我国非常规油气开发观察与思考
6月28日,位于新疆油田吉木萨尔的页岩油联合站举行开工仪式,这标志着全国最大的页岩油油田进入开发建设阶段。
年初以来,大港油田页岩油水平井官东1701H井、官东1702H持续稳产,官东地区初步形成亿吨级增储战场;中国海油渤中19-6发现太古界变质花岗岩潜山整装凝析气田;中国石油新疆油田吉木萨尔凹陷发现页岩油藏……这些非常规大发现让人们十分振奋,中国能否迎来自己的“非常规”?
我国非常规油气开发现状如何?是否具备大规模开发的条件?本文对我国非常规勘探开发前景和存在的问题进行探讨与分析。
我国迫切呼唤非常规油气时代的到来。近年来,我国石油与天然气年消费量节节攀升,油气自主供应能力不足,对外依存度持续提高。石油对外依存度从2000年的27.9%快速增至2018年的69.8%。
随着经济社会发展,我国对油气需求仍将保持刚性增长。业内专家预计,到2035年,我国一次能源消费中油气占32%,比2018年增加5.2%。我国人均石油消费0.49吨,天然气人均消费量458立方米,分别比2018年增加14%和160%。
我国油气上产,“非常规”成绩突出。经过10年攻关,我国非常规油气勘探开发获得“战略性突破”,非常规油气产量占油气总产量22%。
从发现来看, 2018年无疑是非常规油气的勘探大年。鄂尔多斯盆地长7页岩油层与北美地区典型页岩油相似,有利于致密油成藏;川南页岩气产量不断向深度进军,产量不断增加。
“我国非常规油气资源潜力大,处于勘探开发起步阶段。”自然资源部油气资源战略研究中心主任谢承祥表示。
从产量来看,非常规油气处于不断上升趋势。以页岩气为例,2013年我国页岩气产量仅2亿立方米左右,2028年我国页岩气产量已达到108亿立方米。
近年来,国家对非常规油气的重视也达到了前所未有的程度。6月20日,国家财政部网站公布了《关于〈可再生能源发展专项资金管理暂行办法〉的补充通知》。《通知》规定,煤层气、页岩气、致密气等非常规天然气开采利用不再沿用2018年0.3元/立方米的补贴标准。自2019年起,按照“多增多补”的原则,对超过上年开采利用量的,按照超额程度给予梯级奖补。
中国石油勘探开发研究院非常规研究所所长、国家能源页岩气研发(实验)中心副主任王红岩认为,《通知》充分体现了非常规天然气开采利用增量在补贴比例中的权重,将进一步促进我国非常规天然气的开采利用。
依靠“非常规”,美国重返全球第一油气生产大国。美国原油对外依存度由2007年的67%下跌至2018年的22%,预计早于2023年实现能源独立。
我国在天然气需求急剧升高的情况下,更加迫切呼唤自己的“非常规”。但目前来看,要真正达到这个要求,还有很长的路要走。
认识层面,业界还未达成共识。以页岩油为例,尽管我国在准噶尔、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、汉江等多个盆地实现了出油,但均未实现有效开发。对我国陆相页岩油能否规模有效开发,资源潜力有多大,未达成统一认识是当前面临的最大挑战。数据显示,我国页岩气技术可采资源量21.8万亿立方米,尤其是川南页岩气,具备建成400亿~500亿立方米产能并长期稳产的潜力,但形成规模工厂作业式开发仍须时日。
成本问题有待考验。效益创新,是推动美国“非常规油气”的重要创新之一,旨在全方位降低成本,实现页岩油开发“自我成本”。2018年美国页岩油完全成本为0.38元/立方米,与2011年相比降低62%,2017年勘探开发成本与2011年相比降低69%。
地质层面,非常规油气未实现有效开发,与我国地质条件复杂有着重要的关系。与美国页岩层含油饱和度高、气油比高、流动性较好等特点不同,“我国富有机质页岩以陆相的湖泊沉积为主,盆地形成时间晚,热演化程度偏低,具有油质重、黏度高、流动能力差等特点。依靠现有技术无法实现规模效益开发。”中国科学院院士金之钧认为。
技术层面,亟需加强科研攻关。在页岩气开发方面,中国科学院院士贾承造在第八届中国石油地质年会上指出:“深层页岩地层稳定性高、地层压力大,工程工艺技术尚不成熟,规模经济开发难度大。”从页岩油来看,即使是陆相页岩油与海相页岩油,差异也十分明显,不能简单照搬现有水平井+体积压裂技术,需要发展针对性工程。举例说明,我国测井高端装备与国际先进水平仍有较大差距,难以更好地满足国内非常规、超深层等复杂油气藏勘探开发和参与高端市场竞争的需要。
在国家发改委发布的《石油发展“十三五”规划》《天然气发展“十三五”规划》中,明确要求,探索长7致密油工业化开发技术,深化渤海、南海等老油田精细开发,加强非常规稠油热采,2020年页岩气产量力争达到300亿立方米,煤层气产量100亿立方米。
加强非常规油气勘探开发,是保障原油稳产2亿吨的重要举措。以原油为例,金之钧表示:“中国陆相页岩油资源丰富,是我国石油接替的战略性领域。”
“美国非常规油气之所以取得重大进展,取决于三大创新。”中国科学院院士邹才能认为。首先是需求创新,国内油气需求和扩大出口的需求,推动油气开发。其次是效益创新,在生产的过程中全方位降低成本。再次,是加强理论、技术、管理和成本创新,充分发挥产业链价值。
