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新疆非常规油气资源勘探开发进展

2017-01-20雍晓艰王刚

中国煤层气 2017年1期
关键词:油页岩油砂稠油

雍晓艰王刚

(1.新疆维吾尔自治区煤炭综合勘查院,新疆830091; 2.新疆煤田地质局煤层气研究开发中心,新疆830091)

新疆非常规油气资源勘探开发进展

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(1.新疆维吾尔自治区煤炭综合勘查院,新疆830091; 2.新疆煤田地质局煤层气研究开发中心,新疆830091)

新疆地区的准噶尔、塔里木、吐哈等五大海/陆相盆地(群)拥有丰富的煤层气、页岩气、油页岩等非常规油气资源,勘探开发前景广阔。近年来,随着油气资源稳产、增产压力加大,新疆非常规油气的勘探开发步伐逐步加快。塔里木盆地库车坳陷的致密砂岩气开发取得重大成功,准南、库拜煤田的煤层气勘探开发取得阶段性突破,准噶尔盆地西北缘的稠油、油砂开发获得成功,准噶尔盆地南缘东段吉木萨尔县的油页岩开采进展迅速,页岩气勘查在准噶尔、吐哈及周边中小盆地广泛展开。

新疆 煤层气 页岩气 油页岩

非常规油气资源是指在现有经济技术条件下,用传统技术无法获得自然工业产量、需用新技术改善储层渗透率或流体黏度等才能开采的油气,一般具有大面积连续或准连续型分布的特征,主要包括:致密砂岩气、煤层气、页岩气、超重(稠)油、油砂、油页岩、天然气水合物等。全球的非常规油气资源量是常规油气的1.5~9倍,美国的页岩气、煤层气,委内瑞拉的重油,加拿大的油砂等非常规油气发展迅速。

新疆地区分布有准噶尔、塔里木、吐哈、天山、三塘湖等五大沉积盆地(群),盆地面积超过80×104km2,油气资源赋存潜力大,有很好的非常规油气资源勘探开发前景。目前,新疆已发现、进行勘探评价的非常规油气资源主要有煤层气、页岩气、致密砂岩气、稠油、油砂和油页岩。本文将对新疆地区非常规油气的勘探开发进展进行叙述分析,并对其发展前景进行概述。

1煤层气勘探开发进展

煤层气,是一种生成并储存于煤层中,以甲烷为主要成分、以吸附状态为主的烃类气体。据全国新一轮油气资源评价结果,中国煤层气地质资源量为36.81×1012m3,其中新疆地区的煤层气资源量达到9.51×1012m3,占全国煤层气资源量的26%。目前,新疆的煤层气勘查已在准南、库拜等煤田全面展开,煤层气开发在阜康矿区取得突破。

新疆煤层气资源勘查开发起步较晚,勘查工作程度较低,但发展很快。2013年以前,新疆主要开展了全疆层面的煤层气资源评价,优选了准南、库拜、后峡、艾维尔沟、三塘湖等煤层气勘查开发的有利区,并在准南煤田阜康、硫磺沟等矿区开展了煤层气排采试验,其中,阜康矿区白杨河区块的FS-1生产试验井于2008年末点火成功,成为新疆第一口获得工业气流的煤层气井,具有里程碑的意义;2013年以后,自治区政府及企业加大了煤层气勘查开发投入,准南煤田阜康、乌河东及库拜等煤田、矿区的煤层气勘查获得快速突破,阜康三工河区块施工了1口煤层气生产试验直井,产气量超过17200 m3/d,为目前国内煤层气直井产气量之最,此外,该区施工的新疆第一口煤层气多分支水平井产气量超过16000 m3/d,库拜煤田单井最高产气量达到4700 m3/d,阜康矿区白杨河区块等多个区块已达到勘探程度;煤层气开发在阜康矿区取得重大突破,阜康白杨河矿区和三工河矿区已施工煤层气生产井100口、集气处理站2座,建成煤层气年产能1亿m3的开发规模。

同时,2015年,由国家科技部、发改委、能源局等多部委组织,新疆煤田地质局牵头承担的“十三五”国家科技重大专项《新疆准噶尔、三塘湖盆地中低煤阶煤层气资源与开发技术》项目,将煤层气基础科研与开发实践相结合,推动解决新疆煤层气勘探开发中的重大科学技术难题。

