1、全球頁巖油資源分布與開發(fā)情況頁巖油(shale oil)是一種非常規(guī)石油資源，類似于頁巖氣， 頁巖油具有儲層致密、滲透性差的特點，需要通過水平井鉆探和壓裂 后方可開采利用。美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS，1995)提出“連續(xù)(Continuous)油氣 聚集”的概念，對致密油氣和頁巖油氣進行評價，回避了頁巖油和致 密油之爭，所有不受構(gòu)造控制的非常規(guī)油氣藏均可以稱為連續(xù)型油氣 藏，與之相對的即為構(gòu)造型的常規(guī)油氣藏。美國國家石油委員會(NPC， 2011)認為，致密油(tight oil)包括直接產(chǎn)自頁巖層的石油以及 與作為烴源巖的頁巖具有密切關(guān)系的砂巖、粉砂巖和碳酸鹽巖。加拿 大國家能源委員會(NEB

2、，2011)認為頁巖油(shale oil)是致密油 (tight oil)的一種，致密油除頁巖油外還包含有致密砂巖、粉砂 巖、灰?guī)r和白云巖等致密儲層中的石油。加拿大自然資源協(xié)會(NRC， 2016)也認為，頁巖和致密油氣資源(Shale and Tight Resources) 都是賦存于極低滲透率的地質(zhì)構(gòu)造中的非常油氣資源，并將其一同評 價和研究。美國能源信息署(EIA，2018)認為，盡管致密油和頁巖油 的概念通常是可以互相代替的，但是頁巖地層僅僅是低孔隙度致密地 層的一部分，致密地層應(yīng)該包括致密砂巖、致密碳酸鹽巖和頁巖，所 有這些致密地層中產(chǎn)出的石油均為致密油(tight oil)。目

3、前，EIA 通常使用tight oil的概念代替shale oil，但為了保證數(shù)據(jù)和報告 的歷史延續(xù)性，有時也將shale oil混用，甚至干脆記為tightoil/shale oil。頁巖油與常規(guī)石油資源不同，具有很多特殊的特點：資源自生自 儲，沒有發(fā)生運移或運移距離短；非構(gòu)造高點控制，廣泛分布于烴源 巖發(fā)育的斜坡區(qū)或洼陷的中央?yún)^(qū)；自身流動性差，需要經(jīng)過水平井鉆 探、壓裂等人工改造手段才能實現(xiàn)經(jīng)濟、有效開發(fā)。2.全球資源分布特征與開發(fā)現(xiàn)狀2.1全球頁巖油資源分布全球頁巖油資源豐富。根據(jù)美國能源信息署(EIA)和美國先進 資源國際公司(Advanced Resources Internatio

4、nal， ARI)數(shù)據(jù)， 截至2017年底，全球頁巖油地質(zhì)資源總量(Risked Oil In-Place) 9368.35 億 t，技術(shù)可采資源量(Technically Recoverable)為 618.47 億t，其中超過20%分布在北美地區(qū)。從大區(qū)上看，全球頁巖油主要 分布在北美和歐亞大陸。北美地區(qū)頁巖油技術(shù)可采資源量為183.68 億t，占比30%；其次為包括俄羅斯在內(nèi)的東歐地區(qū)，技術(shù)可采資源 量為114.73億t，占比19%；亞太地區(qū)可采資源量為112.69億t， 占全球的18%，如圖2所示。從分布國家上看，全球頁巖油資源廣泛分布，美國頁巖油資源量 最大，技術(shù)可采資源量達153.

5、75億t，約占全球總量的21%。美國頁 巖油資源量占比較高的原因主要是勘查程度較高，遠高于世界其他各 國，隨著頁巖油開發(fā)的興起，其他國家的技術(shù)可采資源量將有大幅上 升。排名第二的國家是俄羅斯，技術(shù)可采資源量101.77億t，約占全 球14%；中國排名全球第三，技術(shù)可采資源量43.93億t，約占全球 的6%。從盆地分布上看，全球有超過100個盆地賦存有頁巖油，其中， 最大的頁巖油盆地是俄羅斯的西西伯利亞盆地，其技術(shù)可采資源量為 78.97億t，占全球頁巖油資源量的16.5%。排名第二和第三的盆地 均分布在美國，分別是二疊系盆地和西墨西哥灣盆地，技術(shù)可采資源 量分別為65.08億t和31.38億t

