综述：中国陆相页岩油的多样性

《Earth-Science Reviews》：Diversity of continental shale oil in China

　　赵宪政|刘远|吴卓雅|董海亮|刘晓鹏|杨润泽|张鸿|刘照龙|李金恒|马超中国石油集团咨询中心，北京100724摘要北美地区海洋页岩油的成功勘探与开发为高效开发中国大陆页岩油资源提供了可能。不过与美国境内的页岩油不同，中国的页岩油主要分布在大陆盆地中。中国沉积盆地类型多样，由于大陆页岩油的复杂性与多样性，其岩相变化迅速，岩性复杂，岩相组合也多种多样。要有效评估和利用中国的大陆页岩油，就需要对中国多个大陆页岩油盆地从古生代到新生代的各类页岩油地层进行系统分类和总结，但目前相关工作仍较为有限。本综述根据垂直岩相变化规模以及页岩油的运移聚集特征，将中国大陆页岩油主要分为层状、混合型和夹层型三种类型。同时进一步阐述了不同类型页岩油的岩石学与储层特征、含油性、运移聚集特征、富集的主要控制因素以及资源潜力。总体而言，本研究旨在为中国大陆页岩油的高效勘探开发提供科学依据，也为全球页岩油富集特征的进一步研究提供参考。

引言全球页岩油储量极为丰富，全球有100多个盆地含有页岩油（IHS Markit，2015）。页岩油的地质资源量约为9370亿吨，其中技术上可开采的资源量为618亿吨（Striolo和Cole，2017；Salygin等人，2019；Feng等人，2020）。页岩油主要产自北美、俄罗斯和中国。2013年，美国能源信息署与Advanced Resources International联合评估认为，中国技术上可开采的页岩油资源量为44亿吨，位居世界第三。自2023年起，中国每年的页岩油产量已超过4×10^6吨，充分体现了中国大陆页岩油的巨大资源潜力（Zhao等人，2023a）。美国是首个实现页岩油商业开发的国家，目前也是全球最大的页岩油生产国（Gong等人，2013；Soeder，2018；Kim和Lee，2020；Vatter等人，2022；Balke等人，2024）。美国的页岩油发展历程可分为三个阶段：勘探发现阶段（1953–1999年）、技术突破阶段（2000–2007年）以及快速发展阶段（2008年至今）。2023年，美国的页岩油产量达到4.2亿吨，占其原油总产量的64%。美国页岩油和天然气革命的成功推动了我国非常规油气产业的快速发展，同时也为全球非常规油气资源的开发提供了宝贵的经验借鉴（Solarin，2020；Shakya等人，2022；Camp等人，2023；Rodhan，2023）。在美国的勘探实践中，“致密油”这一术语被广泛用于描述储存在低渗透、低孔隙度的岩石中的石油资源，这类岩石包括致密泥质页岩、碎屑岩和碳酸盐岩。这一定义恰恰反映了美国页岩油高产的背后所对应的资源构成，以及非常规油气资源开发过程中的复杂性与多样性。不同国家和地区对页岩油和致密油的概念存在差异，这些差异源于地质条件的多样性、资源赋存的复杂性以及开发技术的适应性。在中国，以页岩岩层为主的致密岩层中的石油资源统称为“页岩油”（Jin等人，2023；Zhao等人，2023a）。页岩油是一种存在于低孔隙度、低渗透性的页岩为主的致密含油岩层中的石油资源，正逐渐成为全球能源领域的关注焦点（Zou等人，2023）。页岩油包括直接储存在泥质页岩的孔隙和裂隙中的石油，以及位于页岩岩层附近或与之互层的致密碳酸盐岩和碎屑岩中的石油资源（Hackley和Cardott，2016；Zhou等人，2019）。2015年，美国能源信息署估计，中国技术上可开采的大陆页岩油资源量为43.7亿吨，位居全球第三，仅低于美国和俄罗斯。中国的大陆页岩油已成为非常规油气勘探的重点领域，但其复杂的沉积环境、多样的岩相以及不稳定的储层质量给分类和开发带来了巨大挑战。不同地质时代、不同区域、不同盆地，甚至同一盆地内部，大陆页岩油在横向和纵向上都可能存在差异。虽然北美拥有较为成熟的海洋页岩油产区，但中国的页岩油资源主要分布在大陆盆地中，这些盆地具有很强的非均质性，岩相变化迅速，导致垂直岩相组合十分多样。目前，中国尚缺乏统一的页岩油类型分类体系。研究人员提出了多种页岩油分类方案，主流的分类方式主要包括以下几类：Jiao等人（2020）根据页岩的沉积特征，将中国大陆页岩油分为夹层型、混合型和纯页岩型三种；Zhao等人（2023a）根据砂岩与地层的比例或沉积岩相带，将页岩油分为致密油型、过渡型和纯页岩型三种；Jin等人（2023）根据页岩油储藏空间和储层岩性的差异，将其分为夹层型、裂缝型和纯页岩型三种；Guo等人（2024）则根据源岩与储层的宏观性质及微观空间配置关系，将其分为源储分离型、源储共存型和源储整合型三种。尽管中国研究人员已经基于沉积特征、岩层类型、岩相组合、储层类型、热成熟度、源储配置等多种因素提出了多种大陆页岩油类型分类方案，但尚未建立起基于垂直岩相变化和储层行为的统一分类框架。在本综述中，我们以现有研究为基础，重点探讨了页岩油地层中不同的岩相类型、垂直岩相变化规模的差异以及页岩油的运移聚集特征。我们将中国大陆页岩油分为层状型、混合型和夹层型三种，从而揭示了中国大陆页岩油多样化分布特征的重要性，旨在为未来中国大陆页岩油的勘探策略提供有地质依据的参考。此外，我们还分析了中国西部、中部和东部三大区域页岩油盆地的差异与地层岩相垂直变化的复杂性之间的关系，详细阐述了三种类型页岩油的典型地质特征和形成机制，对中国十几个大陆页岩油盆地的不同页岩油层进行了主要类型划分，比较了三种类型页岩油在岩石学与储层特征、含油量与聚集特征以及富集控制因素方面的差异，分析了三种类型页岩油的典型盆地案例，最后评估了这三种类型页岩油在中国的资源潜力。通过这份全面的综述，我们为中国大陆页岩油的高效勘探开发提供了科学依据，也为全球页岩油富集特征的进一步研究提供了参考。

