淺談陸相頁巖油的開發及發展過程

濮江妍 張新瑞

摘要：在常規油藏資源開發已到瓶頸的階段，頁巖油的開發已經成為了當下的重點，國外的開發形勢已經實現了量產并提高了經濟效益。鄂爾多斯形成的地質構造之上，不斷優化創新現有的開發技術，使得國內的油田對頁巖油的開發也有了很多的進展。

關鍵詞：頁巖油;非常規油藏;開發;發展;技術

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，可以煉出石油產品并用于日常生活。在現階段能源趨勢之下，頁巖油的開發已經成為了行業關注的重點。

1國外非常規油藏的發展

當前，由美國引領非常規油藏的發展，全球的非常規油藏已進入發現活躍期。有研究表明，在前期的低油價之下，美國更是利用非常規油藏實現了經濟上的成功，縱觀來看美國的成功主要得益于技術進步和科學管理主導的降本增效。主要體現在：①鉆井的水平井段長度大幅增加;②采用密切割技術，單井加砂強度達提升;③單井支撐劑用量持續上升，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大數據分析指導了非常規油氣勘探開發的政策制定，推進非常規油藏的戰略部署[1]。

2 國內頁巖油的發展

2.1 陸相頁巖油的構造-鄂爾多斯盆地為例

鄂爾多斯盆地為典型的克拉通內盆地，蘊含豐富的油氣資源。基于近年來的研究表明，鄂爾多斯盆地由下至上發育10個區域不整合面，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;盆地發育中元古界、寒武系-奧陶系、上石炭統-三疊系、侏羅系等6個構造-地層層序。在整個改革演化過程中，鄂爾多斯盆地經歷了中元古代早-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造作用相對活躍，盆地內部發育中奧陶世、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。鄂爾多斯盆地經歷了5個關鍵構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，這些構造變革期控制了盆地的構造演化和地質結構，對如今鄂爾多斯盆地的油氣分布產生了重要的影響[2]。

我們國家陸相頁巖油發育的地質時代跨度大，成熟度整體偏低，縱觀儲層可發現非均質性強，根據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，二是尚未轉化成有機質的剩余生烴潛力。因為不同成熟度頁巖中烴類的賦存狀態以及有機質轉化程度各不相同，所以開發方式也是全然不同。未轉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化有機質，因此利用有效的技術是可以有望實現規模效益的開發。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頁巖油開發主要技術-以慶城油田為例

我們頁巖油的勘探開發能夠像現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中使用的核心技術的不斷進步優化，在經歷了前期頁巖油開發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。

以慶城油田為例，慶城油田為典型的黃土塬地貌，地表經長期風化作用已形成復雜多變的溝、塬、梁等地形。已形成的技術有黃土塬井震混采及單點接收三維地震采集技術、黃土塬“三高”（高分辨、高信噪比、高保真度）成像處理技術等，為選擇頁巖油甜點區、設計水平井軌跡及隨鉆導向提供技術支撐，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難題。[3]

面對頁巖油開發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需求，在巖石物理機理系統研究和測井新技術現場試驗的基礎上，通過優化測井系列和采集模式，建立了包括巖石礦物組分、孔喉結構、砂體結構等參數的“三品質”（儲層品質、烴源巖品質、工程力學品質）定量解釋評價技術，可實現頁巖油地質甜點和工程甜點的測井綜合評價。[3]

頁巖油儲層非均質性強、儲層致密、地層壓力系數低等瓶頸問題，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 結論

（1）國外的非常規油氣開發已經實現快速發展，提升后的技術，先進的科學管理，同時也實現了經濟上的快速增長。

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

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

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， 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關鍵構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關鍵技術[J]. 石油學報， 2020， 41（7）： 777-795.