8月25日，大慶油田宣佈，大慶油田古龍凹陷青山口組頁岩油勘探取得重大突破，新增石油預測地質儲量12.68億噸，這標誌着我國頁岩油勘探開發取得了重大戰略突破。

美國前國務卿基辛格曾說過，“如果你控制了石油，你就控制了所有國家”。此次大慶頁岩油的發現對我國能源供給來說，無疑是大的利好。大慶油田部署鑽探的古頁油平1、英頁1H、古頁2HC等重點探井獲日產油30方以上高產，而且試採穩定，展現了大慶古龍頁岩油具備較好的穩產能力。這是從陸相頁岩“生”油到陸相頁岩“產”油的里程碑式跨越，實現了從經典石油地質學運移成藏到富有機質頁岩原位成藏的跨越。

要轉變頁岩中不容易產出石油的傳統觀念

1.何爲頁岩油

很多人會問：什麼是頁岩油？

頁岩油是指蘊藏在富含有機質頁岩和頁理與紋層發育的碳酸鹽巖，具有超低孔隙度和滲透率的烴源岩層系中的石油資源，包括泥頁岩孔隙和裂縫中的石油，也包括泥頁岩層系中的緻密碳酸鹽巖或碎屑岩夾層中的石油資源，其開發需要使用與頁岩氣類似的水平井和水力壓裂技術。此概念是基於2019年第二屆頁岩油勘探開發國際會議多位專家達成的共識。也就是說，頁岩油就是頁岩層系中所含的石油資源。

儘管目前中國不同專家學者對頁岩層系中緻密碳酸鹽巖或碎屑岩夾層單層厚度及佔比定義有差異，但隨着勘探開發資料的豐富及認識上的發展，這些差異可以逐步統一。總之，要轉變頁岩中不容易產出石油的傳統觀念，這是共識。應把關注點轉移，首先頁岩層系中的砂岩或者碳酸鹽巖夾層仍是重要的層段，但只是重要甜點段（高產段）之一；其次，頁岩本身，特別是具有頁理結構的頁岩也是重要的甜點層段，可形成大規模的石油聚集。

如果突破了陸相頁岩油勘探開發關鍵技術，就能夠有效動用近百億噸的資源量，至少保障國家2億噸石油年產量延長穩產期40年

2.我國陸相頁岩油開採價值多大

中國頁岩油資源豐富，主要分佈在陸相（古湖泊、古河流沉積環境）頁岩中。根據中國石化石勘院的評價，中國陸上主要盆地頁岩油可動油資源量爲186億噸。頁岩油資源量相對集中在渤海灣、鬆遼、鄂爾多斯、準噶爾等幾個大型含油氣盆地中；縱向來看，頁岩油主要分佈在古近系、白堊系、三疊系、二疊系等四套層系中。

中國針對頁岩油的專項勘探研究始於2010年。自2014年以來，啓動了陸相頁岩油地質評價及開採關鍵技術攻關，頁岩油勘探開發取得較大進展，形成了一系列新認識、新理念。在準噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組完鑽18口開發試驗井，其中16口井獲油，3口井累產已突破萬噸，單井最高日產達到104噸，估算地質資源量11.12億噸；鄂爾多斯上三疊統延長組7段烴源岩層系估算地質資源量30億噸，2019年長慶油田宣佈發現10億噸級慶城頁岩油田；在渤海灣盆地濟陽坳陷37口井的泥頁岩發育段獲工業油氣流，估算頁岩油地質資源量39億噸，單井最高產量達到170噸；在渤海灣盆地滄東凹陷孔二段15口頁岩油井獲工業油流，估算頁岩油地質資源量8.24億噸；在鬆遼盆地北部古龍凹陷8口頁岩油井獲工業油流，單井最高產量達到30噸以上，估算頁岩油地質資源量35億噸；在鬆遼盆地南部明確了新北、大安、乾安爲主攻區帶，估算頁岩油地質資源量15億噸；在江漢盆地潛江凹陷王場北斷塊初步建成陸相頁岩油先導試驗區，窪陷區正開展系統取心和水平井壓裂試驗。2020年我國頁岩油產量超過172萬噸。

未來頁岩油產量可能成爲衡量中美等國石油安全的重要風向標。我國擁有世界第三的頁岩油資源，多套湖相泥頁岩層系具有分佈範圍廣、時代較新、有機質丰度高、厚度大、埋藏淺、成熟度低、以生油爲主的特點，資源潛力巨大。但我國陸相頁岩油具有不同於美國海相頁岩油的顯著特點，無法複製美國技術實現大規模開發。我國能否像“陸相生油理論”一樣，掀起一場“陸相頁岩油”革命，關乎百萬石油人可持續發展問題，關乎國家石油安全，也關乎能否在世界“頁岩革命”中搶得先機，從全球獲取頁岩油資源。

