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  中国石油勘探  2022, Vol. 27 Issue (3): 27-37  DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2022.03.003
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引用本文 

宋振响, 周卓明, 徐旭辉, 王保华, 李浩, 马中良, 陈斐然. “十三五”中国石化油气资源评价关键技术进展与发展方向[J]. 中国石油勘探, 2022, 27(3): 27-37. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2022.03.003.
Song Zhenxiang, Zhou Zhuoming, Xu Xuhui, Wang Baohua, Li Hao, Ma Zhongliang, Chen Feiran. Progress of key technologies for oil and gas resource assessment of Sinopec during the 13th Five-Year Plan period and development direction[J]. China Petroleum Exploration, 2022, 27(3): 27-37. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2022.03.003.

基金项目

国土资源规划“十三五”重大工程项目“‘十三五’全国油气资源评价”(2017YQZQPJ01);中国石油化工股份有限公司科技先导项目“中石化‘十三五’油气资源评价研究”(P18082)

第一作者简介

宋振响(1983-),男,山东济宁人,硕士,2009年毕业于中国科学院研究生院,高级工程师,现主要从事油气成烃成藏及非常规油气地质研究方面的工作。地址:江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道2060号无锡石油地质研究所,邮政编码:214126。E-mail:songzx.syky@sinopec.com

文章历史

收稿日期:2021-09-14
修改日期:2022-03-30
“十三五”中国石化油气资源评价关键技术进展与发展方向
宋振响1, 周卓明1, 徐旭辉2, 王保华1, 李浩1, 马中良1, 陈斐然3     
1. 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所;
2. 中国石化石油物探技术研究院;
3. 中国石化勘探分公司
摘要: 资源潜力评价是油气勘探决策的基础,也是国家制定能源发展战略和编制行业发展规划的重要工作之一。文章分析了新形势下中国石化开展新一轮资源评价工作的难点和特点,详细论述了“十三五”中国石化资源评价的总体思路和技术框架。创新发展了具有中国石化特色的油气资源评价技术体系和软件平台,主要包括:烃源岩完整的生—排—滞留烃演化模拟技术、常规—非常规一体化TSM盆地模拟技术、基于成熟度和压力系数的页岩油气资源分级评价技术和地质—经济—生态一体化油气资源评价技术。在“十三五”资源评价工作的基础上提出油气资源评价未来的重点攻关方向为:(1)复杂地质条件和特殊类型油气藏的三维油气运聚模拟技术;(2)不同类型盆地区带划分及对应的区带资源量计算、劈分技术;(3)大数据智能平台下一体化的油气资源评价系统;(4)油气共伴生资源综合评价技术。
关键词: 盆地模拟    资源评价    一体化评价技术    中国石化    “十三五”    发展方向    
Progress of key technologies for oil and gas resource assessment of Sinopec during the 13th Five-Year Plan period and development direction
Song Zhenxiang1 , Zhou Zhuoming1 , Xu Xuhui2 , Wang Baohua1 , Li Hao1 , Ma Zhongliang1 , Chen Feiran3     
1. Wuxi Institute of Petroleum Geology, Sinopec Petroleum Exploration and Production Research Institute;
2. Sinopec Geophysical Research Institute;
3. Sinopec Exploration Company
Abstract: Resource assessment is the basis for decision-making in petroleum exploration, and it is one of the important work for formulating energy development strategy and industry development plan of the government. The difficulties and characteristics of Sinopec's new round of resource assessment against the new situations are analyzed, and the overall idea and technical framework of resource assessment during the 13th Five-Year Plan period are demonstrated in detail. As a result, a series of oil and gas resource assessment technologies and software platforms with Sinopec's characteristics are innovatively developed, including a complete source rock evolution simulation technology from hydrocarbon generation to expulsion and retention, "conventional-unconventional" integrated TSM basin modeling technology, shale oil and gas resources classification and evaluation technology based on maturity and pressure coefficient, "geology-economy-ecology" integrated oil and gas resource assessment technology. Furthermore, on the basis of resource assessment during the 13th Five-Year Plan period, the key research directions of resource assessment in the future are proposed as follows: (1) 3D hydrocarbon migration and accumulation simulation technology of complex geological conditions and special types of oil and gas reservoirs; (2) Zoning schemes for various types of basins and corresponding resource calculation and splitting technology; (3) Integrated oil and gas resource assessment system based on big data and intelligent platform; (4) Comprehensive evaluation technology of oil and gas co-associated resources.
Key words: basin modeling    resource assessment    integrated evaluation technology    Sinopec    13th Five-Year Plan    development direction    
0 引言