顶层设计对非常规油气发展至关重要。金之钧认为,在理论研究的基础上,应尽快组织队伍开展全国页岩油资源评价工作,从总体上对开发进行战略部署,确保产业健康可持续发展。
非常规油气发展,关键在于技术。业内专家表示,2019~2025年,应重点突破陆相页岩油“甜点”预测技术,能够有效动用我国中高成熟度高压区页岩油资源。到2030年前,重点突破水平井增能驱油压裂技术,能够有效动用我国普遍存在的常压低压中高成熟度页岩油资源。
中高成熟度页岩油是最现实的风险勘探领域。中国石油勘探开发研究院总地质师胡素云建议,通过风险探索,推进页岩油领域突破和储量增长进程,加快中高成熟度页岩油示范实验区建设,实现我国页岩油领域示范与引领。同时在重点领域开展先导试验区建设,先行先试。
完善相关配套政策是保障页岩油有效开发的重要方式。业内专家建议,探索页岩油勘探开发领域的金融创新,考虑多方向资本引入,共同推进陆相页岩油商业开发。
美国页岩气开发井累计超过10万口,其中水平井数8.2万余口,占80%。当前活跃钻机数保持在700台以上。美国“非常规油气”全方位降低成本,实现页岩油气开发“自我成本”,2018年完全成本0.38元/立方米,与2011年相比降低62%。
近年来,全球非常规油气勘探开发进入活跃期。中国非常规油气勘探开发经过10年攻关,获得战略性突破,非常规油气产量占油气总产量的22%。
从页岩气来看,全球页岩气资源丰富,4个国家已实现商业开发。美国页岩气发展势头迅猛。最新数据显示,美国天然气年产量超过1万亿立方米,页岩气开发井累计超过10万口,其中水平井8.2万余口,占页岩气开发井的80%,当前活跃钻机数保持在700台以上,页岩气产量占80%,年均增产量相当于我国年产气量。
中国页岩气勘探开发经历了10年的性发展。2009年中国石油在川南部署了页岩气威201直井,2010年发现了奥陶系五峰组—志留系龙马溪组、寒武系筇竹寺组两大套页岩气目的层系,并获得工业性页岩气流。在10年的工业化进程中,有三条成功经验,第一是选准“甜点区”,第二是打进“甜点段”,第三是压好“甜点体”。选准“甜点区”早已成功,打进“甜点段”基本工业化,压好“甜点体”目前仍然在继续实践。
然而我国大规模开发页岩气还面临技术瓶颈,例如地质旋转导向技术,目前仍在攻关阶段。此外,四川盆地页岩气开发与美国区别较大,主要是埋藏较深、地质条件复杂,技术难度大。深层页岩气的勘探开发技术有待提高,目前川南地区3500米以浅的页岩气开发技术相对成熟,4500米以浅的技术需要继续攻关。
页岩气对传统天然气地质学产生了深刻影响。新时期的天然气地质研究,将面向常规和非常规两种天然气资源类型,面向全过程生气、全类型储集层、全种类盖层遮挡、全方法勘探开发的地质基础创新研究,用新技术透视地下所有类型的天然气,找出新资源。
四川盆地常规、非常规气资源很丰富,具备成为我国最大气区的资源条件。按照陆相页岩油气理论,重新认识侏罗系的储层类型、评价技术、资源潜力。通过侏罗系“三个重新认识”,从构造油气、致密油气彻底转向页岩油气新领域,实现四川盆地油气战略突破。(黄祺茗整理)
美国自1953年发现Antelope油田到2018年页岩油产量超过3.29亿吨,历经探索发现、技术突破和快速发展阶段。
在65年的持续攻关中,美国页岩油勘探开发依托有利的市场条件和优越的地面条件,形成了选区评选区与甜点评价、超长水平井等一系列成熟的技术,页岩油开发成本从早期的80美元/桶以上,降低到目前的45~55美元/桶,钻井效率提高了约50%,水平段效率提高了100%。
自概念提出到工业化实验与生产,陆相页岩油的勘探开发在中国进行了近10年的探索,作为我国石油接替的战略性领域,已经在地质认识、地球物理技术和工程技术等方面取得了一系列的进展,并成功在准噶尔、松辽、鄂尔多斯等盆地开展了工业化开发实验,积累了宝贵的实践经验。
但是,尽管我国陆相页岩油的开发取得了一定的成绩,但也面临着巨大的挑战。我国页岩油地质条件和油藏特征复杂,再加上勘探开发工作起步晚,在理论和技术层面还没有找到适合的开发技术,而依靠现有技术无法实现规模效益开发。此外,我国也没形成完善的市场竞争及管理机制,缺乏财税优惠政策及国家补贴政策,实验条件和人才队伍等一系列的制约因素,都减缓了我国陆相页岩油开发的进程,陆相页岩油也不会一蹴而就。
针对一系列的挑战,国家和企业应当充分认识页岩油资源在我国能源领域的战略地位和重大意义,在理论研究的基础上,尽快组织专门队伍开展全国页岩油资源评价工作,进一步制定我国页岩油发展战略和相关规划,从总体上对其开发进行战略部署,进而确保该产业的健康、稳定和可持续发展。
落实到具体层面,可以通过走出去与请进来相结合、研究与实践相结合的办法,加快人才队伍建设,加强国家重点实验室建设。在体制机制方面,国家和企业可以探索成立独立的页岩油公司或页岩油项目经理部,实行一体化管理,提升开发效益。也可以考虑引入混合所有制,联合外企、民企等,并在财税上制定一系列优惠政策,共同推进陆相页岩油大规模工业化效益开发。(张伟建整理)
- 标签:非常规油气地质学
- 编辑:王虹
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