章节节选中国大陆页岩油的多样化分布特征由于美国页岩油和天然气革命的成功，长期以来被视为“源岩”的中国页岩岩层成为了重要的研究课题。2009年，中国提出了“连续油气聚集”“致密油”和“页岩油”等概念，随后在大陆富有机质的页岩岩层中取得了一系列重要突破，显示出在大陆环境中开发成熟页岩油的良好前景（Zou等人）。

岩石学与储层特征鉴于中国大陆页岩油沉积背景的复杂性，相关研究主要集中在储层的非均质性、含页岩油页岩岩层中沉积岩的细粒组分、沉积作用的演化过程，以及沉积事件导致的源储配置的形成与差异等方面（Li等人，2022c；Guo等人，2023b；Wang等人，2025）。这里我们将探讨页岩油的岩石学与矿物学特征。

含油量与聚集特征对比中国咸水环境和淡水环境中大陆页岩油的干酪根生成特征可以发现，烃类源岩的干酪根存在差异，其成熟和演化过程也在不同的条件下进行。不同类型页岩油的含油量特征及其控制因素也存在显著差异。通过比较三种不同类型页岩油的运移规模和机制，可以发现它们之间的差异。

富集的主要控制因素与常规油气相比，页岩油的富集受构造高点的影响较小。在各种地质条件的作用下，持续积累的页岩油会导致富有机质组分和贫有机质组分之间出现不同的烃类运移和聚集特征。层状型、夹层型和混合型页岩油中的富有机质组分和贫有机质组分的分布也有所不同。

源储配置

成果与资源潜力中国的大陆页岩油资源潜力巨大（图12）。自2011年以来，中国在大陆富有机质页岩岩层中开发三种类型的页岩油取得了重大突破，这些区域包括准噶尔盆地的PLCG、鄂尔多斯盆地的TYC-7、渤海湾盆地的EKD-2和ESHJ、松辽盆地的KQSK、苏北盆地的EFN-2、四川盆地的JLGS、柴达木盆地的EGCG以及北部湾盆地的ELSG（图13）。这些突破表明，中国大陆页岩油的开发前景十分广阔。

展望中国的大陆页岩油盆地类型多样，沉积环境各异，导致页岩油层存在快速的垂直变化和强烈的水平非均质性。复杂的地质条件以及各个区域和地层边界的不清晰性，使得页岩油类型的判定十分困难，因此本综述中所采用的页岩油分类方法存在一定的局限性和不确定性，因为有些盆地中存在多套不同类型的页岩油。

结论复杂的构造-沉积演化背景造就了中国大陆页岩油类型的多样性与复杂性。中国三大区域的盆地类型不同，导致从西到东页岩油岩相类型也存在差异。根据垂直岩相变化规模以及页岩油的运移聚集特征，中国的大陆页岩油主要可以分为层状型、混合型和夹层型三种。

未引用参考文献Guo等人，2025

利益冲突声明作者声明不存在任何可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢我们感谢编辑和匿名审稿人提出的建设性意见，这些意见有助于提升本综述的质量。同时，我们也感谢Hongjian Zhu的宝贵建议。本研究得到了国家关键研发计划项目（2020YFA0710504）和中国石油集团科技项目（2019E-26）的支持。