面临日益严峻的能源安全发展形势,国家提出了“大力提升油气勘探开发力度,保障国家能源安全”的发展要求。资源潜力是油气勘探决策的基础,也是国家制定油气工业发展战略、油气公司编制中长期发展规划的基础工作之一。截至“十二五”末,我国先后开展过6次大范围的油气资源评价工作,其中国家层面发起的有4次[1]。历次资源评价成果积极推动了我国的油气勘探开发进程,并在国家能源发展规划编制和国民经济发展规划中发挥了积极推动作用。但随着近年来各大油气公司[2-5]取得的重大勘探进展、地质新认识的提出、工程技术的进步和油气勘探面临的新形势[6],我国原有的油气资源评价形式和资源评价成果已不能满足现今油气资源的发展和管理需求,基于上述考虑,国家委托自然资源部组织开展“十三五”全国油气资源评价工作。

中国石油在2013—2016年组织开展了“第四次油气资源评价”工作,有效指导了公司“十三五”上游业务规划编制和效益勘探[7]。而中国石化距离上一轮系统评价已有10多年的时间,资源评价成果已不能满足勘探生产需求,部分探区甚至出现了“资源倒挂”的现象。“十二五”以来,中国石化在常规、非常规领域取得了一系列重大突破和研究进展[3, 8];地质认识及理论取得了长足的进步(如四川盆地寒武系拉张槽新烃源层系的发现[9]、塔里木盆地断溶体成藏规律的认识[10],以及油气有序性分布、差异性聚集理论[11]和超压抑制生烃理论的提出[12]等);油气地质实验技术(如地层孔隙热压模拟实验[13]、多温阶热解实验[14])和工程技术[15](如高精度三维地震勘探,复杂储层识别、描述与预测,超深井钻完井,水平井优快钻完井及压裂改造等技术)的进步也有效拓展了资源的下限;除此之外,随着国际油气价格的下降和我国生态环境保护力度的加大,油气资源的经济可采性和生态环境影响程度评价也越来越重要。

针对勘探新进展、理论技术进步和国家能源发展新形势,结合“十三五”全国油气资源评价需要和中国石化企业发展需求,中国石化2017年启动“十三五”油气资源评价重大研究项目。项目实施过程中,攻关团队充分吸收借鉴历次(轮)全国油气资源评价成果和资源评价技术方法体系,结合中国石化勘探开发现状、地质理论和模拟实验技术新进展等,创新形成了具有中国石化特色的常规、非常规油气资源评价流程及资源评价关键技术体系,并在重点地区开展典型应用,圆满完成了“十三五”中国石化油气资源评价任务,明确了油气资源评价技术下一步发展方向。

1 技术研发背景与总体框架 1.1 技术难点与研发思路

在中国石化系统内开展“十三五”资源评价主要面临4个方面的技术难点与挑战:(1)新一轮资源评价后中国石化未系统开展过全范围、全层系、全领域的油气资源评价;(2)前期各盆地/地区资源评价标准、方法体系和关键参数取值差异大;(3)中国石化区块分布分散、面积小,且多处于盆地边缘,勘探程度不均衡,落实区块资源量难度大;(4)未系统开展过油气资源的经济性及生态环境影响程度评价。除此之外,本轮资源评价工作还需要体现以下5个特点:(1)体现扎实的基础研究工作和丰富的资料;(2)体现勘探新进展和研究新认识;(3)体现技术进步下的参数研究和平台建设;(4)体现常规和非常规并重;(5)体现地质—经济—生态环境一体化评价。