我國石油對外依存度已經超過了70%。目前來看，頁岩油是最現實的具有規模上產能力的接替資源，如果突破了陸相頁岩油勘探開發關鍵技術，就能夠有效動用百億噸的資源量，至少保障國家2億噸石油年產量延長穩產期40年。頁岩油是中國頁岩油戰略突破的重點領域，加強陸相頁岩油氣勘探開發是保障國家能源供應安全的重要途徑。但低油價下，我國頁岩油技術研發和投資都受到了制約。

展現了陸相頁岩油廣闊的資源前景，對我國其他地區頁岩油勘探提供技術支撐

3.大慶油田陸相頁岩油的突破有什麼意義

大慶油田是在我國老一輩地質學家創立的陸相生油理論指導下發現的，是迄今爲止世界上最大的陸相油田，是中國最大的石油生產基地。自1959年開發建設以來，大慶油田累計生產原油超過24億噸，爲建立中國現代石油工業體系作出了重大貢獻。持續數十年高產穩產後，大慶油田把目光瞄向了非常規油氣資源的勘探開發。早在20世紀80年代，大慶油田就曾經探索在生油層中採油。2018年以來，大慶油田再次出發，目前已有40多口井出油，其中一口產油6000多噸。

陸相富有機質頁岩黏土礦物含量高、含蠟量高，基質滲透率低、流動性差，可壓性變化大，因此規模有效勘探開發面臨重大挑戰。當前中國陸相頁岩油勘探中單井產量普遍較低，且高產、低產井分佈極不均勻，頁岩油富集主控因素不清，甜點評價標準不一，預測評價難度大，制約了中國陸相頁岩油的勘探部署和規模化開採。

我國頁岩油主要爲陸相頁岩油，按照儲集特徵劃分爲夾層型、混積型和頁岩型。古龍頁岩油是第三類，這也是開發難度最大的一類。古頁油平1井高產標誌着中國陸相盆地純頁岩型頁岩油再次獲得重要突破，展現了陸相頁岩油廣闊的資源前景，這對於豐富非常規油氣地質理論，指導全國其他地區陸相盆地頁岩油勘探開發具有良好的參考和借鑑作用。

古龍頁岩油獲得了新的理念和認識，主要表現在以下幾個方面：一是古龍頁岩油頁岩油熱演化程度整體高於先前打的其他井的熱演化程度，只有較高的演化程度，才能使得原油密度和黏度較低，氣油比流動性好，產量高；二是古龍頁岩黏土礦物含量較高，平均含量達35.6%，但古龍頁岩整體處於中成巖晚期，黏土礦物演化程度高，蒙脫石大量轉化爲伊利石，使得頁岩剛性成分增加，脆性增大。頁岩中伊利石經成巖壓實作用定向排列，使岩石沿層面易剝裂，增加了可壓性。這改變了以黏土含量判別頁岩儲集層可壓性的標準；三是齊家—古龍地區頁岩油頁理型、紋層型頁岩厚度佔比達95%以上，頁理縫顯著改善了頁岩物性，良好的儲集性與連通性使頁岩本身可作爲優質工程甜點層。這改變了在頁岩層系中選取緻密夾層作爲工程甜點的傳統做法。

這些關鍵性的理論和技術的突破爲我國其他地區頁岩油勘探提供堅實的理論基礎和技術支撐。但各盆地頁岩層系發育特徵、儲集空間、油氣相態及物性、頁岩油富集規律、頁岩力學性質等均有明顯的差異，應當探索適合各自頁岩油特點的勘探開發一體化技術體系，提高單井產能並規模上產。

在美國，頁岩油已成爲原油產量增長主體，預測2035年可能三倍於常規石油產量

4.我國陸相頁岩油與美國海相頁岩油有何不同

2019年美國頁岩油產量爲3.85×108t，佔其原油總產量的65.2%。頁岩油已經成爲原油產量增長的主體。預測2035年，可能三倍於常規石油產量。

美國海相頁岩油（古海洋環境下沉積形成的頁岩）成功勘探與經濟效益開發首先得益於基礎地質認識的不斷提高，理論上突破了傳統的圈閉找油模式，極大地擴展了找油區域，實現了全盆地勘探開發的革命。美國頁岩油主要產自威利斯頓盆地上泥盆統—下石炭統巴肯區帶、墨西哥灣白堊系伊格爾福特區帶、二疊盆地二疊系伯恩斯普林和沃夫坎等區帶、阿帕拉契亞盆地奧陶系尤提卡區帶等。目前二疊盆地頁岩油的產量上億噸，2019年剛剛興起的阿納達科盆地，早期開發的富有機質層系頁岩油單井直井產量並不高，後期勘探在盆地深凹處4500m深獲得了高產。

