新疆非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)進(jìn)展

雍曉艱王剛

(1.新疆維吾爾自治區(qū)煤炭綜合勘查院，新疆830091; 2.新疆煤田地質(zhì)局煤層氣研究開發(fā)中心，新疆830091)

新疆非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)進(jìn)展

雍曉艱1王剛2

(1.新疆維吾爾自治區(qū)煤炭綜合勘查院，新疆830091; 2.新疆煤田地質(zhì)局煤層氣研究開發(fā)中心，新疆830091)

新疆地區(qū)的準(zhǔn)噶爾、塔里木、吐哈等五大海/陸相盆地(群)擁有豐富的煤層氣、頁巖氣、油頁巖等非常規(guī)油氣資源，勘探開發(fā)前景廣闊。近年來，隨著油氣資源穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)壓力加大，新疆非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)步伐逐步加快。塔里木盆地庫車坳陷的致密砂巖氣開發(fā)取得重大成功，準(zhǔn)南、庫拜煤田的煤層氣勘探開發(fā)取得階段性突破，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣的稠油、油砂開發(fā)獲得成功，準(zhǔn)噶爾盆地南緣東段吉木薩爾縣的油頁巖開采進(jìn)展迅速，頁巖氣勘查在準(zhǔn)噶爾、吐哈及周邊中小盆地廣泛展開。

新疆 煤層氣 頁巖氣 油頁巖

非常規(guī)油氣資源是指在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，用傳統(tǒng)技術(shù)無法獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、需用新技術(shù)改善儲層滲透率或流體黏度等才能開采的油氣，一般具有大面積連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)型分布的特征，主要包括:致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣、超重(稠)油、油砂、油頁巖、天然氣水合物等。全球的非常規(guī)油氣資源量是常規(guī)油氣的1.5～9倍，美國的頁巖氣、煤層氣，委內(nèi)瑞拉的重油，加拿大的油砂等非常規(guī)油氣發(fā)展迅速。

新疆地區(qū)分布有準(zhǔn)噶爾、塔里木、吐哈、天山、三塘湖等五大沉積盆地(群)，盆地面積超過80×104km2，油氣資源賦存潛力大，有很好的非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)前景。目前，新疆已發(fā)現(xiàn)、進(jìn)行勘探評價的非常規(guī)油氣資源主要有煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣、稠油、油砂和油頁巖。本文將對新疆地區(qū)非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)進(jìn)展進(jìn)行敘述分析，并對其發(fā)展前景進(jìn)行概述。

1煤層氣勘探開發(fā)進(jìn)展

煤層氣，是一種生成并儲存于煤層中，以甲烷為主要成分、以吸附狀態(tài)為主的烴類氣體。據(jù)全國新一輪油氣資源評價結(jié)果，中國煤層氣地質(zhì)資源量為36.81×1012m3，其中新疆地區(qū)的煤層氣資源量達(dá)到9.51×1012m3，占全國煤層氣資源量的26%。目前，新疆的煤層氣勘查已在準(zhǔn)南、庫拜等煤田全面展開，煤層氣開發(fā)在阜康礦區(qū)取得突破。

新疆煤層氣資源勘查開發(fā)起步較晚，勘查工作程度較低，但發(fā)展很快。2013年以前，新疆主要開展了全疆層面的煤層氣資源評價，優(yōu)選了準(zhǔn)南、庫拜、后峽、艾維爾溝、三塘湖等煤層氣勘查開發(fā)的有利區(qū)，并在準(zhǔn)南煤田阜康、硫磺溝等礦區(qū)開展了煤層氣排采試驗(yàn)，其中，阜康礦區(qū)白楊河區(qū)塊的FS－1生產(chǎn)試驗(yàn)井于2008年末點(diǎn)火成功，成為新疆第一口獲得工業(yè)氣流的煤層氣井，具有里程碑的意義;2013年以后，自治區(qū)政府及企業(yè)加大了煤層氣勘查開發(fā)投入，準(zhǔn)南煤田阜康、烏河?xùn)|及庫拜等煤田、礦區(qū)的煤層氣勘查獲得快速突破，阜康三工河區(qū)塊施工了1口煤層氣生產(chǎn)試驗(yàn)直井，產(chǎn)氣量超過17200 m3/d，為目前國內(nèi)煤層氣直井產(chǎn)氣量之最，此外，該區(qū)施工的新疆第一口煤層氣多分支水平井產(chǎn)氣量超過16000 m3/d，庫拜煤田單井最高產(chǎn)氣量達(dá)到4700 m3/d，阜康礦區(qū)白楊河區(qū)塊等多個區(qū)塊已達(dá)到勘探程度;煤層氣開發(fā)在阜康礦區(qū)取得重大突破，阜康白楊河礦區(qū)和三工河礦區(qū)已施工煤層氣生產(chǎn)井100口、集氣處理站2座，建成煤層氣年產(chǎn)能1億m3的開發(fā)規(guī)模。

