非常规油气是在成因来源、地质过程、赋存特征、化学特点、分布规律、开发方式以及地域分布等方面不同于常规类型的油气，也包括由于多种原因而在特定的时期内还不能以营利方式进行开发生产的其它特点油气藏。在成藏地质研究过程中，非常规油气更多是指不以浮力作为主要成藏动力和主控因素的油气聚集，通常意义上的圈闭不再是油气聚集的主体。

非常规油气分类

非常规油气可分为非常规气和非常规油两大类，进一步又可划分为多种类型。基于成藏机理、赋存特征及勘探开发方式，非常规气主要包括了主体以吸附方式存在的煤层气、吸附和游离参半的页岩气、在致密储层中以活塞方式进行运聚并就近聚集于源岩附近的根缘气（也称深盆气、盆地中心气、致密砂岩气等）、以溶解方式低丰度存在于地层水中的水溶气和进一步在相对的高压低温条件下以笼状结构存在的水合物（图1，表1）；非常规油则主要可分为稠油、油砂、油页岩等。

非常规油气分布的重要特点是成藏机理特殊、分布规律变化较大（不直接受控于常规意义上的圈闭）、油气聚集丰度较低但资源基数较大，在油气资源类型及分布空间上一般与常规油气形成优势互补。在美国，根缘气、煤层气及页岩气已分别形成了工业化勘探开发局面；在日本，水溶气已有百余年开发生产历史；在世界许多国家，水合物也已经形成了规模性勘探开发格局。不完全统计结果表明，美国非常规天然气（根缘气、煤层气、页岩气）产量之和在2002年时达到了美国天然气年总产量的32%，至2006年时上升到了40%（Kuuskraa，2006），2010年时达到了49%。

目前非常规天然气的研究和勘探在中国已经全面展开。

推进页岩气开采

页岩气是从泥页岩地层中开采出来的天然气，是主体以吸附和游离两种状态同时赋存于具有自身生气能力泥页岩地层中的天然气，也包括了部分以砂质、粉砂质为主的夹层状其它岩性地层。页岩气将烃源岩作为储集层，将常规意义上的生储盖圈融为一体，极大地拓展了油气勘探的领域和范围。

页岩气以自生自储及原地富集为主要特征，吸附态存在的天然气所占比例一般达到50%左右（20%～85%），吸附与游离机理、自生自储特征及由此所产生的巨大聚集规模及长效开发特征是页岩气的重要地质属性，在富集机理、勘探开发领域及空间分布特点等方面对常规气藏构成了重要补充。

美国的页岩气勘探开发具有较长的历史，但对于现代概念的页岩气来说，其勘探开发历史也仅有三十多年的时间。主要由于技术的进步，美国的页岩气勘探开发取得了巨大的成功，页岩气年产量稳步上升，并在2008年超越煤层气而成为产量仅次于致密砂岩气的非常规类型，2009年时的美国页岩气产量占同年美国页岩气总产量的13%~15%，其总量超过了我国同期的天然气年总产量。除美国之外，加拿大、欧洲（德国等）、中国、澳大利亚、印度、南非等国家和地区也开始了大量的页岩气勘探开发及研究工作。开发页岩气是解决我国能源不足的重要来源和途径，对于人口密集、经济发达但严重缺乏能源的我国南方地区，页岩气的开发将有效缓解该地区的能源需求压力；对于油气产出较为集中的中国北方地区，页岩气也将是增储上的重要领域。页岩气工业的快速发展必将对改变中国的能源布局，对缓解能源供应压力起到巨大推动作用。

