頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系研究與進(jìn)展

李莉，薛穎，陳喜祿，蘇建政，牛駿

1.中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院（北京 100083）2.中國(guó)石化科技部 技術(shù)監(jiān)督處（北京 100728）

頁(yè)巖油氣勘探開發(fā)是能源領(lǐng)域的一次革命，美國(guó)等少數(shù)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油商業(yè)開發(fā)。我國(guó)頁(yè)巖油資源豐富，是常規(guī)石油的重要接替領(lǐng)域[1]，有望成為國(guó)內(nèi)石油年產(chǎn)量2×108t 穩(wěn)產(chǎn)的重要補(bǔ)充。技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的突破，將改變油氣能源供應(yīng)現(xiàn)狀，助力經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展。

1 頁(yè)巖油勘探開發(fā)概況

根據(jù)美國(guó)能源信息署(EIA)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，全球頁(yè)巖油主要分布在北美和歐亞大陸，其中可采儲(chǔ)量排名前三的依次是俄羅斯、美國(guó)和中國(guó)（圖1），據(jù)EIA 2015 年估算，全球頁(yè)巖油技術(shù)可采資源總量為581.67×108t。

國(guó)際上頁(yè)巖油氣取得重大突破的以美國(guó)為主。2017年，美國(guó)頁(yè)巖油產(chǎn)量達(dá)2.27×108t，占美國(guó)原油總產(chǎn)量的47.6%；2018 年，美國(guó)頁(yè)巖油產(chǎn)量為3.29×108t，占美國(guó)原油總產(chǎn)量的59%。美國(guó)能源信息署（EIA）的報(bào)告指出，美國(guó)將引領(lǐng)全球原油產(chǎn)量增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2021年美國(guó)將成為原油凈出口國(guó)[2]。

圖1 世界頁(yè)巖油資源分布

據(jù)2011年國(guó)土資源部油氣中心初步評(píng)價(jià)，中國(guó)渤海灣、三塘湖、吐哈和酒泉等盆地的頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為152.92×108t。據(jù)2015年EIA估算，中國(guó)頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量44.72×108t（僅統(tǒng)計(jì)了塔里木、松遼和渤海灣盆地）。20世紀(jì)60年代以來(lái)，在松遼、渤海灣、柴達(dá)木、吐哈、酒西、江漢、南襄、蘇北及四川盆地開展的勘探工作獲得了良好的油氣發(fā)現(xiàn)。從大區(qū)分布看，中國(guó)頁(yè)巖油資源主要分布在東部地區(qū)和中西部地區(qū)；從資源豐度比較，東部頁(yè)巖油勘探開發(fā)前景好于中西部[3]（圖2）。

圖2 中國(guó)頁(yè)巖油資源分布

2019 年，預(yù)計(jì)我國(guó)頁(yè)巖油產(chǎn)量超過(guò)100×104t。準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組完鉆18 口開發(fā)試驗(yàn)井，獲工業(yè)油流井16 口，3 口井累產(chǎn)已突破萬(wàn)噸；鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組七段試油井29口，獲工業(yè)油流井13 口，其中寧148 井獲頁(yè)巖油24.23 t/d；渤海灣盆地在滄東凹陷孔店組二段15 口頁(yè)巖油井獲工業(yè)油流，官東1701H 井和官東1702H井自噴超260 d，原油日產(chǎn)穩(wěn)定在20～30 m3；在濟(jì)陽(yáng)坳陷37口井的泥頁(yè)巖發(fā)育段獲工業(yè)油流；松遼盆地青山口組頁(yè)巖油12口井獲工業(yè)油流；江漢盆地主力層潛34-10韻律層試油獲工業(yè)油流井50口[4-6]。

2 頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀分析

勘探開發(fā)實(shí)踐表明，頁(yè)巖油在分布特征、儲(chǔ)層特征和源與儲(chǔ)特征等方面，都與常規(guī)油氣存在較大差異，勘探開發(fā)均需要針對(duì)性的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)。綜合研究方面，頁(yè)巖油與源儲(chǔ)一體，常規(guī)油藏的資源評(píng)價(jià)、選區(qū)評(píng)價(jià)、目標(biāo)評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量評(píng)價(jià)、富集區(qū)（甜點(diǎn)區(qū)）評(píng)價(jià)以及開發(fā)方案設(shè)計(jì)等技術(shù)方法很難適用；工程施工方面，頁(yè)巖油藏儲(chǔ)層物性極差，一般均需要布鉆水平井才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開發(fā)，在壓裂選井選層、壓裂設(shè)計(jì)、壓裂施工操作、壓后返排、儲(chǔ)層保護(hù)、舉升、能量補(bǔ)充形式、措施作業(yè)及修井等方面均需要特殊的工藝；開發(fā)生產(chǎn)方面，壓裂后投產(chǎn)試油、裂縫監(jiān)測(cè)、壓后效果評(píng)價(jià)、采油工程方案設(shè)計(jì)和油井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等均有特殊要求[4-7]。

