近年来, 全球油气资源量大幅增加, 油气产量不断创新高,2013 年世界石油产量 t 天然气产量 m3 石油峰值论石油衰竭论等再度破灭油气不可再生, 但非常规油气革命可延长石油工业的生命国家崛起取决于战略创新能源 3 个驱动力石油工业正发生美国推动能

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偶寿
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全球常规和非常规油气未来趋势分析 (2014) 邹才能 ( 中国石油勘探开发研究院 ) 等常规 - 非常规油气地质理论揭示了油气资源的形成与分布规律, 有效指导油气勘探不断获得新发现 1934 年 McColough 提出的圈闭学说是常规圈闭油气成藏理论形成的重要标志, 推动了常规油气勘探的发展 ;1995 年 Schmoker 等提出连续型油气聚集理论,

1 全球常规和非常规油气未来趋势分析 (2014) 邹才能 ( 中国石油勘探开发研究院 ) 等常规 - 非常规油气地质理论揭示了油气资源的形成与分布规律, 有效指导油气勘探不断获得新发现 1934 年 McColough 提出的圈闭学说是常规圈闭油气成藏理论形成的重要标志, 推动了常规油气勘探的发展 ;1995 年 Schmoker 等提出连续型油气聚集理论, 树立了非常规油气地质理论的里程碑, 为非常规油气勘探提供指导 1956 年美国学者 Hubbert 预测美国油气产量在 1970 年前后达到高峰, 然后石油工业将进入衰竭阶段然而计算机新材料等应用于油气工业, 使板块构造学有机生油论等不断焕发生机, 在沙漠山前海洋等地区不断发现大油气田 ; 尤其是连续型油气聚集理论高分辨率三维地震水平井体积压裂等科技创新使页岩气致密油等非常规油气的勘探开发获得突破

2 近年来, 全球油气资源量大幅增加, 油气产量不断创新高,2013 年世界石油产量 t 天然气产量 m3 石油峰值论石油衰竭论等再度破灭油气不可再生, 但非常规油气革命可延长石油工业的生命国家崛起取决于战略创新能源 3 个驱动力石油工业正发生美国推动能源独立亚太油气消费中心崛起新一轮石油科技革命 3 个重大事件, 深远影响大国能源战略美国实施本土化的能源独立俄罗斯寻求周边化的能源合作中国推进多元化的能源供给中国推动能源革命战略, 保障立足国内加强国外多元供给能源安全油气勘探研究有 3 个发展态势 : 资源类型从常规向非常规转变圈闭类型从构造向非构造延伸油气类型从圈闭向非圈闭拓展 ( 从圈闭找油向层系找油深入 ) 笔者从板块演化到油气形成, 总结全球油气分布规律, 并预测世界石油工业的发展趋势 1 油气形成背景次板块分合与 6 类盆地形成新元古代以来, 全球板块构造经历了两次最重要的分合旋回, 即罗迪尼亚超大陆的形成 ( 距今 1100~900Ma) 与裂解 ( 距今 860~570Ma) 潘吉亚超大陆的形成 ( 距今 300~200Ma) 与裂解 ( 距今 160~0Ma), 两次板块分合控制着全球主要含油气盆地的形成与分布前寒武纪晚期在罗迪尼亚超大陆聚合裂解构造背景下, 全球各古板块大多处于克拉通构造环境, 为叠合型沉积盆地形成提供了条件罗迪尼亚超大陆的解体, 导致冈瓦纳和劳亚大陆形成, 中国的华北华南塔里木板块和哈萨克斯坦板块等逐渐脱离冈瓦纳大陆向北移动晚古生代潘吉亚超大陆聚合及后续裂解, 新特提斯洋大西洋等开始形成, 裂谷被动大陆边缘广为分布, 为拉张沉积盆地形成提供了条件两大板块分合旋回下, 形成大陆裂谷前陆弧前弧后克拉通和被动大陆边缘 6 类沉积盆

地在被动大陆边缘和前陆盆地中分布着全球巨型油气田, 且更富油 ; 而裂谷克拉通盆地更富天然气 1.

3 地在被动大陆边缘和前陆盆地中分布着全球巨型油气田, 且更富油 ; 而裂谷克拉通盆地更富天然气类主力烃源岩与 2 大类储盖组合全球 90% 的油气来自志留系上泥盆统上石炭统上二叠统上侏罗统白垩系和渐新统中新统 6 套优质烃源岩 ( 见下图 ) 海平面升降控制层序分布, 层序类型决定烃源岩有机质含量及储集性能, 最大海泛面顶部对应凝缩层段 (CS) 海退体系域 (TST) 和 TOC 高值全球 95% 以上油气储量发现于侏罗系及之上的碳酸盐岩和碎屑岩 2 类储集层区域性泥页岩和膏盐岩 2 类盖层控制全球巨型油气田分布 2 常规 - 非常规油气形成分布 10 条规律 2.1 常规 - 非常规油气有序聚集全球常规 - 非常规油气有序聚集是指含油气单元内, 富有机质烃源岩热演化生排烃与不同类型储集体储集空间随埋深演化, 油气在时间域持续充注空间域有序分布, 成因上关联空间上共生, 形成统一的常规 - 非常规油气聚集体系据有序聚集空间共生规律, 一般发现常规油气, 预示供烃方向有非常

