海外陸相頁(yè)巖油地質(zhì)特征與資源潛力

李夢(mèng)瑩，朱如凱，胡素云

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

陸相頁(yè)巖油是指埋藏深度大于300 m，Ro值大于0.5%的陸相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系中賦存的液態(tài)石油烴和多類(lèi)有機(jī)物的統(tǒng)稱(chēng)，包括地下已經(jīng)形成的石油烴、各類(lèi)瀝青物和尚未熱降解轉(zhuǎn)化的固體有機(jī)質(zhì)［1-2］。陸相湖盆發(fā)育淡水、咸水環(huán)境2 類(lèi)優(yōu)質(zhì)烴源巖，兩種環(huán)境均可發(fā)育高TOC 頁(yè)巖，為陸相頁(yè)巖油生成提供優(yōu)質(zhì)烴源巖［3-6］。儲(chǔ)層特征受沉積作用和成巖作用的共同控制［7］，廣泛發(fā)育陸源碎屑巖、湖相碳酸鹽巖、混積巖等多種類(lèi)型儲(chǔ)集體，為陸相頁(yè)巖油富集提供了良好的聚集空間［8］。另外，陸相頁(yè)巖層系以源儲(chǔ)一體、近源聚集為特征，發(fā)育多個(gè)甜點(diǎn)段，為陸相頁(yè)巖油的勘探開(kāi)發(fā)提供優(yōu)選目標(biāo)。

中國(guó)陸相頁(yè)巖油資源豐富，歷經(jīng)十余年圍繞基礎(chǔ)研究、重點(diǎn)地區(qū)攻關(guān)和選區(qū)評(píng)價(jià)的探索，在技術(shù)創(chuàng)新、工業(yè)化試驗(yàn)與試生產(chǎn)和規(guī)模發(fā)現(xiàn)與開(kāi)發(fā)等方面取得了顯著進(jìn)展，并已建成多個(gè)頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)示范區(qū)，是未來(lái)油氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域［9］。已發(fā)現(xiàn)的陸相頁(yè)巖油層系集中于在三疊系、白堊系和古近系，重點(diǎn)分布于鄂爾多斯盆地、松遼盆地、渤海灣盆地和準(zhǔn)噶爾盆地。目前，已探明頁(yè)巖油（致密油）地質(zhì)儲(chǔ)量7.37 億t，建成產(chǎn)能超過(guò)400 萬(wàn)t/a。

準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組已形成10億噸級(jí)頁(yè)巖油儲(chǔ)量規(guī)模區(qū)，2019 年開(kāi)始規(guī)模建產(chǎn)。鄂爾多斯盆地2019 年發(fā)現(xiàn)10 億t 級(jí)慶城大油田，新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量3.58 億t，預(yù)測(cè)地質(zhì)儲(chǔ)量6.93 億t，實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)的重大突破；至2019 年底，長(zhǎng)71+2亞油層組先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)投產(chǎn)117 口井，當(dāng)年產(chǎn)油26.3 萬(wàn)t［10］。通過(guò)對(duì)松遼盆地大慶油田頁(yè)巖油進(jìn)行研究和試驗(yàn)，確定青山口組古龍頁(yè)巖油預(yù)估資源量25 億t，以青一段下部頁(yè)理型頁(yè)巖為甜點(diǎn)靶層的古頁(yè)油平1井獲得日產(chǎn)油30.5 t、日產(chǎn)氣1.3 萬(wàn)m3的高產(chǎn)工業(yè)油氣流［11］。

中國(guó)陸相頁(yè)巖油的勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程展現(xiàn)出了中國(guó)陸相頁(yè)巖油廣闊的資源前景，但與北美海相頁(yè)巖油相比，陸相頁(yè)巖油研究仍面臨儲(chǔ)層橫向變化大、熱演化程度低、原油含蠟量偏高、黏土礦物含量高、可壓裂性差和地層能量低等問(wèn)題，給陸相頁(yè)巖油開(kāi)采帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)［12-15］。通過(guò)對(duì)全球典型陸相頁(yè)巖油地質(zhì)特征、資源潛力、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀的調(diào)研和綜合分析，以期為我國(guó)陸相頁(yè)巖油地質(zhì)評(píng)價(jià)和勘探開(kāi)發(fā)部署提供參考。

