一、概  况

2014年9月27日到10月1日，美国石油地质学家学会（American Association of Petroleum Geologist ，AAPG①）东区第42届年会在加拿大安大略省伦敦市召开。由于伦敦市是北美洲石油行业的发源地，所以此次会议的主题是“回到源头”（Back to the source），旨在表达特殊的纪念意义。会议注册人员多达240人，主要是来自美国、加拿大石油行业和地质方面的专家、学者和相关油田技术服务公司人员，加拿大安大略省北部发展和矿业厅(Ontario Ministry of Northern Development and Mines、安大略省自然资源和林业资源厅、安大略省地质调查局、曼尼托巴省地质调查局等政府部门的官员也参加了会议并做专题报告。中国石油勘探开发研究院的专家以及国土资源部2014年赴加拿大中长期培训团的部分成员也参加了此次会议。

会议由专题研讨、大会报告及成果展板展示和野外考察三部分组成。会议在表彰10名专家学者对AAPG作出杰出贡献的活动中开幕。会议期间还有青年地质学家组织的北美青年地质学家聚会等活动。会议总体情况如下：

1. 会议论文及成果展板

在会议提交的70余篇论文摘要中，大会组委会选择了56篇在分论坛上演讲，14篇在会场作专题展板进行展示。70篇论文大致包括13个主题，分别是：（1）水力压裂技术和页岩气开发：加拿大国内评价和国际评价；（2）资源的作用：传统和非传统能源资源储量评价；（3）奥陶系油气资源储层：Utica组和Trenton组；（4）成藏研究：井下影像、孔隙结构及多孔性介质构造；（5）控制碳氢化合物运移的基岩和构造；（6）二氧化碳的捕获与封存；（7）盐矿的地质特点、开采方法和储存作用；（8）安大略省的油气开发管理条例及相关法律；（9）含水、含气地层的地球化学和水文地质特性；（10）地质科学在放射性废弃物长期管理中的作用；（11）从岩石露头和隐伏地层看河流沉积体系；（12）加拿大东部油气资源评价；（13）数据库管理：老问题的新面孔。

2. 专题研讨

除了上述论文和成果展示外，会议还安排了5个专题讨论单元，都是围绕页岩和水力压裂技术展开的，分别是：（1）Appalachian盆地非传统油气藏的过去、现在和未来发展趋势；（2）加拿大西部领地Central Mackenzie 河谷的Canol页岩的利用前景；（3）页岩矿床的水力压裂技术；（4）水力压裂效果的微震监测；（5）安大略省的古生代富含有机质的泥岩研究：Collingwood、Blue Mountain和Kettle Point地层中的岩芯分析。

3. 野外考察

野外有3条路线。路线一：泥盆系油田 MacGregor采石场及北美油田历史发源地，重点考察北美油田发源地油气博物馆及该油田储层Lucas组的碳酸盐岩地层。路线二：尼亚加拉峡谷的地质及水文地质印迹，重点考察安大略省含气、含浅层淡水和含深层盐水的志留系和上寒武系地层。路线三：安大略省电力公司在Bruce核电厂的低中级次核废料深部地质储存室，重点考察在解决低中级次核废料处理问题中，地质工作如何为寻找深层地质储藏室服务。
从大会前两个部分的内容安排和提交的论文内容方面不难发现，与今年4月及近几年的AAPG年会相似，富含油气资源的页岩储层及页岩气开发技术研究依旧是大会的焦点。与此同时，二氧化碳捕获与封存、常规油气藏和地质工作在核废料保存方面的相关研究也受到与会专家的关注。

二、页岩储层及页岩气开发技术相关研究

与会专家除了进一步探讨页岩成藏的规律和机理外，还将更多的目光聚焦在进一步深入分析已有地层的地质特性、寻找新的目标地层、使用各种分析技术和手段弄清页岩的地球化学等各项特性，以及密切关注水力压裂技术所带来的环保问题，并试图通过提前谋划，尽可能化解相关风险。

1. 继续深入分析已有地层的各项特性

EQT Production和SUNY Fredonia公司的专家通过测量黄铁矿颗粒大小来分析研究Marcellus页岩的动态氧化还原条件，从而判断页岩中有机质的赋存状况。西弗吉尼亚大学和中国科学院大学的专家进一步深入分析美国Appalachian盆地泥岩（页岩）的有机质成分、裂缝分布等地质特性，希望进一步提高页岩气的产量。