2页岩气勘探开发进展

页岩气,是指从富有机质黑色页岩地层中产出的天然气,作为一种重要的非常规天然气资源,低碳清洁,技术成熟,越来越受到各国的重视。在美国“页岩气革命”的成果案例背景下,北美的加拿大;欧洲的英国、波兰;亚洲的中国、印度;大洋洲的澳大利亚;南美的阿根廷、智利等国家,都已充分认识到页岩气资源的价值和广阔前景,开始页岩气基础理论研究、资源潜力评价、工业化开采试验等页岩气的研究和勘探开发。

中国南方古生代的寒武系、志留系、二叠系海相页岩具备极好的页岩气勘探开发前景。2014年,四川盆地的涪陵、长宁-威远等海相页岩气田的页岩气产量达13×108m3。此外,中国鄂尔多斯、松辽、吐哈、准噶尔等陆相盆地在中新生代的三叠系、侏罗系、古近系发育有多套巨厚的煤系及暗色泥、页岩地层,多与致密砂岩呈互层分布,具备页岩气富集的成藏条件,均发现良好油气显示。2011年,延长油田在鄂尔多斯盆地延安甘泉地区的柳评177井钻获页岩气工业气流,实现中国陆相页岩气勘探的突破。与此同时,新疆的页岩气勘查工作也有一定突破。

2009年国土资源部组织开展了“全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选”工作,优选有利区180个,预测页岩气资源潜力25×1012m3,其中包括新疆26个有利区,16×1012m3页岩气资源潜力。新疆页岩气成藏条件好、资源潜力大,富有机质页岩分布广泛,主要分布在准噶尔盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、三塘湖、焉耆等大型盆地坳陷地带。

2013年,新疆地矿局第九地质大队进行2300m设计孔深的页岩气资源地质调查钻孔的钻探工作,并完成《新疆北部地区中小盆地页岩气资源潜力调查评价》及《新疆准噶尔盆地南缘重点远景区页岩气资源调查评价》项目。

目前,新疆地矿局、新疆煤田地质局等单位正在和准噶尔盆地南部、伊犁盆地、吐哈盆地及准噶尔盆地周缘的博乐盆地、什托洛盖盆地等中小盆地的2000m以浅地区,开展页岩气资源及选区评价研究,其中,吐哈盆地及周边页岩气资源调查评价获得的页岩气资源量达到1096×108m3。综合来看,新疆的页岩气产业仍处于发展初期的普查、勘查阶段。

3致密砂岩气勘探开发进展

致密砂岩气是指覆压基质渗透率小于或等于0.1mD的砂岩气层,单井一般无自然产能,或自然产能低于工业气流下限,但在一定经济条件和技术措施下,可获得工业天然气产量。

新疆的致密砂岩气主要赋存于煤系地层,即塔里木盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地的侏罗系地层,重点发现包括塔里木盆地库车及大北地区的克拉2、迪娜2等千亿m3级大气田。

1990年以后,塔里木盆地相继发现了克拉2、迪那2、大北1等大型气田,探明天然气地质储量超过1×1012m3,其中,三叠系-侏罗系的煤系致密砂岩层及煤系上部的白垩系-古近系致密砂岩层成为重要勘探层位。

2007年,吐哈盆地柯柯亚地区柯19井在中-下侏罗统八道湾组致密砂岩储层中获得高产天然气流,揭开了该地区致密砂岩气勘探开发的序幕,预测天然气地质储量335.85×108m3,成为吐哈盆地最重要的天然气勘探区。据统计,柯柯亚地区的13口钻井中有9口井获得工业气流,产气井日均产量为4.2×104m3,单井最高日产量为9.8× 104m3,并且有多口井连续4年保持在日产气量4× 104m3以上。2011年,由国家财政部、国土资源部批准的“吐哈盆地致密砂岩气有效开发国家示范基地”建设项目启动,列为首批国家级矿产资源综合利用示范基地。

4稠油勘探开发进展

新疆的稠油资源主要分布在准噶尔盆地西北缘,此外,在吐哈盆地的火焰山中央隆起带、塔里木盆地哈拉哈塘凹陷东侧轮古地区也有丰富的稠油资源,一般为原油的生物降解形成。

2010年,新疆油田在准噶尔盆地西北缘的风城地区基本完成勘探了中国最大的整装超稠油油藏—3.6×108t资源量的风城超稠油油藏,此前,中国发现的稠油地质总储量只有10多亿t,且主要位于辽河油田,风城油田占中国稠油总储量的三分之一。风城超稠油油藏位于准噶尔盆地西北缘,为受断裂遮挡的构造岩性超稠油油藏。目前,该区的SAGD水平井开采技术已成熟,并且在稠油的注热开采、污水处理、地面集输等方面具有创新优势,风城稠油开采的设计总产能规模达到1270×104t,分19年建成,预计到2017年,稠油年产量达到600×104t。

