美國(guó)致密油開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及啟示

林森虎，鄒才能，袁選俊，楊 智

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院）

美國(guó)致密油開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及啟示

林森虎，鄒才能，袁選俊，楊 智

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院）

美國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)目前已進(jìn)入快速發(fā)展階段，同時(shí)也帶動(dòng)了頁(yè)巖地層內(nèi)致密油的開(kāi)發(fā)。文中所指的致密油，是指以吸附或游離狀態(tài)賦存于滲透率極低的暗色頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖和砂巖夾層系統(tǒng)中的自生自?xún)?chǔ)、連續(xù)分布的石油聚集。目前，美國(guó)致密油的開(kāi)發(fā)集中在Bakken，Eagle Ford和Barnett頁(yè)巖區(qū)帶內(nèi)。其中Bakken致密油資源量為230×108t，可采資源量為5.9×108t，待發(fā)現(xiàn)資源量為3.7×108t油及相近數(shù)量的伴生氣，2000年至今累計(jì)產(chǎn)油約 2800×104t；Eagle Ford致密油賦存于區(qū)帶北部，年產(chǎn)油約 20×104t；Barnett待發(fā)現(xiàn)石油平均資源量為 1400×104t，待發(fā)現(xiàn)致密油資源量為 480×104t，其北區(qū)主要產(chǎn)油、南區(qū)主要產(chǎn)氣，目前擁有8000余口生產(chǎn)井，截至2009年底，“致密油帶”累計(jì)產(chǎn)油量達(dá)770×104t。我國(guó)廣泛發(fā)育富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，致密油的勘探潛力較大。

頁(yè)巖；致密油開(kāi)發(fā)；Bakken；Eagle Ford；Barnett；啟示；美國(guó)

長(zhǎng)期以來(lái)，油氣開(kāi)采一直以砂巖、碳酸鹽巖及火山巖等為主要目標(biāo)，雖在鉆遇富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層段時(shí)發(fā)現(xiàn)豐富的油氣顯示或工業(yè)油氣流，但因傳統(tǒng)地質(zhì)觀(guān)念而未將頁(yè)巖考慮為油氣儲(chǔ)層。

隨著北美地區(qū)頁(yè)巖氣的成功開(kāi)發(fā)和地質(zhì)理論研究的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到暗色頁(yè)巖發(fā)育豐富的納米—微米級(jí)孔隙，可以大量成烴、儲(chǔ)烴，形成自生自?xún)?chǔ)型油氣聚集。通過(guò)優(yōu)選核心區(qū)、實(shí)驗(yàn)分析、測(cè)井評(píng)價(jià)、水平井鉆探、同步多級(jí)水力壓裂、體積壓裂等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖中的油氣采收。

目前，頁(yè)巖已成為全球油氣勘探開(kāi)發(fā)的新目標(biāo)。頁(yè)巖氣和致密油的開(kāi)采給世界油氣勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)了重大變革，正逐漸影響著世界能源供需的格局。本文主要介紹美國(guó)致密油的基本特征和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，以期為我國(guó)致密油的勘探和開(kāi)發(fā)提供參考。

1 致密油地質(zhì)特征

致密油是指以吸附或游離狀態(tài)賦存于富有機(jī)質(zhì)且滲透率極低的暗色頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖和砂巖夾層系統(tǒng)中的自生自?xún)?chǔ)、連續(xù)分布的石油聚集。頁(yè)巖生成的油氣除部分排出并運(yùn)移至砂巖或碳酸鹽巖等滲透性巖石中形成常規(guī)油氣藏外，大量（高達(dá)總生烴量的50%以上）在“原地”滯留，以游離烴和吸附烴的形式賦存于納米級(jí)孔隙或微裂縫中，形成可供商業(yè)開(kāi)采的致密油（氣）。

