常规石油与非常规石油对比分析

近代石油工业在西方工业革命后快速发展起来。在石油开采方面走得最早的还是俄罗斯，而美国相对来说更晚一些。早在1848年的时候，俄罗斯就在里海附近的巴库地区开始钻井开采石油。而美国人近代石油开发的最早历史记载是在1859年，宾夕法尼亚州的泰德斯维尔打出的第一口油井——德雷克井。可见人类主动开采石油并工业化应用的历史并不久远，也不过就是一百多年的时间。

随着人类对石油资源知识的积累，根据石油的生、储地层位置和油藏质量，关键是开采的相对难易程度，将石油资源划分为常规石油和非常规石油两大类（见图1-9）。那些在渗透性较好的储油层中，具有良好地质圈闭构造的，储量大、易于开采的石油被称为常规石油。而那些所谓的不好开采的，就都被称为非常规石油。非常规石油中分为储层类和烃源层类。渗透到致密岩层中、富含沥青质的重质或超重质的石油，以及没有良好致密岩盖层跑到沙土中的石油形成的油砂都属于储层类的非常规石油。而还有一类非常规石油资源很特殊，就是烃源层类的非常规石油。烃源层类的非常规石油再细分，

图1-9 石油资源类型金字塔

一类是页岩油（shale oil），另一类是油页岩（oil shale）。

通过对常规石油和非常规石油资源类型的梳理，对石油资源的认识可以进一步感性化，而不困惑于复杂的分类术语。从整个油藏形成的过程来看，常规石油是复杂和偶然的地质过程。首先有油的地区需要有古老的层积岩作为生油的地质基础。我们之所以不会到海沟里找油，因为那里是板块的交界处，所有的一切会被岩浆吞噬。我们也不会在年轻的大西洋中脊火成岩地区寻找石油，因为那里是海底岩浆不断涌出的地方，不具备层积基础。然后是寻找储盖结合的“背斜”圈闭构造。储层岩石空隙率高和渗透性好可以储油，背斜圈闭就像一个倒扣的碗，上面的致密的岩层可以把石油锁在储层当中。细细思量起来，这个漫长的地质演化过程，完全是大自然的巧合，是相当偶然的过程。生油层的油要迁移，迁移的时候又需要一个刚刚好能够吸收它的储层，把这个油吸收下来以后，上面又要有一个很好的盖层构造，像一个碗一样把它倒扣在里面，“生、储、盖”三者缺一不可。缺少了其中的任何一个环节，都无法形成常规油藏。设想一下，如果缺乏盖层的话，当时从生油层挤压迁移出来的油气很可能早就跑到地表上来了，或者是混到泥沙中。因此常规石油的最大特点是“地质的偶然”。

非常规石油资源中的页岩油，是一种既特殊又普遍的石油资源。页岩油来自于烃源岩，也就是生油层的资源，相对常规石油需要的复杂的“生、储、盖”要素，页岩油很简单，是集生油层和储油层于一体的地质产物，是一种“地质的必然”。可以想象，如果生油层没有遭受重大侧向挤压和断裂，那么这个生油层就会很完整地垂直下沉，其岩层的温度和压力就越来越高，这有利于生油层中的有机质做进一步的裂解，形成所谓成熟的烃类。而成熟的烃类简而言之就是其中的油比较轻，再轻一点，就是轻烃和天然气。

如果做一个比喻，常规石油就像一瓶矿泉水，把它搁在一个大房间的地上，然后让一个被蒙住双眼的人来找。页岩油就像把这瓶矿泉水打开，全部洒到地板上，然后再让这个被蒙住双眼的人来找。显然，通过随意的摸索，最先碰到这一摊水的概率要大大超过触碰到矿泉水瓶。但是，摸到矿泉水瓶后，打开盖子，可以很舒服地喝到水；而摸到洒在地板上的水，要喝它显然比较困难。因此常规石油是一种点状的资源，而非常规的页岩油是一种面状的资源。点状资源是地质的偶然产物，但是一旦发现，就可以很容易地进行开采。而面状的页岩油，集生油、储油层于一体，一旦发现，却不能像常规石油那样容易开采。正是早期页岩油开拓者的远见卓识和执着，并且通过持续的技术改进，才成就了今天美国页岩油革命的成功。

（一）常规石油的开发

常规石油从勘探到产油，时间周期很漫长。随着大型油田的发现接近尾声，新的石油发现都需要更大范围的地质勘探作业完成了油田的勘探后，开发阶段又需要耗费3～5年的时间。因此，尽管常规油田的开发可以相对集中释放储层中的石油资源，但是它的勘探和开发周期非常长。所以，一旦决定投入进行油田开发，不能说停就停。自2014年下半年油价大跌之后，总感觉整个石油市场的石油产量降不下来，那是因为很多在高油价期间就开发的油田，刚好也进入投产期，所以我们并没有感觉到油价跌了三年，全球的石油产量同步下跌。这就是因为常规石油开发周期很长，所以它对油价反应很迟钝，滞后性会比较大。但也是由于这种常规油田的开发时间周期特点，它又会使得供给侧走向另一个极端。假设油价继续保持低位，再延续3年或5年，那么五年之后如果没有新的油田开发来供给的话，势必又会产生严重的供给不足，此言绝非危言耸听。不少机构的长期研究报告十分关注新油田的开发和上游的投资强度，以此理性地评估未来供给。(https://www.xing528.com)

