据说,中国的页岩油储量世界排名前列,为何美国已经产业化经营,中国几乎无所作为?

踏浪放歌

不谢邀,因为我就是学这个的,来主动回答一下吧

首先,我们得知道页岩油是个什么东西。页岩油、页岩气是以吸附态、游离态等相态赋存在泥页岩等细粒沉积岩的非常规油气资源,具有源储一体的特征。好了,这个是比较官方的定义,那让我说一下尽量说一下白话来解释一下页岩油是个什么玩意。在此之前,我需要科普一下石油地质学的前置知识,这个对你们了解页岩油气会有一些帮助。经过无数地质学家的研究,地下的石油基本上是保存在地下有很多洞洞的石头里面的,这种有很多洞洞的石头叫做储层,目前绝大部分储层都是沉积岩,也就是砂岩、灰岩以及含有页岩油气的泥岩。

这玩意就是储层,从地下弄上来的,你看看右边的洞,这里面可全是天然气

好的,我们已经知道储层了,可光有储层还不够,因为既然石油和天然气能很轻松的进入这些有很多洞洞的石头,那么肯定也能很轻松的出去,所以光有储层这玩意还不够,很定要有个什么东西来阻挡石油天然气,不让他们从这些石头里面流出去。那么地下有没有这种东西呢?肯定有的,这个东西就是盖层。在说盖层之前,还得和你们科普一个前置性的知识,就是毛管压力。简单来说,一个管子他到底能不能让水、石油和天然气啊这些东西流过去,取决于这个管子够不够细。越细的管子越不容易让水流过去。而储层的毛细管力比较小,液体很容易就能流过去,盖层的毛细管力很大,液体很难流过去,甚至部分盖层非常致密,连管子都没有,那就更难流过去了。说了这么多,就是让你们对盖层和储层有一个基本的认识:盖层能挡住液体,不让他流过去;储层可以装很多液体,但是没办法挡住液体。

讲完盖层了,那么石油和天然气又不是凭空变出来的,肯定有个什么东西能产生他,在地质学上,这个东西叫做烃源岩,你们可以把它想成臭水沟子或者池塘底下的烂泥,黑黑的,臭臭的,对,这玩意经过亿万年的地质演变就可能产生石油和天然气。这种烂泥里面有很多和生物有关的东西,比如尸体,粪便,尿,分泌物,一切与生物有关的东西,这玩意统称有机质,发黑发臭都是因为他。有机质里面的脂肪、纤维素等东西会演变成干酪根,这玩意就是石油和天然气最本质的来源,记住,烃源岩里面的干酪根产生了石油和天然气。有机质具体我就不再深入了,再展开还能说很多很多很多的东西,好多博士的毕业论文都是讲的烃源岩和干酪根,感兴趣的可以去看看。

好的,我们知道了烃源岩、储层和盖层,那么接下来就要讲页岩油气了。以往的学术观点认为,烃源岩主要产生油气,然后油气跑到储层里面,然后被盖层挡住,就形成了油气田。一百多年前,美国那边有人发现了一种石头,这种石头一点就着,可以取暖(不是煤炭)。后来美国人对这玩意进行了研究,就发现了这本质上是烃源岩,是烃源岩里面含有石油,才能被点着。好嘛,和常规的认识存在了很明显的差别,然后他们就发现了,页岩油和页岩气。所以,页岩油和页岩气,简单来说,就是保存在烃源岩里面的石油和天然气。他自己是烃源岩和储层,对盖层的要求又不高。好的,我把页岩油气到底是个啥说明白了。让我们回答第二个问题,我们国家的页岩油资源是处于世界前列的吗?

这个就是页岩储层的扫描电镜照片,这个放大倍率有点低,很多孔隙其实要继续放大了才能看得到

是,也不是。目前中国的页岩油地质资源总量大概是 318.99×108t,和美国差不太多,但是这玩意不是我们能开采出来的页岩油的数量,这玩意是另外一个名词,叫做探明储量,这个我们和美国差的可就有点远了。2017 年美国页岩油的探明储量是 27.25×108t,2021 年底我们页岩油的探明储量也才 12.2×108t,和美国差的有点远。所以说,我们国家页岩油储量排在世界前列吗?按照地质资源总量来说的话,是的,但是按照探明储量来说,差的有点多。地质储量是一个估算的资源量,是说我们大概有这么多的页岩油资源,至于能开采出来多少,天知道。而探明储量不一样,这个是严格计算出来的,是要提交给自然资源部的,未来是真的要开采出来这么多的一个储量,是我们能拿在手里的储量。所以,站在探明储量的角度来说,我们国家的页岩油资源,其实不算多。

那么我们国家和和美国的差别那么大呢?站在地质的角度来看,我认为有如下的差别。

第一,我们国家的地质条件太复杂,太复杂。我们国家其实是由华北板块、华南板块和塔里木板块三个板块拼成的,这三个板块相互挤压,形成了我们国家的大好河山,但对于我们石油地质学人来说,这 tm 就是老天再刁难我们,山脉多就说明褶皱断层多,褶皱断层多就意味着勘探难度大。因为石油毕竟是地下的东西,我们总不可能钻到地下去亲眼看哪里有石油,哪里有天然气,所以只能借助钻井和地震资料。而美国,就是位于北美板块里面,构造稳定,一马平川,没什么山脉,没什么断层,地质构造非常简单。好嘛,这还不算完。和美国相比,我们的页岩油气埋的还更深,简单来说,越深的石油天然气勘探的难度和成本越大。打一口一千米的井和四千米的井花的钱绝不是四倍,可能是十倍甚至二十倍,所以美国的勘探难度很低,钻井花的钱也少,自然勘探页岩油的难度就很低,假如说美国石油学家找页岩油是普通难度,我们就是地狱难度。