2. 聚焦目标地层和寻找新地层

此次会上，两国专家将注意力不仅放在已发现有丰富储量的中泥盆系的Marcellus、奥陶系的Point Pleasant-Utica和Geneseo/Burket地层，而且还在继续寻找和关注新的地层，如加拿大安大略省的Kettle Point地层、Cobourg地层的Collingwood组以及Blue Mountain地层的Rouge River组，以及阿尔伯塔省中北部的上白垩系Puskwaskau组泥岩（图1）。加拿大曼尼托巴大学（University of Manitoba）和曼尼托巴地质调查局（Manitoba Geological Survey）的专家在对泥盆系的Winnipegosis地层和Duperow地层进行岩芯测试、碳酸盐和有机质成分分析、地球化学测试和岩石热解分析（Rock-Eval pyrolysis）后，认为这两组地层有可能成为新的常规油气藏和非常规油气藏的重要目标储集地层。

3. 采用多种先进的技术和方法精细分析研究

美国和加拿大专家学者，不论是公司的还是科研院所的，都试图采用各种先进的分析技术和方法，分析页岩各种特性和弥补已有技术的缺陷，获得了丰富的新数据和新认识。如斯伦贝谢公司（Schlumberger）所用的红外漫反射技术

图1  北美地区页岩资源潜力分布图

（Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy，Diffuse DRIFTS），可以做到在钻井过程中，同时收集、分析成藏特点、干酪根类型及干酪根成熟度和计算总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）, 精确度达到±5wt%，较大程度地提高完井质量和井产量，弥补了现有钻井无法同时开展钻探和收集相关地层数据及收集成本较高的缺陷。塞内卡资源公司（Seneca Resources） 和斯伦贝谢公司的专家通过X射线荧光（X-Ray Fluorescence，XRF）来直接测量岩石中铝（Al）元素的浓度，避免通过Si、Ca和Fe的浓度推算带来的误差。俄亥俄州大学（Ohio State University）的专家对Eagle Ford页岩运用比表面（Brunauer–Emmett–Teller Theory，BET）氮气吸附设备分析孔径分布情况，用扫描电镜得到页岩内部的孔结构图像，运用X 射线衍射仪（X-ray Diffraction，XRD）进行成藏和化学特性分析，提高了对Eagle Ford页岩的资源潜力评价准确度。

4. 关注水力压裂技术在页岩气开发中可能带来的环境问题

很多非政府组织都在关注水力压裂技术带来的水源污染问题。能源消费者联盟（Consumer Energy Alliance, CEA）的专家认为，在当前和今后一段时间内，非技术风险（non-Technical Risks, NTRs）会影响页岩气开发的进程，美国的俄亥俄、密歇根、印第安纳、科罗拉多、新墨西哥、纽约、新泽西等11个州全境范围的大部分居民都在抵制使用水力压裂技术。由于当地居民的抵制，部分地方政府已经开始立法，限制在压裂操作中使用可能带来环保问题的支撑剂和压裂液；美国内政部土地管理局（Bureau of Land Management）有可能将在2014年晚些时候就压裂技术进行立法。ALL咨询公司的专家还预测，有些政治家还会借用水力压裂技术的环保问题来做文章，例如提高税收等。加拿大安大略省政府因为各方争议较大，一直未明确表态是否支持在页岩气开发中使用水力压裂技术。

三、二氧化碳捕获与封存研究

二氧化碳捕获与封存研究也是大会关注的热点，重点是对影响封存能力的因素研究、封存能力指标体系研究和封存成本研究三方面，研究成果让大家更加看好地质工作在碳封存中的作用，对通过地质工作者的努力而缓解全球气候变暖充满希望。

1. 影响二氧化碳封存能力的因素研究

纽约大学学者研究认为，不同的岩性存在不同的二氧化碳封存能力，对于页岩、孔径的分选性可提高对二氧化碳的封存能力；对于灰岩，比表面（Brunauer–Emmett–Teller Theory，BET）面积的大小决定了封存能力大小；Battle公司和核心能源公司（Core Energy，LLC）还通过脉冲中子捕获器（Pulse Neutron Capture，PNC），定量分析不同注入压力和液体对封存能力产生的影响，从而为寻找理想的二氧化碳储层提供有效的理论指导。