頁(yè)巖儲(chǔ)層發(fā)育2種尺度的孔隙：微孔（孔隙直徑≥0.75 μm）和納米孔（孔隙直徑＜0.75 μm），其中絕大部分為有機(jī)質(zhì)顆粒內(nèi)的納米孔。頁(yè)巖普遍具有較低的孔隙度和超低的滲透率，即孔隙度＜4%，未壓裂頁(yè)巖的基質(zhì)滲透率＜1×10-6mD，只有在斷裂或裂縫發(fā)育區(qū)的孔隙度能提高到10%，且滲透率提高到2×10-6mD。 據(jù) Barnett頁(yè)巖孔隙研究結(jié)果（圖 1）［1］，該頁(yè)巖的孔隙大小是常規(guī)砂巖的1/400，大約為40個(gè)甲烷分子直徑大?。淄榉肿又睆綖?.38 nm），其孔隙度為 4%～10%，滲透率為（50～1000）×10-6mD。近期的巖石學(xué)研究表明，頁(yè)巖中干酪根內(nèi)部發(fā)育大量連通的孔隙，可以有效儲(chǔ)油［1-5］，例如Marcellus頁(yè)巖的孔隙度為2%～16%，Eagle Ford頁(yè)巖的孔隙度為8%～18%。

頁(yè)巖儲(chǔ)集層包括富有機(jī)質(zhì)的暗色頁(yè)巖及以薄夾層狀存在的粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、砂巖地層。含油氣盆地中，頁(yè)巖儲(chǔ)層組合形式多樣，不同類(lèi)型的頁(yè)巖儲(chǔ)層組合有明顯不同的地質(zhì)及地球化學(xué)特征。具有較好脆性與天然微裂縫發(fā)育的暗色頁(yè)巖（區(qū)）是致密油有利的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。致密油的開(kāi)采方式與頁(yè)巖氣基本相同，均采用垂直井和水平井，但以水平井為主。致密油開(kāi)發(fā)一般無(wú)自然產(chǎn)能或低產(chǎn)，單井生產(chǎn)周期長(zhǎng)，多級(jí)水力壓裂、重復(fù)壓裂等儲(chǔ)層改造技術(shù)是目前提升致密油單井產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)。

圖1 Barnett頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)顆粒內(nèi)的納米孔（據(jù)文獻(xiàn)［1］）Fig.1 Intraparticle organic nanopores within Barnett shale

2 美國(guó)致密油開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

目前，美國(guó)是致密油資源開(kāi)發(fā)最多的地區(qū)之一，俄羅斯、加拿大、中國(guó)等也有成功開(kāi)發(fā)的范例。致密油的典型代表是北美威林斯頓盆地的Bakken地層，2006年USGS（美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局）預(yù)測(cè)其石油地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)590×108t，僅美國(guó)北達(dá)科他州和蒙大拿州的 Bakken致密油聚集就擁有技術(shù)可采儲(chǔ)量（4.2～6.1）×108t。由于致密油資源潛力超出預(yù)期，開(kāi)采技術(shù)也取得突破并得到規(guī)模應(yīng)用，因此美國(guó)致密油工業(yè)得到迅速發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟(jì)前景（圖2）［2］。 筆者選取美國(guó)最具代表性的3個(gè)致密油聚集區(qū)帶——Bakken，Eagle Ford和 Barnett，并分別對(duì)其基本特征和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹。

2.1 Bakken頁(yè)巖區(qū)帶

圖2 美國(guó)致密油盆地分布與部分盆地資源量統(tǒng)計(jì)（據(jù)文獻(xiàn)［2］）Fig.2 Tight oil basins of United States with estimated oil and gas reserves

上泥盆系—下密西西比系的Bakken組頁(yè)巖是威林斯頓盆地內(nèi)的一套重要烴源巖，同時(shí)也是一個(gè)非常規(guī)油氣儲(chǔ)層。Bakken頁(yè)巖地層跨美國(guó)與加拿大兩國(guó)，其中美國(guó)境內(nèi)的覆蓋范圍包含了蒙大拿州局部和達(dá)科他州北部（圖 3）［5］，有利分布面積＞40000 km2，油層厚度一般為 5～15 m，孔隙度為10%～15%，滲透率＜1 mD，油質(zhì)輕。