1 陸相頁(yè)巖油資源潛力

全球已發(fā)現(xiàn)眾多陸相頁(yè)巖油盆地（圖1），美國(guó)、阿根廷、中國(guó)等均有成功開(kāi)發(fā)的范例。另外，在非洲、亞洲、歐洲也發(fā)育多個(gè)陸相富頁(yè)巖油盆地，具有良好的經(jīng)濟(jì)前景。

2015 年EIA 發(fā)布的關(guān)于全球45 個(gè)國(guó)家（不包括美國(guó)）頁(yè)巖油資源調(diào)查報(bào)告顯示［16］，在101 個(gè)頁(yè)巖油盆地152 個(gè)頁(yè)巖油層系中，陸相頁(yè)巖油層系為24 個(gè)，陸相頁(yè)巖油資源量占比約為19%。在其評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的10 個(gè)國(guó)家（不包括美國(guó)）19 個(gè)盆地的24套陸相頁(yè)巖層系中，陸相頁(yè)巖油技術(shù)可采資源總量為888 億t。其中，亞洲是陸相頁(yè)巖油資源最為豐富的地區(qū)，其次為非洲（圖2）。中國(guó)、乍得和印度尼西亞陸相頁(yè)巖油資源豐富，技術(shù)可采資源量分別為413 億t，192 億t 和108 億t，約占全球（不包括美國(guó)）的46.4%，21.7%和12.2%。

圖2 全球陸相頁(yè)巖油資源分布（不包括美國(guó)）Fig.2 Shale oil resources distribution worldwide（excluding USA）

美國(guó)陸相頁(yè)巖油的典型代表是尤因塔盆地Ute‐land Butte 段，2015 年美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（US Geologi‐cal Survey）預(yù)測(cè)Uteland Butte 段陸相頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量為0.24 億t［17］。

阿根廷是南美洲頁(yè)巖油資源最豐富的國(guó)家，在已發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖油層系中多數(shù)形成于湖相沉積環(huán)境［18］。2013 年EIA 和ARI 聯(lián)合報(bào)告顯示，阿根廷頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量為37.02 億t，占南美洲頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量的45%［19］。2004 年至今，阿根廷已應(yīng)用多種勘探技術(shù)對(duì)陸相頁(yè)巖油層系進(jìn)行研究，但整體勘探程度偏低。

澳大利亞庫(kù)珀盆地REM 組頁(yè)巖油資源豐富，2015 年EIA 以埋藏深度（小于2 000 m）、鏡質(zhì)體反射率（Ro為0.7%～1.0%）以及儲(chǔ)層厚度（大于15 m）為標(biāo)準(zhǔn)確定3 個(gè)頁(yè)巖油有利區(qū)，并確定陸相頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為38.3 億t，技術(shù)可采資源量為2.14 億t。

乍得陸相頁(yè)巖油資源豐富［18］，在2015 年EIA評(píng)估結(jié)果中，其僅次于中國(guó)。據(jù)估計(jì)邦戈?duì)柵璧卦绨讏准o(jì)頁(yè)巖層系頁(yè)巖油遠(yuǎn)景區(qū)面積約為1.2 萬(wàn)km2，地質(zhì)資源量約為85.5 億t，技術(shù)可采資源量約為3.4 億t；Doseo 盆地早白堊紀(jì)頁(yè)巖層系頁(yè)巖油遠(yuǎn)景區(qū)面積約為1.4 萬(wàn)km2，地質(zhì)資源量約為244.2 億t，技術(shù)可采資源量約為9.8 億t。

印度尼西亞蘇門(mén)答臘島是世界石油和天然氣產(chǎn)量最高的島嶼，具有豐富的頁(yè)巖油氣資源。2013年EIA 估計(jì)印度尼西亞頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為321.5億t，技術(shù)可采資源量為10.8 億t［18］。其中，中蘇門(mén)答臘島盆地Brown Shale 組頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為95.2 億t，技術(shù)可采資源量為3.8 億t；南蘇門(mén)答臘島盆地Talang Akar組頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為186.8 億t，技術(shù)可采資源量為5.6 億t。2015 年USGS 以總有機(jī)碳（TOC）含量（大于2%）、適宜生油的熱成熟窗口、富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖厚度（大于15 m）和有機(jī)質(zhì)類(lèi)型（Ⅰ型或Ⅱ型）為標(biāo)準(zhǔn)，定量評(píng)估了中蘇門(mén)答臘島盆地Brown Shale 資源潛力，確定頁(yè)巖油技術(shù)可采資源量為0.63 億t［20］。