针对以上技术难点和“十三五”全国油气资源评价工作需求,制定本轮资源评价的总体研发思路与技术路线为:以最新油气勘探进展和地质理论认识、实验技术、工程技术进步为指导,完善常规、非常规油气资源评价方法体系及软件平台,遵循“六统一”的评价原则系统开展中国石化探区油气资源潜力评价,提供常规、非常规资源的权威评价结果,并创新性开展中国石化探区油气资源经济可采性和生态环境允许程度评价,在综合评价基础上指出下一步有利勘探领域和方向。

1.2 资源评价技术总体框架

借鉴国内外历次大规模资源评价实施方案,结合本轮资源评价工作要求,确定了“十三五”资源评价的总体框架和评价流程为(图 1):首先开展待评价盆地/地区地质条件分析与评价单元划分;然后根据勘探程度和地质认识程度明确待评价盆地/地区的主要油气资源类型(常规油气/非常规油气);通过不同油气资源类型典型刻度区解剖,科学获取资源评价关键参数(聚集系数、排聚系数、资源丰度、可采系数等);采用合适的资源评价方法和关键参数开展待评价区常规、非常规油气资源量计算,获取油气地质资源量及分级评价结果;在地质资源量基础上开展可采资源量评价,并采用勘探开发全成本法或专家赋值法开展油气资源经济性评价,得到经济性待探明可采资源量及其分布;此外,要依据国家及省市级生态红线划分方案,明确生态红线对油气勘探开发和资源的影响程度及红线外生态风险,为国家能源环保政策制定提出措施建议;最后在地质—经济—生态一体化评价基础上,明确中国石化探区剩余油气资源分布特征,提出有利勘探方向。

图 1 “十三五”中国石化油气资源评价技术路线图 Fig. 1 Resource assessment technology roadmap of Sinopec during the 13th Five-Year Plan period
1.3 技术应用成效

经过3年的攻关研究,攻关团队2019年全面完成“十三五”中国石化油气资源评价工作,资源评价技术成果也取得了显著的应用效果,主要体现在:(1)发展了常规、非常规油气资源评价方法体系,完善了具有中国石化自主知识产权的油气资源评价系统平台;(2)针对7个领域28种油气藏类型,开展78个地质刻度区(重点解剖区)、108个经济刻度区典型解剖,建立了不同油气资源类型资源评价类比参数体系及评价标准,科学获取资源评价关键参数,筑牢了资源评价工作的基础;(3)遵循“六统一”的原则全面系统开展了中国石化探区油气资源潜力评价,落实了探区常规、非常规油气资源潜力及分布特征,并首次系统落实了中国石化探区油气资源的经济可采性和生态环境影响程度;(4)基于剩余资源潜力、经济可采性和生态环境影响程度指出了有利勘探方向和重点盆地有利区带。

2 “十三五”中国石化资源评价特色关键技术 2.1 烃源岩完整的生—排—滞留烃演化模拟技术

成因法历来是我国油气资源评价中采用的主流评价方法[1],采用该方法计算生烃量涉及的最关键参数是烃源岩产烃率。长期以来,人们主要采用常规高压釜模拟实验来获取不同类型烃源岩的产烃率。这与地下实际生烃过程明显不符。而近年来中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所自主研发的地层孔隙热压模拟实验仪[13]不仅考虑到生烃演化过程中温度、压力的影响,还同时考虑近地质条件下的静岩压力和地层流体压力,模拟结果更符合地质条件下烃源岩完整的生—排—滞留烃演化过程,为成因法在常规、非常规油气资源评价中的应用提供了关键参数。

