油氣資源評(píng)價(jià)方法關(guān)鍵參數(shù)研究和資源分布特征
——以中國(guó)石化探區(qū)“十三五”資源評(píng)價(jià)為例

徐旭輝,周卓明,宋振響,楊國(guó)橋

1.中國(guó)石化 石油物探技術(shù)研究院,南京 211103;2.中國(guó)石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所,江蘇 無錫 214126

目前我國(guó)油氣自給率低,對(duì)外依存度高,油氣供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)增大。國(guó)家歷來非常重視油氣資源工作,截止到“十三五”,已先后完成5次全國(guó)范圍的油氣資源評(píng)價(jià)工作,且歷次資源評(píng)價(jià)成果積極推動(dòng)了我國(guó)的油氣勘探開發(fā)進(jìn)程,并指導(dǎo)了一批規(guī)模發(fā)現(xiàn)與突破。最近一次的“新一輪全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)(2007)”已過去十多年,在這期間隨著勘探開發(fā)進(jìn)展和理論技術(shù)進(jìn)步,比如海相碳酸鹽巖油氣勘探理論、油氣地質(zhì)分析測(cè)試技術(shù)等發(fā)展,深化了對(duì)油氣資源潛力的認(rèn)識(shí),從國(guó)家到油公司都亟需了解各類資源的分布狀況,摸清家底。為此,國(guó)家組織開展了“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)工作。

針對(duì)中國(guó)石化探區(qū)(2016年底礦權(quán)),基于近十多年來取得的油氣勘探新進(jìn)展、地質(zhì)新認(rèn)識(shí),結(jié)合實(shí)驗(yàn)、工程技術(shù)進(jìn)步和全國(guó)“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)工作需求,開展了探區(qū)內(nèi)常規(guī)、非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)工作[1],取得了一系列研究進(jìn)展,主要有:①建立完善了常規(guī)、非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)方法及參數(shù)體系,重點(diǎn)發(fā)展了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TSM盆地模擬資源評(píng)價(jià)系統(tǒng)等方法技術(shù)流程,并形成了TSM和PertoV等系統(tǒng)平臺(tái);②系統(tǒng)開展了不同油氣資源類型典型刻度區(qū)解剖工作,獲取了詳實(shí)可靠的資評(píng)關(guān)鍵參數(shù),為成因法和類比法應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);③遵循國(guó)家統(tǒng)一組織、統(tǒng)一思路、統(tǒng)一方法、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一進(jìn)度、統(tǒng)一發(fā)布等“六統(tǒng)一”評(píng)價(jià)原則,全面系統(tǒng)開展了中國(guó)石化探區(qū)油氣資源潛力評(píng)價(jià);④結(jié)合效益勘探和綠色發(fā)展理念,開展油氣資源經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià),明確待探明技術(shù)可采資源量經(jīng)濟(jì)性及其分布,明確生態(tài)紅線對(duì)油氣勘探開發(fā)和資源的影響,并開展紅線外生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),為國(guó)家能源環(huán)保政策制定提出措施建議;⑤在“地質(zhì)—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)”三位一體化評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上,分析了油氣資源分布特征,指出了有利勘探方向。

1 評(píng)價(jià)思路與方法

1.1 總體評(píng)價(jià)思路

在開展“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)時(shí),主要面臨四方面的挑戰(zhàn):一是國(guó)家要求系統(tǒng)開展“全范圍、全層系、全領(lǐng)域”的油氣資源評(píng)價(jià),中國(guó)石化需開展探區(qū)所屬近50個(gè)盆地/地區(qū)全部含油氣層系(震旦系—第四系)、7種油氣資源類型的系統(tǒng)評(píng)價(jià);二是中國(guó)石化探區(qū)多位于盆地的邊緣地帶,且面臨區(qū)塊分散、面積不均、勘探程度差異大等不利因素,導(dǎo)致落實(shí)區(qū)帶及區(qū)塊資源量難度大;三是資評(píng)方法參數(shù)及軟件平臺(tái)不統(tǒng)一,盡管前期開展過多輪資源評(píng)價(jià)工作,但各盆地/地區(qū)資源評(píng)價(jià)方法及關(guān)鍵參數(shù)取值差異大,且采用的資源評(píng)價(jià)軟件平臺(tái)不一致,導(dǎo)致資源評(píng)價(jià)結(jié)果可比性差;四是前期資源評(píng)價(jià)主要注重地質(zhì)資源量估算,對(duì)油氣資源的經(jīng)濟(jì)性考慮不夠,未開展過生態(tài)環(huán)境允許程度評(píng)價(jià),缺乏統(tǒng)一的經(jīng)濟(jì)及生態(tài)評(píng)價(jià)方法,需要開展“地質(zhì)—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)”三位一體的油氣資源評(píng)價(jià)。

在“十三五”全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)總體指導(dǎo)思想下,按照常規(guī)與非常規(guī)并重,數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)并舉的原則,制定了具體評(píng)價(jià)流程及方案[1]。首先根據(jù)待評(píng)價(jià)區(qū)油氣成藏地質(zhì)條件,落實(shí)評(píng)價(jià)單元及待評(píng)價(jià)的油氣資源類型;根據(jù)待評(píng)價(jià)區(qū)勘探程度和地質(zhì)資料豐富程度,分別確定適用于常規(guī)、非常規(guī)油氣的資源評(píng)價(jià)方法;通過符合“勘探程度高、資源探明程度高、地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度高”條件的刻度區(qū)解剖,獲取成因法及類比法應(yīng)用中的資源評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)(運(yùn)聚系數(shù)、資源豐度等)及類比法評(píng)價(jià)參數(shù)體系;采用多種(保證每個(gè)評(píng)價(jià)單元至少2種以上)資源評(píng)價(jià)方法,綜合開展常規(guī)、非常規(guī)油氣地質(zhì)資源量計(jì)算。其次在地質(zhì)資源量基礎(chǔ)上開展地質(zhì)可采資源量計(jì)算,并采用勘探全成本法或?qū)＜屹x值法,落實(shí)不同類型油氣的待探明可采資源量經(jīng)濟(jì)性及分布;同時(shí)開展油氣資源的生態(tài)環(huán)境允許程度評(píng)價(jià)。最后在“地質(zhì)—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)”三位一體綜合評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上,落實(shí)探區(qū)待探明油氣資源潛力及分布特征,明確有利勘探方向(圖1)。

