中国油气资源勘探新领域——非常规油气勘探

 

 

       随着油气勘探开发技术水平的提高，许多原来不具备工业价值的非常规油气藏逐渐受到更多的重视，美国是世界上第一个全面开发非常规油气藏的国家，世界上技术比较发达的其他国家和地区也相继在有关方面领先一步，这对中国的油气勘探来说，无疑是一种有益的启示和借鉴。目前，中国已在许多方面开展了积极的探索，其中不乏先进的研究水平。根据有关专家的预测结果分析，中国的非常规油气资源总量远大于常规资源量。 非常规油气藏是油气勘探程度提高、能源需求量增加、勘探开发技术提高条件下能源接替的重要领域。
     （1）生物甲烷气勘探
       当富含有机质的沉积物埋藏到一定深度后，有机质在还原环境下经厌氧细菌生物作用生成大量的富含甲烷气体，并大规模地聚集保存，形成具有工业开采价值的生物甲烷气藏。该类气藏以第四系居多，埋深较浅。以碎屑岩沉积为主、连续沉降充填并未受强烈构造变动影响的盆地有利于生物甲烷气藏的发育。生物甲烷气藏是一种烃源成因分类，在聚集成藏方面没有特殊要求，因此可以有多种圈闭形式。
       生物甲烷气藏在美国、日本、俄罗斯、德国、加拿大等国均有发现，中国的许多盆地（柴达木等）以及现代沉积区（沿海地区）也均有生物甲烷气形成的基本条件。
     （2）低（未）成熟油气勘探
       在有机质干酪根热演化序列中，接近成熟而未进入大量生烃阶段时（R=0.2%~0.7%）所生成的烃类在成藏分布方面与有机质完全进入成熟门限后所生成的烃类有较大差异。但作为非常规油气成藏的一个方面，低熟油气在圈闭模式方面与常规油气藏并没有太多差异。由于油气生成相对较早、对应的埋深条件较小、生烃机制较为特殊、沉积物成岩条件较弱等原因，导致低熟油气在分布特征和规律方面具有特殊性，故在油气勘探中具有特殊意义。
       目前中国已在苏北、渤海湾等盆地中找到大量低熟烃类。低熟油气是陆相生油气的一个基本特色，它扩大了油气资源量的评价范围，也提供了更广阔的油气勘探领域。中国东部地区埋深较浅的年青盆地是这类油气勘探的主要方向。
      （3）煤层气勘探
        煤层气（瓦斯）是指主要以吸附状态存在于煤层之中的可燃气体，其成分以甲烷为主。美国是煤层气勘探研究最早取得成功的国家，另外世界煤层气资源也很丰富。煤层气的分布受控于煤炭的形成和建造条件，通常在湖沼、海滨浅海或陆相含煤建造中发育，在地质时代上出现于石炭纪以来发育的地层中。
        煤层气在中国广泛分布，通常被划分为华北、西北、华南、东北以及滇藏聚集区。
      （4）深层盆地油气的勘探
        深层盆地油气是高勘探程度条件下，对油气成藏赋存规律的又以新认识，国外目前已发现的深盆气主要集中在加拿大西部阿尔伯达盆地的艾尔姆华士、牛奶河、霍得利气田和美国中西部地区盆地（如圣胡安盆地的布兰科气田、丹佛盆地的瓦腾伯格气田等），深盆气是致密砂岩气的主要表现形式。
        深盆气藏是致密储层中与源岩相连的气水倒置关系气藏，是一种发育在致密储层中其在区域上具有“上水下气”特征的气藏，整体上以地层异常压力的发育为基本特征，即使有局限地层水（酸点）存在，也不会对气水在整体上的活塞式排驱过程产生实质性改变。深盆气藏中的天然气分布为“有根”状态，即气藏的致密储层与其源岩之间含气状态的连续过渡，它的封闭机理仍然是以毛细管压力为主，一般储量巨大，通常分布于盆地的深凹陷、向斜中心或构造斜坡带下倾部位，甜点是深盆气藏中具有经济价值的勘探开发目标。
        致密储层中深盆气藏的形成常与煤系地层密切有关。中国的鄂尔多斯盆地、四川盆地、吐哈盆地、松辽盆地、二连盆地、沁水盆地、贺西地区盆地群、柴达木盆地、准格尔盆地、塔里木盆地等均有望成为深盆气藏勘探的有利地区。