在埋深小于5 000 m 的生油窗范圍內(nèi)，法國(guó)巴黎盆地Permian-Carboniferous 組頁(yè)巖油有利區(qū)面積為7.7 萬(wàn)km2，頁(yè)巖油資源量約為109 億t，技術(shù)可采資源量為4.36 億t；德國(guó)下薩克森盆地Wealden組頁(yè)巖油遠(yuǎn)景區(qū)面積為1 860 km2，頁(yè)巖油資源量為4.4 億t，技術(shù)可采資源量為0.18 億t。

2 海外陸相頁(yè)巖油地質(zhì)特征與勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

選取美國(guó)、阿根廷、澳大利亞、乍得、印度尼西亞、法國(guó)和德國(guó)典型陸相頁(yè)巖油盆地（表1），并對(duì)其基本地質(zhì)特征和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹。

2.1 美國(guó)陸相頁(yè)巖油地質(zhì)特征

21 世紀(jì)以來(lái)，美國(guó)大力開(kāi)采頁(yè)巖油。根據(jù)EIA 2021 年1 月數(shù)據(jù)［21］，截至2019 年底，美國(guó)頁(yè)巖油累計(jì)產(chǎn)量為3.17 億t，剩余探明儲(chǔ)量32.5 億t，其中，陸相頁(yè)巖油占比小于1%。2011 年，利用水平井和水力壓裂結(jié)合酸處理技術(shù)對(duì)美國(guó)尤因塔盆地綠河組Uteland Butte 段陸相頁(yè)巖油資源的成功開(kāi)發(fā)，引發(fā)了對(duì)陸相頁(yè)巖油資源潛力的關(guān)注［22］。

尤因塔盆地位于美國(guó)猶他州東部，始新世綠河組是尤因塔盆地重要的產(chǎn)油層［23］，綠河組是一個(gè)由碳酸鹽、硅質(zhì)碎屑巖和富油頁(yè)巖組成的湖相體系，巖石類(lèi)型多樣，薄、高孔隙度（高達(dá)30%）白云巖與富有機(jī)質(zhì)灰?guī)r、頁(yè)巖互層，成為水平井的目標(biāo)。Uteland Butte 段薄層（單層厚度為0.5～3.0 m）白云巖是北美首個(gè)陸相盆地頁(yè)巖油成功開(kāi)發(fā)的層段（圖3）［24-25］。

圖3 美國(guó)尤因塔盆地Uteland Butte 段地層位置及巖性（據(jù)文獻(xiàn)［26］修改）Fig.3 Formations and lithologies of Uteland Butte member in Uinta Basin，USA

Uteland Butte 段主要由灰?guī)r、白云巖和鈣質(zhì)頁(yè)巖組成，含少量砂巖，主體埋深為1 000～3 000 m，厚度為15～130 m。層段中部有3 層白云巖含量高達(dá)100%的巖層，層厚為0.5～2.5 m。Uteland Butte段有機(jī)質(zhì)豐富，以Ⅰ型干酪根為主。受有機(jī)質(zhì)產(chǎn)率和保存條件影響，有機(jī)碳含量主體分布在2%～5%，鏡質(zhì)體反射率（Ro）主體為0.55%～1.10%，以中低成熟度頁(yè)巖油為主。礦物組成主要為石英、長(zhǎng)石、白云石和黏土礦物，碳酸鹽礦物含量高，為33%～96%，黏土礦物主要為高嶺石、蒙脫石和綠泥石。儲(chǔ)集空間物性較好，孔隙度為3%～20%，滲透率為0.004～0.337 mD。含油飽和度較高，為60%～70%，原油密度為0.82～0.88 g/cm3，黏度為1～4 mPa·s，壓力系數(shù)為1.0～1.8，局部發(fā)育異常高壓區(qū)［圖4（a）］。有機(jī)質(zhì)豐度高、熱成熟度高、超壓以及脆性鈣質(zhì)層和多孔白云巖層的存在為水平井鉆井提供了有利條件。

尤因塔盆地Uteland Butte 段頁(yè)巖油鉆探區(qū)域主要集中在Altamont Bluebell 油田北部與Monument Butte 油田南部之間［25］。第一口長(zhǎng)水平井（大于3 350 m）于2010 年正式開(kāi)鉆，2013 年完鉆。截至2018 年底，該盆地約有285 口水平井。