圖1 中國(guó)石化“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)技術(shù)路線

1.2 主要資源評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)

從評(píng)價(jià)思路可以看出,地質(zhì)資源量評(píng)價(jià)仍是評(píng)價(jià)的重點(diǎn),也是基礎(chǔ),而開展地質(zhì)資源量計(jì)算最關(guān)-鍵的是要確定合適的評(píng)價(jià)方法及關(guān)鍵參數(shù),這直接影響到資源評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性。

目前,國(guó)內(nèi)外在常規(guī)、非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)方面研究進(jìn)展較快,也形成了各自獨(dú)立的評(píng)價(jià)方法體系[2],主要包括統(tǒng)計(jì)法、成因法和類比法;并采用適用于不同類型油氣的資源評(píng)價(jià)方法(表1)。常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)中“三大類”評(píng)價(jià)方法均采用,尤其是成因法歷來是我國(guó)常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)中的主流評(píng)價(jià)方法[3],也是本次研究的重點(diǎn)方法。與常規(guī)油氣相比,非常規(guī)油氣在形成演化過程及油氣富集規(guī)律等方面存在較大差異,資源評(píng)價(jià)主要采用統(tǒng)計(jì)法中的體積法、(小面元)容積法以及類比法中的EUR類比法和資源豐度類比法,而在常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用的成因法則較少采用[4-6]。

表1 全國(guó)“十三五”常規(guī)、非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)方法

在中國(guó)石化探區(qū),“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)包括常規(guī)油氣和非常規(guī)油氣兩大類:常規(guī)油氣包括常規(guī)油、天然氣兩類;非常規(guī)油氣包括致密油、頁(yè)巖油、致密砂巖氣、頁(yè)巖氣和煤層氣等五類。常規(guī)油氣重點(diǎn)評(píng)價(jià)了陸上和海域39個(gè)盆地/地區(qū),非常規(guī)油氣評(píng)價(jià)了30個(gè)盆地/地區(qū)(致密油氣7個(gè)、頁(yè)巖油5個(gè)、頁(yè)巖氣7個(gè)、煤層氣11個(gè))。根據(jù)待評(píng)價(jià)盆地/地區(qū)勘探程度及地質(zhì)認(rèn)識(shí),分別選取了統(tǒng)計(jì)法、成因法和類比法中的多種具體評(píng)價(jià)方法,開展常規(guī)油氣地質(zhì)資源量計(jì)算。在評(píng)價(jià)方法方面,重點(diǎn)開展了成因法中的TSM盆地模擬法[7]和統(tǒng)計(jì)法中的地質(zhì)帕萊托法[8],同時(shí)加大了盆地模擬法的應(yīng)用力度,對(duì)滿足開展盆地模擬的盆地/地區(qū),特別是勘探和研究程度相對(duì)較高、地質(zhì)認(rèn)識(shí)較清楚的盆地和地區(qū),均使用TSM盆地模擬法,輔以統(tǒng)計(jì)法和類比法(表2)。本文對(duì)20個(gè)盆地采用TSM盆地模擬法;對(duì)于高勘探程度區(qū)帶/評(píng)價(jià)單元,主要采用統(tǒng)計(jì)法中的地質(zhì)帕萊托法(涉及10個(gè)盆地/地區(qū))和油藏規(guī)模序列法;而對(duì)于低勘探程度區(qū)帶/評(píng)價(jià)單元,主要采用面積資源豐度類比法(23個(gè)盆地/地區(qū))。最后根據(jù)不同資源評(píng)價(jià)方法,估算資源量的可靠程度進(jìn)行特爾斐加權(quán),得到最終的地質(zhì)資源量評(píng)價(jià)結(jié)果。

表2 中國(guó)石化探區(qū)“十三五”常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)方法應(yīng)用情況

在非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)中,除采用傳統(tǒng)的體積法、類比法和動(dòng)態(tài)法外,還嘗試建立了基于TSM盆地模擬的非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)方法,并在部分盆地/地區(qū)開展了典型應(yīng)用。從非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)方法應(yīng)用情況(表3)來看,致密油氣主要采用統(tǒng)計(jì)法中的分級(jí)容積法、曲面積分法和類比法中的分級(jí)資源豐度類比法開展地質(zhì)資源量估算,對(duì)四川盆地和鄂爾多斯盆地重點(diǎn)探區(qū)還采用了TSM盆地模擬法開展評(píng)價(jià);頁(yè)巖油主要采用成因法中的熱解“S1”法、氯仿瀝青“A”法和類比法開展評(píng)價(jià),對(duì)江漢、松遼和蘇北盆地重點(diǎn)探區(qū)嘗試采用了TSM盆地模擬法開展評(píng)價(jià);頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)主要采用統(tǒng)計(jì)法中的含氣量法、體積法和分級(jí)資源豐度類比、EUR類比法等開展評(píng)價(jià),對(duì)松遼、四川盆地和中揚(yáng)子等重點(diǎn)探區(qū)還采用了TSM盆地模擬法開展評(píng)價(jià)。同樣對(duì)不同資源評(píng)價(jià)方法估算的資源量進(jìn)行加權(quán)平均后得到最終的地質(zhì)資源量。