Bakken組頁(yè)巖由3個(gè)不規(guī)則但界限分明的層段組成：上段為黑色頁(yè)巖，富含有機(jī)質(zhì)，最大厚度為8 m；中段為灰褐色極細(xì)—細(xì)粒礫巖、白云質(zhì)砂巖及粉砂巖，貧有機(jī)質(zhì)，最大厚度為26 m；下段為黑色頁(yè)巖，最大厚度為15 m。其中上段和下段含有大量Ⅱ型干酪根，以生油為主［3］。雖然 Bakken組厚度較小，但其有機(jī)碳含量非常高，其中上段和下段的TOC分別為12.1%和11.5%［4］。Bakken組原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量（OOIP）的估計(jì)值為（280～570）×108t①Price L C.Origin and characteristics of the basin-centered continuous-reservoir unconventional oil-resource base of Bakken Source System，Williston Basin.Unpublished manuscript，1999：282 p.Available from：http://www.undeerc.org/price/.，除此之外，目前已發(fā)現(xiàn)的其它組的OOIP總量還不足850×108t，其中采收量＜280×108t［6］，可見(jiàn) Bakken 致密油的潛力巨大。

圖3 威林斯頓盆地Bakken組頁(yè)巖分布（據(jù)文獻(xiàn)［5］）Fig.3 The location of Bakken shale,Williston basin

早期估算的Bakken組致密油的資源量為（14～570）×108t［7-11］。 USGS（2008 年）評(píng)估指出，Bakken 組致密油區(qū)帶的總資源量為230×108t，可采資源量為6×108t，其中油的技術(shù)可采資源量為 5.2×108t、伴生或溶解氣為 51.8×109m3、石油液化氣為 2100×104t。另?yè)?jù)USGS（2008年）發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，美國(guó)境內(nèi)的Bakken組頁(yè)巖擁有的待發(fā)現(xiàn)資源量為3.7×108t油及相近數(shù)量的伴生氣。

威林斯頓盆地Bakken組頁(yè)巖的勘探和開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)50年代，經(jīng)歷了多輪勘探開(kāi)發(fā)（表1）［12］。早期主要是對(duì)Bakken組頂部的裂縫型致密油氣藏進(jìn)行勘探，最早是1953年在北Dakota發(fā)現(xiàn)的Antelope油田，共下鉆63口直井，目的層位是Bakken組和上Three Forks組；該階段初期產(chǎn)油68.7 t/d、產(chǎn)氣21.8 m3/d，之后產(chǎn)量迅速遞減，經(jīng)過(guò)壓裂增產(chǎn)措施后，總產(chǎn)量為29 t/d。到目前為止，Antelope油田已生產(chǎn)油270×104t和天然氣 9×108m3，單井平均累計(jì)產(chǎn)油 4.3×104t、天然氣 1400×104m3。

表1 美國(guó)威林斯頓盆地Bakken組頁(yè)巖勘探歷程（據(jù)文獻(xiàn)［12］）Table 1 Exploration history of Bakken shale in Williston Basin,the U.S.

Bakken地層的第二口致密油井直到1976年才下鉆，之后該地區(qū)被稱(chēng)為Bakken Fairway。1987年以前，Bakken致密油區(qū)帶都以直井為主，鉆遇天然裂縫系統(tǒng)時(shí)，表現(xiàn)為初期產(chǎn)量高、之后迅速遞減、總體產(chǎn)率低的特征。由于Bakken頁(yè)巖親油，所以不能注水開(kāi)采，酸化處理也不可行，這是因?yàn)樽⑷氲牧黧w可能與黃鐵礦發(fā)生反應(yīng)形成氫氧化鐵沉淀［6］。1987年，由Meridian公司承擔(dān)的 33-11MOI井（Elkhorn Ranch油田）是上Bakken段頁(yè)巖的第一口水平井，該井完井后產(chǎn)量為油36 t/d和氣8461 m3/d，之后2年的產(chǎn)量非常穩(wěn)定，由此成功打開(kāi)了上Bakken段頁(yè)巖的水平鉆井局面。20世紀(jì)90年代，進(jìn)入該區(qū)帶的經(jīng)營(yíng)商超過(guò)了20家，生產(chǎn)成本也顯著下降，但是由于上Bakken段致密油產(chǎn)量的不確定性，成本很快升高。Fairway區(qū)帶內(nèi)，高產(chǎn)井通常彌補(bǔ)了低產(chǎn)井，因此總體生產(chǎn)成本較低［12］。

