致密油气与常规油气的区别及挑战

随着石油工业的不断发展，油气勘探与开发从常规油气领域跨向非常规油气领域，这也是一种必然的趋势。但是两者在地质特征、聚集特征及成藏机理等方面有着很大的区别。常规油气研究的灵魂是成藏，目标是回答圈闭是否有油气；非常规油气研究的灵魂是储层，目标是回答储集有多少油气[2]。非常规油气主要包括致密油气、页岩油气、煤成气、重油沥青及天然气水合物等，其中，致密油气与页岩油气是当今非常规油气勘探开发的重要领域。我国目前非常规油气的勘探开发整体上仍处于起步阶段，页岩气取得了一定的突破，处于示范区突破和建产阶段，但致密油气还停留规模勘探开发的初期。

实际勘探过程中发现，致密油气与常规油气在分布聚集上首先就有很大的差别（表1-1），常规油气藏主要发育在断陷盆地大型构造带、前陆冲断带大型构造、被动大陆边缘以及克拉通大型隆起等正向构造单元中，具有常规二级构造单元控制油气分布的特征。油气聚集于构造高点或岩性圈闭和地层圈闭中，平面上呈孤立的单体式分布或较大规模的集群式分布。

致密油气的分布更加复杂，油气并不局限于二级构造单元，主要分布于前陆盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等负向构造单元，涵盖了盆地中心及斜坡，有效勘探范围扩展至全盆地，油气大面积分布，丰度不均一。平面上，多层系叠合连片含油；纵向上，油气滞留在烃源岩内或连续分布于紧邻烃源岩上下的大面积致密储层中，从而形成大规模展布的油气聚集。致密油气流体分异差，无统一的油水界面，油、气、水常多相共存，同时含油气饱和度变化大，具有“满凹含油气”的特征。

表1-1　致密油气与常规油气聚集特征对比

此外，致密油气储层特征也是致密油气研究过程中的一项重要内容。致密油气储层既可以是致密砂岩，也可以是致密碳酸盐岩，但是相对于常规储层来说，致密油储层的物性条件要相差甚远，而且在储层中寻找油气“甜点”的思路也大不相同。通过分析国内外典型盆地致密油的储层物性发现（表1-2），一般致密油储层孔隙度多小于12%，覆压渗透率小于0.1×10-3 μm2，空气渗透率小于1×10-3 μm2。与常规储层不同，致密储层为覆压基质渗透率孔隙度≤10%的砂岩、灰岩储层，孔喉以微孔、纳米孔为主，微孔直径均 ＜2 μm，主体直径为40～900 nm，主要为微米-纳米级孔喉（孔喉直径在2.0～0.03 μm 之间）网络系统。中国致密储层中77.2% 的中值孔喉半径 ＜ 1 μm，属于纳米级孔喉，特别是在鄂尔多斯盆地苏里格地区致密储层气储集层孔喉半径＜ 1 μm的占到了83.6%[3]。结合当前我国致密油勘探开发过程中的有效储集空间，在目前勘探方法和技术条件下，致密油的“甜点”区有效孔隙度大于5% ，渗透率在不同探区的评价范围不一致[4]。

表1-2　国内外主要盆地致密油储层物性数据对比

综上所述，致密油气分布更加复杂，油气的分布并不局限于二级构造带，平面上，多层系叠合连片含油；纵向上，油气滞留在烃源岩内或连续分布于紧邻烃源岩上下的大面积致密储层中。致密储层的物性普遍很差，在大面积连续分布的致密储层中寻找“甜点”，更是难上加难。因此，对致密油气这类数据量更大但规律并不明显的非常规资源来说，大数据分析和计算机学习的方法会对致密油气的勘探与开发提供巨大的帮助！