中國石油非常規油氣勘探開發經過十幾年發展，歷經概念提出與技術探索、工業化試驗與試生產、規模發現與開發上產等3個階段，理論、技術、管理的進步推動了頁岩氣、緻密油/頁岩油產量快速增長（圖1），尤其近幾年取得了顯著進展，已進入工業化實施階段。
中國石油目前已探明緻密油/ 頁岩油地質儲量7.37×108t，剩餘控制+ 預測儲量18.3×108t，建成產能400×104t/a以上。
中國石油目前已形成了鄂爾多斯盆地和四川盆地兩大致密氣區；截至2018 年底，長慶油田已探明緻密氣儲量4.38×1012m3，可採儲量為2.31×1012m3；落實了蘇里格、盆地東部兩個萬億立方米級大氣區和盆地南部兩個規模儲量接替區；2018年盆地緻密氣產量為235×108m3，2019年產量為256×108m3。西南油氣田分公司在四川盆地三疊系須家河組已探明儲量6921.82×108m3， 三級儲量1.39×1012m3，2018年產量為6.58×108m3；近期侏羅系沙溪廟組緻密氣勘探開發取得新進展，多口探評井獲得高產，證實秋林地區5套砂組含氣，川中地區有望成為下一步增儲上產的重要現實領域。
經過十餘年發展，中國石油已建成四川長寧—威遠和昭通國家級頁岩氣示範區。近年來，中國石油通過加大三維地震部署和平臺式工廠化水平井實施力度，加強“甜點”區優選評價，2019年在長寧—威遠和太陽區塊分別新增探明頁岩氣地質儲量7409×108m3， 累計探明1.06×1012m3，形成了川南萬億立方米級頁岩氣大氣區，目前日產氣量已超3000×104m3，建成年產氣能力超100×108m3，2019年頁岩氣產量達80×108m3以上。
2019年頁岩氣勘探評價有兩大特點：一是深層頁岩氣實現了由點到面的突破，瀘203井壓裂段長1022m，測試井口壓力為50.3MPa，測試日產氣137.9×104m3，估算最終採收量（EUR）達2.5×108m3；鑽成了中國迄今最深的頁岩氣水平井足202H2-2井，完鑽井深為6366m，垂深為3970～4065m，水平段長2053m，水平井箱體穿越層位為龍馬溪組優質層段和五峰組，壓裂34段，單段5～7簇射孔，簇間距為8～13m，總簇數為172 簇，目前正在放噴排液。二是淺層頁岩氣首次取得突破，發現了中國第一個埋藏深度1000m 左右、壓力系數1.0～1.3的淺層頁岩氣田——太陽氣田，並針對儲層埋深淺、構造形變複雜、表層石灰岩溶洞發育和水平井水垂比大的特點，形成了經濟實用的淺層頁岩氣關鍵技術。
中國石油煤層氣鑽井4700餘口，探明儲量5092×108m3，2019年產量為19.1×108m3。形成了鄂東、沁水和筠連3箇中高階煤層氣生產基地。
中國南海海域水合物資源豐富，中國石油作為國家重大工程項目海域水合物試採工程總承包商，全程參與項目前期研究、工程設計及現場組織實施，基本掌握了天然氣水合物勘探開發的理論和工程技術。（中國石油勘探）
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