6、。我國的準噶爾盆地和松遼盆地以 16.51億t和15.69億t分列第10和11名。目前，全球僅有北美實現(xiàn)了頁巖油的大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)，美國的 產(chǎn)量最大，頁巖油生產(chǎn)直接使美國從石油凈進口國變成了石油出口國; 加拿大的頁巖油產(chǎn)量也在不斷增加。其他國家如中國、俄羅斯、阿根 廷等，對頁巖油的開發(fā)仍然處于早期階段。2.2美國頁巖油資源分布與開發(fā)現(xiàn)狀美國是全球頁巖油大國，全球21%的頁巖油資源分布在美國。根 據(jù)EIA2018年11月底發(fā)布的報告，截至2017年底，美國頁巖油探明 儲量為27.25億t，比上年增長6億t，增幅為28.4%。其中，二疊系 盆地探明儲量增加4.58億t，占全部增量的76%，二疊系盆

7、地也一躍 成為美國頁巖油儲量最大的盆地。美國頁巖油探明儲量約占美國原油 總探明儲量的47.57%，主要分布在二疊系盆地、威利斯頓盆地、西墨 西哥灣盆地等3個大頁巖油盆地內(nèi)，其他頁巖油盆地探明儲量相對較 小。美國是世界上最早實現(xiàn)頁巖油商業(yè)開發(fā)的國家，也是目前頁巖油 產(chǎn)量最大的國家。根據(jù)美國EIA統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年美國頁巖油總產(chǎn) 量2.03億t,比2016年總產(chǎn)量增加2000萬t。二疊系盆地產(chǎn)量增長 明顯，增速接近40%。據(jù)EIA最新數(shù)據(jù)，2018年美國全年頁巖油產(chǎn)量 已達3.29億t，占原油總產(chǎn)量的59%。依靠美國頁巖油的生產(chǎn)，美國 已經(jīng)在2017年超越沙特，成為世界最大產(chǎn)油國。美國頁巖油開發(fā)

8、始于20世紀50年代的威利斯頓盆地，但產(chǎn)量一 直較低。頁巖氣革命帶來的技術(shù)突破，給頁巖油開發(fā)提供了技術(shù)基礎(chǔ)， 在天然氣價格持續(xù)低迷的大背景下，美國頁巖氣開發(fā)公司大量轉(zhuǎn)向頁 巖油開發(fā)。2005年左右，美國頁巖油開發(fā)取得重大突破，2009年左 右開始進入快速增長期，到2015年3月，美國頁巖油日產(chǎn)量已達 66.73萬t，占當月美國原油日總產(chǎn)量112.88萬t的59.12%。此后 受國際油價下跌影響，美國頁巖油產(chǎn)量逐漸下降，但2016年快速回 升，雖經(jīng)小幅震蕩，仍然保持上漲。截至2019年5月1日，美國頁 巖油日產(chǎn)已達101.8萬t，約占美國3月原油日總產(chǎn)量162.41萬t 的62.68%。其中，二

9、疊系盆地日產(chǎn)量頁巖油47.7萬t，占美國頁巖 油總產(chǎn)量的46.86%。據(jù)EIA預(yù)測，未來十年頁巖油產(chǎn)量將持續(xù)增長， 到2026年以后，頁巖油日產(chǎn)量將維持在135-150萬t的水平，約占 原油總產(chǎn)量的60%。預(yù)計美國頁巖油產(chǎn)量到2031年后開始下降，到 2050年將下降至115萬t/日。2.3加拿大資源分布與開發(fā)現(xiàn)狀加拿大頁巖油技術(shù)可采資源量為12.06億t，約占全球的2%，排 名第13位。加拿大頁巖油資源主要分布在加拿大西部，包括阿爾伯 塔省、薩斯喀徹溫省、曼尼托巴省和英屬哥倫比亞省。加拿大頁巖油 儲層與美國接壤，主要位于加拿大西部。根據(jù)加拿大國家能源局(NEB )的報告，加拿大頁巖油資源主要