表3 中國(guó)石化探區(qū)“十三五”非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)方法應(yīng)用情況

中國(guó)石化TSM盆地模擬及資源評(píng)價(jià)研究團(tuán)隊(duì)一直致力于油氣資源評(píng)價(jià)技術(shù)方法研究和軟件平臺(tái)研發(fā),并在此輪評(píng)價(jià)中采用了TSM盆地模擬資源評(píng)價(jià)系統(tǒng)(V2.0版),實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)、定量模擬盆地地質(zhì)作用和油氣響應(yīng)過程,構(gòu)建了“常規(guī)—非常規(guī)”一體化資源評(píng)價(jià)系統(tǒng),落實(shí)了重點(diǎn)盆地/地區(qū)的常規(guī)—非常規(guī)油氣地質(zhì)資源潛力及其分布特征。

1.3 重點(diǎn)資評(píng)方法進(jìn)展及參數(shù)研究

本輪油氣資源評(píng)價(jià)中廣泛采用了成因法、統(tǒng)計(jì)法和類比法,各資評(píng)方法均取得了一定的進(jìn)展,尤其取得了成因法資源評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)及刻度區(qū)解剖方面的研究進(jìn)展。

1.3.1 成因法資源評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)

近年來,隨著非常規(guī)油氣勘探的突破和“進(jìn)源勘探”[9]“常規(guī)—非常規(guī)油氣有序聚集”[4]“全油氣系統(tǒng)”[10]等油氣地質(zhì)新理論的提出,油氣勘探從之前的常規(guī)為主到目前的常規(guī)、非常規(guī)并重。盡管常規(guī)、非常規(guī)油氣在分布特征、源儲(chǔ)組合、運(yùn)移方式、聚集機(jī)理、滲流特征等方面存在顯著差異[4],但從成因看,常規(guī)、非常規(guī)油氣具有同源性,只是由于成烴演化過程的差異和后期賦存在不同的儲(chǔ)集層系中[1]。本次資評(píng)中,在基于TSM盆地模擬的常規(guī)—非常規(guī)油氣資源一體化評(píng)價(jià)技術(shù)中,有效利用地層孔隙熱壓模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)[11-12]。通過實(shí)驗(yàn)開展烴源巖生—排—滯留烴產(chǎn)率研究,為成因法計(jì)算常規(guī)、非常規(guī)油氣地質(zhì)資源量夯實(shí)基礎(chǔ)。之前,該參數(shù)主要通過黃金管模擬實(shí)驗(yàn)獲取,但由于黃金管實(shí)驗(yàn)無法增加壓力因素,且為全封閉體系,難以真實(shí)反映地下狀態(tài),特別是深層—超深層烴源巖除地層溫度較高外,地層壓力一般也達(dá)到了高壓甚至超壓狀態(tài),對(duì)烴源巖生、排烴過程及產(chǎn)率均有較大的影響。基于烴源巖有限空間(PVT-L-t共控)的地層孔隙熱壓模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)[11],可開展在保留烴源巖原始礦物組成結(jié)構(gòu)和有機(jī)質(zhì)賦存狀態(tài)、在與孔隙空間接近的生烴空間(V)中完全充滿高壓液態(tài)水(L)、同時(shí)考慮到與地質(zhì)條件相近的靜巖壓力(常壓至200 MPa)和地層流體壓力(常壓至150 MPa)(P)條件下所進(jìn)行的有機(jī)質(zhì)高溫(最高模擬溫度600 ℃)(T)、短時(shí)間(t)熱解生烴反應(yīng)及可控壓差的生、排、滯留烴模擬實(shí)驗(yàn),模擬結(jié)果更符合實(shí)際地質(zhì)條件下的生、排烴演化過程。

在本次資評(píng)實(shí)施過程中,系統(tǒng)整理了采自國(guó)內(nèi)外14個(gè)盆地/地區(qū)未熟—低熟烴源巖樣品52個(gè),并補(bǔ)充開展國(guó)內(nèi)外12個(gè)低成熟樣品的地層孔隙熱壓模擬實(shí)驗(yàn)分析,特別是我國(guó)中西部疊合盆地海相古老烴源巖熱演化程度一般達(dá)到高—過成熟演化階段,前期缺少對(duì)應(yīng)類型烴源巖的生、排烴產(chǎn)率數(shù)據(jù),導(dǎo)致資源評(píng)價(jià)結(jié)果可信度不高。本文采集了四川盆地廣元地區(qū)茅一段低成熟泥灰?guī)r樣品,加拿大西加盆地海相泥頁(yè)巖樣品,開展了2個(gè)樣品的地層孔隙熱壓生排烴模擬實(shí)驗(yàn)。