1987—2001年，水平鉆井在Bakken致密油區(qū)帶得到了廣泛應(yīng)用，使得上Bakken段內(nèi)致密油的采收獲得成功［12］。2000年以后，隨著水平井分段壓裂技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，Bakken油藏的勘探開(kāi)發(fā)獲得了突破性進(jìn)展，水壓裂等新技術(shù)的使用更加提高了致密油井的成功率和采收率［13］。2007年，Bakken致密油產(chǎn)量為110×104t。2008年，該組致密油的產(chǎn)量激增至990×104t。2009年，該組的水平井初期致密油產(chǎn)量為26.4～398.9 t/d，年產(chǎn)量約為1230×104t。 2000—2010 年，Bakken 致密油的水平井完井?dāng)?shù)超過(guò)2000口，致密油月平均產(chǎn)量為85×104t，累計(jì)產(chǎn)量達(dá) 2800×104t［14］。 2010 年 4 月，由美國(guó)Brigham勘探公司在該區(qū)帶完鉆的一口油井，初期產(chǎn)油達(dá)572 t/d，產(chǎn)氣達(dá)13.6×104m3/d。由此可見(jiàn)，Bakken致密油顯示出了良好的發(fā)展前景。

在石油需求量高速增長(zhǎng)的刺激下，隨著勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，Bakken頁(yè)巖內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的油氣資源量也在逐年增加。2000年發(fā)現(xiàn)的Elm Coulee油田面積約1165 km2，預(yù)測(cè)最終采收量大于2800×104t，初始產(chǎn)量為28～270 t/d，上Bakken段頁(yè)巖的產(chǎn)油貢獻(xiàn)在20%左右。2001年，蒙大拿州Richlan郡的Bakken組產(chǎn)出大量的致密油［6］。目前，北達(dá)科他州Bakken致密油開(kāi)發(fā)井約4000口，日產(chǎn)油1.85×104t，單井最高日產(chǎn) 95～150 t油當(dāng)量（其中油占90%、氣占10%），是北美繼頁(yè)巖氣之后又一戰(zhàn)略性突破。

2.2 Eagle Ford頁(yè)巖區(qū)帶

上白堊統(tǒng)的Eagle Ford頁(yè)巖位于德克薩斯南部，是美國(guó)最新的一個(gè)油氣工業(yè)區(qū)帶。Eagle Ford上覆于Buda灰?guī)r，下伏于A(yíng)ustin白堊，沉積在一個(gè)非常平緩的斜坡上［15］；寬度為80 km，長(zhǎng)度約為640 km，面積超過(guò)51800 km2。根據(jù)位置的不同，Eagle Ford地層的頂深為1200～4500 m，地層厚度為30～90 m。底棲生物化石或生物潛穴的缺乏，表明當(dāng)時(shí)盆地含氧不足，這也是保存有機(jī)質(zhì)和生烴的必要條件。Eagle Ford組的TOC為1%～7%，由于有機(jī)質(zhì)豐度隨深度的變淺而減小，所以下Eagle Ford組的有機(jī)質(zhì)含量更多，能生成更多的烴。

該組巖石的組分分別為石英20%、碳酸鹽巖67%、總泥質(zhì)含量7.5%、總有機(jī)質(zhì)含量2.0%～6.5%（雖稱(chēng)之為頁(yè)巖，實(shí)際上更多的是碳酸鹽巖）；總孔隙度為3.4%～14.6%，有氣體充填的孔隙度為2.1%～11.9%；壓力梯度為（1～1.5）MPa/100 m［16］。