4 规油气共生 ; 发现非常规油气, 预示外围空间可能有常规油气伴生有序体现在 3 个方面 : 1 成因有序性, 地下油气从源到圈闭过程, 决定源岩区以滞留型非常规油气为主, 运移路径上以改造和残留的重油沥青为主, 圈闭发育区以常规油气聚集为主, 从浅到深分布有远源的常规油气近源的致密油气和源内的页岩油气 ; 2 宏观分布有序性, 盆地边缘或斜坡分布有常规构造和岩性地层油气藏, 凹陷斜坡或沉积中心聚集非常规致密油气和页岩油气 ; 3 微观分布有序性 : 储集层物性随埋深增加变差, 浅部位高孔渗区聚集常规油气, 深部位低孔渗区聚集致密油气, 中间过渡部分为常规 - 非常规油气的混合聚集区如加拿大阿尔伯达前陆盆地西凹发育源岩, 聚集页岩油气和致密气 ; 东部斜坡及隆起带发育常规油气藏及重油沥青矿四川盆地发育超万亿立方米级 3 类常规与 3 类非常规油气 : 3 类常规气藏为震旦系灯影组碳酸盐岩缝洞型气藏寒武系龙王庙组和石炭系孔隙型白云岩气藏二叠系三叠系碳酸盐岩礁滩型气藏 ; 3 类非常规油气为志留系龙马溪组与寒武系筇竹寺组页岩气上三叠统须家河组致密气和侏罗系致密油 2.2 特提斯域控制全球油气富集带形成分布 1991 年,Klemme 划分了劳亚特提斯冈瓦纳和太平洋 4 大构造域特提斯和劳亚域富集油气, 特提斯域以中生代中新生代盆地继承发育为特征, 主要发育中新生代以来的前陆盆地, 控制已发现油气储量的 68%; 劳亚域以北美克拉通和俄罗斯克拉通为代表, 以古生代盆地为主, 控制已发现油气储量的 23% 两大构造域大都经过伸展环境连续稳定沉降 : 1 能够形成快速沉积充填建造的沉降速度 ; 2 能够形成利于烃源岩形成的缺氧的水体环境, 如封闭海湾厌氧陆架 ;

5 3 保持地层连续沉积, 发育大型圈闭, 不整合少, 利于油气区域性保存尤其特提斯构造域油气最为富集, 主要是因其分布于地球古纬度南北纬 30 之间该区洋流温暖, 适于大量生物生长, 有机质丰富, 具有优质烃源岩大型圈闭与膏盐岩盖层的良好配置, 利于形成巨型油气田目前已发现全球最大的加瓦尔油田和全球最大的北方南帕斯气田等 ( 见下图 ) 截至 2013 年底, 全球共发现 1119 个大油气田, 占全球可采储量的 78% 和产量的 74% 下表统计了全球典型常规 - 非常规油气田的地质参数

2.3 前陆冲断带控制构造油气田群分布全球前陆盆地冲断带构造变形规模大, 发育成排大型构造圈闭群, 与前渊坳陷优质生烃灶纵向叠置, 复杂断裂系统沟通, 喜马拉雅期形成并保存的前陆冲断带易形成大型构造油气田群塔里木盆地库车地区面积 1.

6 2.3 前陆冲断带控制构造油气田群分布全球前陆盆地冲断带构造变形规模大, 发育成排大型构造圈闭群, 与前渊坳陷优质生烃灶纵向叠置, 复杂断裂系统沟通, 喜马拉雅期形成并保存的前陆冲断带易形成大型构造油气田群塔里木盆地库车地区面积 km2, 资源量 (8~10) 1012m3, 已发现克拉 2 等大气田, 其中克拉苏冲断带面积约 5000km2, 在 3000~8000m 深度范围内, 发育平面成排纵向叠加的背斜圈闭带, 大型有利圈闭 33 个, 总面积 1500km2, 其上发育了一套近千米厚的膏盐岩区域盖层下伏侏罗系烃源岩多层叠加, 形成厚 100~1000m 的优质煤系烃源岩,TOC 值为 2%~38%,Ro 值为 1.1%~2.9%, 生气强度大于 m3/km2; 白垩系砂岩储集层孔隙度为 6%~10% 最近该区带钻探了中国最深的工业性气井克深 9 井 (7445~7552m), 日产天然气 m3, 目前克拉苏冲断带已形成万亿立方米级储量气区中东扎格罗斯盆地, 扎格罗斯冲断带古近系是扎格罗斯最主要成藏组合, 烃源岩为下白垩统泥岩, 储集层为古近系灰岩, 盖层为古近系膏岩层, 沿北西向展布的冲断带长轴方向发育大型背斜构造圈闭 100 余个, 可采资源达 t 油当量, 占全球常规油气可采资源总量的 35% 已发现巨型油气田 69 个, 累计生产油气当量 t, 形成了目前全球规模最大的构造油气田群 ( 见下图 ) 2.4 克拉通内隆起控制特大型油气田展布克拉通盆地隆起区控制特大型油气田形成与分布 : 1 克拉通面积大, 生烃坳陷规模大且与古隆起相邻, 油气汇聚指向古隆起 ;