從模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看,海相不同類型烴源巖生、排、滯留烴模式基本一致,但生、排、滯留產(chǎn)率存在差異。四川廣元泥灰?guī)r滯留油產(chǎn)率隨成熟度(Ro)增高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),滯留油產(chǎn)率在Ro為1.0%時(shí)達(dá)最高值(約270 mg/g),之后隨熱演化程度逐步進(jìn)入原油裂解演化階段,導(dǎo)致滯留油產(chǎn)率降低;排出油產(chǎn)率在Ro為1.1%～1.5%時(shí)達(dá)到峰值(約125 mg/g),之后由于原油發(fā)生裂解產(chǎn)率逐漸降低;總油產(chǎn)率在Ro約為1.1%時(shí)達(dá)到峰值(約400 mg/g),烴氣產(chǎn)率在高—過熟演化階段達(dá)-到峰值(約400 mg/g)(圖2a)。西加盆地海相混合型泥頁(yè)巖滯留油產(chǎn)率在Ro約為0.85%時(shí)即達(dá)最高值(約190 mg/g),排出油產(chǎn)率在Ro為0.9%～1.2%時(shí)達(dá)到峰值(約350 mg/g),總油產(chǎn)率在Ro約為0.95%時(shí)達(dá)到峰值(約480 mg/g),烴氣產(chǎn)率在高—過熟演化階段達(dá)到峰值(約400 mg/g)(圖2b)。與四川廣元泥灰?guī)r相比,西加盆地泥頁(yè)巖生排油產(chǎn)率明顯偏高,特別是排出油產(chǎn)率明顯高于泥灰?guī)r樣品,此外,泥頁(yè)巖總體具有“早生早排、生—排油期窗口相對(duì)窄”的特點(diǎn)。

圖2 海相不同類型烴源巖完整的生—排—滯留烴演化曲線

通過對(duì)整理和補(bǔ)充采集到的64個(gè)未熟—低成熟樣品進(jìn)行分地區(qū)、分層系、分有機(jī)質(zhì)類型、分巖性的梳理[1],系統(tǒng)獲取了陸相不同有機(jī)質(zhì)類型和海相不同巖相類型烴源巖的生、排、滯留烴產(chǎn)率曲線,在此基礎(chǔ)上形成了適合各盆地/地區(qū)實(shí)際地質(zhì)情況的生—排—滯留烴產(chǎn)率模型,為油氣資源評(píng)價(jià)提供了重要參數(shù)。

1.3.2 基于典型刻度區(qū)解剖的資源評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)

刻度區(qū)解剖歷來是油氣資源評(píng)價(jià)中的重點(diǎn)工作之一,解剖內(nèi)容主要圍繞油氣成藏條件、資源量及刻度區(qū)資源評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)三項(xiàng)內(nèi)容展開,解剖成果為成因法、類比法應(yīng)用提供關(guān)鍵參數(shù)(如運(yùn)聚系數(shù)、資源豐度等)。

刻度區(qū)通常是指油氣資源評(píng)價(jià)中用于建立評(píng)價(jià)區(qū)類比標(biāo)準(zhǔn)、符合勘探程度較高、地質(zhì)規(guī)律認(rèn)識(shí)程度高、油氣資源探明率高或資源分布清楚的地質(zhì)單元。平面上可以將盆地、凹陷、油氣運(yùn)聚單元、區(qū)塊或區(qū)帶作為一個(gè)刻度區(qū);縱向上一個(gè)刻度區(qū)可以包含一個(gè)成藏組合、一個(gè)含油氣層系,也可以是多個(gè)成藏組合或含油氣層系的疊合?！笆濉庇蜌赓Y源評(píng)價(jià)中主要根據(jù)不同油氣資源類型成藏特點(diǎn),優(yōu)選符合“三高”特征的典型地區(qū),針對(duì)7個(gè)領(lǐng)域28種類型系統(tǒng)建立了78個(gè)刻度區(qū)(或重點(diǎn)解剖區(qū))。其中常規(guī)油氣刻度區(qū)55個(gè),包含碎屑巖領(lǐng)域刻度區(qū)40個(gè),碳酸鹽巖型刻度區(qū)14個(gè),潛山斷溶+風(fēng)化殼巖溶型刻度區(qū)1個(gè)。致密油刻度區(qū)2個(gè),分別為鄂爾多斯盆地的鎮(zhèn)徑、延長(zhǎng)區(qū)塊級(jí)砂巖型。致密氣刻度區(qū)5個(gè),集中在四川盆地和鄂爾多斯盆地,大牛地、杭錦旗為混源充注型,四川盆地致密氣主要為源內(nèi)充注型。頁(yè)巖氣刻度區(qū)11個(gè),其中海相10個(gè),主要分布在四川盆地及周緣;陸相1個(gè),為川北元壩侏羅系頁(yè)巖氣刻度區(qū)。頁(yè)巖油刻度區(qū)3個(gè),分別為溱潼凹陷北港阜二段,潛江凹陷新溝咀組和潛江凹陷王廠構(gòu)造帶。煤層氣刻度區(qū)2個(gè),為延川南二疊系和織金上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M。

以四川盆地元壩長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁灘孔隙型氣藏為例開展刻度區(qū)解剖。元壩氣田是我國(guó)首個(gè)超深層生物礁大氣田,也是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、埋深最深的生物礁氣田[13]。元壩氣田主要產(chǎn)層是長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁灘相白云巖儲(chǔ)集層,為一大型的巖性圈閉,氣藏具有“一礁、一灘、一圈閉、一氣藏”的特點(diǎn)[14]。截至2017年,長(zhǎng)興組累計(jì)探明含氣面積278.93 km2,提交探明儲(chǔ)量1 943.1×108m3,預(yù)測(cè)儲(chǔ)量329.40×108m3。研究表明,碳酸鹽巖油氣二次運(yùn)移存在“近源運(yùn)移”和“斷裂—孔縫遠(yuǎn)源運(yùn)移”2種模式,碳酸鹽巖油氣藏近源聚集界限多為10 km[15],此范圍內(nèi)油氣成藏概率較大,元壩氣田構(gòu)造區(qū)構(gòu)造變形弱、斷裂不發(fā)育,油氣運(yùn)聚多以上二疊統(tǒng)烴源巖的“近源供氣”為主,確定有利儲(chǔ)層外延10 km為元壩長(zhǎng)興組刻度區(qū)的邊界。元壩長(zhǎng)興組天然氣主要來自北部廣元—旺蒼地區(qū)上二疊統(tǒng)深水陸棚相的吳家坪組與大隆組烴源巖,儲(chǔ)層中普遍見固體瀝青,天然氣主要表現(xiàn)為原油裂解氣的特點(diǎn)。氣藏的演化階劃分為晚三疊世—早侏羅世的古油藏形成階段、中侏羅世—早白堊世的古油藏原油裂解階段和晚白堊世—現(xiàn)今的氣藏調(diào)整改造定型階段[16]。

