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美国页岩油资源分布特征与主控因素研究

白国平 邱海华 邓舟舟 王文庸 陈君

白国平, 邱海华, 邓舟舟, 王文庸, 陈君. 美国页岩油资源分布特征与主控因素研究[J]. 石油实验地质, 2020, 42(4): 524-532. doi: 10.11781/sysydz202004524
引用本文: 白国平, 邱海华, 邓舟舟, 王文庸, 陈君. 美国页岩油资源分布特征与主控因素研究[J]. 石油实验地质, 2020, 42(4): 524-532. doi: 10.11781/sysydz202004524
BAI Guoping, QIU Haihua, DENG Zhouzhou, WANG Wenyong, CHEN Jun. Distribution and main controls for shale oil resources in USA[J]. PETROLEUM GEOLOGY & EXPERIMENT, 2020, 42(4): 524-532. doi: 10.11781/sysydz202004524
Citation: BAI Guoping, QIU Haihua, DENG Zhouzhou, WANG Wenyong, CHEN Jun. Distribution and main controls for shale oil resources in USA[J]. PETROLEUM GEOLOGY & EXPERIMENT, 2020, 42(4): 524-532. doi: 10.11781/sysydz202004524

美国页岩油资源分布特征与主控因素研究

doi: 10.11781/sysydz202004524
基金项目: 

国家科技重大专项 2017ZX05049-001-007

国家科技重大专项 2017X05005-001-006

详细信息
    作者简介:

    白国平(1963-), 男, 博士, 教授, 从事全球油气分布、含油气系统分析与资源评价等研究工作。E-mail: baigp@cup.edu.cn

  • 中图分类号: TE122.3

Distribution and main controls for shale oil resources in USA

  • 摘要: 通过对美国页岩油资源的系统统计分析和主要页岩油盆地成藏要素的综合研究,揭示美国页岩油资源的分布规律与富集主控因素,为我国页岩油的勘探开发提供参考借鉴。美国页岩油总技术可采资源量为1 507.94×108 bbl,其中累计探明可采储量365.40×108 bbl,探明率24.2%。页岩油资源分布极不均衡,高度富集于二叠盆地,其次是海湾盆地和威利斯顿盆地。页岩油资源的富集主要受优质烃源岩规模、页岩层系顶底板和储集岩“甜点”规模等成藏要素的控制,前两者控制了页岩油的资源规模,后者控制了页岩油的产量规模。中国页岩油的勘探应特别关注大型沉积盆地内的选区和选层,发现新“甜点”和扩大已知“甜点”的规模是实现页岩油勘探新突破和页岩油增储上产的关键。

     

  • 图  1  美国页岩油资源量盆地分布

    Figure  1.  Distribution of shale oil resources in different basins in USA

    图  2  美国不同区带2000-01-01—2020-03-01页岩油日产量

    原始数据源自EIA[16]

    Figure  2.  Historical daily production of shale oil for different plays from 1 January 2000 to 1 March 2020 in USA

    图  3  美国富页岩油区带“甜点”分布特征示意

    Figure  3.  A schematic diagram illustrating "sweet spot" distributions in shale plays in USA

    表  1  页岩油/致密岩分类体系

    Table  1.   Scheme for classification of shale oil/tight oil

    分类 赋存介质 运移特征 按储集岩性细分[13-14] 按源储配置关系细分[4]
    页岩油/ 致密油(广义) 致密油(狭义) 泥页岩之外的致密岩石 源储非一体,有二次运移 (1)致密砂岩油
    (2)致密灰岩油
    ……
    (1)源上致密油
    (2)源内致密油
    (3)源下致密油
    页岩油(狭义) 泥页岩及薄致密岩夹层 源储一体,无或有限二次运移 页岩油 页岩油(包含裂缝型页岩油)
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    表  2  页岩油资源分类方案

    Table  2.   Scheme for classification of shale oil resources

    总地质资源量 已发现地质储量 总可采储量 累计产量
    剩余探明可采储量
    未探明可采储量
    不可采量
    待发现地质资源量 待发现技术可采资源量
    不可采资源量
    注:表中红色标注的条目有系统的公开数据,其他的条目无系统的公开数据。
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    表  3  美国页岩油资源数据

    Table  3.   U.S. shale oil cumlative production, proven reserves and undiscovered resources