10、 分布在西加拿大沉積盆地，頁巖油區(qū)帶包括巴肯/埃克肖 (Bakken/Exshaw)，卡爾蒂姆(Cardium)，維京(Viking)，迪韋奈/馬斯 夸(Duvernay/Muskwa),蒙特尼 /多伊格(Montney/Doig)，下肖納文 (Lower Shaunavon)和比弗希爾湖(Beaverhill Lake)。二白斑 (theSecond White Specks)和諾德格(Nordegg)及派克斯寇(Pekisko) 為新區(qū)。由于美國頁巖油革命的外溢效應(yīng)，加拿大較早開展了頁巖油的商 業(yè)開發(fā)。2005年，在當時高油價和頁巖開發(fā)技術(shù)革命的推動下，加拿 大對南部與美國接壤的巴肯區(qū)帶頁

11、巖油開展了商業(yè)開發(fā)，日產(chǎn)量為 1.96萬t，約占國內(nèi)石油總產(chǎn)量的1%。隨著技術(shù)成熟，產(chǎn)量成倍增 長，到2014年，加拿大頁巖油產(chǎn)量達到5.95萬t/日的峰值，占當 年石油產(chǎn)量的10.2%。隨著國際油價下跌，加拿大新鉆井量減少，產(chǎn) 量逐漸下降。到2018年，加拿大頁巖油產(chǎn)量已經(jīng)回落到4.69萬t/ 日，約占當年平均日產(chǎn)量71萬t/日的 6.6%。2.4俄羅斯資源分布與開發(fā)現(xiàn)狀據(jù)EIA數(shù)據(jù)，俄羅斯頁巖油技術(shù)可采資源量101.77億t，居世 界第二位。俄羅斯國內(nèi)研究機構(gòu)的頁巖油儲量數(shù)據(jù)則高得多，根據(jù)俄 羅斯自然資源與環(huán)境部評價，僅西西伯利亞地區(qū)巴熱諾夫組技術(shù)可采 資源量就達5億t；根據(jù)俄羅斯石油地質(zhì)

12、科學(xué)院數(shù)據(jù)，東歐地臺多瑪 尼克層系頁巖油技術(shù)可采資源量為83億t，伏爾加-烏拉爾盆地同一 層系的頁巖油技術(shù)可采資源量高達178億t,總資源量預(yù)計達到266 億t，這些頁巖均為與北美地質(zhì)條件相似的海相沉積。俄羅斯能源部2012年擬定了加入全球頁巖革命的發(fā)展計劃， 2013年頁巖油日產(chǎn)量曾達到1.63萬t的峰值。目前俄羅斯頁巖油尚 未進行大規(guī)模商業(yè)開采，僅在巴熱諾夫組進行了試驗性開采。截止 2016年，西西伯利亞巴熱諾夫-阿巴拉組中有146 口垂直井、36 口水 平井在產(chǎn)，垂直井平均日產(chǎn)10.8t，水平井平均日產(chǎn)7.5t，折算每日 產(chǎn)油量1846.8t。俄羅斯頁巖油資源潛力巨大，俄羅斯有關(guān)機構(gòu)對未

13、來實現(xiàn)頁巖油 商業(yè)化開采持樂觀態(tài)度。俄羅斯國家石油公司預(yù)測，到2020年俄羅 斯頁巖油可年產(chǎn)1500萬t。俄羅斯自然資源部預(yù)測，到2030年，俄 羅斯頁巖油可年產(chǎn)8400萬t；俄羅斯科學(xué)院預(yù)測到2040年，僅從巴 熱諾夫組中開采的頁巖油就可達1.4億t。目前俄羅斯正在國內(nèi)廣泛開展頁巖油開發(fā)試驗。位于西西伯利亞 地區(qū)旨在評價巴熱諾夫頁巖層系的巴熱諾夫1井計劃于2019年12月 20日前完鉆。另有挪威國家石油公司在俄羅斯開展頁巖油鉆探工程， 針對多瑪尼克頁巖布置了 3 口水平井，目前仍在鉆進中，預(yù)計2019 年底完鉆。2.5其他國家阿根廷頁巖油資源豐富，技術(shù)可采資源量為36.83億t，僅次于 中國