Eagle Ford組分布范圍廣，包含若干不同的亞帶（圖 4）［17］。 在 La Salle Country 和 Edwards陸架邊緣（灰色條帶頂部）及Sligo陸架邊緣（灰色條帶底部）之間已發(fā)現(xiàn)“甜點(diǎn)”。Eagle Ford在東南部的埋深較大（3000～3900 m），導(dǎo)致了大量干氣的生成及采出，該組在西北部的Maverick盆地內(nèi)的埋深較淺（1500～2550 m）。雖然該盆地為Eagle Ford提供了良好的沉積環(huán)境，但由于其位置過(guò)于靠陸，即位于Chittim Arch產(chǎn)生的一個(gè)隆起之上，只是在最淺處生成凝析油和易揮發(fā)的輕質(zhì)油，故該地區(qū)的烴成熟度不如La Salle Country。

圖4 Eagle Ford頁(yè)巖區(qū)帶的致密油氣分布及產(chǎn)率（據(jù)文獻(xiàn)［17］）Fig.4 Eagle Ford shale hydrocarbon variability and productivity

產(chǎn)自Eagle Ford頁(yè)巖的油氣種類(lèi)較多，包括干氣、致密天然氣和油。烴類(lèi)的相變方向自北向南，油賦存于區(qū)帶北部。該組頁(yè)巖的天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為（11.3～63.1）×108m3，目前的產(chǎn)油量為 560 t/d［16］。

未來(lái)還需要更多的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和勘探工作來(lái)進(jìn)一步確定Eagle Ford的儲(chǔ)量，使之逐漸成為一個(gè)多產(chǎn)的非常規(guī)油氣區(qū)帶。

2.3 Barnett頁(yè)巖區(qū)帶

Barnett頁(yè)巖位于德克薩斯州中北部的Fort Worth盆地，面積超過(guò) 12950 km2，深度為 1800～2700 m，厚度為 60～240 m，滲透率為（70～500）×10-6mD，孔隙度為2%～10%，有機(jī)碳含量為4.0%～8.0%。露頭區(qū)的有機(jī)碳含量最高，可達(dá)14%（沿Llano 隆起）［17］。 Barnett組為一套黑色硅質(zhì)頁(yè)巖，石英含量為45%、伊利石含量為20%～40%、方解石和白云石含量為8%、長(zhǎng)石含量為7%、黃鐵礦含量為5%、菱鐵礦含量為3%，無(wú)自由水［18］；鏡質(zhì)體反射率為0.6%～1.6%［18］；有機(jī)質(zhì)干酪根類(lèi)型以Ⅱ型為主。Barnett區(qū)帶產(chǎn)多種烴類(lèi)，包括40°API的油、凝縮油、濕氣和干氣，其北區(qū)主要產(chǎn)油、南區(qū)主要產(chǎn)氣。

Fort Worth盆地，從20世紀(jì)初至今，累計(jì)產(chǎn)油約 2.85×108t，產(chǎn)氣約 1982×108m3［19］。 地層的沉積中心具有最高的TOC，天然裂縫型的頁(yè)巖可作為油氣勘探目標(biāo)。雖然埋藏深度是Barnett頁(yè)巖熱成熟的主控因素，但是致密油氣的生成與產(chǎn)出主要受高熱流與斷裂系統(tǒng)的控制［20］，盆地北部和西部的該頁(yè)巖目前處于生油窗內(nèi)，以產(chǎn)油為主［21］。Barnett組第一年的水平井致密油產(chǎn)量最高達(dá)1140 t。近年開(kāi)發(fā)的“致密油帶”主要位于Montague，Clay和Cooke郡（圖 5）［22］。

圖5 Barnett頁(yè)巖區(qū)帶井分布① HPDI.Production Data.Austin，TX，HPDI Production Data Application，2008.與產(chǎn)區(qū)劃分（據(jù)文獻(xiàn)［22］）Fig.5 Barnett shale well locations and producing areas outlines

Barnett頁(yè)巖的勘探和鉆井技術(shù)發(fā)展迅速，2005年完井 3500口直井和 1000口水平井［23］；2006年完井6203口；2007年完鉆水平井2219口，占當(dāng)年致密油氣開(kāi)發(fā)井完鉆井?dāng)?shù)的94%，完鉆直井149口，占6%。目前，Barnett頁(yè)巖區(qū)帶擁有8000余口生產(chǎn)井。