元壩氣田長(zhǎng)興組各井區(qū)氣藏屬于同一油氣成藏體系,通過對(duì)元壩氣田長(zhǎng)興組歷年發(fā)現(xiàn)的探明儲(chǔ)量進(jìn)行統(tǒng)一梳理,針對(duì)13個(gè)油藏分別采用統(tǒng)計(jì)法中的地質(zhì)帕萊托法和油藏規(guī)模序列法開展刻度區(qū)資源量預(yù)測(cè),估算結(jié)果分別為2 395.89×108m3和2 657.27×108m3,特爾菲加權(quán)評(píng)價(jià)出刻度區(qū)天然氣地質(zhì)資源量2 526.58×108m3;結(jié)合TSM盆地模擬法計(jì)算得到刻度區(qū)內(nèi)上二疊統(tǒng)烴源巖累計(jì)生氣量為33 060×108m3,獲得刻度區(qū)天然氣運(yùn)聚系數(shù)為7.64%。以10 km作為刻度區(qū)邊界,刻度區(qū)面積為2 476.37 km2,該刻度區(qū)“區(qū)帶級(jí)”資源豐度為1.02×108m3/km2。

刻度區(qū)解剖除可以提供運(yùn)聚系數(shù)、資源豐度等資源評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)外,還可以通過刻度區(qū)成藏主控要素分析,建立類比評(píng)價(jià)參數(shù)體系,為低勘探程度區(qū)類比法應(yīng)用提供重要依據(jù)。類比評(píng)價(jià)參數(shù)體系與參數(shù)賦值標(biāo)準(zhǔn)是類比法應(yīng)用的前提,類比評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容是成藏條件的分析,類比參數(shù)主要考慮油氣源條件、儲(chǔ)層條件、圈閉條件、保存條件和油氣成藏配置條件,各個(gè)條件下面又考慮了不同的二級(jí)要素。不同要素對(duì)油氣成藏作用的貢獻(xiàn)不同,在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)油氣成藏條件的系統(tǒng)解剖,明確對(duì)油氣聚集成藏起主要作用的要素,對(duì)主要要素給予更高的權(quán)重。如針對(duì)臺(tái)緣礁灘型氣藏,其主要受控于生物礁灘儲(chǔ)層的分布,在類比評(píng)價(jià)參數(shù)體系中給予儲(chǔ)層較高的權(quán)重。根據(jù)刻度區(qū)類型的不同,中國(guó)石化“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)共建立了10余種類比參數(shù)體系,為類比法應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.4 經(jīng)濟(jì)與生態(tài)評(píng)價(jià)方法

本輪油氣資源評(píng)價(jià)中突出了油氣資源經(jīng)濟(jì)可采性和生態(tài)環(huán)境允許程度評(píng)價(jià)的內(nèi)容,更注重評(píng)估那些真正具有經(jīng)濟(jì)效益,且現(xiàn)實(shí)可動(dòng)用開發(fā)的資源。

1.4.1 油氣資源經(jīng)濟(jì)可采性評(píng)價(jià)

在油氣資源地質(zhì)評(píng)價(jià)和資源量估算基礎(chǔ)上,以已開發(fā)油氣田和已申報(bào)探明儲(chǔ)量油氣田為刻度區(qū),基于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平,充分考慮探明儲(chǔ)量區(qū)油氣品質(zhì)、儲(chǔ)層物性、埋深、地理環(huán)境等地質(zhì)因素,以及探明成本、視開發(fā)成本、視經(jīng)營(yíng)成本、棄置費(fèi)和營(yíng)業(yè)稅金及附加費(fèi)等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),采用勘探開發(fā)全成本法(已提交探明儲(chǔ)量的高勘探程度區(qū))和專家賦值法(中低勘探程度區(qū))(圖1)開展7種類型(常規(guī)油、常規(guī)氣、致密油、致密氣、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣)油氣資源的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià),明確不同類型油氣資源在6個(gè)關(guān)鍵油氣價(jià)格區(qū)間(天然氣價(jià)格區(qū)間:≤0.50、0.5～1.0、1.0～1.5、1.5～2.0、2.0～2.5、>2.50 元/m3;石油價(jià)格區(qū)間:≤40、40～50、50～65、65～80、80～100、>100 美元/桶)的經(jīng)濟(jì)可采性,分析重點(diǎn)盆地不同油氣資源類型的主要勘探開發(fā)成本。

