頁巖油——石油家族的“另類”
◎? 姬海峰 傅雪海
隨著我國剩余常規(guī)油氣資源品質(zhì)整體變差，低滲透,、致密,、稠油和海洋深水等油氣資源占比過大，人們開始把視線轉(zhuǎn)移到非常規(guī)油氣資源,，尤其是頁巖油氣資源,。
我國頁巖油資源量極為豐富，其中可采資源量大約為44億噸,，頁巖油儲量在全球排第三,。鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地與柴達木盆地等已成為我國頁巖油勘探開發(fā)的重要區(qū)域,。豐富的資源量,，與天然原油相近的性質(zhì)使頁巖油成為替代石油的最佳選擇。開采頁巖油不僅可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),，緩解我國石油資源緊缺的壓力,，達到保障國家能源安全的目的，同時可以增加經(jīng)濟收益,，滿足能源需求,，減少資源浪費。頁巖油已成為我國陸上最值得期待的接替資源之一,，我國有望率先實現(xiàn)陸相“頁巖油革命”,。
大慶古龍陸相頁巖油國家級示范區(qū)
頁巖油是指富含有機質(zhì)泥頁巖地層中所含的石油資源,，既包括泥頁巖孔隙和裂縫中的石油，也包括泥頁巖層系中的致密碳酸鹽巖或碎屑巖夾層中的石油,，是一種重要的非常規(guī)油氣資源,。頁巖油形成的基本條件是富含有機質(zhì)的泥頁巖，其通常形成于海洋,、大陸湖泊等相對安靜的水體環(huán)境中,。水中浮游生物死亡，生物遺體及生物的分泌物沉積之后被保存下來轉(zhuǎn)化形成富含有機質(zhì)的泥頁巖,。隨著埋藏深度,、溫度與壓力的增加，在熱解作用下,，有機質(zhì)逐漸生成了石油,。生成的石油在泥頁巖的孔、裂縫中滯留聚集,，當(dāng)泥頁巖孔隙中儲存的石油量達到最大限度時,，石油在異常高壓力的作用下，經(jīng)過短距離的運移儲存在頁巖層系中的碎屑巖或碳酸鹽巖夾層中（圖1）,。這些儲存在泥頁巖孔隙和裂縫中以及碳酸鹽巖夾層中的石油就是頁巖油,。
圖1泥頁巖層系中的石油運移圖
頁巖油富集不僅需要豐富的油氣來源，也需要良好的泥頁巖層系和大容積的油氣儲集場所,。此外,，良好的保存條件既可以保護頁巖油聚集場所不會因構(gòu)造活動而被破壞，也可以保證頁巖油不受氧化變質(zhì),。泥頁巖韌性強,，抵抗外力作用發(fā)生變形的能力較強。這使得頁巖油可以避免小型構(gòu)造運動的破壞,，但是,，當(dāng)構(gòu)造活動強烈時，不僅會影響頁巖油藏的形成,，也會對已形成的油藏進行破壞,。
頁巖油是石油的一種類型，兩者是被包含與包含的關(guān)系,，本質(zhì)上都是由富含有機質(zhì)的烴源巖生成的油,，并在一定環(huán)境下聚集成藏。那為什么長期以來常規(guī)石油一直被當(dāng)作勘探開發(fā)的主要對象,？這就要從兩者的差異說起,。頁巖油與常規(guī)石油的差異主要有四點：
（1）埋藏地層的巖性不同。常規(guī)石油一般埋藏在碎屑巖或者碳酸鹽巖地層中,，以液體的方式存在,；而頁巖油主要存在泥頁巖地層中。
?。?）運移的距離不同。常規(guī)石油在烴源巖中生成后,，經(jīng)過遠(yuǎn)距離的運移,，最終儲存在鄰近烴源巖的儲層中；頁巖油則區(qū)別于常規(guī)石油,，由于泥頁巖既是生成石油的烴源巖,，也是儲存石油的儲集層，因此泥頁巖中的原油在生成后,，一般原地儲存在頁巖層系中或向頁巖層系中的碎屑巖和碳酸鹽巖夾層中進行短距離的運移,。
（3）成藏的模式不同,。常規(guī)石油有明顯的聚集場所以及石油與水體之間的接觸面,，油藏分布明顯，主要受地層構(gòu)造形態(tài)控制,。頁巖油藏的分布則與富有機質(zhì)泥頁巖的分布范圍相關(guān),，石油與水體之間沒有明顯的接觸面且大面積連續(xù)成藏，在大部分地質(zhì)區(qū)域,，看不到明顯的“甜點”（油藏）,。
（4）開采的方式不同,。常規(guī)石油開采方式簡單,，一般通過在石油儲存的地方打直井，把原油開采出來,；頁巖油開采難度大,，生產(chǎn)方式復(fù)雜。目前,，比較流行的頁巖油開采方式是在地下順沿巖層系鉆水平井的技術(shù),，從原本的豎井通路，開挖水平的油井,，以拓大開采密度,。在水平油井施工完成后，向井中灌入高壓液體,，利用龐大的壓力,，人造裂縫，讓其中的原油流出來,。
正是由于這些差異,，造成了頁巖油難預(yù)測,、難開采，加之我國頁巖的特性帶來的前所未有的理論,、技術(shù)挑戰(zhàn)和難題,，極大影響了我國頁巖油的勘探開發(fā)進程。但隨著國內(nèi)的一批學(xué)者圍繞頁巖油等重大戰(zhàn)略資源進行超前理論和技術(shù)的探索,，以及地球物理技術(shù),、勘探開發(fā)技術(shù)的進步，促進了頁巖油工業(yè)的發(fā)展,，有望實現(xiàn)國內(nèi)油氣資源和技術(shù)的戰(zhàn)略接替,。
21世紀(jì)以來，借助頁巖氣成熟技術(shù)和成功經(jīng)驗,，以北美地區(qū)尤其是美國為代表的頁巖油勘探開發(fā)呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢,。美國頁巖油開發(fā)的成功案例打破了以往對油氣開發(fā)的認(rèn)知，即普遍認(rèn)為非常規(guī)油氣中的頁巖油不具備自然產(chǎn)能,。作為油氣資源需求量極大的發(fā)展中國家,，我國的頁巖油地質(zhì)資源豐富，但探明率低,。從資源潛力來看,，頁巖油是未來我國石油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向和重要選擇。近年來,，國家和各大石油公司都非常重視頁巖油資源的勘探和開發(fā),，在大港、新疆等探區(qū)取得了階段性進展,。值得注意的是,，雖然我國頁巖油資源潛力巨大，但相比北美地區(qū),，由于缺乏先進的勘探開發(fā)技術(shù)與設(shè)備,，目前取得的成效與其潛力相差甚遠(yuǎn)。
我國頁巖油勘探開發(fā)前景廣闊,，面對地質(zhì)條件復(fù)雜,、勘探研究起步晚、開采經(jīng)驗缺失等難題,，應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)國外先進技術(shù),，摒棄傳統(tǒng)的找油思維，打破對油氣資源認(rèn)知的局限,，進一步研究開發(fā)出更適合我國國情與頁巖油特性的開采技術(shù),。相信隨著頁巖油勘探開發(fā)理論與關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，頁巖油勘探開發(fā)一定會迎來新的發(fā)展機遇，掀起中國的“頁巖油革命”,。
（作者單位：中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院）
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