2011年，Newfield 勘探公司在Monument Butte油田進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示6 口水平井平均日產(chǎn)量約為69 t，是綠河組直井初期產(chǎn)量的6 倍。2011 年8月BBG 在Altamont 油田開(kāi)鉆首個(gè)Uteland Butte 水平井，初始產(chǎn)量為178 t/d，首月平均日產(chǎn)量為98.4 t。2018 年，Newfield 公司完鉆的No.2-26 3-3-23-14-1 H 井是尤因塔盆地初期產(chǎn)量最高的水平井之一，日產(chǎn)量為333.6 t/d。IHS 數(shù)據(jù)庫(kù)資料顯示［25］［圖4（b）］，Uteland Butte 段水平井完井后3 個(gè)月的總產(chǎn)量為44～16 915 t（253～97 776 桶）油當(dāng)量不等，產(chǎn)量最高的井是3 350 m 的水平井段。

圖4 美國(guó)尤因塔盆地Uteland Butte 段鏡質(zhì)體反射率，超壓區(qū)（a）和井位分布（b）（據(jù)文獻(xiàn)［25］修改）Fig.4 Distribution of vitrinite reflectance overpressure（a）and wells（b）of Uteland Butte member in Uinta Basin，USA

2016 年Birdwell 等人根據(jù)猶他州石油、天然氣和礦業(yè)部門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù)Uteland Butte 段84 口水平井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)第一個(gè)月和前3 個(gè)月的產(chǎn)量進(jìn)行重點(diǎn)分析。結(jié)果顯示，長(zhǎng)水平井段產(chǎn)量最高，前3 個(gè)月，84 口井的總產(chǎn)量（26.9 萬(wàn)t）相當(dāng)于Uteland Butte段當(dāng)時(shí)所有產(chǎn)量的35%。其中，常壓區(qū)第一個(gè)月產(chǎn)量為13.7～27.4 t/d，83 口井前3 個(gè)月總產(chǎn)量低于2 743 t；超壓區(qū)第一個(gè)月產(chǎn)量為54.9～109.7 t/d，前3 個(gè)月總產(chǎn)量為2 743～9 602 t。

雖然尤因塔盆地Uteland Butte 段頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)曾引起各方關(guān)注，但因有利區(qū)面積?。ǔ瑝簠^(qū)面積小于1 000 km2、多數(shù)Ro小于1.0%區(qū)域面積小于1 000 km2）、儲(chǔ)層規(guī)模有限（儲(chǔ)層有效厚層厚度小，主體小于20 m），Uteland Butte 段頁(yè)巖油并未取得大規(guī)模量產(chǎn)。

2.2 阿根廷陸相頁(yè)巖油地質(zhì)特征

阿根廷是繼美國(guó)之后非常規(guī)頁(yè)巖和致密儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)最活躍的國(guó)家，也是南美洲頁(yè)巖油資源最豐富的國(guó)家，6 個(gè)在產(chǎn)富油氣盆地共發(fā)育11 套頁(yè)巖油層系（圖5）［27-30］。其中，已發(fā)現(xiàn)的6套陸相頁(yè)巖油層系分別為圣豪爾斯盆地Neocomian 組和Pozo D-129組、白堊盆地Yacoraite 組、內(nèi)務(wù)肯盆地Precuyano組、奧斯特勒爾盆地Serie Tobifera 組和庫(kù)約盆地Cacheuta組。

圖5 阿根廷含油氣盆地平面分布及縱向?qū)游环植迹〒?jù)文獻(xiàn)［27］修改）Fig.5 Distribution and formations of petroliferous basins in Argentina

2.2.1 圣豪爾斯盆地

圣豪爾斯盆地位于阿根廷南部，地跨Chubut省和Santa Cruz 省，面積約為18 萬(wàn)km2。自1907 年發(fā)現(xiàn)商業(yè)石油，圣豪爾斯盆地成為了阿根廷最高產(chǎn)的含油氣盆地。早白堊系Neocomian 組和Pozo D-129組沉積于一系列疊合湖相體系中，Neocomian 組和Pozo D-129 組頁(yè)巖是圣喬治盆地內(nèi)重要烴源巖，也是典型的頁(yè)巖油氣儲(chǔ)層。