根据页岩发育地质特点，可将中国的页岩气分布划分为南方、北方、西北和青藏四大区域。页岩的含气量受多种因素共同作用和影响。结合我国各主要盆地中的页岩地质特点，主体采用统计类比分析法，综合计算中国页岩气可采资源量大约26万亿方，这一计算结果大体上与美国的28万亿方相当。从理论上看，当所投入的页岩气勘探及研究工作量与美国大致相当时，我国的页岩气产能也将达到与美国基本相同的水平。计算结果表明，南方、北方、西北及青藏地区各占页岩气可采资源总量的46.8%、8.9%、43和1.3%；古生界、中生界和新生界各占页岩气资源总量的66.7%、26.7%和6.6%。我国的页岩气目前已进入全面勘探阶段，各相关机构、石油公司和高校等均已开始页岩气的勘探研究和部署，其中，国土资源部油气资源战略研究中心与中国地质大学（北京）合作完成的渝页1井展示了中国南方广大地区内良好的页岩气资源前景。2010年6月初召开的第376次香山科学会议又在学术上进一步加快了中国的页岩气进程。

煤层气产量继续攀升

煤层气又称煤层甲烷（英文缩写CBM），俗称煤层瓦斯。煤层气是煤成气的一部分，是主要以吸附状态赋存于煤及煤系地层中的天然气，它与煤岩同生共体，在成份上以甲烷为主要。

煤层气主要以3种形式储存在于煤层中，即煤岩表面上的吸附状态（通常大于90%）、煤孔隙及裂隙内的游离状态和溶解在煤层水中的溶解状态。由于煤化作用过程中生成的甲烷气体通常需要首先满足吸附，然后才是溶解和游离析出，故煤成气的首先结果是煤层气，也即当煤及迈煤系地层中有天然气生成时，首先的产物将是煤层气。

世界煤层气资源丰富，根据国际能源署（IEA）（2004）的统计结果，全球煤层气资源量可能超过260万亿方，90%的煤层气资源量分布在12个主要产煤国，其中俄罗斯、美国、中国、加拿大和澳大利亚的煤层气资源量均超过10万亿方。

煤层气是国内外非常规天然气勘探的热点之一，从上世纪末至今，世界许多国家均已开始对煤层气进行勘探和开发，其中美国最为成功，是最主要的煤层气生产国。在美国的非常规天然气类型产量中，煤层气目前排名第三，2009年时的煤层气产量占美国天然气总产量的11%，与同年中国的天然气总产量接近。此外，加拿大、澳大利亚及中国等国家目前也已经实现了不同程度地煤层气商业化开发。

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国之一，煤层气生产前景广阔。我国的煤层气地面开发始于1989年，经过二十多年的发展，取得了一系列重要进展，初步展示了我国煤层气产业的发展前景。

我国现今的能源结构以煤为主。煤层气具有巨大的资源优势和良好的商业前景。据全国煤层气资源评价成果(2005)，全国埋深2000m以浅的煤层气总资源量为36.81万亿方，其中可采资源量为10.87万亿方。西北、华北、南方和东北地区的煤层气地质资源量分别占全国煤层气地质资源总量的56.3%、28.1%、14.3%和1.3%。而在纵向上，埋深小于1km、1~1.5km和1.5~2.0km的煤层气地质资源量分别占全国煤层气资源地质总量的38.8%、28.8%和32.4%。

我国的煤层气开发仍处于初期阶段，各项技术还未完善，相信随着勘探开发技术的进步和不断成熟，煤层气产量将会逐年攀升。

致密砂岩气形成规模

典型根缘气藏是一种发育在致密储层中且在区域上具有“非重力分异”特征的流体倒置关系气藏，边、底水无以存在（从源岩直接到储层），即使有局限地层水存在（酸点），也不会对气水在整体上的活塞式排驱过程产生实质性改变。也就是说，根缘气藏中的天然气分布为“有根”状态，由此而在机理特征上区别于受浮力作用控制的“无根”状常规气藏。所谓根缘气的有根分布，是指气藏的致密储层与其源岩之间含气状态的连续过渡，在它们之间不存在起区域隔离或传导压力作用的含水层，即根缘气藏的无边、底水特征。简言之，根缘气藏是指致密储层中与源岩紧密相连的天然气聚集。