通過(guò)ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織)官網(wǎng)和頁(yè)巖油開發(fā)較好的幾個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)機(jī)構(gòu)網(wǎng)站，如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）、美國(guó)石油協(xié)會(huì)（API）等官方網(wǎng)站初步搜索，尚未查到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織針對(duì)頁(yè)巖油勘探開發(fā)技術(shù)發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，僅查到俄羅斯（GOST）發(fā)布的幾個(gè)頁(yè)巖油技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中，沒有查到直接應(yīng)用于頁(yè)巖油的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，僅查詢到全國(guó)煤炭標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口的GB/T 35063—2018《煤基伴生油頁(yè)巖油》（規(guī)定了煤基伴生油頁(yè)巖油的產(chǎn)品類別、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等）。查詢到適用的非常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，其中地質(zhì)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、地層測(cè)試技術(shù)規(guī)程1項(xiàng)、鉆井液相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)(表1)。

表1 頁(yè)巖油適用相關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

中國(guó)石化頁(yè)巖油一級(jí)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7 項(xiàng)，其中地質(zhì)勘探2項(xiàng)、地球物理1項(xiàng)、開發(fā)2項(xiàng)、錄井和測(cè)井各1項(xiàng)(表1)。中國(guó)石化適用的非常規(guī)一級(jí)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)14項(xiàng)，其中采油標(biāo)準(zhǔn)4 項(xiàng)、鉆井與井筒工程標(biāo)準(zhǔn)8 項(xiàng)、QHSE標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、地質(zhì)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)(表1)。

陸相頁(yè)巖油勘探開發(fā)與常規(guī)油氣、頁(yè)巖氣及海相頁(yè)巖油都有較大差異，目前僅制定了少量頁(yè)巖油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不能滿足勘探開發(fā)生產(chǎn)實(shí)踐的需要，需要盡快建立頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系。在技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中，逐步形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為頁(yè)巖油項(xiàng)目的研究、生產(chǎn)建設(shè)和運(yùn)行管理提供標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

3 頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建

通過(guò)對(duì)頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院專門立項(xiàng)《頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系研究與規(guī)劃》（目前在研），對(duì)頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了一定梳理和研究，構(gòu)建了頁(yè)巖油專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系[4]（圖3）。

頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系包括頁(yè)巖油地質(zhì)勘探、頁(yè)巖油地球物理技術(shù)、頁(yè)巖油鉆井、頁(yè)巖油測(cè)錄井、油田開發(fā)和頁(yè)巖油采油工程6 個(gè)專業(yè)28 個(gè)門類，由194 個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成（表2，圖4），基本覆蓋頁(yè)巖油勘探開發(fā)過(guò)程的地質(zhì)勘探、地球物理技術(shù)、鉆井、測(cè)錄井、油田開發(fā)和采油工程等各個(gè)環(huán)節(jié)。

圖3 頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)

表2 頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系專業(yè)組成

4 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂規(guī)劃

依據(jù)頁(yè)巖油資源發(fā)展規(guī)劃，對(duì)所需建立的標(biāo)準(zhǔn)按急用先行（1～3 年內(nèi)，即2019—2020 年）、同步制定（3～5 年，即2021—2025 年）及研究探索（5～10年，即2025 年后）分類，在此基礎(chǔ)上分層次、分年度提出能基本實(shí)現(xiàn)的本專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作重點(diǎn)領(lǐng)域和重點(diǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[5-6]（表3）。

圖4 頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成

表3 頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)制修訂規(guī)劃

續(xù)表3 頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)制修訂規(guī)劃

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)當(dāng)前的研究成果和生產(chǎn)需要，構(gòu)建了頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系，制定了下一步標(biāo)準(zhǔn)制修訂規(guī)劃，基本滿足目前中國(guó)石化頁(yè)巖油勘探開發(fā)的需要。但是中國(guó)頁(yè)巖油勘探開發(fā)實(shí)踐剛剛起步，頁(yè)巖油標(biāo)準(zhǔn)體系的研究及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作尚處在初級(jí)階段，有待在深入研究與生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)一步完善。隨著科研認(rèn)識(shí)的提高和勘探開發(fā)實(shí)踐的加深，頁(yè)巖油勘探開發(fā)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，將進(jìn)一步發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在高風(fēng)險(xiǎn)勘探開發(fā)項(xiàng)目中的指導(dǎo)作用，為勘探突破和規(guī)模開發(fā)提供技術(shù)支持，助力頁(yè)巖油勘探突破和增儲(chǔ)上產(chǎn)。