经过10余年的发展,目前地层孔隙热压模拟实验已能够模拟近地质条件下烃源岩完整的生—排—滞留烃演化过程,并能够定量表征烃源岩在不同成熟度条件下的总油、排出油、总气和总烃等产率,为排油量计算提供直接参数,有效解决了初次排油效率难以准确获取的问题,在常规油资源量计算方面前进了一大步。将实验中获取的总油产率减去排出油产率还可以得到滞留油产率,为成因法在页岩油资源评价中的应用提供借鉴。地层孔隙热压模拟实验结合干酪根裂解生气和原油裂解生气模拟实验还可获得源内气产率曲线[16-18],为计算泥页岩理论最大滞留气量提供关键参数。

本轮资源评价针对全国14个盆地或地区,完成不同类型烃源岩的地层孔隙热压模拟实验64项(次),建立了分地区、分岩性、分干酪根类型的生排烃模拟实验数据,在此基础上形成了不同类型烃源岩完整的生—排—滞留烃演化曲线(图 2),并进一步与各油田单位研讨,形成适合各地区实际地质条件的生排烃产率模型,为统一方法、统一标准开展本轮油气资源评价奠定了坚实基础。

图 2 不同有机质类型烃源岩完整的生—排—滞留烃演化曲线 Fig. 2 Complete hydrocarbon generation-expulsion-retention evolution curves of source rocks with various types of organic matter
2.2 常规—非常规一体化TSM盆地模拟技术

目前,国内外在常规、非常规油气资源评价方面研究进展较快,并形成了各自独立的评价方法体系[19],在具体评价过程中常采用不同的资源评价方法开展常规和非常规油气资源量计算,这势必会造成资源评价基础不一致,对资源评价结果缺少总体把控和约束。从烃源岩完整的生—排—滞留烃演化过程出发[16],常规及非常规油气具有同源性,均来自烃源岩的生烃热降解,只是烃源岩在不同演化阶段生成的油气随着排出和运移赋存在不同的储集体中。油气发生长距离运移,聚集在孔渗性能较好的砂岩、碳酸盐岩、火山岩等储层中形成常规油气;油气发生短距离运移,聚集在紧邻烃源层附近或烃源岩夹层中孔渗性能较差的致密砂岩或致密碳酸盐岩中即形成致密油气;而经历一系列油气排烃及运聚后仍滞留在泥页岩体系内的即形成页岩油气。

盆地模拟技术在油气成藏演化过程分析、资源评价和勘探部署中发挥了重要作用,但在非常规油气资源评价中却鲜少采用[16],究其原因,还是对页岩油气的形成演化过程认识不清导致的,而随着地层孔隙热压模拟实验技术的发展,已能够定量表征烃源岩完整的生—排—滞留烃演化模式,为盆地模拟技术在非常规油气资源评价中的应用提供了重要基础。本次将地层孔隙热压模拟实验技术开发嵌入到TSM盆地模拟系统[20]中,建立了基于TSM盆地模拟的常规—非常规一体化油气资源评价技术及流程(图 3)。与常规油气盆地模拟流程一致,在开展常规—非常规一体化模拟时,首先要开展盆地“三史”模拟;在“三史”模拟基础上,结合烃源岩生—排—滞留烃演化模式,统一开展烃源岩体系外的生排烃史、运聚史模拟,结合运聚保存条件分析,实现常规(致密)油气资源评价;同时开展烃源岩体系内滞留烃(滞留油、源内气)演化史模拟计算,结合后期保存条件,实现页岩油气资源量的模拟计算。该技术从烃源岩完整的生—排—滞留烃演化过程出发,统一采用盆地模拟法开展资源评价,实现了四川、松辽、江汉等重点盆地和地区的常规、非常规资源的一体化评价,取得了较好的应用效果。

图 3 常规—非常规一体化TSM盆地模拟流程 Fig. 3 Work flow for conventional-unconventional integrated TSM basin modeling
2.3 基于成熟度和压力系数的页岩油气资源分级评价技术