5油页岩勘探开发进展

油页岩是指干酪根含量高并足以分馏出相当数量石油的一种“岩石”类型,有机质含量比较高(大于15%)。油页岩灰分大于40%,通常含油率大于3.5%,发热量4.18~16.72MJ/kg,相当于煤的1/2。

新疆广阔的中生界内陆湖盆沉积中,从二叠系、三叠系、侏罗系地层中,均发现含有油页岩矿,分布广泛,资源潜力巨大。目前,新疆的油页岩勘探开发仍处于资源评价及勘查阶段,仅在吉木萨尔地区进行规模性开发建设。

三塘湖盆地油页岩分布于巴里坤三塘湖-沙河坝一带。根据近年来勘查工作,发现沙河坝-石头梅-淖毛湖一带的油页岩成矿远景进行了初步预测,该带远景资源量近500亿t。

准噶尔盆地博格达山北麓中-东段是油页岩集中分布地区,油页岩有利地区包括雅玛里克山、水磨沟、芦草沟油页岩含矿区和大东沟、三工河、上黄山街-潘家口子和下黄山街油页岩预测区,油页岩资源量约550×108t。油页岩主要赋存于二叠统芦草沟组,分布广泛,矿层分布稳定,厚度巨大。

目前,新疆地质调查院、新疆地矿局第九地质大队等单位在铁厂沟-和什托落盖、艾维尔沟、帐篷沟-巴里坤、乌鲁木齐-吉木萨尔南、吉木萨尔县东区、三塘湖油页岩调查部署区开展油页岩选区评价及勘查工作。

2012年,新疆宝明与辽宁成大合作在吉木萨尔县进行油页岩开发项目,项目一期完工后将实现年产页岩油40×104t,未来将建成我国最大的油页岩开采基地。

6油砂勘探开发进展

油砂也称“焦油砂”、“重油砂”或“沥青砂”,是一种沥青、砂、富矿粘土和水的混合物,其中油砂内所含的沥青大约为10%~12%,砂和黏土等矿物质占80%~85%,其余的3%~5%是水,可用于提炼重油和沥青。

新疆主要盆地油砂资源主要分布于准噶尔、塔里木周缘逆冲褶皱带附近,准噶尔西北缘研究程度相对较高。准噶尔盆地的油砂主要分布在西北缘,在准东的沙丘河及准南喀拉扎等地也有零星出露。准噶尔盆地西北缘100m以浅的油砂油资源主要分布于风城、红山嘴、黑油山、白碱滩等4个区块,已探明油砂油资源1.64×108t,可采储量9758× 104t。

目前中石油新疆油田、新疆地矿局第九地质大队等单位均在准噶尔盆地西北缘进行油砂的勘查工作。2002年来,中石油一直在该区进行油砂矿勘探工作,截至2008年底,共钻井179口,并进行油砂油的现场开发试验。2012年,克拉玛依风城油砂处理小试装置采用热碱水水洗分离技术和热化学沉降工艺技术,成功生产出我国第一桶油砂油,这意味着我国在油砂矿开发利用方面取得了实质性突破。2013年,中石油与地方合资的新疆金戈壁油砂矿开发公司成立,并在风城区块建设油砂矿开发项目。

7新疆非常规油气资源的发展前景

当前,中国油气资源对外依存度持续升高,2015年,天然气对外依存度为33.70%,石油对外依存度已达到60.60%,因此,非常规油气的勘探开发对保持中国石油天然气产量的稳定甚至上升起到重要作用。新疆的准噶尔、塔里木、吐哈、天山、三塘湖等五大沉积盆地(群),盆地面积广,沉积地层厚度大,油气资源赋存潜力好,整体勘探程度较低。同时,中国地质背景体现为陆相盆地为主、多期次构造复杂,新疆地区的第四系地层厚度大,导致目前的油气勘探重点主要为埋深相对较浅的盆缘构造复杂区,不利于常规油气的聚集,但该区域的致密砂岩气、煤层气、稠油、油砂、油页岩等非常规油气资源丰富,因此未来的勘探开发重点应以已取得成功或一定突破的致密砂岩气、煤层气、稠油、油页岩等为主,实现“从盆地边缘到盆地中心、从中浅层到深层”的油气立体勘探突破。总体来说,新疆的非常规油气资源勘探开发前景非常广阔。

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(责任编辑刘馨)

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

雍晓艰,男,从事煤田地质及煤层气地质的研究和勘查、开发工作近三十年,现任新疆维吾尔自治区煤炭综合勘查院总工程师。

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