為合理獲取不同油氣資源類型經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù),本輪評(píng)價(jià)中系統(tǒng)開展了重點(diǎn)盆地不同油氣資源類型共計(jì)108個(gè)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)刻度區(qū)的勘探開發(fā)全成本分析?？潭葏^(qū)的選取主要是根據(jù)不同類型油氣資源評(píng)價(jià)單元的地理環(huán)境、埋深、油氣品質(zhì)、物性、儲(chǔ)量豐度及勘探程度,選取已提交探明儲(chǔ)量的區(qū)塊作為刻度區(qū)。通過經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)刻度區(qū)解剖,根據(jù)規(guī)定的財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率,建立產(chǎn)量、勘探投資、開發(fā)投資、經(jīng)營(yíng)成本、稅費(fèi)、所得稅等經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù),確定勘探開發(fā)全成本與油氣藏類型、分布深度、孔隙度、滲透率等地質(zhì)要素之間的關(guān)系,提供經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的類比參數(shù)體系。對(duì)于沒有刻度區(qū)的低勘探程度區(qū)帶,借用鄰區(qū)或有相似性條件的區(qū)帶參數(shù)進(jìn)行類比取值,綜合開展評(píng)價(jià)。目前,中國(guó)石化在常規(guī)油氣領(lǐng)域已提交大量的探明儲(chǔ)量區(qū)塊,為油氣資源經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ),各油田分公司根據(jù)探區(qū)實(shí)際情況建立經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)刻度區(qū),并開展了系統(tǒng)評(píng)價(jià);而在非常規(guī)(頁(yè)巖油氣和煤層氣)領(lǐng)域提交探明儲(chǔ)量相對(duì)較少,除少數(shù)區(qū)塊外,主要采用類比法開展經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

1.4.2 生態(tài)環(huán)境允許程度評(píng)價(jià)

“十三五”全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)首次將生態(tài)環(huán)境允許程度評(píng)價(jià)納入到油氣資源評(píng)價(jià)工作中。生態(tài)環(huán)境允許程度評(píng)價(jià)主要內(nèi)容及流程見圖3,主要是通過相關(guān)政府部門,收集國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線資料和數(shù)據(jù),建立生態(tài)環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)生態(tài)紅線劃定情況,落實(shí)生態(tài)保護(hù)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)資源潛力,確定生態(tài)保護(hù)重點(diǎn)區(qū)域與礦業(yè)權(quán)重疊情況,分析生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)勘探開發(fā)的影響,測(cè)算滿足生態(tài)環(huán)保條件的可開發(fā)油氣資源量,并分析資源潛力;對(duì)生態(tài)紅線外油氣資源,主要采用綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法,采用定量與定性相結(jié)合、定性為主的評(píng)價(jià)方法開展生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),主要是針對(duì)油氣資源類型、品質(zhì)與地質(zhì)因素,分析在勘探開發(fā)活動(dòng)中可能產(chǎn)生的對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,預(yù)測(cè)可能造成生態(tài)、水、大氣、土壤環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)大小,依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果劃分高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū),識(shí)別主要潛在風(fēng)險(xiǎn),并提出相應(yīng)的防范措施與建議。

圖3 生態(tài)環(huán)境允許程度評(píng)價(jià)流程及內(nèi)容

2 油氣資源特征與勘探有利方向

2.1 總體資源展布特征

“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,中國(guó)石化探區(qū)內(nèi)石油地質(zhì)資源量合計(jì)為391.53×108t,以常規(guī)油資源為主,地質(zhì)資源量占總量的73.4%,致密油地質(zhì)資源量?jī)H占總量的4.9%,頁(yè)巖油地質(zhì)資源量占總量的21.7%;天然氣地質(zhì)資源量合計(jì)為74.35×1012m3,以常規(guī)氣和頁(yè)巖氣為主,二者所占比例基本相當(dāng),其中,常規(guī)氣占總量的42.9%,頁(yè)巖氣占總量的38.6%,致密氣占總量的15.7%,煤層氣占總量的2.8%。

從分布來看,探區(qū)內(nèi)地質(zhì)資源量超過百億噸油當(dāng)量的盆地有4個(gè),分別為四川盆地、塔里木盆地、渤海灣盆地和東海陸架盆地,充分體現(xiàn)出大盆地的巨大勘探潛力;地質(zhì)資源量介于(10～100)×108t油當(dāng)量的盆地/地區(qū)有10個(gè),分別為鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、四川盆地周緣、松遼盆地、江漢盆地、蘇北盆地、黔南坳陷、瓊東南盆地、南盤江坳陷和南華北盆地(圖4)。

圖4 中國(guó)石化探區(qū)不同盆地資源量分布

2.2 深層—超深層常規(guī)油氣資源分布特征及有利方向

根據(jù)我國(guó)不同地區(qū)盆地性質(zhì),東部地區(qū)埋藏3 500～4 500 m為深層,大于4 500 m為超深層;中西部地區(qū)4 500～6 000 m為深層,大于6 000 m為超深層。中國(guó)石化探區(qū)油氣資源縱向深度上分布不均,東部油氣資源主體分布在中層—淺層領(lǐng)域,深層—超深層常規(guī)油、氣地質(zhì)資源量分別為21.01×108t和0.74×1012m3,分別占總量的14.6%和36.8%,占比相對(duì)較低(圖5a);而中西部深層—超深層常規(guī)油、氣地質(zhì)資源量分別為78.21×108t和15.7×1012m3,分別占總量的62.3%和78.3%,資源潛力巨大,尤其是常規(guī)氣主體分布在深層—超深層領(lǐng)域。

圖5 中國(guó)石化東部探區(qū)(a)和中西部探區(qū)(b)常規(guī)油氣深度分布與探明情況

從油氣探明儲(chǔ)量(截至2018年底,下同)及探明率來看,中西部深層常規(guī)油探明儲(chǔ)量為0.13×108t,探明率僅為0.60%;超深層常規(guī)油探明儲(chǔ)量為13.72×108t,探明率為24.44%,遠(yuǎn)低于東部地區(qū)中淺層探明率(圖5),深層—超深層常規(guī)油資源主要分布在塔里木和準(zhǔn)噶爾盆地,尤以塔里木盆地資源潛力最大。中西部地區(qū)深層常規(guī)氣探明儲(chǔ)量為0.50×1012m3,探明率為8.86%;超深層常規(guī)氣探明儲(chǔ)量為0.25×1012m3,探明率僅為2.48%,遠(yuǎn)低于東部中淺層探明率(圖5),主要分布在塔里木和四川盆地。

