淺談陸相頁巖油的開發(fā)及發(fā)展過程

濮江妍 張新瑞

摘要：在常規(guī)油藏資源開發(fā)已到瓶頸的階段，頁巖油的開發(fā)已經(jīng)成為了當下的重點，國外的開發(fā)形勢已經(jīng)實現(xiàn)了量產(chǎn)并提高了經(jīng)濟效益。鄂爾多斯形成的地質(zhì)構(gòu)造之上，不斷優(yōu)化創(chuàng)新現(xiàn)有的開發(fā)技術(shù)，使得國內(nèi)的油田對頁巖油的開發(fā)也有了很多的進展。

關鍵詞：頁巖油;非常規(guī)油藏;開發(fā);發(fā)展;技術(shù)

頁巖油是干餾油頁巖開采得到的礦油。因頁巖油的主要成分與原油相似，可以煉出石油產(chǎn)品并用于日常生活。在現(xiàn)階段能源趨勢之下，頁巖油的開發(fā)已經(jīng)成為了行業(yè)關注的重點。

1國外非常規(guī)油藏的發(fā)展

當前，由美國引領非常規(guī)油藏的發(fā)展，全球的非常規(guī)油藏已進入發(fā)現(xiàn)活躍期。有研究表明，在前期的低油價之下，美國更是利用非常規(guī)油藏實現(xiàn)了經(jīng)濟上的成功，縱觀來看美國的成功主要得益于技術(shù)進步和科學管理主導的降本增效。主要體現(xiàn)在：①鉆井的水平井段長度大幅增加;②采用密切割技術(shù)，單井加砂強度達提升;③單井支撐劑用量持續(xù)上升，石英砂全面取代陶粒，增強壓裂支撐的作用，減緩地層閉合的速度;④大數(shù)據(jù)分析指導了非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的政策制定，推進非常規(guī)油藏的戰(zhàn)略部署[1]。

2 國內(nèi)頁巖油的發(fā)展

2.1 陸相頁巖油的構(gòu)造-鄂爾多斯盆地為例

鄂爾多斯盆地為典型的克拉通內(nèi)盆地，蘊含豐富的油氣資源?；诮陙淼难芯勘砻?，鄂爾多斯盆地由下至上發(fā)育10個區(qū)域不整合面，分別為長城系、薊縣系、震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系、三疊系、侏羅系、白堊系和第四系底界不整合面;盆地發(fā)育中元古界、寒武系-奧陶系、上石炭統(tǒng)-三疊系、侏羅系等6個構(gòu)造-地層層序。在整個改革演化過程中，鄂爾多斯盆地經(jīng)歷了中元古代早-中期大陸裂解、寒武紀-中奧陶世被動大陸邊緣、晚奧陶世主動大陸邊緣形成與碰撞造山等演化過程。鄂爾多斯盆地巖石圈深部的構(gòu)造作用相對活躍，盆地內(nèi)部發(fā)育中奧陶世、中-晚三疊世、早白堊世與晚中新世4期中酸性、中基性火山活動。鄂爾多斯盆地經(jīng)歷了5個關鍵構(gòu)造變革期分別為新元古代、晚奧陶世、中-晚三疊世、晚侏羅世-早白堊世、新生代時期，這些構(gòu)造變革期控制了盆地的構(gòu)造演化和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對如今鄂爾多斯盆地的油氣分布產(chǎn)生了重要的影響[2]。

我們國家陸相頁巖油發(fā)育的地質(zhì)時代跨度大，成熟度整體偏低，縱觀儲層可發(fā)現(xiàn)非均質(zhì)性強，根據(jù)熱成熟度指標將頁巖油分類，分別為未成熟或低成熟油頁巖、中—低成熟度頁巖油、中—高成熟度頁巖油。頁巖油的資源潛力主要取決于兩個方面，一是頁巖層系中已生成但尚未排出的滯留烴量，二是尚未轉(zhuǎn)化成有機質(zhì)的剩余生烴潛力。因為不同成熟度頁巖中烴類的賦存狀態(tài)以及有機質(zhì)轉(zhuǎn)化程度各不相同，所以開發(fā)方式也是全然不同。未轉(zhuǎn)化的未成熟或低成熟油頁巖目前主要處于地表以及近地表的位置，開發(fā)探索周期長、潛力有限。中—低成熟度頁巖油滯留烴占比低，雖然該部分可動用力差，但存在高比例的未轉(zhuǎn)化有機質(zhì)，因此利用有效的技術(shù)是可以有望實現(xiàn)規(guī)模效益的開發(fā)。中—高成熟度頁巖油滯留烴占比高，主要集中于頁巖孔隙、裂隙和紋理中，是目前各個成熟度不同的頁巖油中可動用潛力最大的[1]。

