
孔喉，浮力作用受限，油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例，系统分析了其地质特征与勘探潜 力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统，局部发育微米一毫米级孔隙，其中页岩气储层孔径为５～２００ ｎｍ，致密灰岩油储
ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｘｉ’ａｎ ７１００２１，Ｃｈｉｎａ；４．Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｏｉｌ＆Ｇａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ａｎ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｅ ｔｒｅｎｄ ｆｏｒ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｏｍａｉｎ ｆｒｏｍ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｏｎｅｓ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎ ｔｙｐｅｓ，ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｇｅｎｅｓｉｓ． Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ａｎｓｗｅｒ ｉｓ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｔｒａｐ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｓｐａｃｅ。ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ａｎｓｗｅｒ ｉｓ ｈｏｗ ｍｕｃｈ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｃａｐｔｕｒｅ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ． Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒ— ｂｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏ ｎａｔｕｒａｌ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｐｅｒ ｗｅｌｌ．Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｕｎｃｏｎ— ｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｃｃｕｒ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｔｈｕｓ ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｕｎ— ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎｔｏ ｎｅｗ“ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ”ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｗｉｔｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ。ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙ— ｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｉｎｔｏ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｏｎｅｓ．Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ａｎｄ １ｉｔｈｏ—ｓｔｒａ— ｔｉｇｒａｐｈｉｃ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｗｈｅｒｅ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ａｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ａｎ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｒ ａ ｌａｒｇｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｇｒｏｕｐ ｗｉｔｈ ｃｌｅａｒ ｔｒａｐ ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ ａｎｄ ｐｏｒｅ－ｔｈｒｏａｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ－ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅ．Ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｃａｓｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅ ｂｙ ｂｕｏｙａｎｃｙ ｔＯ ｆｏｒｍ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｉｇｈｔ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ，ｔｉｇｈｔ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ，ｓｈａｌｅ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ，ｃｏａｌ—ｂｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ，ｏｉｌ ｓｈａｌｅ，ｏｉｌ ｓａｎｄ，ｈｙｄｒａｔｅ，ｅｔｃ．，ａｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｏｒ ｑｕａｓｉ－ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｉｎ ｂａｓｉｎ＇ｓ ｓｌｏｐｅｓ ｏｒ ｃｅｎｔｅｒｓ．Ｃｏｍｍｏｎｌｙ，ｔｈｅｙ ａｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｓｏｕｒｃｅ－ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐａｒａｇｅｎｅｓｉｓ ａｎｄ ｈａｖｅ ｎｏ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｔｒａｐ ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ．Ｐｏｒｅ－ｔｈｒｏａｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅ ａｒｅ ｗｅｌｌ—ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｒｏｃｋｓ，ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｄｅｔａｉｎｅｄ ｉｎ ｓｉｔｕ ｏｒ ｍｉｇｒａｔｅ ｆｏｒ
基金项目：国家重大科技专项“岩性地层油气藏成藏规律、关键技术及目标评价”（２０１１ＺＸ０５００１）资助。 第一作者及通讯作者：邹才能．男，１９６３年９月生，１９８７年毕业于西南石油学院，现任中国石油勘探开发研究院副院长兼总地质师、博士生导师、李四
光地质科学奖之科技奖获得者，主要从事大油气区、岩性一地层油气藏、非常规油气等地质理论技术研究及勘探生产实践等工作。Ｅ—ｍａｉｌ：