7 2 生储盖组合连续接触且大面积分布, 利于近源聚集 ; 3 构造稳定, 易于油气藏特别是古油气藏保存 2011 年在四川盆地发现的安岳特大型气田在全球有重大的工业与科学价值其具有热演化程度高 (Ro 值为 2.5%~3.5%) 地层老(Z C) 单体规模大( 可采储量大于 m3) 埋藏深(4500~6000m) 等特点主要有 4 个具有重大地质理论意义的新发现 : 1 台内大型裂陷 ( 面积 6 104km2); 2 桐湾期大型古隆起 ( 面积 3 104km2); 3 特大型高过成熟原油裂解成气田 ( 可采储量大于 m3); 4 深层上元古界下古生界工业性含油气系统四川盆地古老克拉通上元古界下古生界工业性含油气系统的发现, 对中国海相地层甚至全球深层超深层油气勘探有重大科学及实践意义四川盆地川中古隆起面积为 6 104km2, 古隆起震旦系寒武系碳酸盐岩颗粒滩分布区面积超过 1 104km2, 岩溶缝洞储集层孔隙度为 4%~8% 新发现的德阳安岳裂陷槽内发育厚层寒武系高热演化程度烃源岩 (Ro 值为 2.5%~3.5%), 与东侧古隆起缝洞储集层形成有利源储配置, 仅磨溪地区龙王庙组气藏在 800km2 含气范围内的探明天然气地质储量即达 m3, 震旦系控制含气面积超过 7000km2 安岳气田主要受古裂陷槽优质烃源岩古台地丘滩岩溶储集层古油藏原位裂解成气和古隆起斜坡汇聚油气的四古要素控制, 是目前全球发现的最古老的高热演化油裂解气田塔里木盆地克拉通区勘探面积近 km2, 主要发育塔北塔中等古隆起, 震旦系寒武系古隆起斜坡发育大规模碳酸盐岩缝洞型储集层, 面积达 km2 塔北塔中隆起油气连片分布, 在 6000m 以深的超深层发现油气储量超过 t 油当量最近在塔北斜坡低部位钻探的金跃 102 井 ( 7220~7350m), 日产油 69.6m3, 成为中国最深的工业性油井

东西伯利亚盆地是在元古宙地台上发育的古老克拉通盆地, 面积 350 104km2 截至 2011 年底, 盆地已发现油气藏 337 个, 累计探明油气可采储量 42 108t 油当量, 待发现可采资源量 140 108t 油当量, 是世界上油气最富集的古克拉通盆地盆地东南和东北部发育两个大型继承性古隆起里菲系烃源岩面积 37 104km2, 富有机质地层厚 2.0~7.

8 东西伯利亚盆地是在元古宙地台上发育的古老克拉通盆地, 面积 km2 截至 2011 年底, 盆地已发现油气藏 337 个, 累计探明油气可采储量 t 油当量, 待发现可采资源量 t 油当量, 是世界上油气最富集的古克拉通盆地盆地东南和东北部发育两个大型继承性古隆起里菲系烃源岩面积 km2, 富有机质地层厚 2.0~7.5km, 平均有机碳含量为 1.0%~2.7%,Ro 值为 0.6%~1.6%; 文德系烃源岩面积 km2 隆起区里菲系碳酸盐岩文德系沿岸砂坝等多套优质储集层与中南部厚 0.6~2.0km 的寒武系膏盐岩盖层组合, 形成了全球最古老的凝析油气田 ( 见下图 ) 2.5 台地边缘控制生物礁滩大油气田的群带状分布克拉通盆地边缘发育环带状大型礁滩体, 向陆与盆地内古老生烃坳陷相邻, 向海与同期海相烃源岩层对接, 具备多向油气充注的优越条件, 其上稳定分布膏盐层盖层, 形成大型礁滩油气田群塔里木四川等盆地古生代克拉通区礁滩体发育, 如塔中隆起北斜坡奥陶系生物礁滩体南北宽 1~20km, 东西长 260km, 具有典型多期叠加分布特征储集层孔隙度为 5%~12%, 渗透率为 (1~20) 10 3μm2, 形成礁滩体控制的大型富油气区, 储量超过 t 油当量四川盆地川东北开江梁平台缘区发育二叠系生物礁和三叠系滩, 宽 1~5km, 厚 300~500m, 储集层物性优越, 已发现普光龙岗等气田, 整个生物礁滩天然气储量规模超过万亿立方米位于哈萨克斯坦西部的滨里海克拉通盆地面积 km2 台地边缘发育大型生物礁滩体, 向盆地和外大洋方向相变为盆地相泥岩优质烃源岩区早二叠世沉积巨厚膏盐层, 形成以盐下礁滩体为主的环状大油气田群