中国的板块构造图,黑色的是绵延几百公里的大断层,小一点的断层根本没画
中国的近几百万年的断层分布图,密恐福利,红色的是全新世以后形成的断层,紫色是晚更新世到全新世形成的,绿色的是早中更新世形成的,黑色的就是第四纪以前形成的
美国的断层分布图,主要是现今还活跃的断层,之前活跃的断层分布其实也差不了多少,美国的中西部构造很简单,没什么断层

第二,我们国家的页岩油烃源岩类型和美国不一样。美国的页岩油主要是巴肯组、沃尔夫坎普组海相页岩,海相页岩的干酪根产生石油的能力是最好的。而中国的页岩油主要是大安寨段、青山口组这些陆相页岩,干酪根产生是有的能力比较差。这还不算完。海相页岩是形成在海底的,他的分布范围很广,平面和纵向上没什么变化,而陆相页岩是形成在湖泊三角洲这些地方的,分布范围不大,而且平面和纵向上的变化非常大,这就提高了勘探难度。

第三,海相页岩的矿物组成和陆相不一样,海相页岩石英含量很高,石英很硬,是一种脆性矿物,石英含量高,就有利于压裂改造。陆相页岩黏土矿物含量高,黏土矿物很软,是一种塑形矿物。想象一下,你去用锤子砸一块石头,石头一砸可能就碎了,但是你要用锤子砸轮胎,随便你砸,轮胎可能连个裂口都不会产生。夸张一点来说,海相页岩就是石头,陆相页岩就是轮胎,锤子就是压裂改造手段,同样的改造手段,海相页岩可能产生了又大又深的缝,延伸上百米,陆相页岩只会产生一些延伸十几米几十米的缝。所以陆相页岩开发难度高,海相页岩开发难度低

第四,就是美国的页岩油开采是私有企业,他们只管降低成本,实现收益最大化,而中国页岩油的开采则是国有企业,除了降低成本,必须要考虑对环境的影响,这就导致了压裂液这些投入的选择上出现了很大的差异。

就像我前面所说的,美国的页岩油页岩气埋藏深度比较浅,还是海相页岩,压裂产生的裂缝轻轻松松就能达到一两百米,这些裂缝很可能就会和地下水沟通,什么压裂液,页岩气就会沿着裂缝转移到地下水里面,然后地下水又转移到河流湖泊,自然就会污染环境。我们国家的页岩埋藏比较深,而且是国企开采,从勘探到开发,必须要考虑环保问题,所以开采页岩油的环境污染问题不是很大。而美国的页岩油的开采全部是私人企业,成本相对中国低得多,那。。。环境问题?污染你们屁民的生存环境管我资本家老爷什么事?受着吧

最后,中国几乎无作为吗?当然不是,无数的和我一样的在校研究生、油田的科研人员、一线工人都在为我国的能源行业默默的奉献着,我们的贡献不是某些人说一句话就能够给抹除的,我甚至不屑于举例说明我们不是毫无作为,因为我们永远叫不醒一个装睡的人。所以,与其在这里说我们到底干了什么,倒不如踏踏实实继续干活,默默的走我们中国自己的能源发展道路。

好了,我的回答结束了,希望能对你们有所帮助。

没想到我的回答火了,还是谢谢大家,我也就是一个普普通通的研究生,没什么大不了的,还有很多的只是我还要学习,现在来补充一下吧

关于第四点,评论区有个人和我吵的很凶,本来我举了一个例子来反驳他,没有考虑到这个例子科不科学,不过他既然反驳我,我也就只好查一查文献了。在这里补充一下。原本我举的例子是美国鹰滩组页岩,这个页岩的特点就是埋深很浅,方便开采,他上面的石头是 Austin chalk 组灰岩,是一套致密的灰岩,孔隙确实不发育,理论上应该不会透水。但是 Austin chalk 组内大量发育小断层,在德克萨斯州中部、西南部和西北部均有发现,显著改造了 Austin chalk 组灰岩,使其变成了碳酸盐岩致密储层,同时部分断层没有被后期矿物完全充填,且与下部鹰滩沟通,这样一来,鹰滩组页岩的压裂缝稍微压宽一点,延伸长度稍微长一点,完全可以与 Austin chalk 组先前存在的断层连通,直接通到地表。换句话说,压裂鹰滩页岩的时候,只要压裂缝稍微宽一点,就可能与上面地层之前存在的断层连起来,这样就形成了一个“管子”通过压裂手段改造形成的页岩油气与压裂液完全有可能顺着这些管子通到地表。实际上我们国家的页岩油开发也存在这个问题,特别是山东的济阳坳陷,但是我们制定了相应的开发方案避免了这一问题。

放一下参考文献吧,要不然我花时间查的文献不是白查了?嘿嘿嘿

1. Fault zone processes and fluid history in Austin Chalk, southwest Texas

2. Evidence for regional fluid migration in the Eagle Ford Formation, Austin Chalk, and Buda Limestone of south-central and west Texas, USA

3. Natural arsenic-rich spring waters discharging from the Austin Chalk, North-Central Texas, USA: Mineral and chemical evidence of pyrite oxidation followed by reductive dissolution of neo-formed Fe(III) oxides/oxyhydroxides.

补充完毕