非常规油气藏作为连续性油气藏的一种,其分布具有较强的非均质性,资源禀赋差异大,勘探开发成本高,在目前低油价的情况下,急需回答最优质的资源分布在哪,勘探甜点区分布在哪。为此本轮资源评价突出了对非常规油气资源的分级评价。

前期针对页岩油资源分级评价,主要依据富集程度将页岩油资源分为分散资源、低效资源和富集资源3个级别[21]。而近年来的研究表明泥页岩成熟度不仅影响泥页岩的生—排—滞留烃演化过程,也与页岩油的性质(密度、黏度、气油比)和泥页岩有机质孔的发育程度密切相关[22-23],是页岩含油性与可动性的关键指标;压力系数[24]对页岩油的富集保存和产出也有较大影响。在上述认识基础上,建立了以泥页岩含油率(S1/TOC)、有机质成熟度(Ro)、压力系数和脆性矿物含量为关键参数的页岩油资源分级评价标准(表 1),考虑到盐湖相沉积环境有利于烃类的早期生成和排出[25],因此盐湖相盆地页岩油勘探开发对成熟度的要求可略有降低。

表 1 中国陆相页岩油资源分级评价标准 Table 1 Classification and evaluation criteria of continental shale oil resources in China

泥页岩热解参数S1、有机质成熟度Ro和脆性矿物含量主要通过样品实测获得,压力系数可通过钻井实测、测井拟合计算或地震预测综合获得。评价划分为3级,具体分级评价指标见表 1,Ⅰ级资源泥页岩总体具有“四高”的特征(含油率高、成熟度高、压力系数高、脆性矿物含量高),为页岩油勘探突破的甜点目标区;Ⅱ级资源泥页岩含油率S1/TOC为50~100mg/g,Ro为0.7%~0.9%(盐湖相Ro为0.6%~0.8%),压力系数中等(1.0~1.2),脆性矿物含量为30%~60%,对应勘探有利区,是技术和经济条件改善后有望动用的资源;Ⅲ级资源总体显示为“四低”的特征,泥页岩和页岩油品质均较差,目前工程技术条件下经济开采难度较大。

与页岩油相比,页岩气主要形成于泥页岩的高—过成熟演化阶段,成熟度不再是制约页岩气富集的主控因素,保存条件成为影响页岩气富集高产最关键的地质因素[26],地层压力系数作为保存条件的综合体现[27],与泥页岩含气性、页岩气富集程度和产量密切相关。基于此,提出了基于压力系数的页岩气资源分级评价技术[28]。从目前勘探程度最高的四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组压力系数来看:压力系数大于1.2的超压区一般处于盆地内部,构造相对稳定,断裂发育程度低,泥页岩孔隙度高(多大于3.0%)、含气性好(含气量多大于2.5m3/t),页岩气产量高,为Ⅰ级资源,对应页岩气的勘探甜点区;压力系数为1.0~1.2的常压区多处于盆地边缘,构造活动和断裂发育程度中等,泥页岩孔隙度中等(2.0%~4.0%)、含气性(含气量多为1.0~2.5m3/t)和产量一般,为Ⅱ级资源,对应勘探的较有利区;压力系数小于1.0的泄压区多位于盆地外围,后期改造强度大,断裂极为发育,泥页岩孔隙度和含气性均较差,基本不具备形成页岩气工业产能的潜力,为Ⅲ级资源。

本轮资源评价除采用TSM盆地模拟法计算得到页岩油气地质资源量外,还采用上述标准开展页岩油气资源分级评价,明确了Ⅰ级页岩油资源主要分布在渤海湾盆地东营凹陷、沾化凹陷、车镇凹陷及江汉盆地的潜江凹陷;Ⅰ级页岩气资源主要分布在四川盆地及周缘和中扬子地区。与国内外同类技术相比,本次研发的基于泥页岩成熟度和压力系数的页岩油气资源分级评价技术,实现了对页岩油气资源的分布预测和分级统计,可以为页岩油气有利区优选和目标评价提供依据,具有评价参数简单、可操作性强、对勘探部署指导意义强的特点。