9 其中阿拉斯特拉罕凝析气田上泥盆统生物灰岩含气层厚 283m, 含气面积 1630km2, 天然气可采储量 m3; 田吉兹油田上泥盆统中下石炭统生物灰岩含油高度 1500m, 含油面积 270km2, 石油可采储量 t; 卡沙干油田上泥盆统生物礁型圈闭含油层平均厚度 550m, 含油面积 650km2, 可采储量超过 5 108t 整个环形礁滩体分布带已发现 9 个大油气田, 油气可采储量 t 油当量, 预测盐下待发现资源量约 t 油当量 2.6 被动大陆边缘控制海洋特大型油气田形成与分布被动大陆边缘盆地经历了早期陆内裂谷由陆向海过渡和海洋深水漂移 3 个关键时期, 其油气地质条件有利 : 1 陆内裂谷期发育优质陆相生烃凹陷, 如西非南加蓬滨海盆地 Melania (Barremian) 组平均 TOC 值为 6%~20%, 下刚果盆地 Pointa Ndire 页岩 TOC 值为 5%, 澳大利亚西北大陆架裂谷期烃源岩 TOC 值为 5%~6%; 2 过渡期局限半局限海环境沉积优质盐岩盖层, 如非洲西海岸里奥穆尼巴西近海的坎普斯墨西哥湾等盆地均有分布 ; 3 漂移期广海环境快速沉积碳酸盐岩碎屑岩沉积体, 如水深 500~1500m 的坎普斯盆地 Marlim 油田, 渐新统中新统浊积砂岩厚 100~400m, 平均孔隙度 25%~30%, 渗透率 2~3μm2, 面积达 200km 年以来, 被动陆缘深海区获得油气大发现, 主要在巴西澳大利亚西非墨西哥湾四大深水区, 发现的大油气田储量占全球同期新发现大油气田储量的 75%, 占全球新增储量的 28% 近 10 年来, 仅巴西深海即获得 20 个大型发现巴西东南部海域坎波斯和桑托斯盆地 ( 属南大西洋被动大陆边缘盆地 ) 面积达 km2, 截至 2013 年底, 坎波斯盆地探明油气可采储量 t 油当量, 桑托斯盆地探明油气可采储量 t 油当量两个盆地 89% 的储量来自水深超过 500m 的深水区, 主力烃源岩 TOC 值为 2%~6%, 氢指数高达 900mg/g

坎波斯盆地油气富集于盐上漂移期大型砂体中, 盖层为漂移期泥页岩 ; 桑托斯盆地油气富集于盐下湖相介壳灰岩, 盖层为过渡期沉积的厚 2000m 的盐岩油气差异聚集主要受控于盐岩的发育, 岩窗发育区油气向上运移聚集已相继获得 9 个油气大发现, 油气藏水深达 1961m 现今全球分布的几大富油气海湾也与被动大陆边缘盆地背景有关, 如墨西哥湾发育碳酸盐岩碎屑岩两套沉积体系

10 坎波斯盆地油气富集于盐上漂移期大型砂体中, 盖层为漂移期泥页岩 ; 桑托斯盆地油气富集于盐下湖相介壳灰岩, 盖层为过渡期沉积的厚 2000m 的盐岩油气差异聚集主要受控于盐岩的发育, 岩窗发育区油气向上运移聚集已相继获得 9 个油气大发现, 油气藏水深达 1961m 现今全球分布的几大富油气海湾也与被动大陆边缘盆地背景有关, 如墨西哥湾发育碳酸盐岩碎屑岩两套沉积体系油气主要富集在盐岩构造圈闭与深水砂体地层圈闭中, 已探明可采储量 t 油当量, 待发现资源量 t 油当量 ; 几内亚湾的形成与联合古陆潘吉亚裂解密切相关, 大部分盆地为被动大陆边缘类型, 已探明可采储量达 t 油当量, 待发现资源量为 t 油当量 2.7 前陆前渊斜坡控制大规模重油沥青赋存与前陆冲断带相邻, 大型前陆盆地通常发育稳定的大型斜坡, 位于前渊坳陷成熟生烃灶上倾方向其输导层与储集层连通性好, 与地表水循环系统连通, 处于氧化环境, 储集层中微生物繁多, 使运移油气持续遭受水洗氧化和生物降解作用, 在斜坡带形成重油与沥青矿美洲西侧是全球规模最大太平洋俯冲带, 西加拿大盆地东委内瑞拉盆地的前陆斜坡带形成全球最大的油砂和重油聚集区 ( 见下图 ), 已证实油砂和重油可采储量分别达 t 和 t 阿伯达盆地早期属克拉通边缘盆地, 中侏罗世之后演化为前陆盆地, 面积 km2, 油砂主要分布在盆地东翼浅部下白垩统不整合面之上, 烃源岩包括

上泥盆统 Duvernay 组及下石炭统 Exshaw 组海相页岩, 分布面积 13 104km2, 厚 25~135m,TOC 值为 2%~24%; 储集层以下白垩统曼维尔群砂岩为主, 太平洋板块向东俯冲于北美板块之下, 受其影响, 落基山近东西向挤压, 曼维尔群从未深埋, 孔隙度为 20%~35% 厚 30~50m, 泥盆系石炭系生成的大量油气向东运移形成全球最大油砂矿 2.