統(tǒng)計(jì)表明，Barnett頁(yè)巖區(qū)帶核心氣區(qū)內(nèi)，80%水平井和直井的平均單井累計(jì)致密油產(chǎn)量為1020 t；“致密油帶”內(nèi)，50%水平井和直井的第一年單井致密油產(chǎn)量分別為 1140 t和 570 t［24］，80% 水平井和直井的單井累計(jì)致密油產(chǎn)量分別為3570 t和2140 t（表 2）［25］。 截至 2009 年底，Barnett頁(yè)巖生產(chǎn)井的累計(jì)致密油產(chǎn)量達(dá)770×104t。

據(jù) USGS（2004 年）評(píng)估結(jié)果，F(xiàn)ort Worth 盆地Barnett頁(yè)巖內(nèi)，待發(fā)現(xiàn)的石油平均資源量為1400×104t，待發(fā)現(xiàn)的液化石油氣平均資源量為1500×104t。Barnett古生代含油氣系統(tǒng)擁有116×108m3常規(guī)天然氣，占待發(fā)現(xiàn)天然氣資源量的88%；含920×104t常規(guī)石油，占待發(fā)現(xiàn)石油資源量的65%；待發(fā)現(xiàn)的致密油資源量為480×104t②USGS.Assessment of Undiscovered Oil and Gas Resources of the Bend Arch-Fort Worth Basin Province of North-Central Texas and Southwestern Oklahoma，2003.。

表2 Barnett頁(yè)巖區(qū)帶的致密油產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)（據(jù)文獻(xiàn)［25］）Table 2 Barnett tight oil production by well type

除上述致密油區(qū)帶外，在落基山脈周邊的Niobrara頁(yè)巖、Mowry頁(yè)巖和Heath頁(yè)巖也發(fā)現(xiàn)了致密油。其中在美國(guó)粉河盆地Niobrara組致密油層完鉆的一口井，初期產(chǎn)油 150 t/d、氣 5.2×104m3/d，USGS預(yù)測(cè)該組致密油的技術(shù)可采資源量為3067×104t、氣為 64×108m3、凝析油 177×104t。

3 美國(guó)致密油開(kāi)發(fā)的啟示

借鑒北美頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及通過(guò)廣泛的國(guó)際交流與合作，目前我國(guó)正在南方多個(gè)地區(qū)開(kāi)展頁(yè)巖氣工業(yè)化勘探開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)，致密油的勘探開(kāi)發(fā)和相關(guān)研究仍處于準(zhǔn)備階段。

我國(guó)廣泛發(fā)育富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，如揚(yáng)子地區(qū)、華北地臺(tái)和塔里木盆地在古生代發(fā)育大面積海相黑色頁(yè)巖，但其熱演化程度較高，需尋找保存條件有利的地區(qū)；松遼、鄂爾多斯、四川、渤海灣等中新生代盆地發(fā)育湖相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖、泥巖，其熱演化程度較低，分布廣，厚度大，有機(jī)碳含量高，致密油勘探潛力大。

20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)在松遼、渤海灣、柴達(dá)木、吐哈、酒西、江漢、南襄、蘇北及四川盆地中均發(fā)現(xiàn)了致密油。松遼盆地最早在大安構(gòu)造大4井青山口組泥巖內(nèi)獲油產(chǎn)量2.66 t/d，南部新北油田泥巖裂縫型油藏10余年累計(jì)產(chǎn)油超過(guò)3×104t；渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷內(nèi)已有320多口井見(jiàn)泥質(zhì)巖油氣顯示，30多口井試油獲油氣流，單井最高產(chǎn)量110 t/d；酒泉盆地花海凹陷內(nèi)多口井在下白堊統(tǒng)頁(yè)（泥）巖段獲低產(chǎn)油流或良好油氣顯示；酒泉盆地青西凹陷泥巖油層3級(jí)儲(chǔ)量超過(guò)1×108t。值得注意的是，我國(guó)陸相頁(yè)巖分布具有非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，所以需加強(qiáng)核心區(qū)優(yōu)選與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，以進(jìn)行針對(duì)性勘探；此外，我國(guó)地表?xiàng)l件復(fù)雜，山地、丘陵等地區(qū)的頁(yè)巖埋深較大，需降低成本、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)。

開(kāi)發(fā)頁(yè)巖油對(duì)石油地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)理論創(chuàng)新與工業(yè)技術(shù)革新具有重大價(jià)值，且對(duì)緩解中國(guó)油氣資源緊缺狀況、改變能源結(jié)構(gòu)、保障國(guó)家能源安全具有重要戰(zhàn)略意義。

［1］Loucks R G，Reed R M，Ruppel S C，et al.Morphology，Genesis，and distribution of nanometer-scale pores in Siliceous Mudstones of the Mississippian Barnett Shale［J］.Journal of Sedimentary Research，2009，79（12）：848-861.