同時，2015年，由國家科技部、發(fā)改委、能源局等多部委組織，新疆煤田地質(zhì)局牽頭承擔(dān)的“十三五”國家科技重大專項(xiàng)《新疆準(zhǔn)噶爾、三塘湖盆地中低煤階煤層氣資源與開發(fā)技術(shù)》項(xiàng)目，將煤層氣基礎(chǔ)科研與開發(fā)實(shí)踐相結(jié)合，推動解決新疆煤層氣勘探開發(fā)中的重大科學(xué)技術(shù)難題。

2頁巖氣勘探開發(fā)進(jìn)展

頁巖氣，是指從富有機(jī)質(zhì)黑色頁巖地層中產(chǎn)出的天然氣，作為一種重要的非常規(guī)天然氣資源，低碳清潔，技術(shù)成熟，越來越受到各國的重視。在美國“頁巖氣革命”的成果案例背景下，北美的加拿大;歐洲的英國、波蘭;亞洲的中國、印度;大洋洲的澳大利亞;南美的阿根廷、智利等國家，都已充分認(rèn)識到頁巖氣資源的價值和廣闊前景，開始頁巖氣基礎(chǔ)理論研究、資源潛力評價、工業(yè)化開采試驗(yàn)等頁巖氣的研究和勘探開發(fā)。

中國南方古生代的寒武系、志留系、二疊系海相頁巖具備極好的頁巖氣勘探開發(fā)前景。2014年，四川盆地的涪陵、長寧－威遠(yuǎn)等海相頁巖氣田的頁巖氣產(chǎn)量達(dá)13×108m3。此外，中國鄂爾多斯、松遼、吐哈、準(zhǔn)噶爾等陸相盆地在中新生代的三疊系、侏羅系、古近系發(fā)育有多套巨厚的煤系及暗色泥、頁巖地層，多與致密砂巖呈互層分布，具備頁巖氣富集的成藏條件，均發(fā)現(xiàn)良好油氣顯示。2011年，延長油田在鄂爾多斯盆地延安甘泉地區(qū)的柳評177井鉆獲頁巖氣工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)中國陸相頁巖氣勘探的突破。與此同時，新疆的頁巖氣勘查工作也有一定突破。

2009年國土資源部組織開展了“全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選”工作，優(yōu)選有利區(qū)180個，預(yù)測頁巖氣資源潛力25×1012m3，其中包括新疆26個有利區(qū)，16×1012m3頁巖氣資源潛力。新疆頁巖氣成藏條件好、資源潛力大，富有機(jī)質(zhì)頁巖分布廣泛，主要分布在準(zhǔn)噶爾盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、三塘湖、焉耆等大型盆地坳陷地帶。

2013年，新疆地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)進(jìn)行2300m設(shè)計(jì)孔深的頁巖氣資源地質(zhì)調(diào)查鉆孔的鉆探工作，并完成《新疆北部地區(qū)中小盆地頁巖氣資源潛力調(diào)查評價》及《新疆準(zhǔn)噶爾盆地南緣重點(diǎn)遠(yuǎn)景區(qū)頁巖氣資源調(diào)查評價》項(xiàng)目。

目前，新疆地礦局、新疆煤田地質(zhì)局等單位正在和準(zhǔn)噶爾盆地南部、伊犁盆地、吐哈盆地及準(zhǔn)噶爾盆地周緣的博樂盆地、什托洛蓋盆地等中小盆地的2000m以淺地區(qū)，開展頁巖氣資源及選區(qū)評價研究，其中，吐哈盆地及周邊頁巖氣資源調(diào)查評價獲得的頁巖氣資源量達(dá)到1096×108m3。綜合來看，新疆的頁巖氣產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期的普查、勘查階段。

3致密砂巖氣勘探開發(fā)進(jìn)展

致密砂巖氣是指覆壓基質(zhì)滲透率小于或等于0.1mD的砂巖氣層，單井一般無自然產(chǎn)能，或自然產(chǎn)能低于工業(yè)氣流下限，但在一定經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)措施下，可獲得工業(yè)天然氣產(chǎn)量。

新疆的致密砂巖氣主要賦存于煤系地層，即塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、吐哈盆地的侏羅系地層，重點(diǎn)發(fā)現(xiàn)包括塔里木盆地庫車及大北地區(qū)的克拉2、迪娜2等千億m3級大氣田。

1990年以后，塔里木盆地相繼發(fā)現(xiàn)了克拉2、迪那2、大北1等大型氣田，探明天然氣地質(zhì)儲量超過1×1012m3，其中，三疊系－侏羅系的煤系致密砂巖層及煤系上部的白堊系－古近系致密砂巖層成為重要勘探層位。