11 上泥盆统 Duvernay 组及下石炭统 Exshaw 组海相页岩, 分布面积 km2, 厚 25~135m,TOC 值为 2%~24%; 储集层以下白垩统曼维尔群砂岩为主, 太平洋板块向东俯冲于北美板块之下, 受其影响, 落基山近东西向挤压, 曼维尔群从未深埋, 孔隙度为 20%~35% 厚 30~50m, 泥盆系石炭系生成的大量油气向东运移形成全球最大油砂矿 2.8 盆地沉积斜坡控制致密油气与煤层气聚集陆相坳陷盆地斜坡带控制致密油气富集区大型陆相坳陷盆地斜坡带具备稳定的构造背景, 湖水频繁进退形成的优质泥页岩煤系烃源岩与三角洲河流相砂岩在斜坡区层状交互分布, 大面积连续展布, 生排烃期超压驱动面状排烃, 形成大规模的致密油气富集区中国陆相致密油可分为致密砂岩油致密灰岩油致密混积岩油 3 种基本类型, 可采资源量为 (20~25) 108t; 致密气可采资源量为 (9~13) 1012m3 鄂尔多斯盆地发育大规模的致密油和致密气, 三叠系延长组长 7 段沉积期, 湖盆大面积扩张, 分布面积 5 104km2, 发育稳定的优质烃源岩, 黑色页岩 TOC 值为 13.8% 由于湖岸线频繁进退, 形成了大规模三角洲与重力流复合成因砂体 ( 见下图 ), 厚 5~40m, 岩性致密, 孔隙度为 8%~12% 渗透率为(0.01~1.00) 10 3μm2, 含油饱和度达 80% 与长 7 烃源岩紧密接触的源储共生区域面积达 1 104km2

12 2011 年长 7 段湖盆中心致密油勘探获得重大突破, 预计地质储量超过 t 盆地石炭- 二叠系苏里格致密气面积 6 104km2, 含气砂岩累计厚 30~100m, 孔隙度一般为 6%~12% 渗透率为(0.01~1.00) 10 3μm2, 含气饱和度为 40%~80% 2013 年底探明与基本探明储量为 m3, 年产致密气 m 克拉通盆地斜坡带致密油气富集区克拉通盆地斜坡区沉积稳定, 海相黑色页岩及内部细粒沉积广泛发育油气在页岩内滞留, 在致密层中近源富集, 形成了规模致密油气分布区北美威利斯顿盆地是一个大型克拉通盆地, 其中上泥盆统巴肯组满盆分布, 面积超过 km2, 厚 6~45m, 巴肯组上段下段均为富有机质页岩段, 平均 TOC 值可达 10% 以上, 缺乏底栖生物群和生物潜穴遗迹化石, 纹层和黄铁矿发育, 形成于缺氧或低氧深水环境, 有机质来源于藻类,Ro 值为 0.7%~1.2%, 处于成熟生油阶段巴肯组中段为海相碳酸盐岩浅滩复合体, 岩性为白云质粉砂岩, 物性差稳定构造环境下, 巴肯组上段下段页岩生成的成熟原油近源聚集在中段白云质致密储集层中, 油层埋深 2500~3300m, 厚 5~10m, 孔隙度为 5%~13% 渗透率为 (0.10~1.00) 10 3μm2, 可采资源量达 6 108t 美国德克萨斯南部发育鹰滩致密碳酸盐岩油, 甜点区面积为 km2, 油层厚 20~180m, 孔隙度为 3%~15% 渗透率为(0.001~0.010) 10 3μm2, 含油饱和度为 70%~85%, 可采资源量为 t,2013 年致密油产量达 t 裂陷盆地斜坡带控制煤层气富集区澳大利亚鲍温盆地为古生界复杂向斜盆地, 面积 km2, 苏拉特盆地为中生界克拉通盆地, 面积 km2 东部苏拉特盆地侏罗系煤系北部不整合于鲍温盆地的三叠系之上, 煤层气主要富集在鲍温盆地边缘斜坡区苏拉特盆地内克拉通中心区, 煤层埋藏浅, 大部分埋深为 100~600m, 可采资源量达 (2~5) 1012m3, 年产煤层气 m3

