我国页岩油标准现状与布局展望

页岩油勘探及开发活动在全球范围内的快速发展打破了传统的石油工业格局,为能源安全提供了新的解决思路。本文通过对页岩油领域国内外标准的现状分析及研究,提出了我国页岩油标准体系框架建议及六大页岩油重点标准研制方向。并针对当前页岩油领域面临的挑战,提出了加强标准研发、完善标准体系、布局团体标准的建议,以支撑推动技术创新和产业高质量发展。

我国陆相中高熟页岩油富集条件与分布特征

我国相继在多个盆地陆相页岩油勘探中获得突破,展示了良好的发展前景。基于现阶段勘探认识,本文认为陆相页岩油富集主要条件是:(1)稳定且有规模和适宜热成熟度的富有机质页岩是重要物质基础,以TOC含量>2%,最佳为3%~4%、母质类型Ⅰ和Ⅱ_(1)型为主,R_(o)>0.9%或更高(咸化环境0.8%);(2)有一定容积规模的微纳米孔隙且具脆性的多类储层是重要条件,页岩储层有效孔隙度宜>3%~6%;成岩阶段偏低时,纯页岩段不是中高熟页岩油富集段,致密砂岩和混积岩黏土含量宜<20%;成岩阶段高时,页岩黏土含量可高至40%左右;(3)滞留烃数量大且品质好是重要保证,以S_(1)>2 mg/g为门限,最佳>4~6 mg/g;气油比>80 m^(3)/m^(3),最佳150~300 m^(3)/m^(3);(4)顶底板具封闭性保持超压且滞留足够多轻-中组分烃类。陆相页岩油分布特征是:(1)有外物质注入的深-半深湖相是页岩油主要富集区;(2)具备“四高一保”条件的页岩层系控制页岩油垂向富集分布;(3)页岩组构与岩性组合对富集区/段分布也有重要控制作用。初步评价我国陆相中高熟页岩油地质资源量(131~163)×10^(8) t,其中经济偏好的地质资源量(67~84)×10^(8) t,主要分布在鄂尔多斯盆地长7^(1+2)、松辽盆地古龙凹陷青一、二段、渤海湾盆地沧东、岐口凹陷和济阳坳陷孔店组、沙河街组与准噶尔盆地芦草沟组等层系。

优势页岩油储层的岩性识别方法

确定页岩油“甜点”储层发育区是储层改造和水平井钻探成功的关键,而“甜点”储层的发育需要优势岩性来提供物质条件,将泥页岩地层中具有一定油气含量和生烃能力且脆性矿物含量高、易于开发的岩性定义为“优势岩性”。基于XRD矿物分析,将饶阳凹陷沙一下亚段页岩层段划分为长英质、云灰质、混合质、黏土质页岩4类基础岩性,根据泥页岩层段岩心或壁心样品的气测数据、XRD矿物成分检测、岩石热解分析等录井手段的分析测试结果,获取表征优势岩性的全烃值、C_1值、脆性指数以及岩石热解分析TOC、S_1+S_2、S_1/TOC等参数,在岩石分类的基础上,将其分别划分为优势岩性、次优势岩性、非优势岩性,从而为储层压裂改造提供选层的重要参数,并在生产实践中得到了验证,为页岩油高效开发提供了技术支撑。

页岩油资源评价方法、参数标准及典型评价实例

针对中国陆相页岩非均质性强的特点,指出夹层页岩油资源评价适宜采用小面元容积法,纯页岩油资源评价适宜采用小面元体积法。建立S_(1)与TOC拟合关系曲线和轻烃恢复系数与R_(o)关系曲线,求取原始S_(1)。确定纯页岩油资源评价的4个关键参数(S_(1)、TOC、R_(o)和页岩厚度)、夹层页岩油资源评价的3个关键参数(夹层累计厚度、孔隙度和含油饱和度),相应地制定参数下限标准。在统一评价方法和标准下,分别选取松辽盆地北部白垩系青山口组页岩油、鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩油和准噶尔盆地二叠系芦草沟组页岩油作为典型评价实例。评价结果揭示,青山口组一段(青一段)纯页岩油资源量为52.23×10^(8)t,其中,轻质油(Ro>1.2%)为11.18×10^(8)t;延长组长7_(3)亚段页岩油资源量为66.80×10^(8)t,其中,夹层页岩油资源量为27.73×10^(8)t,纯页岩油资源量为39.07×10^(8)t;芦草沟组页岩油资源量为15.62×10^(8)t,其中,夹层页岩油资源量为11.99×10^(8)t,纯页岩油资源量为3.63×10^(8)t。

页岩油标准体系研究与进展

全球页岩油资源丰富,但目前仅美国等少数国家实现页岩油商业开发。随着原位改质、原位转化开采、立体井网等技术的发展与突破,页岩油将可能成为21世纪世界油气工业的"非常规革命"。我国页岩油的高效科学勘探开发,对专业技术标准的需求更加突显;但我国页岩油标准体系的研究及相关标准的制定尚处在起步和发展阶段。在充分调研分析国内外页岩油勘探开发及标准的基础上,构建了由6个专业、28个门类、194个标准组成的标准体系,提出了急用先行、分类研究、分层次部署的制修订规划。

