二叠纪盆地
有丰富石油矿藏的盆地
二叠纪盆地(Permian Basin)也被称为西德克萨斯盆地(West Texas Basin)。是美国得克萨斯州西部和新墨西哥州东南部的大型沉积盆地,因为盛产石油而闻名。二叠纪盆地是美国页岩油主要产区,其最大的私营石油和天然气生产商为Endeavor。二叠纪盆地面积约19万平方千米,和中国河北省的面积相当。
在二叠纪和三叠纪期间,它是一个与二叠纪盆地广阔三角洲完全相接的海盆。这个盆地包括3个相互连接但又互不相同的沉降区,自东而西为∶米德兰(Midland)盆地、德拉瓦盆地和马尔法(Marfa)盆地。二叠纪盆地二叠纪岩石中的油气主要聚集在潟湖白云岩碎屑岩与滨海蒸发岩的上倾接触处以及盆地河道充填碎屑岩中。二叠纪时期,盆地发生了区域性沉降,沉积了约2100米至4200米厚的碎屑岩、碳酸盐岩与蒸发岩地层。在该演化背景下,二叠纪盆地形成常规储层。1920年,在二叠纪盆地首次发现了石油,三年之后,SantaRitaNo.1的井开采出工业油流,二叠纪盆地石油开始慢慢发展。在上世纪70年代,二叠纪盆地的石油产量达到高峰,年产量达到7.4亿桶,随后逐年下降。2005年后,因为页岩革命,美国石油产业迎来了第二春,二叠纪盆地石油产量迅速回到了其上世纪70年代的巅峰水平。2015年8月,埃克森美孚在收购了二叠纪盆地48000英亩土地。从2015年12月到2017年3月,月度新增钻井数量增长了280%。北美石油产量回升也主要依赖于二叠纪盆地。到2023年,二叠纪盆地占美国石油产量(1320万桶/日)的一半左右。
位置境域
二叠纪盆地位于美国得克萨斯州西部和新墨西哥州东南部。在二叠纪三叠纪期间,它是一个与二叠纪盆地广阔三角洲完全相接的海盆。这个盆地包括3个相互连接但又互不相同的沉降区,自东而西为∶米德兰(Midland)盆地、德拉瓦盆地和马尔法(Marfa)盆地。二叠纪盆地面积约19万平方千米,和中国河北省的面积相当。
地理特征
得克萨斯州西部和新墨西哥州东南部二叠纪盆地的瓜达卢普沉积岩露头是跨越碳酸盐陆架结合相关系的典型例子。在地下,这些岩石形成典型的烃相圈闭,从盆地到陆架上倾终端。半个多世纪的勘探钻探表明,二叠纪盆地二叠纪岩石中的油气主要聚集在潟湖白云岩碎屑岩与滨海蒸发岩的上倾接触处以及盆地河道充填碎屑岩中。陆架边缘(礁石)相含有海绵状孔隙,但通常是水饱和的。这些相关系和油气产状提供了勘探模型,可用于勘探油气以及开采。
历史变迁
距今约300百万年前,二叠纪盆地位于古赤道以北约10°的Pangea大陆西缘的北美克拉通南翼,该区域在演化过程中经历了中等程度的沉降并且以碳酸盐岩沉积为主。两处向南延伸的大型台地,Diablo和Central Basin台地将4个海盆区区分开来。其古地理形态与现今的巴哈马国碳酸盐岩台地相近,但水体深度与气候环境有所不同。
二叠纪时期,盆地发生了区域性沉降,沉积了约2100米至4200米厚的碎屑岩碳酸盐岩与蒸发岩地层。二叠纪初,盆地水体较浅,接近晚二叠纪末时,地平线升高,水深达到了500米以上。二叠纪盆地的地层沉积也基本受到了海平面变化的控制。总体而言,大陆架边缘地区以碳酸盐岩沉积为主,海盆区以碎屑砂岩和粉砂岩沉积为主。在高海平面时期,沿台地边缘发育生物礁和碳酸盐岩颗粒滩,陆棚区被广泛分布的碳酸盐岩相和蒸发潟湖相所覆盖,海盆区只沉积了较薄的碳酸盐浊积岩。在低海平面时期,风成沉积物和河流携带的陆源沉积物通过陆棚区的运移最终进入海盆区形成由厚层砂岩和粉砂岩组成的浊积岩沉积。
在该演化背景下,二叠纪盆地发育有四套主要的烃源岩,晚石炭纪到二叠纪的沉降使盆地内的大部分烃源岩成熟生烃。上二叠统膏盐岩形成晚期封闭,从而使油气有效保存。中生代时期,二叠纪盆地为一处稳定的非沉积台地。晚第三纪时期盆岭区的构造活动使盆地西部发生隆起,使第三系之前的地层向东倾斜5至10°,二叠系地层受到侵蚀。地下水循环与二叠系地层发生溶解和交代作用,形成常规储层。
人类活动
1920年,在二叠纪盆地首次发现了石油,三年之后,SantaRitaNo.1的井开采出工业油流,二叠纪盆地石油开始慢慢发展。在上世纪70年代,二叠纪盆地的石油产量达到高峰,年产量达到7.4亿桶(约合1亿吨),这一产量几乎是大庆油田巅峰时期的两倍。二叠纪盆地迄2022年为止已生产石油超过290亿桶、天然气75万亿立方英尺。