Pozo D-129 組形成于咸水湖泊沉積環(huán)境［31］，以各種碎屑巖（主要是富有機(jī)質(zhì)黑色頁(yè)巖，含凝灰?guī)r、薄灰?guī)r和砂巖）為主，厚度為200～2 000 m（盆地中心）。有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅰ型干酪根為主，TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為1%～3%，偶爾有5.5%～7.0%的峰值，較低的有機(jī)碳含量是頁(yè)巖油勘探的制約因素。有機(jī)質(zhì)成熟度具環(huán)形分布特征，從盆地中心過(guò)成熟（Ro為2.0%）向盆地邊緣中等成熟度過(guò)渡（Ro為0.9%～1.4%），氫指數(shù)（HI）約為500 mg/g，發(fā)育較好的生烴成熟有機(jī)相典型特征。Pozo D-129 組分3 段（圖6），上段厚度為200～300 m，沉積了保存較好的有機(jī)質(zhì)，處于生油窗范圍內(nèi)，為Pozo D-129 組的甜點(diǎn)段。中段TOC 值較低，非均質(zhì)性較強(qiáng)，頁(yè)巖和致密滲透性巖層互層構(gòu)成了混合層系，有規(guī)律且頻繁的互層增強(qiáng)了混合層系的成油潛力。下段頁(yè)巖與滲透性巖層互層更為頻繁，主要處于氣窗范圍內(nèi)。

2013 年，EH 油田開(kāi)始進(jìn)行Pozo D-129 組研究［31］。第1 階段是對(duì)D129 組頂部滲透性巖層進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。第2 階段發(fā)現(xiàn)了非常規(guī)頁(yè)巖油儲(chǔ)層，并獲得具頁(yè)巖油特征的流體樣品，是Pozo D129 組頁(yè)巖油研究的里程碑。第3 階段是特征分析，包括：EH 油田的地震、地質(zhì)和古環(huán)境解釋?zhuān)凰俣确治雠c埋深、厚度分析；地球化學(xué)特征和勘探潛力分析等。

2.2.2 白堊盆地

白堊盆地Yacoraite 組烴源巖形成于晚白堊世咸水湖泊環(huán)境，是凹陷期碳酸鹽-硅質(zhì)碎屑混合湖相沉積體系［32-33］。Yacoraite 組為富有機(jī)質(zhì)黑色頁(yè)巖與灰?guī)r組成的薄互層沉積，有機(jī)質(zhì)含量較高，TOC 值主體為0.5%～6.0%，以Ⅱ型干酪根為主，Ro為0.6%～1.0%，HI值為300～750 mg/g，SPI為1 t/m2，處于生油窗范圍內(nèi)。烴源巖厚度（5～50 m）是Yacoraite 組頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的制約因素。

2.2.3 內(nèi)務(wù)肯盆地

內(nèi)務(wù)肯盆地位于阿根廷的中西部，面積約為11.5 萬(wàn)km2。盆地陸相沉積集中于晚三疊紀(jì)/早侏羅紀(jì)裂谷期Precuyo 旋回，在半干旱或季節(jié)性濕潤(rùn)氣候條件下有機(jī)質(zhì)積累形成盆地唯一的湖相烴源巖Puesto Kauffman 組或Precuyano 組［34-36］。Precuyano沉積物具有多種形態(tài)，但通常為陸相碎屑巖和火山沉積，富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系形成于少數(shù)地理?xiàng)l件受限的半地塹內(nèi)（圖7）。受裂谷地貌影響，Precuyano 組厚度變化大，厚度為50～1 100 m。烴源巖成熟度在不同沉積中心變化大，但多處于生油窗范圍內(nèi)，TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～11%。以Precuyano 組為目標(biāo)層的大部分油井位于盆地的東部和中部，其中許多油井可見(jiàn)油氣顯示。

圖7 阿根廷內(nèi)務(wù)肯盆地Precuyano 組沉積分布和構(gòu)造剖面（據(jù)文獻(xiàn)［27］修改）Fig.7 Sedimentary distribution and tectonic profile of Precuyano Formation in Neuquen Basin，Argentina