2007年，吐哈盆地柯柯亞地區(qū)柯19井在中－下侏羅統(tǒng)八道灣組致密砂巖儲層中獲得高產(chǎn)天然氣流，揭開了該地區(qū)致密砂巖氣勘探開發(fā)的序幕，預(yù)測天然氣地質(zhì)儲量335.85×108m3，成為吐哈盆地最重要的天然氣勘探區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，柯柯亞地區(qū)的13口鉆井中有9口井獲得工業(yè)氣流，產(chǎn)氣井日均產(chǎn)量為4.2×104m3，單井最高日產(chǎn)量為9.8× 104m3，并且有多口井連續(xù)4年保持在日產(chǎn)氣量4× 104m3以上。2011年，由國家財政部、國土資源部批準(zhǔn)的“吐哈盆地致密砂巖氣有效開發(fā)國家示范基地”建設(shè)項(xiàng)目啟動，列為首批國家級礦產(chǎn)資源綜合利用示范基地。

4稠油勘探開發(fā)進(jìn)展

新疆的稠油資源主要分布在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，此外，在吐哈盆地的火焰山中央隆起帶、塔里木盆地哈拉哈塘凹陷東側(cè)輪古地區(qū)也有豐富的稠油資源，一般為原油的生物降解形成。

2010年，新疆油田在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣的風(fēng)城地區(qū)基本完成勘探了中國最大的整裝超稠油油藏—3.6×108t資源量的風(fēng)城超稠油油藏，此前，中國發(fā)現(xiàn)的稠油地質(zhì)總儲量只有10多億t，且主要位于遼河油田，風(fēng)城油田占中國稠油總儲量的三分之一。風(fēng)城超稠油油藏位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，為受斷裂遮擋的構(gòu)造巖性超稠油油藏。目前，該區(qū)的SAGD水平井開采技術(shù)已成熟，并且在稠油的注熱開采、污水處理、地面集輸?shù)确矫婢哂袆?chuàng)新優(yōu)勢，風(fēng)城稠油開采的設(shè)計(jì)總產(chǎn)能規(guī)模達(dá)到1270×104t，分19年建成，預(yù)計(jì)到2017年，稠油年產(chǎn)量達(dá)到600×104t。

5油頁巖勘探開發(fā)進(jìn)展

油頁巖是指干酪根含量高并足以分餾出相當(dāng)數(shù)量石油的一種“巖石”類型，有機(jī)質(zhì)含量比較高(大于15%)。油頁巖灰分大于40%，通常含油率大于3.5%，發(fā)熱量4.18～16.72MJ/kg，相當(dāng)于煤的1/2。

新疆廣闊的中生界內(nèi)陸湖盆沉積中，從二疊系、三疊系、侏羅系地層中，均發(fā)現(xiàn)含有油頁巖礦，分布廣泛，資源潛力巨大。目前，新疆的油頁巖勘探開發(fā)仍處于資源評價及勘查階段，僅在吉木薩爾地區(qū)進(jìn)行規(guī)模性開發(fā)建設(shè)。

三塘湖盆地油頁巖分布于巴里坤三塘湖－沙河壩一帶。根據(jù)近年來勘查工作，發(fā)現(xiàn)沙河壩－石頭梅－淖毛湖一帶的油頁巖成礦遠(yuǎn)景進(jìn)行了初步預(yù)測，該帶遠(yuǎn)景資源量近500億t。

準(zhǔn)噶爾盆地博格達(dá)山北麓中－東段是油頁巖集中分布地區(qū)，油頁巖有利地區(qū)包括雅瑪里克山、水磨溝、蘆草溝油頁巖含礦區(qū)和大東溝、三工河、上黃山街－潘家口子和下黃山街油頁巖預(yù)測區(qū)，油頁巖資源量約550×108t。油頁巖主要賦存于二疊統(tǒng)蘆草溝組，分布廣泛，礦層分布穩(wěn)定，厚度巨大。

目前，新疆地質(zhì)調(diào)查院、新疆地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)等單位在鐵廠溝－和什托落蓋、艾維爾溝、帳篷溝－巴里坤、烏魯木齊－吉木薩爾南、吉木薩爾縣東區(qū)、三塘湖油頁巖調(diào)查部署區(qū)開展油頁巖選區(qū)評價及勘查工作。

2012年，新疆寶明與遼寧成大合作在吉木薩爾縣進(jìn)行油頁巖開發(fā)項(xiàng)目，項(xiàng)目一期完工后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)頁巖油40×104t，未來將建成我國最大的油頁巖開采基地。