14、，排名全球第四。其中，內(nèi)烏肯盆地是阿根廷最具潛力的頁巖油 富集區(qū)，被認為是北美以外最可能實現(xiàn)大規(guī)模頁巖油開采的盆地，技 術(shù)可采資源量達27.12億t,超過全國總儲量的70%。根據(jù)阿根廷能 源部數(shù)據(jù)，2018年7月，阿根廷頁巖油產(chǎn)量為0.72萬t/日，占全國 6.6萬t日產(chǎn)量的10.91%。澳大利亞頁巖油技術(shù)可采資源量21.28億t，排名世界第8位， 主要賦存在4個主要盆地中。2013年，澳大利亞自然資源公司在中 部阿卡林加盆地發(fā)現(xiàn)地質(zhì)資源量317.87億t的頁巖油，目前仍待進 一步勘探。利比亞雖然政局不穩(wěn)，但仍在關(guān)注如何開采其35.61億t技術(shù)可 采儲量的頁巖油資源。利比亞的頁巖油主要分布在3

15、個盆地中，頁巖 厚度大，埋深相對較淺，具有較大的頁巖油開發(fā)潛力。此外，日本作為石油進口大國，在國內(nèi)化石能源勘探方面不遺余 力，把頁巖油也作為勘探開發(fā)的重點。2012年，日本石油資源開發(fā)公 司（JAPEX）在秋田縣發(fā)現(xiàn)頁巖油，預(yù)計儲量1364萬t。經(jīng)過兩年的 試采，到2014年，JAPEX宣布在鲇川油氣田已經(jīng)實現(xiàn)了頁巖油商業(yè) 化生產(chǎn)，日產(chǎn)量約30t，約占當年日本國內(nèi)石油日產(chǎn)量2728.5t/日的 1%。國外頁巖油開發(fā)的技術(shù)手段和鼓勵政策作為新興非常規(guī)能源，頁巖油商業(yè)化開發(fā)的關(guān)鍵在于成本。在大 規(guī)模商業(yè)開發(fā)的美國，頁巖油生產(chǎn)成本可以降低到40美元/桶以下， 而除美國外，目前其他頁巖油開發(fā)國家平均成

16、本約為80美元/桶，成 本最低的阿根廷約為45美元/桶。分析原因，降低成本的主要原因在 于經(jīng)濟可靠的技術(shù)手段和強效有力的政策扶持。3.1先進技術(shù)手段3.1.1鉆井工程技術(shù)頁巖油開發(fā)與頁巖氣開發(fā)類似，依賴先進高效的井工廠技術(shù)進行 鉆探開發(fā)。井工廠技術(shù)即使用同一個可移動鉆井平臺，按照順序批量 完成多口徑的表層、直井段和水平段的鉆井作業(yè)，通過流水化作業(yè)， 大大提高鉆井作業(yè)效率，實現(xiàn)頁巖油藏的安全、經(jīng)濟、高效開發(fā)。井工廠技術(shù)可以實現(xiàn)在同一井組中不同鉆井的相同井段配置同 樣的鉆機和鉆具組合，節(jié)省大量更換鉆具的時間。多口井依次一開、 固井，依次二開、固井，從而使鉆井、固井、測井設(shè)備連續(xù)運轉(zhuǎn)，減 少非生產(chǎn)時

17、間，提高作業(yè)效率。井工廠可以實現(xiàn)鉆井液重復(fù)利用，減 少鉆井液的交替，尤其是減少了油基鉆井液回收及巖屑處理時間，降 低了單井鉆井液費用。此外，充分利用一次井場，通過共用土地、鉆 井設(shè)備、泥漿罐，水處理系統(tǒng)也可以降低作業(yè)成本，實現(xiàn)區(qū)塊總體效 益的提升。2014年美國巴肯頁巖區(qū)帶上將有超過90%的頁巖油鉆井 采用“井工廠”技術(shù)，每個平臺可實現(xiàn)鉆井12-16 口，能夠?qū)尉@ 井成本降至750萬美元/ 口。在井工廠流水線作業(yè)的基礎(chǔ)上，為了降低鉆完井成本，美國頁巖 油開發(fā)還簡化了井身結(jié)構(gòu)，進一步降低成本。目前，有些區(qū)塊在開發(fā) 中，將井身從三層套管簡化為兩層，并從三開完鉆減少為二開完鉆。 通過簡化井身結(jié)構(gòu)