13 2.9 盆地深水富有机质沉积控制页岩油气滞留富有机质页岩主要沉积于海相克拉通盆地深水边缘半深深水陆棚湖相坳陷与裂陷盆地深水环境 : 1 深水环境浮游生物生产力高 ; 2 深水环境稳定, 有利于有机质保存一方面深水沉积经历深埋藏, 有利于有机质连续成熟生烃, 页岩内滞留油气量大 ; 另一方面页岩区未受构造运动破坏, 有利于页岩内部油气滞留保存中国发育海相沼泽相与湖相 3 类页岩, 发育大面积连续型与局部构造型两类目标, 预测页岩气可采资源量 m3 目前已完钻页岩气井 340 余口, 60 口井日产气超过 1 104m3 40 余口井日产气超过 m3, 累计生产页岩气 m3 以上海相页岩气现实性最好, 高产富集甜点区主要受深水陆棚富有机质较好基质孔缝异常高压适中埋藏深度较好地表条件等主要因素控制有利海相页岩气主要分布在四川盆地及其周缘志留系龙马溪组寒武系筇竹寺组页岩中, 分布面积为 (10~13) 104km2, 页岩气甜点区厚 30~100m, 有机碳含量为 1.85%~4.36%,Ro 值为 2.0%~4.5% 其中志留系龙马溪组目前已发现甜点区面积超过 1 104km2, 形成 (3~4) 1012m3 的可采储量规模, 已建成焦石坝长宁威远富顺永川云南昭通等工业试验区, 其中涪陵页岩气田焦石坝区发现井焦页 1HF 日产气 m3, 平均埋深 2645m 厚 70.8m TOC 值为 2.5% Ro 值为 2.2% 孔隙度为 4.3% 脆性矿物含量为 62% 含气饱和度为 65% 压力系数 1.55 CH4 含量 98%, 已探明面积 km2, 探明地质储量 m3, 属裂缝 - 背斜型页岩气田松辽盆地白垩系鄂尔多斯盆地三叠系准噶尔盆地二叠系等发育湖相富有机质页岩,Ro 值为 0.7%~1.2%, 厚度一般为 50~300m,TOC 值为 2%~10%, 生成页岩油, 预测可采资源量为 (30~60) 1012t 目前多个盆地发现页岩油, 如鄂尔多斯盆地长 7 段钻探的木 78 井日产页岩油 21.7m3

14 2013 年北美地区页岩气年产量达 m3, 已发现 50 个富有机质页岩区存在页岩油气资源, 其中 9 个区带实现了页岩气规模开发上侏罗统 Haynesville 页岩是美国单井产能最高的含气页岩层, 该页岩气区位于德克萨斯州东部与路易斯安那州西北部, 东部沉积中心页岩厚 107~122m, 西部沉积中心页岩厚度小于 30.5m,TOC 值为 2%~6%,Ro 值为 2.2%~3.2%, 总孔隙度为 8%~9%, 含气量 2.83~9.34m3/t, 页岩气可采储量超过 m3 页岩气区石英含量 50%~70% 黏土矿物含量 30%~50%, 地层压力系数大于 2.0; 页岩气井深 3200~4200m, 核心区单井平均初始产量为 m3/d, 单井估算最终可采储量为 (0.43~1.28) 108m3,2013 年页岩气产量达 m 低温高压海底沉积控制水合物展布天然气水合物是一种能量密度高储量规模大的资源, 其形成和展布受温压稳定性条件碳氢来源储集岩和天然气运移等控制低温高压共同控制天然气水合物形成与展布, 大多数盆地不具备此条件, 因此其主要存在于深海近海底浅层沉积物中及陆地高纬度常年冻土带保守预测全球水合物可采资源量为 m3,98% 天然气水合物分布在大陆边缘和大洋板块内海底沉积物中, 如澳大利亚西北海域加利福尼亚俄勒冈外海域西大西洋墨西哥湾海域非洲西海岸北极巴伦支海及南极罗斯海域等地区 2013 年日本在 Daini-Atsumi Knoll 地区水深 1000m 处降压排采获得天然气 2 104m3/d, 水合物探索获重大进展 ( 见下表 )

3 常规 - 非常规油气资源潜力油气资源可分为常规和非常规两种类型常规油气在盆地内局部富集, 非常规油气在盆地内大面积分布, 二者资源比为 2 8 常规油气藏资源品质高, 但总量较小, 约占资源总量的 20%; 非常规油气包括重油油砂致密油页岩油油页岩油致密气煤层气页岩气天然气水合物等, 约占资源总量 80% 3.

15 3 常规 - 非常规油气资源潜力油气资源可分为常规和非常规两种类型常规油气在盆地内局部富集, 非常规油气在盆地内大面积分布, 二者资源比为 2 8 常规油气藏资源品质高, 但总量较小, 约占资源总量的 20%; 非常规油气包括重油油砂致密油页岩油油页岩油致密气煤层气页岩气天然气水合物等, 约占资源总量 80% 3.1 常规油气资源潜力根据 USGS IEA BP 等机构公报的数据和作者调研结果, 全球常规石油可采资源总量为 t( 见下表 ), 中东 t, 占 40%; 俄罗斯 t, 占 16%; 北美 t, 占 14%; 拉丁美洲 t, 占 11%;4 大区占全球可采资源总量的 80%

16 全球常规天然气可采资源总量为 m3( 见下表 ), 其中俄罗斯 m3, 占 32%; 中东 m3, 占 29%; 北美 m3, 占 15%; 亚太 m3, 占 7%;4 大区占全球可采资源总量的 83%

3.2 非常规油气资源潜力全球致密油重油天然沥青油页岩油资源量约为 4120 108t, 其中重油可采资源量 1078.9 108t, 主要分布于南美和中东地区 ; 天然沥青 ( 或称油砂 ) 可采资源量 1066.7 108t, 主要分布在加拿大阿尔伯达省 ; 致密油可采资源量 472.8 108t, 美国俄罗斯和亚太地区最发育 ; 油页岩油可采资源量 1501.