2.4 地质—经济—生态一体化油气资源评价技术

前期资源评价工作主要侧重于地质资源量的估算,近年来随着油价的持续走低和国家能源环保政策的收紧,在地质资源量评估的基础上应加强油气资源经济性和生态环境允许程度评价,评估真正具有经济价值且现实可勘探开发的那部分资源。针对本次评价需求,初步建立了油气资源地质—经济—生态一体化评价技术,具体流程见图 1

该技术首先根据评价区勘探程度和研究现状,主要选取成因法、统计法和类比法等开展常规、非常规油气地质资源量计算,然后根据探明储量落实不同类型待探明油气资源的深度、地理环境、油气品质、物性条件等分布,为油气资源经济性评价提供依据。在油气资源地质评价和资源量估算基础上,基于当前经济、技术水平,充分考虑影响油气经济勘探的主要因素[29],采用勘探开发全成本法(已提交探明储量的高勘探程度区)和专家赋值法(中—低勘探程度区)开展不同类型油气资源在关键油气价格区间的经济可采性,分析重点盆地不同油气资源类型的主要勘探开发成本。

开展经济性评价的同时也需开展生态环境影响程度评价,主体思路是以生态环境学理论为基础,以国家及省市级生态红线[30]为法定依据,分析油气勘探开发活动可能对生态环境产生的影响,综合开展生态环境风险评价。针对生态环保重叠区,主要依据生态红线内勘查开采区块分布情况、储量分布情况、地震资料、钻井分布、资源丰度等,系统评价生态环保区对不同地区油气资源勘探开发活动的影响,明确重叠区内不同类型油气资源潜力;针对生态环保重叠区外,选取可能直接或间接对生态环境产生影响的油气类型、资源品质、地质条件等因素,结合反映区域生态质量的生态因素,建立生态环境综合评价表,采用综合风险评价法预测和评估油气勘探开发活动可能对生态环境造成的影响,识别主要潜在风险,并根据影响程度划分高风险区、中风险区和低风险区,提出相应的防范措施建议,为国家能源环保政策制定提供依据。

本轮资源评价在评估常规、非常规油气地质资源量基础上,突出成本意识和环保意识,系统开展地质—经济—生态一体化评价,为目前低油价下的效益勘探和绿色发展提供部署依据。评价结果显示,与巨大的油气地质资源量相比,中国石化探区内油气资源品质相对较差,勘探开发成本总体较高,尤其是非常规油气资源在现今技术条件下动用难度较大;生态环保重叠区对资源、储量和产量均有一定影响,影响程度约占10%;重叠区外除页岩气生态风险相对较高外,其他类型资源多为低—中等程度风险。

3 发展方向

依托“十三五”中国石化油气资源评价项目,科研团队在常规、非常规油气资源评价方法和关键技术方面均取得了一系列创新成果,并在本轮资源评价工作中发挥了重大作用。但通过典型地区的实际应用发现,目前资源评价技术仍存在诸多需要完善和发展的方面,以适应日趋复杂的油气勘探需求。下一步除继续加强常规—非常规一体化和地质—经济—生态一体化资源评价技术研究外,还急需攻关3项关键技术和1个系统平台。

3.1 复杂地质条件下的三维油气运聚模拟技术

长期以来,采用盆地模拟法开展常规油气资源量计算时均只能模拟计算出生烃量(本轮评价可模拟计算初次排油量),然后结合人为因素影响较大的排聚系数得到资源量,实际上是不完整的盆地模拟,这势必会影响资源评价结果的可信度。经过几十年的发展,盆地模拟技术在埋藏史、热史、生排烃史方面均取得了一系列重要进展[31],并在油气运聚史模拟方面进行了大量的探索,国内中国石油由郭秋麟、石广仁等带领的研发团队在油气运聚史模拟方面开展了大量的研究工作,研发了相应的评价模块,并在部分盆地开展了典型应用[32-38]。中国石化TSM盆地模拟研发团队目前正在尝试引进成熟的地下水水流模拟的三维模型(MODFLOW)[39]、配合开发溶质运移模型(MT3D)[40]的算法,研发符合地质条件下的油气运移和聚集模拟模块。