［2］Daniel A，Brain B，Bobbi J C，et al.Evaluatin implication of hydraulic fracturing in shale gas reservoirs［C］.SPE Americas E&P Environmental and Safety Conference：San Antonio，Texas，2009.

［3］Webster R L.Petroleum source rocks and stratigraphy of Bakken Formation in North Dakota（in 1984 AAPG Rocky Mountain Section meeting，Anonymous）［J］.AAPG Bulletin，1984，68（7）：593.

［4］Schmoker J W，Hester T C.Organic carbon in Bakken Formation,United States portion of Williston Basin［J］.AAPG Bulletin，1983，67（12）：2165-2174.

［5］Miller B，Paneitz J，Mullen M.The successful application of a compartmental completion technique used to isolate multiple hydraulic-fracture treatments in horizontal Bakken shale wells in North Dakota［C］.SPE Annual Technical Conference and Exhibition：Denver，Colorado，USA，2008.

［6］Zeng Zhengwen，Jiang Annan.Geomechanical study of Bakken Formationforimprovedoilrecovery ［C］.ISRM International Symposium on Rock Mechanics-SINOROCK 2009：The University of Hong Kong，China，2009.

［7］Dow W G.Application of oil-correlation and source-rock data to exploration in Williston Basin［J］.AAPG Bulletin，1974，58（7）：1253-1262.

［8］Williams J A.Characterization of oil types in Williston Basin［J］.AAPG Bulletin，1974，58（7）：1243-1252.

［9］Meissner F F.Petroleum geology of the Bakken Formation Williston Basin，North Dakota and Montana［C］∥Rehrig D.Williston Basin Symposium：Billings，Montana.Montana Geological Society，1978.

［10］Price L C，Ging T，Daws T.Organic metamorphism in the Mississippian-Devonian Bakken shale North Dakota portion of the Williston Basin［C］∥Woodward J，Meissner F F，Clayton J C，eds.Hydrocarbon source rocks of the greater Rocky Mountain region：Denver，Colorado，Rocky Mountain Association of Geologists，1984.

［11］Webster R L.Petroleum source rocks and stratigraphy of the Bakken Formation in North Dakota［C］∥ Woodward J，Meissner F F，Clayton J C，eds.Hydrocarbon source rocks of the greater Rocky Mountain region：Denver，Rocky Mountain Association of Geologists，1984.

［12］Sonnenberg S A，Pramudito A.Petroleum geology of the giant Elm Coulee field，Williston Basin［J］.AAPG Bulletin，2009，93（9）：1127-1153.

［13］Lantz T，Greene D，Eberhard M.Refracturing treatments proving successful in horizontal Bakken wells:Richland County,Montana［C］.Rocky Mt.Oil&Gas Tech.Symp：Denver，CO，USA，2007.

［14］Mullen M，Pitcher J，Hinz D.Does the presence of natural fractures have an impact on production?A case study from the Middle Bakken Dolomite，North Dakota［C］.SPE Annual Technical Conference and Exhibition：Florence，Italy，2010.

［15］Mullen J，Lowry J C，Nwabuoku K C.Lessons learned developing the Eagle Ford Shale［C］.Tight Gas Completions Conference：San Antonio，Texas，USA，2010.

［16］Lucas W B，Larkin S D，Lattibeaudiere M G.Improving production in the Eagle Ford Shale with fracture modeling,increased conductivity and optimized stage and cluster spacing along the horizontal wellbore［C］.Tight Gas Completions Conference：San Antonio，Texas，USA，2010.