17 3.2 非常规油气资源潜力全球致密油重油天然沥青油页岩油资源量约为 t, 其中重油可采资源量 t, 主要分布于南美和中东地区 ; 天然沥青 ( 或称油砂 ) 可采资源量 t, 主要分布在加拿大阿尔伯达省 ; 致密油可采资源量 t, 美国俄罗斯和亚太地区最发育 ; 油页岩油可采资源量 t, 主要分布在美国俄罗斯和中国 ( 见下表 ) 全球致密气煤层气与页岩气资源量为 m3( 见下表 ) 致密气可采资源量为 m3, 主要分布在北美拉丁美洲和亚太地区 ; 煤层气可采资源量为 m3, 主要分布在北美俄罗斯和亚太地区 ; 页岩气可采资源量为 m3, 超过致密气和煤层气可采资源量之和, 主要分布在北美和亚太地区天然气水合物可采资源量约为 m3

18 3.3 四大常规与四大非常规油气分布全球常规油气可采资源中 71% 分布于中东俄罗斯北美和拉美 4 大地区 ; 非常规油气可采资源 84% 分布于北美亚太拉美和俄罗斯 4 大地区油气资源最富集的盆地是被动大陆边缘裂谷及前陆 3 大类盆地被动陆缘盆地的油气资源量最大, 占全球待发现油气资源量 49%; 前陆盆地和大陆裂谷盆地待发现资源量相当, 所占比例均为 20%, 其次是克拉通盆地, 所占比例为 11% 4 石油工业发展趋势石油工业未来发展有十大趋势 : 1 地质理论从常规向非常规油气地质学发展, 找油思路从源外油气藏到进源油气层 ; 2 纳米孔油气发现增加油气资源量, 石油工业生命周期将再延长 150 年 ; 3 在 2040 年前后油气产量出现峰值, 约为 t/a m3/a, 油气在一次能源中仍保持主体地位 ;

19 4 气驱纳米技术原位加热等新技术可推动页岩油水合物无机油气实现非常规油气新革命,2040 年非常规油气产量将占 20% 以上 ; 5 老油田提高采收率深层深水与非常规, 将是 4 大油气科技制高点 ; 6 常规 - 非常规油气平台式工厂化生产将带来石油工业管理变革 ; 7 西半球非常规油气可支撑美国能源独立, 东半球常规油气可支撑亚太油气独立自给 ; 820~30 美元 / 桶低油价时代或许终结, 但 200~300 美元 / 桶高油价或许也难以到来 ; 9 相当长时期内, 世界一次能源将进入石油天然气煤炭新能源四分天下发展时代 ; 10 如果石油工业生命过早完结, 新能源革命将提早带来更低廉低碳的替代能源石油发展领域正在呈现三个并进态势, 即非常规与常规并进 ( 非常并进 ) 深层与浅层并进 ( 深浅并进 ) 海洋与陆地并进( 海陆并进 ) 全球已进入常规油气稳定上产非常规油气快速发展阶段目前常规油气资源采出程度仅为 25%, 非常规油气资源采出程度很低全球基本形成中东中亚俄罗斯两大常规油气生产区格局, 全球约 2/3 的常规油气剩余可采储量与待发现可采资源量分布在中东中亚俄罗斯地区, 其中石油占全球总量的 63%, 天然气占全球总量的 67% 中东中亚俄罗斯两大常规油气生产区油气产量比例持续上升, 石油产量比例已由 43%(2000 年 ) 增长到 49%(2013 年 ), 天然气产量比例已由 34%(2000 年 ) 增长到 40%(2013 年 ) 非常规油气中页岩气致密油等相继突破全球正在形成西半球的美国东半球的中国两大非常规油气战略突破区, 世界非常规油气产量占总产量比例将由目前的 10% 升至 30%(2040 年 )

20 中国油气勘探进入两非两深, 开发进入两高两低新阶段, 即非构造与非常规深层与深水, 老区高含水与高采收率储量低丰度与单井低产量找油思路也从油气藏深入到油气层 4.1 未来常规 - 非常规油气 3 大重要勘探领域中国油气勘探未来集中在富油气凹陷岩性地层深层碳酸盐岩山前构造带海域深水区页岩系统非常规等 5 大油气领域全球未来油气勘探主要集中在海域深水 ( 含北极 ) 陆上深层超深层和非常规 3 大领域 ( 见下表 ) 海域深水主要在南北大西洋墨西哥湾等地区; 陆上深层主要集中在滨里海阿姆河盐下西西伯利亚申城和扎格罗斯前陆等区域 ; 非常规油气主要集中在北美油砂致密油, 拉丁美洲重油页岩油气, 中东重油, 以及东西伯利亚油砂 3 大领域发展需要理论技术创新与支撑 4.2 全球油气地质理论与技术创新预测世界石油工业有 4 个科技创新领域 : 1 老油田提高采收率 ; 2 陆地深层油气 ;

