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非常规油气资源的分类特征及开发措施影响

  • 投稿甲鱼
  • 更新时间2015-09-23
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非常规油气资源的分类特征及开发措施影响

王刚周梓欣

(新疆煤田地质局煤层气研究开发中心,新疆乌鲁木齐830091)

【摘要】当前,油气田开发理论体系将稀油油藏称为常规油气资源,而稠油、煤层气、页岩气、页岩油、油砂、可燃冰等均归为非常规油气资源。从资源量看,非常规油气比己发现的常规油气多一至两个数量级。非常规油气资源的物理状态、储层物性、储层岩性及沉积环境等因素的不同,对其开发方式有极大影响。

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关键词 非常规油气资源;资源特征;开发方式

20世纪60年代以来,常规与非常规油气的概念开始出现。一般将当时即可进行经济开发的油气资源归为常规,而把丰度低、难开发、当时技术水平下难以取得经济效益的油气资源列入非常规。常规与非常规资源划分的两个关键因素:技术进步、原油价格,均随着时间不断提高,因此常规与非常规的模糊界限也在不断改变[1]。权威估计,全球非常规石油资源量约为常规石油的1.2倍;而非常规天然气资源资源量约为常规天然气的4.56倍。目前,中国每年非常规油气资源的探明储量超过总探明储量的七成。未来,非常规油气资源的产量将不可逆转的占到更高比重。

1非常规油气资源的定义

从开发方式对非常规油气界定是目前使用较为广泛的一种方法。Etherington等认为非常规油气藏是指未经大型增产措施或特殊开采过程而不能获得经济产量的油气藏。目前,非常规油气类型包括(超)稠油、致密砂岩气、致密砂岩油、页岩气、煤层气、页岩油、油砂、油页岩、可燃冰等。当前国内经济技术条件下,致密油气、稠油已得到大规模商业开发,煤层气、页岩油/气的开发技术基本成熟并进行试验性开发,油页岩、油砂、可燃冰等由于开发成本或技术难度较高,仍处于探索阶段。

2非常规油气资源的基本特征

一般认为,非常规油气资源的基本特征是“储量丰度低、储层渗透率低、油气大面积连续分布、圈闭特征不明显”[2]。

2.1油气藏品质差且开发成本高

由于油气藏品质差,开采难度大,新井型的钻探及储层改造的成本高,直接影响了非常规油气资源的开发经济效益。在技术取得突破性进展前,必须强烈依赖于政府的财政补贴与优惠政策[3],以增强技术储备。

2.2储层致密并连续分布

常规油气是浮力驱动形成的矿藏,其分布受构造圈闭或岩性圈闭控制而呈不连续分布形式;而非常规油气则是非浮力驱动形成的矿藏,其分布不受构造、岩性圈闭控制,呈区域性连续分布形式[4]。

2.3工程技术要求高

与常规油气资源相比,非常规油气藏由于储层致密、丰度低等特征,在勘探、开采等环节均有特殊的技术要求。页岩油气的开采需要在(多分支)水平井钻井技术、多级分段清洁压裂技术等钻探、压裂领域取得突破;超稠油开采则需要进行井型与高温蒸气波及范围的综合性创新;煤层气地面开发则需重视钻探、压裂环节中储层保护技术的研究。

2.4环境污染隐患大

由于非常规油气资源开采过程的特殊性,其生产过程带来的环境隐患也高于常规油气资源。油砂在挖掘、蒸馏过程中可能会影响地下水质、破坏地表植被、消耗大量能源、释放温室气体等。据统计,油砂油提炼过程所产生的二氧化碳是常规石油生产的三倍,且需耗费大量天然气资源。页岩气作为清洁能源,但压裂过程耗水量较大,单井所用的超过5000m3的压裂液中所含各种化学成分,会对地下水、空气、生态环境造成污染。

3非常规油气资源的分类特征及开发措施

非常规油气资源在勘探、开发中,根据开发对象的不同,可以根据物理状态、储层物性、储层岩性、沉积相的不同,将其分类研究,也产生与之相适应的开发措施。

3.1按物理状态分类

根据物理状态将油气资源分为液态、气态及固态(超稠油、油砂、可燃冰)。液态的致密油开发需要水驱工艺提高采收率,而气态的致密气、页岩气开发则需注意钻井过程中的井喷及集输管线冰堵等。因原油的利用价值高,因此三千米甚至更深的致密油井仍可具有经济效益,但低产的煤层气井多小于1500米。固态的超稠油通过200℃以上的水蒸气进行热驱开采,而油砂一般通过地面或井下挖掘,通过蒸馏提取获取原油。

3.2按储层物性分类

根据储层物性可分为超低渗、低渗、中渗、高渗等,其中高渗的非常规油气藏一般为稠油油藏,除热驱外,还可借助其高渗透率进行出砂冷采;低渗、超低渗储层则需要进行压裂、酸化改造才能开采,而且压裂过程中需注意储层保护,以免堵塞油气渗流通道。

3.3按储层岩性分类

根据储层岩性的不同可分为砂岩、泥页岩、煤层等。致密砂岩、泥页岩储层均关注其脆性矿物石英的含量,石英含量越高,储层脆性越大,压裂效果好;煤层作为塑性体,结合煤层割理,相对其他储层的压裂中滤失较大,需要根据煤层特性进行煤层气的合理开发,利用大排量活性水压裂、空气动力造洞穴及精细化排采技术,形成长期有效的储层裂缝网络,使其得到高效开发。

3.4按沉积相分类

根据沉积相的不同,可分为扇三角洲相、滨海相、深湖相、辫状河三角洲相等。滨海相沉积体中,应寻找潮间带这样水动力强、泥质含量低的砂岩储层;深湖相环境则应注重湖心位置或湖中隆起部位,还原环境的暗色泥岩是良好的页岩油/气储层,在咸湖条件下,白云质、灰质等碳酸盐岩含量较高,白云质/灰质泥岩储层极可能形成有利的裂缝性油藏[5];辫状河三角洲的分流间湾一般发育碳质泥岩或煤层,可成为页岩气或煤层气储层。

4非常规油气资源开发的前景展望

非常规油气资源开发,是一项伴随社会发展而必然发生的趋势。原油价格从2003年前的不足30美元/桶增长到2008年后的超过100美元/桶,使页岩气、煤层气等非常规天然气开发具有经济效益。随着经济社会发展,对能源需求的再次增长,页岩油、油页岩、油砂甚至可燃冰等资源也将投入商业性开发。在国内,湖北、湖南、江西、广东等油气资源匮乏的南方中生界地层分布地区,也将进行页岩气、页岩油勘探开发,实现能源本地供应的愿景。

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参考文献

[1]张抗.从致密油气到页岩油气——中国非常规油气发展之路探析[J].国际石油经济,2012,3:9-15.

[2]邹才能,张国生,杨智,等.非常规油气概念、特征、潜力及技术——兼论非常规油气地质学[J].石油勘探与开发,2013,40(4):385-399.

[3]李扬.非常规油气资源开发现状与全球能源新格局[J].当代世界,2012,7:47-50.

[4]赵靖舟.非常规油气有关概念、分类及资源潜力[J].天然气地球科学,2012,23(3):393-404.

[5]胡文瑞,翟光明,雷群,等.非常规油气勘探开发新领域与新技术[M].北京:石油工业出版社,2008:32-38.

[责任编辑:邓丽丽]