2.3 澳大利亞

庫(kù)珀盆地位于澳大利亞、昆士蘭州邊界，總面積13 萬(wàn)km2，是油氣勘探的重點(diǎn)區(qū)域，也是澳大利亞主要陸上油氣供應(yīng)區(qū)。盆地發(fā)育早二疊紀(jì)湖相富有機(jī)質(zhì)Roseneath，Murteree 頁(yè)巖［37-41］，Napamerri，Patchawarra 和Tenappera 凹陷具有豐富的頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)潛力，埋藏深度（小于2 000 m）、鏡質(zhì)體反射率（Ro為0.7%～1.0%）和儲(chǔ)層厚度（大于15 m）是頁(yè)巖油有利區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

下二疊統(tǒng)Epsilon 組由細(xì)—中粒砂巖、炭質(zhì)粉砂巖、頁(yè)巖和煤互層組成，為加積型湖泊三角洲沉積序列［42］。Murteree 頁(yè)巖形成于局限深湖環(huán)境，在盆地內(nèi)廣泛分布，以黑色、深棕色泥質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖和少量細(xì)粒砂巖為主，是庫(kù)珀盆地重要的烴源巖。Roseneath 頁(yè)巖沉積于與Murteree 頁(yè)巖相似的湖泊環(huán)境，平均厚度為36 m，主要由具粉砂巖和少量細(xì)粒黃鐵礦和砂巖夾層的頁(yè)巖組成，與Epsilon 組、Murteree 頁(yè)巖統(tǒng)稱(chēng)為REM 組。

REM 烴源巖在Nappamerri 和Patchawarra 凹陷深層以產(chǎn)氣為主，Ro大于1.3%；在Nappamerri 和Patchawarra 凹陷淺層和南端以及Tenappera 凹陷已經(jīng)進(jìn)入生油窗，以生油為主，Ro為0.7%～1.0%。Roseneath 頁(yè)巖和Murteree 頁(yè)巖平均TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2%，Ro為1.17%～2.00%，HI約為100～120 mg/g，表現(xiàn)出良好的生烴潛力［43］。Epsilon 組TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～9.8%，HI為51～472 mg/g，S1+S2為0.2～22.1 mg/g，以Ⅱ型和Ⅲ型干酪根為主。礦物學(xué)資料顯示，REM組礦物組成主要為石英和長(zhǎng)石（50%）以及碳酸鹽礦物（30%），黏土礦物以伊利石為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，一般為20%左右，巖石脆性較好，水力壓裂效果良好。

2.4 乍得

2.4.1 邦戈?duì)柵璧?/p>

邦戈?duì)柵璧匚挥谡У梦髂喜浚娣e為1.8 萬(wàn)km2，半地塹是邦戈?duì)柵璧刂饕獦?gòu)造。雖然于2007 年之前已鉆井10 口，但并未發(fā)現(xiàn)商業(yè)石油存在［44］。盆地發(fā)育大量湖相沉積物，早白堊紀(jì)湖相頁(yè)巖是盆地最重要的烴源巖。早白堊紀(jì)自下而上發(fā)育Prosopis組、Mimosa 組、Kubla 組、Ronier 和Baobab 組沉積（圖8）［45］。Prosopis 組下部由礫巖和砂巖組成，上部為泥巖和頁(yè)巖沉積；Mimosa 組主要由富有機(jī)質(zhì)的深湖相頁(yè)巖和泥巖組成；Kubla 組地層主要由厚層泥巖和薄層砂巖互層沉積組成，下部發(fā)育湖相頁(yè)巖沉積。

圖8 乍得邦戈?duì)柵璧責(zé)N源巖、儲(chǔ)層和蓋層分布（據(jù)文獻(xiàn)［44］修改）Fig.8 Positions of source rocks，reservoirs and seals in Bongor Basin，Chad

下白堊統(tǒng)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系埋深為2 500～5 000 m，平均厚度為200 m，以Ⅰ型和Ⅱ型干酪根為主，TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～5%。頁(yè)巖熱成熟度隨著埋深的增加而增加，處于生油窗時(shí)期。Prosopis組、Mimosa 組和Kubla 組頁(yè)巖TOC 含量高、熱成熟度適中（Ro為0.7%～1.2%）且埋深相對(duì)淺（500～3 000 m），是頁(yè)巖油開(kāi)采的目標(biāo)層段。北部斜坡是Mimosa 組和上Prosopis 組頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的有利區(qū)，中央次盆地是Kubla 組頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的有利區(qū)。