    盆地 主要产层 时代 累计产量/108 bbl 剩余探明储量/108 bbl 待发现资源量/108 bbl 总资源量/108 bbl 总资源量占比/% 探明率/ %
    二叠 Bone Spring, Spraberry和Wolfcamp P1-P2 45.68 110.96 878.27 1, 034.91 68.6 15.1
    海湾 Austin Chalk和Eagle Ford K2 32.99 47.34 115.24 195.56 13.0 41.1
    威利斯顿 Bakken和Three Forks D3-C1 30.49 58.62 81.49 170.60 11.3 52.2
    落基山盆地群 Niobrara K2 8.37 3.17 16.63 28.17 1.9 41.0
    安纳达科 Mississippian和Woodford D3-C1 5.72 5.60 9.18 20.51 1.4 55.2
    阿巴拉契亚 Utica O3 1.01 3.45 37.07 41.53 2.8 10.7
    其他 Monterey, Haynesville, Yeso和Glorieta等 N1, J3, P2 7.31 4.69 4.65 16.66 1.1 72.1
    合计 131.57 233.83 1 142.54 1 507.94 24.2
    注:资料截至2018年底,原始数据源自EIA[16, 18-19], USGS[12]。总资源量=累计产量+剩余储量+待发现资源量,探明率=探明储量(累计产量+剩余储量)/总资源量
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    表  4  美国页岩油分类、地质特征和产量与待发现资源量

    Table  4.   Classification, geological features, production and undiscovered resources for shale oil plays in USA

    盆地 页岩油区带 烃源岩 储集岩 类型1) 累计产量2) 2019年产量 待发现资源量
    值/108 bbl 占比/ % 值/108 bbl 占比/ % 值/108 bbl 占比/ %
    二叠 Spraberry 泥岩 砂岩、粉砂岩 混合型 21.03 53.3 5.89 54.3 45.51 27.7
    二叠 Bone Spring 泥岩 砂岩、粉砂岩 混合型 6.82 2.00 163.03
    海湾 Austin Chalk 泥灰岩 白垩岩 混合型 3.44 0.40 9.85
    威利斯顿 Bakken/Three Forks 页岩 石灰岩、白云岩、粉砂岩 混合型 30.49 5.17 81.49
    落基山盆地群 Niobrara 页岩 泥灰岩 混合型 1.90 1.90 16.63
    二叠 Wolfcamp 泥岩 硅质泥岩 基质型 11.29 33.6 5.31 37.0 614.71 64.1
    二叠 Avalon 泥岩 硅质泥岩 基质型 0.36 0.22 55.02
    海湾 Eagle Ford 泥灰岩 泥灰岩 基质型 29.55 4.53 53.35
    安纳达科 Woodford 页岩 硅质页岩 基质型 3.05 0.38 9.18
    加州盆地群 Monterey 页岩 硅质页岩 裂缝型 3.52 2.7 0.09 0.3 0.40 0.0
    其他 待定 13.67 10.4 2.37 8.4 93.37 8.2
    合计 131.57 28.27 1 142.54
    1) 一个页岩油区带可同时发育不同类型的页岩油,本表所列仅为页岩油的主要类型。
    2)截至2018年底的累计产量。
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    表  5  美国页岩油盆地2012-2018年剩余探明储量

    Table  5.   Shale oil reserves at year end of 2012-2018 for shale oil basins in USA 108 bbl

    盆地 2012—2018年剩余探明储量
    2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
    二叠盆地 2.36 3.35 7.22 7.82 49.60 83.19 110.96
    威利斯顿盆地 31.66 48.44 59.72 50.30 52.26 54.47 58.62
    海湾盆地 33.72 41.77 51.72 42.95 41.63 48.15 47.34
    其他盆地 5.64 6.87 14.99 14.95 12.06 13.92 16.91
    注:原始数据源自IEA[19-22]
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    表  6  美国主要页岩油盆地烃源岩规模和地化特征

    Table  6.   Volumetric scale and geochemical features of source rocks for major shale oil plays in USA

    盆地 主要区带 烃源岩规模 w(TOC)/% 地化指标
    面积/km2 厚度/m 干酪根类型 Ro/%
    二叠 Wolfcamp 51 120 60~1 200 < 2.0~8.0/3.3 0.5~1.6
    Spraberry 17 170 60~300 ~1.6 Ⅱ, Ⅱ/Ⅲ 0.5~1.2
    Bone Spring 19 700 20~1 300 1~5 Ⅱ, Ⅱ/Ⅲ 0.62
    Avalon 8 900 30~120 2~10 Ⅱ/Ⅲ 0.5~0.9
    海湾 Austin Chalk & Eagle Ford 21 150 90~120 2.1~8.0/5.0 0.7~1.3
    威利斯顿 Bakken & Three Forks 34 200 10~24 2.0~22.0/11.0 0.6~1.0
    丹佛 Niobrara 2 770 210 2.0~8.0/5.0 0.6~1.3
    阿纳达科 Mississippian & Woodford 5 850 37~67 1.0~14.0 0.6~1.5
    注:表中数值为最小值~最大值/平均值。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-30
  • 修回日期:  2020-06-22
  • 刊出日期:  2020-07-28

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