美國頁岩革命的成功是資源、市場、科技、體制和基礎設施等多個因素合力作用的結果，其中豐富油氣資源是頁岩油氣產業發展基礎，科技進步是頁岩油氣成功開發的關鍵，完善市場條件和有利體制和政策支持爲頁岩革命成功提供了保障。美國頁岩革命的成功不僅使美國能源真正走向獨立，也引領了全球範圍內的頁岩油勘探開發熱潮。然而，美國頁岩油的快速發展也是2014年以來油價斷崖式降低的主要因素，低油價抑制了其他地區的頁岩油發展。

頁岩油的地質特徵可概述爲“四性”：儲集性、含油性、可動性和可壓性。儲集性主要體現在沉積環境和成岩作用的不同；含油性主要與有機質含量和成熟度相關；黏土礦物含量、有機質成熟度、微粒結構都對可壓性有重要影響；中國陸相頁岩油以中低成熟度爲主，含蠟量高，同等條件下流動性較海相差。

黏土礦物含量是海相與陸相頁岩可壓性的關鍵。美國頁岩油勘探實踐表明，黏土礦物含量是控制工程甜點的最核心因素，實現商業產量的頁岩油區帶黏土含量普遍低於30%，加拿大頁岩油區帶也具有類似的特徵。陸相頁岩的黏土礦物含量相對較高，但各盆地有較大差異。在一些盆地中，含有蒙脫石和高嶺石，具有強水敏性，遇水膨脹，容易堵塞納米孔喉，這是導致中國陸相頁岩油單井產量低的重要影響因素。

中國陸相頁岩油與北美海相頁岩油地質條件差異，決定我們無法直接複製美國的相關理論和勘探開發技術。中國富有機質頁岩以陸相湖泊沉積爲主，盆地形成時間晚，熱演化程度偏低，陸相頁岩油具有油質重、黏度高、流動能力差、黏土礦物含量高、脆性較低等特點。

儘管我國頁岩油勘探開發取得了較大進展，但仍處於起步階段，面臨着諸多挑戰，主要包括一是資源有效動用問題。業界對我國頁岩油資源潛力大已有一定共識，2010年以來，通過借鑑北美經驗，開展了頁岩油開發探索，在準噶爾、鄂爾多斯、渤海灣、鬆遼、江漢等多個盆地突破了出油關，但除了長慶油田、準噶爾盆地新疆油田、大港油田外，尚未實現大規模經濟有效開發。二是有效動用技術問題。我國中低成熟度頁岩油資源佔比60%～70%。由於成熟度低，有機質還沒有完全轉化爲頁岩油，原油黏度大、含蠟量高、汽油比低，流動性差。高成熟度頁岩油層系可以借鑑美國水平井多分段壓裂技術進行開發，但需要研發針對中國陸相儲層黏土含量高、水敏性強、塑性強，常壓和低壓儲層多，驅動能力不足等特點，研發適應性開發方式和技術系列。三是配套政策支持問題。我國還未制定鼓勵開發頁岩油資源的政策體系，並且缺乏相應財稅優惠政策及國家補貼政策。四是設備及隊伍問題。從企業到研究院所和高校普遍缺乏針對頁岩油理論研究與技術研發的實驗條件與高層次人才隊伍。

中低熟頁岩油資源一旦取得理論技術新突破，有望帶來我國油氣產量與安全形勢的巨大變化

5.未來展望

中國頁岩油勘探主要面向陸相盆地，中高成熟度頁岩油是我們突破的重點領域，中低熟頁岩油資源一旦取得理論技術新突破，產量在穩產兩億噸的基礎上，向3億噸挺進，有望帶來我國油氣產量與安全形勢的巨大變化。

未來中國頁岩油的基礎理論研究深化理論認識，加強技術攻關，提高單井產量和採收率，降低成本是關鍵。建議聚焦陸相細粒沉積物理化學生物作用過程與陸相富有機質頁岩形成機理、成巖-成烴-成儲動態演化與烴類賦存富集機理、不同成熟度陸相頁岩致裂與頁岩油多相多尺度流動機理3個關鍵科學問題，以靜態描述爲基礎，以動態演化爲主線，宏觀與微觀結合，闡明不同成熟度頁岩油儲集性、含油性、可壓性與可動性的主控因素，建立陸相頁岩油富集模式，構建頁岩油選區評價方法體系，探索陸相頁岩油的有效開發方式。加強實驗技術方法的探索和創新，重點突破區設立先導試驗區，探索適合各自頁岩油特點的勘探開發一體化技術體系，提高單井產能並規模上產；面上發現區，加快優質甜點區分佈評價，力爭實現突破；地質評價有利區，實施風險勘探，準備接替資源，尋求新的發現。

中國中低成熟度頁岩油資源潛力巨大，是未來資源接替的重要領域。研發低成本開發技術是關鍵，建議國家與企業加大研發力度，做好技術儲備。

（作者：金之鈞，系中科院院士、國家頁岩油研發中心主任）