（二）页岩油的“饺子”模型

页岩油这种面状资源的勘探开发和常规石油不同，可以说是勘探和开发互为配合，滚动推进。勘探寻找的是区块，而不是寻找难得的“背斜”圈闭构造，因此可以说是发现一点就可以推演出一个大区块，然后在开发的过程中不断增进对地层的地质条件认识，用新的认识继续推进开发。区块面积大带来的另一个好处就是，先行者的知识和经验积累可为后进者模仿和共享，大大节约了整体区块的勘探成本。

北美页岩油所在区域有个特点，就是面积大且相对完整。这得益于北美地区所处的大陆板块，我们可以看到北美板块和太平洋板块是上下错动的运动，著名的加利福尼亚州圣安德列斯断层就是这个运动的产物。两大板块交接处是落基山脉，而山脉以东地区，从加拿大北部偏西侧到得克萨斯州地区，在侏罗纪时代都是浅海地区，是天然的有机层积区。后期形成陆地后，这个地区没有遭受板块的正面撞击，使得从美国北部的巴肯地区到南部得克萨斯州的鹰滩、二叠纪盆地地区都被完整地保留了下来。

页岩油的开发技术并不是完全独创，而是根据页岩油自身是成熟烃类的特点，在常规石油的开发技术中改进而成。

总结页岩油的开发过程，主要是四个步骤。第一个步骤就是区块的选择，第二个步骤就是打水平井，第三个步骤是进行水力压裂，第四个步骤是储运输出。我们可以借鉴一下“包水饺”的步骤。包水饺也是四个步骤，第一步是和面剁馅准备工作，第二步是擀皮，第三步是包水饺，第四步是下饺子。如果擀皮跟不上包饺子的，包饺子的人就得闲着。如果擀皮的人多，包饺子的人手少，饺子皮就会堆积起来。最后，水没有开，大家也还是吃不上饺子。在页岩油开发的过程中，我们也发现类似的协调匹配问题。比如说如果压裂的队伍少，要是跟不上区块钻井的速度，那就会出现钻完的井处于闲置状态的情况；这种已钻完未压裂的井报告上有个专门的术语，叫作DUC井（Drilled but uncompleted）。但这种井数的增加也可能是人为的，比如油价太低，先钻井，等油价高了再压裂，也不失为明智的策略。因此，钻井的钻机数量、DUC井数和压裂设备的使用率都是全面衡量页岩油开发强度的重要指标。

（三）油页岩和页岩油

与页岩油同类的油页岩，尽管表面上是字序颠倒，但是油页岩和页岩油在开采方式上有很大的不同。油页岩属于未成熟的烃类，直观地讲，未成熟字眼意味着烃源岩里的油比较重、比较黏。对于这种石油资源，必须像挖煤一样，把油页岩从地下挖出来，然后把它粉碎，粉碎之后进行隔绝空气地加热（干馏），像蒸桑拿一样把油从岩石中蒸发出来，然后收集后做进一步的炼制处理，也称为“人造石油”。日本侵略中国的时候，在东北的抚顺地区，就曾经开采油页岩生产人造石油，但是产量很低。而咫尺之遥的大庆地下却蕴藏着世界级的常规大油田未被日本人发现，真可谓天佑中华。新中国成立之初全国石油产量只有12万吨，到1952年全国石油产量也只达到43.5万吨。在广东茂名勘探发现总储量达51亿吨的油页岩矿，1961年茂名第一部页岩油干馏方炉建成投产。同时期，我国在1959年发现了大庆油田，随后茂名页岩油的低强度开发持续到20世纪90年代中期，终因成本不敌常规石油而放弃。我国的新疆地区也拥有资源储量巨大的油页岩。进入高油价后，对油页岩的开发也时有讨论。

（四）加拿大油砂

加拿大油砂处在一个巨型的沉积盆地中。加拿大阿尔伯特省以及临近的北部地区是一个非常大的沉积盆地，在远古时代这个地区也处于浅海。个人猜测，由于后期的下沉速度不够，又缺乏致密岩层覆盖，使得石油进入疏松的泥沙，从而形成巨量的加拿大油砂资源。加拿大油砂的油从油种的性质看，是沥青质较高的石油，油质不够成熟，很黏稠，因此物理分离在技术上有挑战，如果像油页岩一样去蒸，能耗过高，成本也高。目前有两种技术用于加拿大油砂的开发。第一种是对于浅层的油砂，先露天开采，然后将油砂集中进行热萃取处理；另一种是对于埋藏更深的油砂就地开采。为了提高油砂中沥青的流动性，往往向地下注入蒸汽。油砂的开采也是个苦力活，也很耗能，目前油砂的平均开采成本反而比页岩油更高。因此，加拿大油砂和深水石油一道，成为了当今世界的边际石油资源。但如果没有加拿大油砂，美国的石油供给压力也会进一步增大。