即将到来的能源革命——非常规油气

很久很久以前，我们讨论怎样才能用页岩气吃上火锅，那页岩气是属于常规油气还是非常规油气，下面我们就来聊聊什么是常规与非常规油气。

一、我国能源现状

现在我们国家的能源形势严峻，油气的对外依存度逐年攀升：2019年石油进口占需求量的72%，天然气进口占需求量的43%；据预测，2030年我国油气进口量将超过80%，达到了一个非常危险的阈值，一旦国际形势发生变化，将严重威胁我们国家的能源安全。而非常规油气储量远远超过了常规油气的储量，非常规石油原地资源量估计在720*108t，可采资源量约为210*108t（不包括致密油和页岩油），与常规石油资源大体相当；非常规天然气原地资源量可能在320*1012m3左右，其中仅致密气、煤层气和页岩气三种主要非常规天然气就相当于常规天然气可采资源的3至4倍，于是我们就把目光盯在了非常规油气上。

二、常规油气与非常规油气定义

如果我们能把它们开采出来，就可以不用担心油气不够用的问题了。那到底是什么是常规和非常规油气呢?

目前诸位学者对常规与非常规油气的概念理解还存在一定差异，主要从经济性角度、基质渗透率、开采技术角度、可到达的难易程度、地质特征和勘探角度等等。下面举几个栗子。

从开发角度对非常规油气界定是目前使用较为广泛的一种观点。Etherington等就指出非常规油气藏是指未经大型增产措施或特殊开采过程而不能获得经济产量的油气藏。

这就相当于在油气储层中放了一个龟派气功波，把地层炸的稀碎，里面的油气就跑出来了。

从地质角度讲，常规油气是浮力驱动形成的矿藏，其分布表现为受构造圈闭或者岩性圈闭控制的不连续分布油气藏；而非常规油气则是非浮力形成的矿藏，其分布表现为不受构造圈闭或者岩性圈闭控制的区域性连续分布油气藏。

这就是在浮力作用下，油气发生运移，由于背斜圈闭的阻挡，在这里聚集起来

从综合角度讲，Singh等、Old等将非常规油气资源定义为由于特殊的储层岩石性质（基质渗透率低，存在天然裂缝）、特殊的充注（自生自储岩石中的吸附气，甲烷水合物）以及／或者特殊的流体性质（高黏度），而只有采用先进技术、大型增产处理措施和／或特殊的回收加工才能获得经济开发的油气聚集。

小编更认同邹才能院士给出的定义，非常规油气是指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经济开采、连续或准连续型聚集的油气资源。常规油气是指用传统技术可以获得自然工业产量、可以直接进行经济开采的油气资源。常规油气分布受明确的圈闭界限控制，有稳定的自然工业产量，浮力作用明显。按照定义，非常规油气资源可分为页岩油气、致密油气、煤层气、天然气水合物、重油（超重油）、天然沥青、水溶气等等。常规油气按圈闭类型，可以分为构造、岩性、地层等油气藏类型。

油气资源类型“分布树”示意图

① 源内滞留页岩油气型；②近源阻留致密油气型；③远源圈闭捕获油气型；④地表破坏散失油气型；⑤运移路径分散油气型

三、非常规油气藏与常规油气藏的区别

非常规油气有两个关键标志和两个关键参数，两个关键标志为：①油气大面积连续分布，圈闭界限不明显；②无稳定的自然工业产量，达西渗流不明显。两个关键参数为：①孔隙度小于10%；②孔喉直径小于1μm或空气渗透率小于1mD（毫达西）。常规油气储层孔隙度大于10%，孔喉直径大于1μm或空气渗透率大于1mD。常规油气按圈闭类型，可以分为构造、岩性、地层等油气藏类型。

别看我，我只是一个电影演员

（文中所述的达西是达西定律的发明者）

达西定律是法国工程师达西通过做渗透试验总结出来的，描述流体在多孔介质中渗透速度、渗透系数和水力梯度之间的关系。

既然非常规油气的储量非常高，我们为什么不抓紧开采呢？主要原因是非常规油气储层与常规油气储层存在的巨大的差异。这种储层的差异导致不同油气在赋存状态、运移方式、流动机理和含油气性等多个方面存在显著不同，但本质上是非常规油气的储层渗透率低、孔喉小和微观结构复杂的原因。此外，沉积环境的差异也造成了不同储层在油气丰度和类型的差异，进而影响了油气的聚集。可以说，这两个原因给油气的开采带来了巨大的挑战。

非常规油气和常规油气孔喉三维结构示意图

就像这个鸭子一样，一旦“孔喉”缩小，就会造成气体流通不畅，这和非常规油气储层的原理是一样的。

四川盆地龙马溪组页岩取芯（LMX-2-9）

四、非常规油气开发技术

非常规油气开发，是从常规的寻找圈闭，向寻找大面积储层转变，颠覆了传统圈闭油气聚集理论；从常规的直井开发，向水平井分段体积压裂、空间压裂转变，突破了传统的直井开采方法；从常规的单井开采，向平台式多井“井工厂”开采转变，打破了一个井场单井开采的模式。旋转导向技术、丛式井和新型压裂技术是非常规油气开发的基础技术，煤炭“地下原位气化”和页岩“地下原位改质”是产业突破的两大拦路虎。平台式钻井+同步压裂或交叉压裂的“工厂化”作业方式，可以大幅度降低生产的成本，提高油气的采收率，为非常规油气的开采提供了可能。

水平钻井和水力压裂

我相信在国家大政方针的指导下，通过我们的不断地努力，一定会取得巨大进展，未来将是属于中国的“能源革命”，也将再次改变世界的能源格局。

非常规油气的突破不仅是能源领域的突破，更是一种思维方式的突破，它发展了非常规思维、引领非常规创新，启示我们要以非常规的思维认识世界，以非常规的方法改造世界，培养非常规人才，最终形成“非常规哲学”。

聊了这么久，大家对常规和非常规油气有什么看法呢？

参考文献：

[1]邹才能,陶士振,白斌,杨智,朱如凯,侯连华,袁选俊,张国生,吴松涛,庞正炼,王岚.论非常规油气与常规油气的区别和联系[J].中国石油勘探,2015,20(01):1-16.

[2]赵靖舟.非常规油气有关概念、分类及资源潜力[J].天然气地球科学,2012,23(03):393-406.

图片转载自中科院地质和地球物理研究所李晓老师PPT、上述论文和网络