以塔里木盆地為例(圖6),資源主體分布在深層—超深層領(lǐng)域,深層—超深層常規(guī)油、氣地質(zhì)資源量分別占總量的92.3%和96.7%;而深層常規(guī)油、氣探明率僅分別為1.1%和1.36%,超深層常規(guī)油、氣探明率也僅為29.24%和0.56%。因此,深層—超深層常規(guī)油氣是塔里木盆地未來的重點(diǎn)勘探領(lǐng)域。

圖6 塔里木盆地中國(guó)石化探區(qū)常規(guī)油氣深度分布與探明情況

總體看來,中國(guó)石化陸域探區(qū)深層—超深層常規(guī)油氣資源潛力大,探明率低,特別是四川及塔里木盆地等大盆地,絕大多數(shù)資源分布在深層—超深層碳酸鹽巖領(lǐng)域,是下一步勘探的重點(diǎn)突破領(lǐng)域。

2.3 非常規(guī)領(lǐng)域油氣資源分布特征及有利方向

中國(guó)石化探區(qū)內(nèi)非常規(guī)油(致密油和頁(yè)巖油)地質(zhì)資源量約占石油資源總量的26.56%,非常規(guī)氣(致密氣、頁(yè)巖氣和煤層氣)地質(zhì)資源量占天然氣資源總量的57.14%,尤以頁(yè)巖氣資源量最大,其次為致密氣,探區(qū)內(nèi)煤層氣地質(zhì)資源量也達(dá)到了2.11×1012m3。

中國(guó)石化探區(qū)致密油探明儲(chǔ)量?jī)H為2.56×108t(主要集中在鄂爾多斯盆地),探明率約為13.40%;頁(yè)巖油僅江漢盆地探明319.23×104t,剩余資源潛力巨大;致密氣探明儲(chǔ)量為1.21×1012m3(集中在鄂爾多斯和四川盆地),探明率為10.35%;頁(yè)巖氣在四川盆地探明儲(chǔ)量為0.73×1012m3,探明率僅2.54%;煤層氣探明儲(chǔ)量208.03×108m3(延川南),探明率僅為0.95%(圖7)?？傮w來說,非常規(guī)油氣探明率較常規(guī)油氣更低,以四川盆地為例,非常規(guī)油氣類型主要為致密氣和頁(yè)巖氣,其中致密氣地質(zhì)資源量達(dá)6.42×1012m3,探明率僅為9.16%;頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量為13.61×1012m3,探明率僅為5.33%。

圖7 中國(guó)石化陸域探區(qū)非常規(guī)油氣地質(zhì)資源量構(gòu)成與探明情況

總體看來,中國(guó)石化及國(guó)內(nèi)其他油公司在非常規(guī)油氣領(lǐng)域的勘探總體仍處于起步階段,油氣探明程度低,剩余資源潛力巨大,是未來油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。近兩年,中國(guó)石化在頁(yè)巖油氣勘探發(fā)展迅速,在濟(jì)陽(yáng)坳陷、蘇北盆地取得了陸相頁(yè)巖油的重大突破;頁(yè)巖氣除繼續(xù)擴(kuò)大四川盆地五峰組—龍馬溪組勘探外,也不斷在深層、常壓及新層系等領(lǐng)域取得新突破。

2.4 海域油氣資源分布特征及有利方向

根據(jù)海域?qū)嶋H情況,本輪資評(píng)僅評(píng)價(jià)了海域探區(qū)內(nèi)常規(guī)油、常規(guī)氣兩種類型資源,評(píng)價(jià)結(jié)果表明,常規(guī)油、氣地質(zhì)資源量分別為18.02×108t和10.82×1012m3,表現(xiàn)為油少氣多,油、氣分別占總量的14%和86%;主要分布在東海陸架盆地的西湖凹陷,占中國(guó)石化海域探區(qū)總油氣資源規(guī)模的65%,其次為東海南部地區(qū),占22%,瓊東南盆地占11%,其余各盆地探區(qū)內(nèi)資源占比不到3%(圖8)。從埋深看,常規(guī)油淺層、中層、深層和超深層比例大致相當(dāng),常規(guī)氣以大于3 500 m的深層和超深層為主(圖9)。截至2018年底,海域探區(qū)內(nèi)常規(guī)油、氣探明率分別為2.59%和3.0%(圖8),遠(yuǎn)低于陸域東部地區(qū)常規(guī)油、氣的探明率,表明海域探區(qū)具備廣闊的油氣勘探前景,特別是海域深層、超深層常規(guī)氣領(lǐng)域,是下步增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要方向。

圖8 中國(guó)石化海域油氣地質(zhì)資源量構(gòu)成與探明情況

圖9 中國(guó)石化海域常規(guī)油(a)、常規(guī)氣(b)深度分布

2.5 經(jīng)濟(jì)及生態(tài)評(píng)價(jià)

根據(jù)油氣資源的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià),以65 美元/桶為平衡油價(jià),中國(guó)石化探區(qū)待探明常規(guī)油技術(shù)經(jīng)濟(jì)可采資源量為22.67×108t,其中深層—超深層領(lǐng)域?yàn)?.53×108t,占33.2%,海域由于勘探開發(fā)成本相對(duì)較高,待探明常規(guī)油技術(shù)經(jīng)濟(jì)可采資源量?jī)H為0.72×108t(圖10a);以1.5 元/m3為平衡氣價(jià),探區(qū)內(nèi)待探明常規(guī)氣技術(shù)經(jīng)濟(jì)可采資源量為6.36×1012m3,其中深層—超深層領(lǐng)域?yàn)?.26×1012m3,占35.5%,而海域探區(qū)待探明常規(guī)氣技術(shù)經(jīng)濟(jì)可采資源量為2.54×1012m3,占40.0%(圖10b)。