据此可以理解并分析得出有关根缘气藏的一系列基本地质特征，如储层致密、源储相通、储盖一体、气水倒置、无边底水、致密砂岩底部含气、气水分布关系复杂、规模庞大等。

根缘气概念的提出是对前人有关隐蔽圈闭、孤立孔隙体圈闭（Cilver，1973）、深盆气（Masters，1979）、盆地中心气（Rose等，1984）研究成果的进一步发展，强调了致密储层中的活塞式气水驱替及致密砂岩的底部含气特征。

北美目前已经发现或预测根缘气发育的盆地大约40个，美国已在其几乎所有的盆地中发现了该类气藏，2009年的根缘气年产量超过了美国天然气年总产量的30%。目前已分别在南美、欧洲、中东、亚洲、大洋洲、非洲等地均有不同程度发现，据不完全统计，目前全球已发现了70余个根缘气盆地。

除了理论上的活塞式运移、底部含气以及不同类型天然气之间的关系转换等研究进展以外，目前已对不同大区进行了根缘气分布预测及模型建立，在吐哈、鄂尔多斯、四川、渤海湾等许多盆地中发现了根缘气的存在，并已在四川、鄂尔多斯等盆地中形成了规模产能。

水溶气资源量丰富

水溶气也称水溶性天然气，广义上讲凡是溶解在水中的天然气都称为水溶气。一般意义上的水溶气是指溶解在地层水中的以甲烷为主要成分的气体。因此，水溶气可进一步界定为：在特定的地质及经济技术条件下，溶解于地层水中、具有工业开采规模和价值的天然气。

水溶气可分为低压型和高压型两种，前者的气水比一般不超过5m3/t，而后者的气水比通常大于10m3/t。前者以日本的北海道等地为代表，具有浅层、低压、低丰度、易开采等特点，后者以美国墨西哥湾沿岸地区为代表，具有深层、高压、高含气量等特点。

水溶气藏在世界上的分布很广，据前苏联学者上世纪90年代预测，全球水溶气资源量为33837万亿立方米，主要分布在亚洲（占26％）、北美和中美洲（占18％）、澳洲（占15％）、欧洲（占14％）、非洲（占15％）。在日本，水溶气开发已经形成了工业化规模而成为了天然气工业中的重要组成部分，由于化石能源稀缺，水溶气的开发利用程度较高，其勘探开发已有百年历史。据资料表明，北海道、秋田、新泻、长野、千叶、东京、静岗、宫崎等地的水溶气年产总量大约十亿方。

我国的水溶气区域分布十分广泛，长江中下游、东南沿海一带以及四川、鄂尔多斯、吐哈、松辽、塔里木等盆地均具有一定的勘探开发潜力，目前已在多处中、新生界地层中发现了具有一定勘探开发价值水溶气的存在。不同专家预测结果表明，我国的水溶气资源量为12~65万亿方，约占世界水溶气资源总量的5%。

天然气水合物未实现商业化

天然气水合物是在低温、高压的环境中由气体或挥发性液体与水相互作用形成的白色固态结晶物质，外观似冰且遇火可燃，故又被称作“可燃冰”、“固体瓦斯”或“气冰”等，其主要成分为甲烷。根据其形成机理和条件，天然气水合物主要分布在大陆架、陆坡、小型洋盆等较深水环境，也出现在大型的内陆湖盆、极地及永冻土地带。

目前世界上已有多个国家和地区，在开展天然气水合物的理论研究与勘探评价工作，已在多处发现了天然气水合物及其存在的证据，前人评估资源量巨大。但由于天然气水合物开采困难，目前只在俄罗斯的西伯利亚麦索雅哈、美国的阿拉斯加北坡和加拿大的麦肯齐三角洲等三个极地区，进行过天然气水合物的试生产，而真正意义上的商业开采还没有开始。

在我国，天然气水合物资源主要分布在南海、东海海域及青藏高原等陆域地区。其中，2007年已在南海海域获得了天然气水合物样品。2008~2009年间，在中低纬度高山冻土区，即青海天峻县木里地区连续钻获天然气水合物实物样品，使我国成为继加拿大、美国、俄罗斯之后第四个在冻土区发现水合物样品的国家。据青海盐湖所（2010）结论，我国天然气水合物资源潜力为80.344万亿方。