2. 二氧化碳封存资源评价指标及系统研究

美国西部密歇根大学和两家能源公司（Sanchez Energy，Chesapeake Energy）的研究人员建立了碳封存资源评价系统（Storage Resource Estimates，SRE），并以密歇根盆地为例，分析了盆地中部Bass岛的上志留统白云岩分布区，并认为其可能是二氧化碳封存库的新选区，其封存能力约有1.5Gt（1Gt约等于1000亿吨）。美国伊利诺斯州地质调查局、大草原研究所（Prairie Research Institute）、伊利诺斯大学和Champaign公司共同开展研究，定量分析了三角洲、陆架碎屑、生物礁等8种不同沉积环境下，二氧化碳封存的效率（storage Efficiency，即注入二氧化碳量与储存在地层中的二氧化碳量的比值），希望以此为二氧化碳储层的选择和筛选提供理论参考。

3. 分析二氧化碳封存成本及经济责任

美国能源部国家能源技术实验室（US DOE/National Energy Technology Laboratory）和三家公司的专家通过模型分析，比较不同运输距离、不同封存能力的储存库在不同年封存量的情况下，各储存库的封存成本，以此探讨如何降低二氧化碳封存成本；来自上述实验室和公司的专家还介绍了美国环保署的VI类井管理条例②，该条例适用于二氧化碳地质封存。这个条例严格要求了区域选择与纠正措施、经济责任、注入井的施工、运行、机械完整性测试、监测、井堵塞、注入后现场管理、现场封闭等相关的技术标准，旨在有效保护地下饮用水资源免受人为污染。

四、常规油气研究

在页岩及页岩气等非常规油气受到关注的同时，常规油气的研究也在不断推进，会上的专家也带来了一些新的研究成果，包括努力寻找新的油气藏，如安大略省地质调查局对已有钻井资料进行认真研究后认为，Hudson海湾盆地具有较强的油气勘探潜力；以及探索研究如何更高效分析地层中的油气运输通道，如斯伦贝谢和Dundee能源公司的研究人员研究出离散裂缝网络分析(Discrete Fracture Network，DFN)模型，可以利用已有不同范围尺度的资料，如钻井、地震和高精度航磁资料，来分析地层中的裂隙及断层发育情况和走向，有助于提高油气产量。

五、地质科学在核废料保存方面的研究

会议上，还有专家探讨用地质理论来研究核废料的长期保存问题。如核废料管理组织（Nuclear Waste Management Organization）和女王大学的专家，为加拿大最大的Bruce核电站就近寻找深层地质储藏室（Deep Geological Repository，DGR）来长期保存低级和中级核废料，并利用二维和三维离散元和连续模型（Discrete Element and Continuum Models）方法，预测储藏性能与时间的变化关系，以此来更好指导核废料储层和盖层的选择。滑铁卢大学建立了单相密度流体运移模型（Density-Dependent Flow and Transport, FRAC3DVS-OPG）和两相气水流体模型（Two-Phase Gas and Water Flow Model, TOUGH2-MP），来评价压力大小对长期储藏性能的影响。

六、思考与建议

当前，我国页岩气开发利用持续升温，开采方面虽然已经引入美国等国家的技术，但从会议上专家介绍的情况来看，对页岩的基础分析和地质研究没有止境，仍然有必要继续跟踪国际研究，继续深入研究我国的页岩地质情况；同时，还要高度重视页岩气开发过程中，非技术因素的影响和可能引发的环保问题，提早开展相关研究和技术储备，为我国页岩气的高效、环保利用保驾护航。为此，提出以下几点建议：

1. 持续跟踪国际页岩气研究评价新动向，注重引进吸收相关先进分析技术和环保技术。从目前美加专家学者在页岩气的精细分析研究中所使用的分析技术来看，有些是老技术新用，如比表面分析；有些则是新技术引入，如红外漫反射技术，但其相关技术思路值得我们关注、借鉴和利用。

2. 继续加大我国页岩气资源的地质特征分析和研究，进一步摸清我国页岩和页岩气资源的主要地层、潜力地层及成藏规律、岩性特征和开发难点，为未来选择合适的开发方法和应急预案做好准备。

3. 高度重视页岩气开发过程中非技术因素的影响。从美国和加拿大两国页岩气的开发实践中不难发现，影响页岩气开发的不仅有技术因素，还有非技术因素，如矿地关系、环境影响、经济补偿等（出于安全考虑，美国和加拿大一些地方政府已经通过立法来抵制水力压裂技术）。随着党的十八届四中全会全面推进依法治国重大战略部署的实施，资源开发中需要更加注重民众意愿、更好协调各方关系，关注各种非技术因素问题，加快相关政策、法律法规研究。

4. 继续跟踪二氧化碳捕获与封存国际研究，并加大对国内相关研究的支持力度，不断完善二氧化碳封存库潜力评价和成本分析评价体系，为相关政策的制定提供科学依据。