陆相页岩油成藏地质条件及富集高产主控因素——以泌阳凹陷为例

分析总结泌阳凹陷陆相页岩油的特点及勘探成果发现,泌阳凹陷陆相页岩主要分布在深湖—半深湖、浅湖沉积相带、淡水—咸水沉积环境,具备良好的陆相页岩油成藏地质条件。其主要特征为：厚度大,有机质丰度高、类型好,热演化程度适中,储集物性好,含油丰富,保存条件好,可压性好。研究认为,广泛分布的富有机质页岩及其适宜的热演化程度是页岩油富集高产的基础,有利的岩相与较好的物性是页岩油富集高产的关键,裂缝及薄砂层发育是页岩油高产的保障。文中建立了陆相页岩油有利区选择标准：深湖—半深湖相带;页岩累计厚度不小于30 m,其中有利页岩相厚度大于20m;TOC平均不小于2%;Ro在0.5%-1.1%;孔隙度不小于3%;裂缝发育;含油饱和度指数不小于70%;埋深小于3500 m;脆性矿物体积分数大于60%。

页岩油气开发中的环境成本确认问题

明确页岩油气开发过程中的环境成本问题,对于政府管理者制定针对性的环境保护政策,以及油气开发企业核算开发效益和研究环保开发技术具有重要意义。从梳理国内外环境成本研究文献入手,借鉴相关环境成本问题的研究成果,结合页岩油气开发对环境影响的情况及特点,着重分析了页岩油气开发环境成本的构成内容、确认依据、确认标准和形成条件,在此基础上对页岩油气开发环境成本的科目设置、资本化和费用化会计处理等进行了讨论。页岩油气开发中的环境成本确认问题比较复杂,涉及面广,内容多,开发对环境影响的长期性和隐蔽性更增加了环境成本确认的难度,需要相关管理部门制定指导性的标准。

页岩油经济可采储量起算标准计算方法:以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油为例

页岩油在储层特性、开发方式、单井生产动态规律等方面与常规油藏相比有显著的差异,常规的储量起算标准计算模型不再适用。基于盈亏平衡原理和现金流量法,结合页岩油“两段式”的产量递减特征并考虑资金的时间价值建立了符合页岩油特点的储量起算标准计算模型。储量起算指标包括了单井最低初期稳定产量、单井最低累计产量和最低经济有效厚度。以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油为例,结合其油藏相关物性参数、单井投资及成本费用、油气价格等参数,利用所建立的页岩油储量起算标准计算模型;确定了不同油价、不同水平井段长度条件下的储量起算标准图板。通过分析可知,单井最低初期稳定产量和单井最低累计产量随着水平井段长度的增加而增大,最低经济有效厚度则随着水平井段长度的增加而降低。当油价为70美元/桶时,水平井段长度由1500 m增加至2000 m,单井最低初期稳定产量和单井最低累计产量分别由19.51 t/d和1.92×10^(4) t增加至23.04 t/d和2.27×10^(4) t;最低经济有效厚度则由9.42 m降低至8.67 m。

油页岩含油率测定所用溶剂的选择

应用不同时间段二甲苯与溶剂汽油对页岩油中水分萃取读数比较及预算比较分析,研究了二甲苯和溶剂汽油在含油率测定中的适用性及其选择的问题。分析了造成二甲苯与溶剂汽油在油水分离上存在差别的原因。实验结果表明进行油水分离,用二甲苯要优于溶剂汽油。

标煤助燃法测定油页岩发热量的研究

油页岩的发热量是油页岩质量和资源量评价的关键参数之一,因此其发热量的测定具有重大意义,但直接测定发热量小于15 MJ/kg的油页岩会出现样品燃烧不完全、量热仪无法点火等现象[1],使得测定结果不准确。本文利用标煤为助燃剂,间接测定油页岩弹筒发热量。实验结果表明:测定发热量小于15 MJ/kg的油页岩样品,标煤助燃法测定油页岩发热量的条件为:标准煤样的质量0.40 g、油页岩样品质量0.50 g,氧气压力为2.8~3.2 MPa。

中国页岩油革命值得关注的十个问题

基于对美国页岩革命的历程及中国陆相盆地与美国海相盆地页岩油地质、工程特征差异性的分析,提出了中国陆相页岩油革命值得关注的10个问题,包括美国页岩油与致密油术语的使用及演化、美国页岩油/致密油的发展历程、页岩革命的提出与内涵、美国页岩革命成功可借鉴的体制机制经验、美国页岩油工作模式、页岩油盈利模式与投资渠道的关系、页岩油产量递减关系、中国页岩油突破的具体时间、页岩油的分类原则与标准和中国陆相页岩油革命。研究认为,北美地区页岩油和致密油的概念在某种程度上是相同的;美国"页岩革命"的核心是提高钻完井效率、降低建井成本、提高单井产量,其工作模式发展阶段主要从井型的变化、水平井水平段长的变化和水力压裂的发展来划分;钻完井数是反映页岩油勘探开发活动的重要指标;页岩油开采的盈利模式与投资渠道关系紧密,美国公司追求尽快收回投资获取利润,普遍采用放压生产模式,产量递减快,生产曲线呈"L"型;在体制机制上,运用市场机制、"油公司+精益化管理"项目运营模式、建立共享开放的数据库等经验值得借鉴。从资源基础、工程技术能力和产量预期来看,中国具备陆相页岩油革命成功的基本条件,全力推进页岩油勘探开发的市场化、技术与管理方式变革,突出页岩油"质的发展与量的突破",切实将资源量转变为储量、将储量转化为效益产量,可以确保页岩油革命取得胜利。