18、，在EagleFord區(qū)塊的頁巖油建井時間節(jié)約了 10%， 完鉆成本降低了 15%。此外，高精度的井眼軌跡控制技術(shù)、有針對性的鉆井液技術(shù)、鉆 井液循環(huán)利用技術(shù)，甚至天然氣燃料鉆機都能夠有效降低頁巖油開發(fā) 成本，提高總體經(jīng)濟效益。實際上，對工程技術(shù)成本“錨銖必較”是 頁巖油商業(yè)開發(fā)的法寶，非常值得借鑒。3.1.2壓裂工程技術(shù)頁巖油與頁巖氣一樣，需要經(jīng)過儲層的大規(guī)模人工改造后才能有 效開發(fā)，這種改造就是壓裂。利用地面高壓泵，通過井筒向油層擠注 具有較高粘度的壓裂液，使致密的頁巖儲層破裂，并利用壓裂液中的 支撐劑，維持裂縫通路，以此形成流體通道，提高頁巖油采收率。壓 裂液一般需要大量用水，因此壓裂過

19、程也稱為水力壓裂。為了得到較多的人造裂縫，壓裂技術(shù)已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展，常 規(guī)直接壓裂已經(jīng)不能滿足人們的需要。目前頁巖油壓裂的主流技術(shù)手 段包括水平井分段壓裂技術(shù)、水平井同步壓裂技術(shù)、無水壓裂技術(shù)和 近年來出現(xiàn)的高速流道水力壓裂技術(shù)。水平井分段壓裂已經(jīng)成為頁巖 油井開發(fā)的標準做法，可分為可鉆橋塞分段壓裂、封隔器分段壓裂和 水力噴射分段壓裂。水平井同步壓裂技術(shù)是利用兩口井或多口井的同 步壓裂形成復(fù)雜的網(wǎng)狀裂縫，從而增加頁巖油氣的產(chǎn)量的一種手段， 目前該技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在貝肯區(qū)塊多次使用。無水壓裂技術(shù)是使 用已交聯(lián)的液化石油氣LPG(Liquefied Petroleum Gas)壓裂液替代 常

20、規(guī)壓裂液的一種壓裂方式，壓裂液主要成份是丙烷和丁烷，這種壓 裂方式可以在環(huán)保壓力較大和水源較少的井場使用。高速流道水力壓裂技術(shù)(HiWAY flow-channel hydraulic fracturing technique)是近年來出現(xiàn)的一種新技術(shù)，它打破傳統(tǒng)水 力壓裂依靠支撐劑導(dǎo)流能力增產(chǎn)的理念，通過采用“非連續(xù)支撐技術(shù)” 和高強度凝膠壓裂液在儲層內(nèi)形成開放的流道，并利用一種新型的纖 維添加物來使流道保持穩(wěn)定分布。高速流道水力壓裂技術(shù)在開發(fā)致密 油氣方面極具潛力，已經(jīng)在美國、加拿大、俄羅斯、阿根廷、墨西哥 等20多個國家的非常規(guī)油氣開采中得到成功應(yīng)用，累計壓裂級數(shù)達 24000多級，平均