       （5）泥页岩油气的勘探
        泥页岩油气藏与常规油气藏的差别主要在于储集层的致密性和裂缝性条件。泥页岩油气藏的形成归咎于高异常压力对裂缝的扩张作用和对油气流体的混向涌流驱动，油气最终以顺层方式富集成藏。裂缝-微裂缝发育带（靠近断层附近）是泥页岩油气成藏的有利区，其中页岩气藏中天然气的赋存方式主要是游离、裂缝表面吸附及页岩表面吸附。
        据报道，中国目前已在松辽、渤海湾、南华北、柴达木以及酒泉等盆地发现了具有工业价值的该类油气藏。
      （6）水溶气的勘探
        水溶气也有人称地压气，是地层水在一定条件下所溶解、包含的足以具有工业开采价值的天然气聚集，所谓的工业开采价值受地质条件、富集丰度以及经济技术条件等因素影响。水溶气藏目前已在世界许多盆地中发现，资源量很是乐观。它的气藏通常出现于中、新生代地层中，尤其是第三系和第四系海相及海陆过渡相地层中。
        中国的水溶气资源尚未展开系统研究。
      （7）甲烷水合物的勘探
        甲烷水合物是在特定的温度和压力条件下形成的冰状固体甲烷。与水溶气不同，甲烷水合物是由水和气体相结合、气体分子靠范德华力进入并维持在水分子晶隙中并具有典型笼状结构的络合物，也被称为冰冻甲烷。甲烷水合物的形成与环境温度和压力条件密切有关，它要求压力随温度的升高呈非线性的倍数增长，当温度条件升高时，甲烷水合物形成所需要的压力条件急剧增大。故低温、高压有利于甲烷水合物的形成。
        根据形成条件，甲烷水合物的分布主要有两种类型：一是海（洋）底沉积物，二是陆地上的寒冷地带，如极地地区和永冻土地带。前者含有绝大多数的甲烷水合物资源，所要求的水深条件主要是海（洋）底沉积物上部的300~1000m范围；后者分布的甲烷水合物资源总量比较有限，目前在陆上所发现的甲烷水合物主要集中在西西伯利亚盆地永久冻土带、普鲁徳霍湾永冻土带以及北极群岛等。
        中国对甲烷水合物的研究目前正在受到越来越高的重视，辽阔的海域将有可能是甲烷水合物发育的有利场所。
       ( 8）无机成因油气的勘探
        国外目前已在太平洋东部裂谷、安德烈斯转换带、日本岛弧，东非裂谷等多处发现无机气（二氧化碳和烃类气体）。随着无机成因气的不断发现，它正逐渐成为油气勘探的一个“古老而又年轻”的领域。无及成因气一般与地球壳幔活动有关，分布区域主要是大陆裂谷活动带、火山岛弧活动带、板块活动接触带、有深大断裂发育的盆地内部以及碳酸盐岩区（碳酸盐的无机化学作用生气）。
        中国目前已在多个盆地中发现了无机气的存在（包括烃类气体和二氧化碳气体等），如四川盆地、台湾海峡盆地东部、准格尔盆地西北缘等。中国将无机气作为潜在领域，在常规油气勘探中兼顾研究，无疑将是有益的。
       （9）重油、沥青砂和油页岩的勘探
        世界重油和焦油砂分布主要集中在环太平洋和阿尔卑斯带，中国东部和西部地区盆地中的重油和沥青砂分布分别属于上述两带。重油和沥青砂形成的主要原因是生物降解和游离氧化，它的主导控制因素是地层超覆圈闭，主要沿盆地斜坡或埋深较浅的构造带分布，埋深通常在浅于1500m的近地表处，它的出现往往代表了盆地较为复杂的构造演化史。油页岩是高灰分（大于40%）的固体可燃有机岩，可以是腐泥、腐质或混合成因。作为工业矿产要求含油率应大于5%，发热量超过7.54MJ/kg。仅据有关资料认为，世界上的前四名油页岩储量大国或地区依次为美国、巴西、前苏联和中国。
        油页岩也是油气资源储量接替的可考虑方向之一，中国油页岩资源从古生界至新生界均有分布并以中、新生界为主，其中古生界油页岩储量主要分布于石炭、二叠系，中生界储量以三叠系居多，新生界则主要分布在下第三系。