稠油占较大比例

稠油是指在油层条件下粘度大于50mPa•s的原油，具有高粘度和高密度的特点。国内外稠油的分类标准有所不同，国外将稠油统称为重质原油。

稠油可能源于多种成因，包括原生型和次生型成因等。前者主要是在生烃有机质热成熟演化的未成熟或低成熟阶段生成的原油经适当运移后聚集而成，因此要求储集层的孔隙度和渗透率相对较大；后者是指原始形成的常规物性油藏在后期遭受生物降解等稠变作用后形成的稠油，原始油藏的保存条件通常较差。

稠油在世界油气资源中占有较大的比例。据世界首届重油大会（2006）统计，世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约为1千亿吨。其中，世界稠油可采资源量为954.58亿吨。世界稠油主要分布在南美、中东、北美、亚洲和俄罗斯等地区。稠油、沥青的形成与分布主要受中、新生代构造运动所控制，沿太平洋环线（阿尔伯达、东委内瑞拉及中国东部地区盆地等）和阿尔卑斯带（欧洲及中国西部地区盆地）形成了两大分布有利带。我国的稠油分布广泛，在吐哈、塔里木、渤海湾等各主要盆地中几乎均有发现，具有分布年代广、层位多、保存条件差等特点。我国的稠油、沥青分布广泛且分别具有不同的地质特征，主要与中、新生界陆相碎屑岩分布密切有关，在古生界海相地层中也有少量分布。

油砂分布不平衡

油砂又称沥青砂、焦油砂等，是指出露于地表或近地表且包含有烃类的砂岩，也包含部分出露地表的含烃碳酸盐岩。油砂中所含的烃类物质，可以是重油、固体沥青、轻油等，其中的烃类含量（含油率）不低于3%。油砂主要是由于生物降解、轻烃挥发、水洗、游离氧化等冷变质作用所产生，常出现于盆地边缘和浅层，甚至可能由于地质构造作用而暴露地表。

根据美国地质调查局（USGS，2004）研究结果和世界首届重油大会（2006）资料，世界上油砂油的可采资源量为0.9~1.1千亿吨，约占世界石油资源可采总量的1/3，仅次于常规石油（可采资源量为1.3~1.5千亿吨，约占世界石油资源的47%）。世界非常规石油资源丰富，但全球油砂资源分布很不平衡，资源主要集中在加拿大、俄罗斯、美国、委内瑞拉、尼日利亚、中国等国家。我国的油砂分布总体上呈西多东少格局，中西部地区相对较多，主体呈零星状分布于中、新生界地层中，主要由喜山期构造运动所为。

油页岩资源丰富

油页岩是一种由细粒沉积物和烃类有机质组成、具有高灰分含量的可燃有机岩石。油页岩由多种无机矿物和有机质所组成，外观类同泥质页岩，一般含油率4%～20%，最高可达30%，发热量（4.18~16.75）×106J／kg。它和煤的主要区别是灰分超过40％，与碳质页岩的主要区别是含油率大于4％。油页岩可直接用于提取页岩油，其利用历史悠久，是用途较为广泛的能源之一。油页岩资源在世界许多地区均有分布但极不均匀，据美国能源部能源信息署最新统计，世界页岩油资源量可达4110亿吨，在美国、俄罗斯、加拿大、中国、扎伊尔、巴西、爱沙尼亚、澳大利亚、瑞典、德国、法国、约旦等国家均有分布。其中，美国、俄罗斯和巴西三个国家的油页岩资源量就占了整个世界页岩油资源的86％。

我国油页岩主要分布在抚顺、茂名、松辽、准噶尔等盆地中，按我国构造格局划分，油页岩资源主要分布在东部区、中部区和青藏区，时代上主要分布在中生界。