2.4.2 Doseo 盆地

Doseo 盆地位于乍得南部，面積約3.52 萬(wàn)km2，是非洲重要的陸上含油氣盆地之一。Doseo 盆地發(fā)育早白堊紀(jì)湖相沉積，下白堊統(tǒng)湖相頁(yè)巖是Doseo盆地重要的烴源巖［46］。

早白堊紀(jì)沉積物厚度大，盆地大部分地區(qū)的沉積物埋深為2 500～3 000 m。TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～5%，以Ⅰ型和Ⅱ型干酪根為主，熱成熟度隨著深度的增加而增加，Ro為0.7%～1.0%，處于生油窗時(shí)期。Doseo 盆地早白堊紀(jì)自下而上發(fā)育Mangara 組、Kedeni 組、Doba 組和Koumra 組沉積。Mangara 組、Kedeni 組和Doba 組均發(fā)育有機(jī)質(zhì)豐度極高的優(yōu)質(zhì)烴源巖（表2），部分頁(yè)巖樣品TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)10%。其中，以Kedeni 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和類(lèi)型最好。

表2 乍得Doseo 盆地Mangara，Kedeni 和Doba 組參數(shù)Table 2 Parameters of Mangara，Kedeni and Doba Formation in Doseo Basin，Chad

2.5 印度尼西亞

ARI 在已發(fā)表的文獻(xiàn)指出［47］，印度尼西亞許多盆地具有頁(yè)巖油氣資源潛力，其中包括中蘇門(mén)答臘盆地、南蘇門(mén)答臘島盆地、庫(kù)泰盆地和塔拉干盆地，以及東部較小的薩拉瓦提盆地、賓圖尼盆地和托莫里盆地。印度尼西亞頁(yè)巖油主要分布于陸相沉積盆地：蘇門(mén)答臘盆地Brown Shale 組和Talang Akar組、庫(kù)泰盆地Balikpapan 組和塔拉干盆地Meliat 組和Tabul 組。蘇門(mén)答臘盆地湖相頁(yè)巖層系是印度尼西亞非常規(guī)油氣資源最主要的富集區(qū)。

中蘇門(mén)答臘盆地，是蘇門(mén)答臘島最重要的產(chǎn)油區(qū)。盆內(nèi)頁(yè)巖分布廣泛，尤以盆地中部地區(qū)為主。Brown Shale 組形成于靜水湖相沉積環(huán)境，以富有機(jī)質(zhì)褐色紋層狀頁(yè)巖為主，是盆地內(nèi)最重要的烴源巖［48-59］。Brown Shale 組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系厚約90～300 m，埋深約為2 000～3 200 m（平均埋深為2 600 m），處于油氣窗范圍內(nèi)。發(fā)育兩種富有機(jī)質(zhì)相，深湖相主要為深棕色至黑色、紋層狀頁(yè)巖，TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～5%，為Ⅰ型和Ⅱ型干酪根；淺湖相以紅棕色紋層狀碳酸鹽巖和陸源泥巖為主，偶有煤層，TOC 平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.4%，以Ⅰ型干酪根為主。Brown Shale組頁(yè)巖油遠(yuǎn)景區(qū)面積約為1.2 萬(wàn)km2，有利層段深度為2 575～2 640 m，處于生油窗（Ro為0.8%）。CSB-2 井XRD 分析結(jié)果顯示Brown Shale 組脆性指數(shù)大于0.48，壓裂性較好。

南蘇門(mén)答臘盆地既是重要的常規(guī)油氣產(chǎn)區(qū)，也是非常規(guī)油氣勘探的重點(diǎn)區(qū)域［50-52］。盆地?zé)N源巖包括Lahat 組微咸水湖相沉積，以及Talang Akar 組的煤和碳質(zhì)頁(yè)巖沉積，總厚度約為1 000 m。Talang Akar 組以灰褐色砂巖、粉砂巖和頁(yè)巖為主，平均厚度為400 m。TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.7%～8.5%，局部達(dá)到16%，Talang Akar 組下段Ro為0.82%～1.30%，Talang Akar 組上段Ro為0.54%～0.60%，HI為107～278 mg/g，干酪根類(lèi)型為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Talang Akar 組有利層段厚度約為110 m，黏土礦物含量較高，處于正常壓力條件。

2.6 西歐、北歐地區(qū)