但从实际应用效果来看,目前国内油气运聚模拟技术仍然很不成熟,距离指导目标评价和勘探决策部署还有较大差距。油气运聚模拟技术一直难以攻关的根本原因在于地质条件下油气运移路径、运移相态复杂多样,油气流动、运移机理及驱动机制不清。下一步除继续深化油气运聚数值模拟外,还需要与地质实验技术和物理模拟技术[41]相结合,明确不同温压条件下油、气、水混溶相态变化,开展近地质条件下的油气运移驱替物理模拟实验,深入发展三维流线模拟、侵入逾渗模拟和多相达西流模拟技术[32],为复杂地质条件和特殊类型油气藏条件下的油气运聚模拟提供边界条件和参数体系,从正演模拟角度实现油气的定向、定量模拟。

3.2 不同类型盆地区带划分及区带资源量计算、劈分技术

随着勘探工作的深入和勘探难度的加大,资源评价的重点也逐渐由以盆地尺度的评价转为以区带和圈闭尺度的评价。而区带划分和区带资源潜力评价是开展区带评价的重要内容之一,直接涉及区带的资源战略价值[42]

尽管前人对盆地区带划分开展了大量的研究工作,但仍存在划分方法不明确、划分原则不统一、划分流程不规范等问题[43]。为适应当前高效勘探和规范化管理的需求,有必要根据不同盆地类型油气成藏特点,深入开展区带划分评价工作。目前,针对盆地结构和油气成藏地质条件相对简单的我国东部中—新生代断坳型盆地,区带划分技术相对比较成熟[44],以沉积构造单元为主的区带划分方案基本反映了油气成藏条件的差异,基本能满足勘探部署的需求。而我国中西部大型多旋回叠合盆地经历了复杂的构造演化和后期改造过程,现今盆地结构和构造单元边界往往与地史阶段原型盆地差异很大,简单采用现今构造单元或沉积相带边界划分区带已远不能反映油气形成演化过程的差异,更无法满足勘探部署的需求。在对叠合改造型盆地开展区带划分时必须遵循“原型控源、叠加控藏”的总体思路[45],按照从整体到局部的原则进行区带划分。

区带资源量的估算目前主要通过待评价区带油气成藏地质条件与刻度区的类比,采用面积资源丰度类比法获取,评价结果存在较大的不确定性,下一步需针对性建立一套综合考虑区带勘探程度、区带类型,并尽可能反映油气成藏演化过程的区带资源量计算与劈分技术,使区带资源评价结果更好地服务于勘探区带优选及目标评价。针对油气运聚单元相对独立,且探明样本多的高勘探程度区带,可主要采用统计法开展资源量计算和剩余油气藏规模及结构预测,特别是近年发展起来的改进后的地质帕莱托法,对高勘探程度区带的资源量[46]预测有较好的应用效果;而对于油气成藏系统复杂、探明样本少的区带,应综合油气成藏地质条件分析、盆地/区带的油气精细三维运聚模拟技术的发展和典型刻度区解剖,为区带资源量劈分制定依据,综合采用多种方法落实区带资源量。

3.3 大数据智能平台下的一体化资源评价系统

资源评价作为一项系统工程,涉及的基础数据多、图件类型多,工作量烦琐且庞大,历次资源评价也积累了大量的数据和图件,但这些资料基本均集中在各油田分公司手上,缺乏统一管理,导致每次开展新一轮资源评价时均需投入大量的人力、物力和财力重新开始海量数据的梳理和图件的编制,给科研人员带来了较大工作负担和重复性工作。而随着全球信息化技术的快速发展和自动化程度的提高,石油工业也开始迈入数字化和智能化的时代[47],近年来也提出了数字地球、数字地质[48]的概念。资源评价作为一门地质学与数学、计算机学紧密结合的综合性技术,应充分借鉴大数据技术中的数据存储、数据清洗融合、数据挖掘分析、深度学习等关键技术,建立一套集“基础资料管理—方法过程管理—成果应用管理”为一体的智能化油气资源评价系统,这将极大提高资源评价工作的便捷性,并能有效节省人力、物力成本。

