王 敬，魏志鹏，胡俊瑜

（1.中海油田服务股份有限公司油田生产研究院，天津 300459；2.中海石油有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

21 世纪以来，世界能源消耗逐年增加，2019 年世界一次能源消耗为139.6×108t 油当量。再一次位居世界第一，总量达33.9×108t 油当量。油气资源作为全球最为重要的一次能源，在世界能源消费中的地位逐年增加。据全球多家机构预测，到2040 年油气在一次能源供给中的占比仍将保持在50% 以上[1，2]。近年来，页岩油气逐渐占据了推动全球油气能源发展的重要地位，美国页岩革命的成功，使得美国大大降低了石油的对外依存度。最近几年，虽然中国对非常规油气已经取得了许多重大进展，但是对一次能源的需求仍有较大的增长空间。因此，研究与勘探页岩油气对中国油气生产具有重要意义。

1 页岩油气的概念及发展

1.1 页岩油气的基本概念

页岩油气是指以页岩为主的页岩层系中所包含的石油与天然气资源[3，4]（见图1）。页岩油气藏属于非常规油气藏，与常规油气藏有很大区别，首先，页岩油气藏“自生自储”流动性较差，封闭性强，油气运移的距离受到较大限制；其次，烃源岩丰度较低，大规模开发困难，需要人工压裂等技术才能实现；第三，不受构造高点控制，页岩油气藏分布广，发育地区较为偏僻。页岩气较常规油气相比有开发和生产时间长的优势。页岩油气藏的成功开发为传统油气的勘探理念带来了改变，勘探目标从储层、圈闭到烃源岩及油气富集的、具有经济开采价值的“甜点”地区。页岩油气的商业开采是在1987 年由Mitchell 能源公司实现的，目前，只有北美实现了亚延期大规模的工业开发。

1.2 页岩气的发展

随着全球经济的迅速发展，各个国家对煤、石油、天然气等能源需求逐年增加，经济价值较高、好开采的常规能源已经远远不能满足快速发展的经济所需。近年来，随着各国勘探和开采技术的不断提高，一些通过传统技术无法获得的页岩油气、煤层气、致密油等非常规油气能源逐渐被人们重视。

早在18 世纪初期，美国就已经开采了商业化的页岩气井。美国凭借完善的管网设施和先进的生产开发技术，在开采页岩气上成本几乎与开采常规油气相当，只是略高一点，加上丰富的页岩气资源，使美国成为全球唯一一个商业化大规模开采页岩气的国家。

随着美国“页岩气革命”的爆发，对世界能源产生巨大影响。尽管美国的天然气储量较伊朗、卡塔尔等国家少，但天然气的产量却是世界第一，这很大程度上是由于先进的非常规油气开发技术。

加拿大是第二个勘探开发页岩气的国家，其丰富的页岩气资源可实现大规模开采。在中东地区，伊朗凭借探明储量3 822 亿桶油气当量成为中东能源储量最高的国家。在欧洲，页岩气发展较好的国家有英国和波兰。其他国家包括印度、阿根廷、澳大利亚均发现页岩气资源。

2 中国页岩油气勘探开发历程与发展前景

中国拥有大规模可开采的天然气储量，根据2015年国土资源部资源评价结果，中国页岩气技术可采储量21.8×1012m3。2018 年，中国页岩气产量达109×108m3，成为全球第三大页岩气生产国[5]。但天然气开采对技术设备要求高且风险大，经济可采较低，与其他发达国家相比还有很大差距。特别是目前国际油价低位震荡，对行业整体的抗风险能力提出了更高的要求。

2.1 中国页岩气勘探开发历程

我国页岩气资源丰富，但开采难度大，在技术上和开发程度上仍处于早期阶段。但是随着经济快速发展，我国对天然气的资源需求逐年增加，在某种程度上大力推动了页岩气产业的快速发展。2005 年，我国开始在国内勘探天然气储集资源，在中石油和中石化两大石油巨头的带领下，初步探明四川盆地、鄂尔多斯、塔里木等地区具有可开采的天然气资源。随着2009 年第一个页岩气项目的开发，借鉴国外先进的技术与开采理念，中国开启了页岩气开发之旅。

中国页岩气分布较广，其中新疆和四川是主要分布区域，中石化涪陵页岩气田是我国最大的页岩气田，截止2018 年，该气田累计生产页岩气200×108m3。中国页岩气资源主要分布在偏远地区且埋藏较深、物性较差、地质构造复杂，中国页岩气大部分属于海相页岩储层，在技术上可以借鉴美国的开采经验[6]，但美国技术并不适用于吉林东部等地区的陆相页岩油藏，需要我国自主开发新技术以达到经济开采的目的。