6油砂勘探開發(fā)進(jìn)展

油砂也稱“焦油砂”、“重油砂”或“瀝青砂”，是一種瀝青、砂、富礦粘土和水的混合物，其中油砂內(nèi)所含的瀝青大約為10%～12%，砂和黏土等礦物質(zhì)占80%～85%，其余的3%～5%是水，可用于提煉重油和瀝青。

新疆主要盆地油砂資源主要分布于準(zhǔn)噶爾、塔里木周緣逆沖褶皺帶附近，準(zhǔn)噶爾西北緣研究程度相對較高。準(zhǔn)噶爾盆地的油砂主要分布在西北緣，在準(zhǔn)東的沙丘河及準(zhǔn)南喀拉扎等地也有零星出露。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣100m以淺的油砂油資源主要分布于風(fēng)城、紅山嘴、黑油山、白堿灘等4個區(qū)塊，已探明油砂油資源1.64×108t，可采儲量9758× 104t。

目前中石油新疆油田、新疆地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)等單位均在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣進(jìn)行油砂的勘查工作。2002年來，中石油一直在該區(qū)進(jìn)行油砂礦勘探工作，截至2008年底，共鉆井179口，并進(jìn)行油砂油的現(xiàn)場開發(fā)試驗(yàn)。2012年，克拉瑪依風(fēng)城油砂處理小試裝置采用熱堿水水洗分離技術(shù)和熱化學(xué)沉降工藝技術(shù)，成功生產(chǎn)出我國第一桶油砂油，這意味著我國在油砂礦開發(fā)利用方面取得了實(shí)質(zhì)性突破。2013年，中石油與地方合資的新疆金戈壁油砂礦開發(fā)公司成立，并在風(fēng)城區(qū)塊建設(shè)油砂礦開發(fā)項(xiàng)目。

7新疆非常規(guī)油氣資源的發(fā)展前景

當(dāng)前，中國油氣資源對外依存度持續(xù)升高，2015年，天然氣對外依存度為33.70%，石油對外依存度已達(dá)到60.60%，因此，非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)對保持中國石油天然氣產(chǎn)量的穩(wěn)定甚至上升起到重要作用。新疆的準(zhǔn)噶爾、塔里木、吐哈、天山、三塘湖等五大沉積盆地(群)，盆地面積廣，沉積地層厚度大，油氣資源賦存潛力好，整體勘探程度較低。同時，中國地質(zhì)背景體現(xiàn)為陸相盆地為主、多期次構(gòu)造復(fù)雜，新疆地區(qū)的第四系地層厚度大，導(dǎo)致目前的油氣勘探重點(diǎn)主要為埋深相對較淺的盆緣構(gòu)造復(fù)雜區(qū)，不利于常規(guī)油氣的聚集，但該區(qū)域的致密砂巖氣、煤層氣、稠油、油砂、油頁巖等非常規(guī)油氣資源豐富，因此未來的勘探開發(fā)重點(diǎn)應(yīng)以已取得成功或一定突破的致密砂巖氣、煤層氣、稠油、油頁巖等為主，實(shí)現(xiàn)“從盆地邊緣到盆地中心、從中淺層到深層”的油氣立體勘探突破?？傮w來說，新疆的非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)前景非常廣闊。

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(責(zé)任編輯劉馨)

Exploration and Development Progress of the Unconventional Oil and Gas Resources in Xinjiang

YONG Xiaojian1，WANG Gang2
(1.Coal Comprehensive Exploration Institution of Xinjiang Uyghur Autonomous Region，Xinjiang 830091; 2.CBM Research＆Development Center of Xinjiang Coalfield Geology Bureau，Xinjiang 830091)

The fivemarine＆continental basin(group)，which includes Junggar Basin，Tarim Basin，Turpan Hami Basin，etc.，has abundantunconventional oil and gas resources，such as coalbed methane，shale gas，oil shale，etc.，which is of significant prospects for exploration and development.In recently years，with the stable and growing production of oil and gas resources，the greater pressure for production increasing，the pace of exploration and developmentof unconventional oil and gas in Xinjiang is gradually speeding up.The development of tight sandstone gas in Kuche depression of Tarim Basin has achieved great successful.The exploration and development of coalbed methane hasmade a breakthrough in Zhunnan and Kubai coalfileds.The development of heavy oil and oil sands is successful in the northwestern margin of Junggar Basin，and the progress of the oil shalemining is rapid in southern margin of Junggar Basin in east Jimsar county.The exploration of shale gas is also widely spread in Junggar，Turpan Hami basins and the surroundingmedium and small basins.

Xinjiang;coalbed methane;shale gas;oil shale

雍曉艱，男，從事煤田地質(zhì)及煤層氣地質(zhì)的研究和勘查、開發(fā)工作近三十年，現(xiàn)任新疆維吾爾自治區(qū)煤炭綜合勘查院總工程師。