智能平台下的油气资源评价系统首先要满足海量数据、图件的存储和管理,并能够根据勘探进展和地质新认识对存储的数据、图件进行修改完善,这是智能化系统建设的核心和基础。此外,智能评价系统还应满足不同类型油气资源评价方法的统一管理和资源评价关键参数的调用,实现盆地/区带/圈闭油气地质资源量的评估和经济可采性、生态环境允许程度的评价。最后,智能评价系统还应能够实现统一平台下的资源评价成果的管理和应用,实现成果数据的便捷查询、统计分析和自动化成图,真正发挥大数据及云平台在油气资源评价中的优势。目前中国石油[49]和中国石化[50]在这方面均做了有益的尝试和探索,为未来油气资源评价系统的建设提供了借鉴。

3.4 油气共伴生资源综合评价技术

在油气勘探开发的过程中经常能发现一些其他类型的矿产资源(如地热、氦气、天然气水合物、油砂、油页岩、铀矿等),即油气共伴生矿产,但因为经济效益和开采权限的问题,长期以来对油气共伴生矿产资源的重视程度不够。近年来随着我国绿色、可持续发展理念的提出,尤其是国家提出了实现“碳达峰”“碳中和”[51]的目标,势必要降低化石能源的使用比例,寻找其他可替代的清洁高效能源,除风能、太阳能、氢能资源外,油气共伴生资源也是化石能源的重要接替领域。“十三五”全国油气资源评价过程中,增加了对氦气的评价工作,而对于地热、铀矿、天然气水合物等,目前研究和认识程度均较低,也影响了油气共伴生资源的开发利用进程。

建议下一步国家适当放宽矿权区内单一矿种开采管理模式,鼓励油田企业在加大油气勘探开发力度的同时,重视油气共伴生资源的综合评价[52]。油气共伴生资源与油气富集层位相同或邻近,可充分借鉴油气成藏地质条件的认识,落实共伴生资源的赋存分布规律、品位指标、储量规模、开发利用前景等,探索符合不同类型共伴生资源的综合评价方法体系,为油气及其共伴生资源综合开发利用提供依据。

4 结论

(1)为满足国家能源发展新形势和企业发展需求,中国石化组织开展了“十三五”油气资源评价工作。针对本轮资评工作面临的4项技术难点和“5个体现”的具体资源评价工作需求,中国石化制定了资源评价的总体研发思路和技术框架,攻关取得五方面的研究成果,并在国家能源战略规划编制和中国石化勘探开发部署中发挥了重要作用。

(2)依托油气勘探突破、地质理论进展,以及实验、工程技术进步等,中国石化在“十三五”油气资源评价过程中发展形成了基于烃源岩完整生—排—滞留烃过程的常规—非常规一体化盆地模拟技术;依据页岩油气富集高产规律分析指出成熟度和压力系数是影响页岩油气分级评价和有利区评价的关键;结合油气效益勘探和绿色环保需求,初步形成了油气经济性评价和生态环境影响程度评价方法和流程。

(3)“摸清家底”始终是油气勘探工作的基础,资源评价技术的进步也始终在路上,未来仍有许多制约资源评价的关键问题需要解决。例如,油气运聚模拟技术会随着复杂及特殊类型油气藏勘探的推进和地质认识程度的提高不断完善;区带及目标尺度资源量计算劈分的科学性也需进一步提升;大数据及云平台技术在资源评价中的应用和油气共伴生资源的综合评价技术也需进一步探索。

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