21、增產(chǎn)超過20%。據(jù)統(tǒng)計，相較于一般水力壓裂處理 技術(shù)，采用該技術(shù)能減少用水量約25%，減少CO2排放量近3200萬 磅。另外，重復(fù)壓裂技術(shù)正成為作業(yè)者提高產(chǎn)能、降低作業(yè)成本的一 種有效方法。重復(fù)壓裂即在已經(jīng)投產(chǎn)的頁巖油井中，通過機械或化學(xué) 手段恢復(fù)關(guān)閉的已有裂縫，并打開新裂縫的一種技術(shù)手段。重復(fù)壓裂 成本是新鉆井成本的20%-35%，壓后能恢復(fù)31%-76%的初產(chǎn)量，具有 較好的經(jīng)濟效益。北美頁巖油開發(fā)實踐顯示，重復(fù)壓裂能夠有效提高 了產(chǎn)能，在某些區(qū)塊，重復(fù)壓裂井的初始產(chǎn)能甚至高于新井初始產(chǎn)能。3.2鼓勵政策國際上，各國對頁巖油的開發(fā)都有相當程度的鼓勵和補貼，以此 提高頁巖油的競爭力，降低頁巖

22、油開發(fā)成本，促進技術(shù)進步，扶持產(chǎn) 業(yè)發(fā)展。美國方面，政府通過減稅和直接補貼的方式，鼓勵企業(yè)進行頁巖 油開發(fā)。根據(jù)1980年原油意外獲利法，對常規(guī)油氣因原油漲價（與 1979年相比）獲得的額外利潤征稅，并將該稅收收入定向補貼給非常 規(guī)能源開發(fā)，鼓勵新型能源的勘探開發(fā)。根據(jù)1997年納稅人減負 法案，美國對非常規(guī)能源開發(fā)實行稅收減免，減輕企業(yè)負擔。美國 還對生產(chǎn)非常規(guī)能源的油氣井進行直接補貼，2006-2010年五年期間， 補貼額度達到每t油當量25.05美元。此外，美國政府還設(shè)立了非常 規(guī)油氣資源研究基金，從20世紀80年代開始，先后投入了60多億 美金。加拿大方面，對頁巖油氣等高風(fēng)險投入的礦產(chǎn)

23、行業(yè)給予稅收補 貼鼓勵，可以同時享有聯(lián)邦政府和省區(qū)政府的稅收優(yōu)惠政策，在生產(chǎn) 前的投入稅收全免，生產(chǎn)后稅收減免30%。俄羅斯對頁巖油和海上石 油勘探開發(fā)實施稅收減免，按照礦層的滲透性指數(shù)等因素，減免系數(shù) 最高為80%。巴熱諾夫組等4個頁巖油區(qū)塊，可享受零稅率政策。我國資源分布特征和勘探進展我國頁巖油資源潛力較大，但是由于各個研究機構(gòu)評價標準不統(tǒng) 一，評價結(jié)果存在較大的差異，資源規(guī)模尚未形成共識。2012年，自 然資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心評價數(shù)據(jù)顯示，我國頁巖油地質(zhì)資源 量402.67億t，技術(shù)可采資源量37.06億t，主要分布在松遼盆地白 堊系、東部斷陷盆地古近系、鄂爾多斯盆地三疊系、準噶爾

24、盆地二疊 系和四川盆地侏羅系。2014年底，EIA和ARI聯(lián)合對中國頁巖油進行 評價，結(jié)果顯示，我國頁巖油技術(shù)可采資源量43.93億t，排名世界 第三位，主要分布在四川盆地、塔里木盆地、準噶爾盆地、松遼盆地、 揚子地臺、江漢盆地和蘇北盆地。2019年，中國石化評價我國頁巖油 地質(zhì)資源量為最低為74億t，最高可達372億t。我國頁巖油勘探開發(fā)取得重要進展，正在逐步走向商業(yè)化開發(fā)。近年來，中國地質(zhì)調(diào)查局、中國石油、中國石化和延長石油加大了頁 巖油勘查開發(fā)力度，在不同盆地取得了多個層系的重要發(fā)現(xiàn)和突破， 包括渤海灣盆地大港油田滄東凹陷和準噶爾盆地吉木薩爾凹陷等多 地獲得頁巖油工業(yè)油流，已經(jīng)開工建設(shè)頁巖油油田。目前，我國頁巖油開發(fā)還存在一些問題，制約著我國頁巖油產(chǎn)業(yè) 的發(fā)展。（1）資源家底不明。目前國內(nèi)對頁巖油認識不統(tǒng)一，缺乏針 對陸相頁巖油的資源評價方法標準和參數(shù)體系，造成我國頁巖油資