圖10 中國(guó)石化探區(qū)常規(guī)油(a)、常規(guī)氣(b)在不同油價(jià)下待探明可采資源量經(jīng)濟(jì)性分布

從不同油氣資源類型勘探開發(fā)成本來看,在低于65 美元/桶油價(jià)時(shí),約54.3%的常規(guī)油具有經(jīng)濟(jì)效益;35.9%的頁(yè)巖油具備經(jīng)濟(jì)效益,主要分布在渤海灣和蘇北盆地;僅1.03%的致密油具經(jīng)濟(jì)效益,主要分布在四川盆地侏羅系(圖11a)。在低于1.5 元/m3氣價(jià)時(shí),約52.0%的常規(guī)氣具經(jīng)濟(jì)效益;78.5%的致密氣具經(jīng)濟(jì)效益,主要分布在鄂爾多斯盆地;約38.0%的頁(yè)巖氣具經(jīng)濟(jì)效益,主要分布在四川盆地及周緣地區(qū);僅10.1%的煤層氣具經(jīng)濟(jì)效益,主要分布在滇東黔西和川南黔北地區(qū)二疊系(圖11b)。從數(shù)據(jù)分析看,探區(qū)勘探開發(fā)成本總體較高,油氣資源經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差,尤其是非常規(guī)油氣資源在現(xiàn)今技術(shù)條件下經(jīng)濟(jì)動(dòng)用難度仍較大,效益勘探面臨巨大挑戰(zhàn)。

圖11 中國(guó)石化探區(qū)石油(a)、天然氣(b)待探明可采資源量經(jīng)濟(jì)性分布比例

根據(jù)生態(tài)環(huán)境允許程度評(píng)價(jià),探區(qū)陸域生態(tài)紅線重疊區(qū)內(nèi)石油(含致密油和頁(yè)巖油)地質(zhì)資源量約為41.9×108t,占總量的10.7%;重疊區(qū)外主要為中低風(fēng)險(xiǎn)資源,其中致密油存在22.74%左右的高風(fēng)險(xiǎn)資源,主要分布在鄂爾多斯盆地(圖12a)。生態(tài)紅線重疊區(qū)內(nèi)天然氣地質(zhì)資源量約為7.57×1012m3,占總量的10.2%;重疊區(qū)外均存在一定比例的高風(fēng)險(xiǎn)資源,尤其是四川盆地及周緣頁(yè)巖氣生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度總體較高(圖12b),勘探開發(fā)面臨的生態(tài)環(huán)保壓力較大。

圖12 中國(guó)石化陸域探區(qū)石油(a)、天然氣(b)資源量生態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果分布比例

3 結(jié)論與建議

(1)“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)遵循“六統(tǒng)一”的評(píng)價(jià)原則,建立完善了“常規(guī)—非常規(guī)”“地質(zhì)—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)”2個(gè)一體化資源評(píng)價(jià)體系和平臺(tái),系統(tǒng)開展了典型刻度區(qū)解剖等關(guān)鍵參數(shù)研究;突出經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),提供了5個(gè)價(jià)格節(jié)點(diǎn)、6大區(qū)間的全成本數(shù)據(jù)以及生態(tài)紅線內(nèi)資源分布情況和紅線外環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

(2)明確了中國(guó)石化探區(qū)油氣資源分布特征,提出深層—超深層常規(guī)和非常規(guī)油氣領(lǐng)域?yàn)橄乱徊娇碧降挠欣较?探區(qū)油氣勘探開發(fā)成本總體較高,資源經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差,效益勘探面臨挑戰(zhàn);而生態(tài)紅線疊合區(qū)內(nèi)油、氣資源占比均約為10%,疊合區(qū)外,除四川盆地及周緣頁(yè)巖氣生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度總體較高外,總體以中低風(fēng)險(xiǎn)為主,對(duì)油氣勘探有一定影響。

(3)保障能源安全,端牢能源飯碗,必須持續(xù)大力提高油氣自主供應(yīng)能力,隨著勘探進(jìn)展及油氣成藏理論的豐富完善,有必要每五年開展油氣資源的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)工作,為國(guó)家摸清資源家底,也為油公司勘探部署動(dòng)態(tài)地提供指導(dǎo)與支撐。同時(shí),應(yīng)開展礦業(yè)權(quán)空白區(qū)油氣資源潛力動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià),持續(xù)優(yōu)選有勘探潛力的出讓區(qū)塊,加大油氣勘查開采力度。

致謝:本文是在中國(guó)石化“十三五”油氣資源評(píng)價(jià)成果基礎(chǔ)上撰寫而成,資源評(píng)價(jià)工作是在中國(guó)石油化工股份有限公司油田勘探開發(fā)事業(yè)部組織下,石油勘探開發(fā)研究院牽頭,十二家油田企業(yè)共同參與完成的,在此一并表示感謝。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

作者貢獻(xiàn)/Authors’Contributions

徐旭輝、周卓明參與論文研究思路設(shè)計(jì);徐旭輝、周卓明、宋振響完成論文結(jié)構(gòu)搭建;徐旭輝、周卓明、宋振響、楊國(guó)橋參與論文寫作和修改。所有作者均閱讀并同意最終稿件的提交。

The study was designed by XU Xuhui and ZHOU Zhuoming. The paper structure was constructed by XU Xuhui, ZHOU Zhuoming and SONG Zhenxiang. The manuscript was drafted and revised by XU Xuhui, ZHOU Zhuoming, SONG Zhenxiang and YANG Guoqiao. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.