［17］Henk F，Breyer J，Jarvie D M.Lithofacies，petrology，and geochemistry of the Barnett Shale in conventional core and Barnett Shale outcrop geochemistry（abs.）［C］∥Brogden L.Barnett Shale Symposium，F(xiàn)ort Worth Texas：Oil Information Library of Fort Worth，Texas，2000.

［18］Javie D M，Pollastro R M，Hill R J.Geochemical characterization of thermogenic gas and oil in the Ft.Worth Basin,Texas［C］.AAPG nationalConvention：Dallas，Texas，USA，posterpresentation，2004.

［19］Pollastro R M.Geologic and production characteristics utilized in assessing the Barnett Shale continuous （unconventional） gas accumulation，Barnett-Paleozoic total petroleum system，F(xiàn)ort Worth Basin，Texas［C］.Barnett Shale Symposium：Ellison Miles Geotechnology Institute at Brookhaven College，Dallas，Texas，2003.

［20］Bowker K A.Recent development of the Barnett Shale play，F(xiàn)ort Worth Basin［J］.West Texas Geological Society Bulletin，2003，42（6）：4-11.

［21］Hill R J.Oil and gas geochemistry and petroleum systems of the Fort Worth Basin［J］.AAPG Bulletin，2007，91（4）：445-473.

［22］Pursell Q R，Creaney S，Kulla J B.A pratical model for organic richnessfromporosityandresistivityLogs［J］.AAPGBulletin，1990，74（12）：1777-1994.

［23］Pollastro R M.Total petroleum system assessment of undiscovered resources in the giant Barnett Shale continuous （unconventional）gas accumulation,Fort Worth Basin，Texas［J］.AAPG Bulletin，2007，91（4）：551-578.

［24］Tian Y.An Investigation of regional variations of Barnett shale reservoir properties,and resulting variability of hydrocarbon composition and well performance［D］.Masters Thesis，Texas A&M U.：College Station，Texas，2010.

［25］Tian Y，Ayers W B.Barnett Shale（Mississippian），F(xiàn)ort Worth Basin,Texas：Regional variations in gas and oil production and reservoir properties［C］.Canadian Unconventional Resources and International Petroleum Conference：Calgary，Alberta，Canada，2010.

Status quo of tight oil exploitation in the United States and its implication

LIN Sen-hu，ZOU Cai-neng，YUAN Xuan-jun，YANG Zhi
（Research Institute of Petroleum Exploration&Development， PetroChina， Beijing 100083， China）

The exploration and development of shale gas in the U.S.is progressing fast,which also leads to the development of tight oil.Tight oil is the oil accumulating within the shale system,including black shale with very low permeability,argillaceous siltstone and interbeded sandstone.Tight oil can be free oil or absorbed oil.It is a continuous reservoir ofself-generation and self-storage.The development oftight oil in the U.S.mainlyperformed in Bakken,Eagle Ford,and the Barnett shale zone.Bakken shale has oil resource of 230×108t and recoverable resource of 5.9×108t.Bakken shale located within the U.S.has oil of 3.7×108t and similar amount of associated gas.Its cumulative oil production since 2000 is about 2.8×107t.Eagle Ford shale produces oil in the northern part,annual oil production of about 2×105t.Barnett shale has average undiscovered oil resource of1.4×107t,ofwhich undiscovered tight oil resource is 4.8×106t.At present,Barnett shale has more than 8000 producing wells,mainly produces oil in the northern part,gas in southern part.Up to the end of 2009,the cumulative oil production of“tight oil zone” has reached 7.7×106t.China is a countryrich in black shale.It is expected that the exploration oftight oil will get breakthrough soon.

shale； tight oil development； Bakken； Eagle Ford； Barnett； implication； the U.S.

TE132.2

A

2011-04-28；

2011-06-09

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（編號(hào)：2011ZX05001）資助。

林森虎，1986年生，男，中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院在讀碩士研究生，主要從事沉積儲(chǔ)層方面的研究。地址：（100083）北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào)中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院地質(zhì)所。E-mail：Senhu.Lin@gmail.com

1673-8926（2011）04-0025-06

涂曉燕）