2.2頁巖油開發(fā)主要技術(shù)-以慶城油田為例

我們頁巖油的勘探開發(fā)能夠像現(xiàn)在這樣取得可見的成效，這些都要歸功于我們在頁巖油開發(fā)中使用的核心技術(shù)的不斷進步優(yōu)化，在經(jīng)歷了前期頁巖油開發(fā)中的不斷探索和試驗，不斷完善地震、測井、儲層改造等一系列核心技術(shù)。

以慶城油田為例，慶城油田為典型的黃土塬地貌，地表經(jīng)長期風化作用已形成復雜多變的溝、塬、梁等地形。已形成的技術(shù)有黃土塬井震混采及單點接收三維地震采集技術(shù)、黃土塬“三高”（高分辨、高信噪比、高保真度）成像處理技術(shù)等，為選擇頁巖油甜點區(qū)、設計水平井軌跡及隨鉆導向提供技術(shù)支撐，通過井炮和可控震源混采、單點檢波器接收等采集方式，在提高炮點布設均一性及接收地震波信號頻寬的基礎上，解決黃土塬三維地震采集的技術(shù)難題。[3]

面對頁巖油開發(fā)中測井評價面臨的問題，圍繞儲集空間、含油性和地應力等屬性評價的生產(chǎn)需求，在巖石物理機理系統(tǒng)研究和測井新技術(shù)現(xiàn)場試驗的基礎上，通過優(yōu)化測井系列和采集模式，建立了包括巖石礦物組分、孔喉結(jié)構(gòu)、砂體結(jié)構(gòu)等參數(shù)的“三品質(zhì)”（儲層品質(zhì)、烴源巖品質(zhì)、工程力學品質(zhì)）定量解釋評價技術(shù)，可實現(xiàn)頁巖油地質(zhì)甜點和工程甜點的測井綜合評價。[3]

頁巖油儲層非均質(zhì)性強、儲層致密、地層壓力系數(shù)低等瓶頸問題，對頁巖油的水平井實施體積壓裂，再配合低傷害、低成本的壓裂液，實現(xiàn)最大程度對頁巖油儲層的有效改造。新一代水力噴砂分段壓裂工藝以“多簇射孔、環(huán)空加砂、長效封隔”為核心，解決高壓高排量壓裂的難題。[3]

3 結(jié)論

（1）國外的非常規(guī)油氣開發(fā)已經(jīng)實現(xiàn)快速發(fā)展，提升后的技術(shù)，先進的科學管理，同時也實現(xiàn)了經(jīng)濟上的快速增長。

（2）陸相頁巖油時代跨度大，成熟度整體偏低，而我們現(xiàn)處的鄂爾多斯盆地經(jīng)歷了5個關鍵構(gòu)造變革期方才形成了目前的格局構(gòu)造。目前中-高成熟度頁巖油有機質(zhì)轉(zhuǎn)化潛力最大，在成熟的技術(shù)之下可以實現(xiàn)大面積開發(fā)。

（3）頁巖油的優(yōu)化開發(fā)技術(shù)主要分為地震、測井、儲層改造這三個方面，成熟的地震技術(shù)有效解決地震采集的技術(shù)難題;通過“三品質(zhì)”定量解釋評價技術(shù)，提高了對頁巖油的綜合評價;通過對體積壓裂技術(shù)的不斷提升，解決了當下頁巖油非均質(zhì)性對開發(fā)的影響。

參考文獻：

[1]鄒才能， 潘松圻， 荊振華， 高金亮， 楊智， 吳松濤， 趙群. 頁巖油氣革命及影響[J]. 石油學報， 2020， 41（1）： 1-12.

[2]何登發(fā)， 包洪平， 開百澤， 魏柳斌， 許艷華， 馬靜輝， 成祥 鄂爾多斯盆地及其鄰區(qū)關鍵構(gòu)造變革期次及其特征 [J]. 石油學報， 2021， 42（10）： 1255-1269.

[3]付鎖堂， 付金華， 牛小兵， 李士祥， 吳志宇， 周新平， 劉江艷. 慶城油田成藏條件及勘探開發(fā)關鍵技術(shù)[J]. 石油學報， 2020， 41（7）： 777-795.