21 3 海洋深水油气 ; 4 非常规油气尤以非常规油气突破引发了石油工业科技革命, 将形成深水细粒沉积学非常规有机地球化学非常规储集层地质学非常规油气地质学等新学科, 高分辨率三维地震水平井体积压裂将成为非常规油气核心技术, 常规 - 非常规多井平台式工厂化生产将成为低成本开采新模式继页岩气革命后, 可能实现页岩油革命水合物革命无机油气革命石油地质学研究正在探寻顶峰, 传统地质学将向分子地质学或纳米地质学发展石油地质学是上游石油工业的眼睛, 可能在非常规油气纳米油气无机油气等方面实现突破石油工业每一次技术创新都会带来油气产量跨越式发展, 世界第 6 次科技革命与第 3 次工业革命将对石油工业产生重大影响依赖大数据新材料信息纳米生物等技术创新, 推动形成新一轮技术革命, 如气驱提高采收率技术页岩油原位加热改质开采技术纳米油气技术海洋超深水开采技术万米级井筒工程技术水合物开采技术生物改质油气技术等 4.3 全球油气产量峰值与生命周期油气工业发展将经历常规油气常规与非常规油气并重非常规油气 3 个阶段, 共同构成石油工业生命周期本文采用 HCZ 模型预测不同资源情景下世界石油产量变化趋势 ( 见下图 ) 随着非常规石油资源投入开发, 世界石油产量峰值将不断攀升并不断延后综合判断, 石油峰值产量约 t/a 天然气峰值产量约 m3, 可能在 2040 年前后达到油气产量峰值, 石油工业生命周期很可能会超过 300 年

4.4 化石能源与新能源人类利用能源经历了从木柴向煤炭煤炭向油气的两次重大转换, 其分别对应了人类历史上两次工业革命, 未来世界还将面临油气向新能源的第 3 次重大转换 [9] 但在今后相当长时期内, 世界一次能源将进入石油天然气煤炭新能源四分天下的发展时代综合 2013 年 IEA 2014 年 BP 等研究数据, 预测未来 20~30 年内, 石油消费比例将降低,

22 4.4 化石能源与新能源人类利用能源经历了从木柴向煤炭煤炭向油气的两次重大转换, 其分别对应了人类历史上两次工业革命, 未来世界还将面临油气向新能源的第 3 次重大转换 [9] 但在今后相当长时期内, 世界一次能源将进入石油天然气煤炭新能源四分天下的发展时代综合 2013 年 IEA 2014 年 BP 等研究数据, 预测未来 20~30 年内, 石油消费比例将降低, 新能源消费比例将上升, 煤炭消费比例略降, 天然气消费比例略升其中石油将占 26%~28% 天然气占 23%~26% 煤炭占 25%~28% 新能源占 19%~24%, 总体呈现四分天下格局,2040 年前后, 油气在一次能源中仍保持主体地位, 油气等化石能源发展仍将受到世界经济油气价格科技进步政治战争和新能源等关键因素影响, 油气产量峰值和油气生命周期也可能随之变化太阳能地热能风能海洋能生物质能和核聚变能等新能源将有重大发展目前短期内太阳能利用效率低经济性难以过关, 核聚变能技术难以突破, 但太阳能核聚变能仍然是人类能源利用的愿景目标 5 结论陆相生油海相成气是中国油气地质特色在中国陆相新地层形成了如松辽盆地大庆油田常规油气鄂尔多斯盆地三叠系长 7 段致密油与页岩油, 在海相古老克拉通深层 ( 具有古隆起老地层埋藏深的古老深特点 ) 形成了如

23 四川盆地震旦系寒武系常规碳酸盐岩安岳特大型高热演化油裂解气田, 以及非常规志留系龙马溪组页岩气, 对于全球油气发展具有科学意义油气不可再生, 但可再流动利用非常规油气革命延长了石油工业生命周期非常规作为过渡能源为新能源到来赢取了时间新能源替代化石能源, 不是由于化石能源利用的枯竭, 而是新能源更低廉和更低碳化石能源的生产革命科技革命消费革命体制革命, 推动化石能源向低碳化变革, 迎来无碳绿色能源新时代

¹ º» ¼

¹ º» ¼ 何登发李德生童晓光赵文智隆起是沉积盆地中的大型正向构造单元对于沉积盆地的构造演化沉积体系及流体活动都有较大的制约作用隆起具有多种成因机制伸展聚敛与走滑环境都可以形成隆起随着地球动力学环境的变化各种动力机制的复合可以使不同初始成因的隆起发生叠加从而形成结构形态更加复杂的隆起隆起的演化可以划分为形成期或雏形期发展期高峰期继承期改造期和消亡期个基本阶段而现今所见的隆起可能仅停留在某些阶段上