虽然中国页岩气在2005 年才开始起步，但是在近8 年的时间里，页岩气勘探开发技术得到了迅猛发展，在与国外各大企业的合作过程中获得了相关的技术基础，根据自身实际需求开发新技术。同时，页岩气也获得了国家相关政策支持，为我国页岩气的发展提供了极大地经济及技术支持[7]。

2014 年国际油价持续下跌，对于开采成本较高的非常规天然气资源带来很大的阻碍，我国页岩气的开发速度也随之放缓，近几年都没有太大进展。整体来看，中国页岩气开发主要经历三个阶段（见图2）：

图2 中国页岩气发展历程（截至2013 年，2014 年至今页岩气发展缓慢）Fig.2 History of shale gas development in China（as of 2013，shale gas development has been slow since 2014）

（1）2003-2008 年：前期学习阶段。

（2）2009-2012 年：选区评价与探井实施阶段[8]。

（3）2012 年至今：规模建产阶段。

目前，中国对页岩气的勘探开发已实现国产化，带动了我国多产业发展。2020 年，我国页岩气产量达200.4×108m3，在国产天然气中占比20.52%，短短8 年时间，页岩气的产量翻了200 倍。在今后的发展中，页岩气将成为我国油气资源新的增长点。

2.2 中国页岩油勘探开发历程

全球页岩油储量丰富，有11×1012t～13×1012t，而全球的石油储量2 358×108t，远低于页岩油的储量。中国页岩油储量丰富，探明储量476.4×108t（据2004-2006年中国油气资源评价结果）。主要分布在鄂尔多斯、大杨树、松辽等9 个盆地。页岩油属于非常规油气资源，其开采难度非常大，一般采取压裂技术进行开采。

2010 年以前，我国对页岩油的勘探还处于“常规石油”兼探阶段，在这段时期，在我国多地发现泥页岩裂缝型油气，包括鄂尔多斯、渤海湾等。到了2010 年，中国石化通过学习北美的页岩油气开发理念与体积压裂技术，在河南开展页岩油气的研究试验，最终获得工业油流。2014 年以来，受到低油价影响，页岩油气的发展开发投入减少，但在国家政策的支持下，陆相页岩油地质评价及开采关键技术攻关全面启动，并取得重大进展。地质评价研究明确了纹层状页岩是最有利岩相、干酪根成熟度大于0.9% 是有效开采的必要条件，认识了受构造和热演化控制的页岩油多种赋存模式，提出了三种不同类型陆相页岩油高产要素，为有利区优选提供了依据。

3 中国页岩油气面临挑战与对策路径

中国页岩气在勘探和开采过程中主要有四个难点，首先是页岩脆性低、较难压裂；其次页岩气单井产量低；第三是陆相页岩气资源黏土含量高、构造复杂，还没有相应的技术进行开采；第四是开采成本高。

针对这几个难点，需要在理论、技术和体制等方面开展研究。首先在理论方面，需要形成海相、陆相页岩气储集丰富且开采价值高的理论体系等；在技术方面，针对深井、低压常压或少水无水等多种状况，开发出新的水平井分段压裂技术；在体制方面，需要有针对性的改善管理模式、鼓励合作开发、新技术试验和安全环保机制等。

中国页岩油主要面临六个难点，储层结构复杂，较难预测甜点地区；井深、异常高压、采出困难；陆相页岩油沉积变化快、较强非均质性、理论认识不足；有机质成熟度低、流体流动能力差；原油赋存状态多样、较难确定开发参数；储层韧性强等。

针对这几个难点，提出四点解决方案，首先是针对重点陆相页岩油藏建立评价指标体系，相对低成本、高效益的优先开采；其次，对于页岩油储层的构造复杂性、非均质性等，制作出一套适应需求的监理机制，明确的甜点识别技术方法；第三，明确陆相页岩油流动机理，优化开采技术；最后，在松辽、鄂尔多斯等重点油田开展目标优选，建立勘探开发试验区。

4 结论

世界的一次能源已经实现多元化，页岩油气的发展已经成为大势所趋，作为产业化的新能源，页岩油气的开发已经改变了世界能源格局。中国能源需求巨大，页岩油气的勘探开发对我国的能源带来新的机遇，同时也面临极大的考验。我国页岩气资源丰富，这对我国发展页岩气提供了先天的优势，虽然我国的页岩油气发展已经有了质的飞跃，但与国外先进技术相比，还有很大的进步空间，我国页岩油气发展亟待快速提升，不论是从技术上、机制上，还是市场竞争上，都要发挥出更大的优势，加强技术共享机制，引导多企业共同投入技术研究，用市场的手段真正把技术优势转化为效益优势。