从70年代起,美国石油产量达到峰值,随后逐年下降,二叠纪盆地也未能幸免。与此同时,中东发现的石油越来越多,世界石油产量中心也因此从美洲转移到中东,西方国家同中东的关系也越来越复杂。2005年后,因为页岩革命,美国石油产业迎来了第二春,二叠纪盆地石油产量迅速回到了其上世纪70年代的巅峰水平。2010年,二叠纪盆地石油日产量仅为100万桶左右,当年美国石油日产量不足600万桶。然而,在此后的几年里,二叠纪盆地成为美国石油产量增长的关键驱动力。
二叠纪盆地自2007年开始一直增产,2014年6月油价暴跌前产量为159万桶/日。美国石油钻探作业大部分增量都集中在二叠纪盆地。该盆地曾在2017年3月创下单月新增钻井批文超过500口井的纪录。从2015年12月到2017年3月,月度新增钻井数量增长了280%。北美石油产量回升也主要依赖于二叠纪盆地。当时,二叠纪盆地的石油产量已经回到其20世纪70年代的巅峰水平。2015年8月,埃克森美孚在收购了二叠纪盆地48000英亩土地。
自2020年以来,二叠纪盆地的年产油量已经超过了伊拉克,两者之间的差距还将在未来两年内扩大。2022年,二叠纪石油产量将超过挪威和巴西产量之和(约为480万桶/日)。到2023年,二叠纪盆地占美国石油产量(1320万桶/日)的一半左右。
2023年10月11日,埃克森美孚称,同意以595亿美元的全股票交易收购页岩油企业Pioneer Natural Resources,Pioneer股东持有的每股Pioneer股票将获得2.3234 股埃克森美孚股票,预计今年上半年完成交易。这是收购美孚以来埃克森美孚规模最大的并购交易,被视为确立埃克森美孚在二叠纪盆地霸主地位的交易。
资源储备
二叠纪盆地的潜在开发油层为4.7万英里,原油技术可采储量达到246亿桶,天然气达到79万亿立方英尺,NGL达到63亿桶。其中Spraberry层和Wolfcamp层的技术可采储量最大。另外,二叠纪的石油储量非常丰富。2017年5月勘探显示,二叠纪盆地可采储量达到42亿桶,天然气储量3.1亿吨。
根据美国地质局2016年11月的报告,仅二叠纪盆地Midland次盆的Wolfcamp页岩层的技术可开采资源就达到200亿桶,天然气储量达到16万亿立方英尺,还有16亿桶的天然气凝析液。根据Wood Mackenzie和PXD的估算,二叠纪盆地的剩余可开采数量高达1500亿桶。
资源开采
由于该地区含油量丰富,以及开采技术的进步,所以资源开采起来比较容易。二叠纪盆地主力产油层多、厚,且含油量高。垂直方向上看,拥有比较著名的如Spraberry、Wolfcamp、BoneSpring等10余个目标层,单单Wolfcamp层,还包含WolfcampA、WolfcampB、WolfcampC和WolfcampD层等多个产油层。从厚度上来看,Permian的产油层厚度达到1300-1800英尺,其它两个产油区Bakken约10-120英尺,Eagle Ford约150-300英尺。
2005年,页岩油气革命和水平压裂技术的出现,使得二叠纪盆地重获新生,让原来蕴藏在页岩中的石油得以开采,而且开采的成本大幅下降。二叠纪盆地的原油产量再次大幅飙升。
相关研究
根据Rystard Energy研究,2022以及2023两年美国二叠纪盆地的石油产量增速将超过伊拉克。预计2022年二叠纪盆地石油日产量(包括常规和非常规)比2021年增加近100万桶,从470万桶升至560万桶,并在2023年进一步攀升至650万桶。而伊拉克石油日产量今年将增加约60万桶,2023年将增加40万桶。
相关事件
美东时间2024年2月12日,Diamondback Energy宣布,达成协议,将以现金加股票的方式收购同行Endeavor Energy Partners,含Endeavor的净债务在内,交易价值约260亿美元,交易对价包括约1.173 亿股Diamondback 普通股和80亿美元现金。交易完成后,Diamondback的现有股东料将持有合并后公司约60.5%的股份,Endeavor的股东将持股约39.5%。
目录
概述
位置境域
地理特征
历史变迁
人类活动
资源储备
资源开采
相关研究
相关事件
参考资料