據(jù)EIA 的2013 年數(shù)據(jù)［18］，西歐、北歐地區(qū)五個(gè)頁(yè)巖盆地的頁(yè)巖油資源量為260.6 億t，技術(shù)可采儲(chǔ)量為11.4 億t，其中包括陸相頁(yè)巖油儲(chǔ)量178 億t，技術(shù)可采儲(chǔ)量為7.8 億t，主要分布于法國(guó)巴黎盆地Permian-Carboniferous組和德國(guó)下薩克森盆地Wealden組。

2.6.1 巴黎盆地

法國(guó)巴黎盆地頁(yè)巖油資源豐富［53］，面積約16 萬(wàn)km2，Permian-Carboniferous 組頁(yè)巖是盆地最主要的烴源巖。Permian-Carboniferous 組頁(yè)巖層系埋深為1 800～5 000 m，富含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖厚度為25～50 m。TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～15%，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%，有機(jī)質(zhì)為Ⅱ—Ⅲ型混合型。頁(yè)巖具有河流相沉積和湖相沉積特征，因此黏土含量較高，儲(chǔ)層脆性較低，儲(chǔ)層處于正常壓力條件。雖然頁(yè)巖油遠(yuǎn)景區(qū)范圍內(nèi)層段總厚度相當(dāng)大，但大部分層段TOC 較低。

2.6.2 下薩克森盆地

下薩克森盆地位于德國(guó)西北部，面積約為2.6萬(wàn)km2。下薩克森盆地是由二疊紀(jì)伸展作用演化而來(lái)的歐洲盆地體系中部的一部分，是歐洲大陸產(chǎn)油最多的沉積盆地之一。盆地形成侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)海相和湖相沉積，包含兩個(gè)優(yōu)質(zhì)烴源巖：侏羅系Posidonia 海相烴源巖和下白堊統(tǒng)Wealden 湖相烴源巖。Posidonia 頁(yè)巖分布于整個(gè)下薩克森盆地，Wealden組湖相頁(yè)巖主要分布于盆地西部，包括陸源含煤相和西部有機(jī)質(zhì)含量高的黑色頁(yè)巖［54-55］。

Wealden 組以頁(yè)巖、粉砂巖、碳酸鹽巖和煤為主，埋藏深度為1 000～3 000 m，平均埋藏深度為1 800 m。富含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系厚度約為35 m，頁(yè)巖凈厚度約為23 m。Wealden 組TOC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化很大，為1%～14%，平均值為4.5%。Ro為0.7%～1.0%，處于生油窗時(shí)期。Wealden 組遠(yuǎn)景區(qū)為熱成熟區(qū)域，頁(yè)巖層系分布面積和深度是確定遠(yuǎn)景區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

3 海外陸相頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的啟示

美國(guó)是海相頁(yè)巖油資源豐富，形成了眾多適合海相頁(yè)巖油的地質(zhì)理論及技術(shù)突破，引領(lǐng)了世界頁(yè)巖油勘探，同時(shí)美國(guó)尤因塔盆地綠河組Uteland Butte段陸相頁(yè)巖油的勘探開(kāi)發(fā)也引起了廣泛關(guān)注。除美國(guó)外，全球101 個(gè)頁(yè)巖油盆地152 個(gè)頁(yè)巖油層系中，陸相頁(yè)巖油層系為24 個(gè)，陸相頁(yè)巖油資源量占比約為19%，中國(guó)作為陸相頁(yè)巖油資源大國(guó)，展現(xiàn)了豐富的陸相頁(yè)巖油資源前景。

陸相頁(yè)巖油發(fā)育中低成熟度和中高成熟度兩類(lèi)，陸相頁(yè)巖油富集控制因素較多，勘探開(kāi)發(fā)難度大，有機(jī)質(zhì)豐度和成熟度、頁(yè)巖層系埋深、有利區(qū)面積、儲(chǔ)層規(guī)模和可壓裂性是頁(yè)巖油勘探過(guò)程中應(yīng)高度重視的內(nèi)容。

在陸相頁(yè)巖油勘探過(guò)程中應(yīng)注意：在選區(qū)評(píng)價(jià)過(guò)程中應(yīng)綜合考慮埋藏深度、有機(jī)質(zhì)成熟度、地層壓力、儲(chǔ)層厚度、礦物組成和孔滲條件等因素；注重生烴品質(zhì)、儲(chǔ)層品質(zhì)、工程品質(zhì)和原油品質(zhì)的結(jié)合，多因素綜合進(jìn)行優(yōu)選甜點(diǎn)段。