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油氣勘探向深層進軍
發布時間:2020/9/12

近日,國(guó)家能源局印發《2020能源工作指導意見》(簡稱《意見》)。《意見》強調,要多措 並舉,增強油氣安全保障(zhàng)能力。其中,“加大油氣勘探開發力度”被列為任務之首(shǒu)。

“油價這(zhè)麽低,到國外買油就好了,為什麽還要強調油氣勘探?”麵對社會上出現的種種(zhǒng)質(zhì)疑 ,中國科學院院士、頁(yè)岩油(yóu)氣富集機理與有效開發國家重點實驗室主任金之鈞對《中國科學報》表示,油氣同糧 食、水一樣,已經成為人類(lèi)生活必需品,是涉及國家安全的戰略物資(zī)。保障國(guó)家油氣安全,不能光靠進口(kǒu),立(lì)足 國內加大勘(kān)探開發(fā)力(lì)度,將是國家戰略層麵(miàn)的一(yī)項重要任務。

多位油氣勘探專家的共識是,深層、深海和頁岩油氣將成為未來油氣勘探(tàn)的(de)主要方向,堅持高 效勘探和效益(yì)開發也是油氣產業可持續發展(zhǎn)的必然選擇。


油氣勘探“由淺入深”

加大國內油氣勘探開發力度,持續受到行業內外的高度關注。近年來(lái),政策的不斷加碼以(yǐ) 及勘(kān)探領域屢獲進展,都為(wéi)我國油氣(qì)行(háng)業注入了一(yī)針“強心劑”。勝利油田等多(duō)個老油田產量的穩步提升,也積 極地(dì)發揮了“壓艙石(shí)”的作用。

“世界(jiè)油氣增長仍處於高峰期,我國油(yóu)氣儲產量增長同(tóng)樣處於高峰期,這一高峰期估計將 延續到2050年。”中國(guó)工程院院(yuàn)士、石油地質學家康玉柱預計,2050年我國(guó)原油產量有望達到2.3億~2.5億噸,天 然氣產量高達(dá)3500億~4000億立方米。

康玉(yù)柱(zhù)在接受《中國科學報》采訪時指出,從全球油氣發展的趨勢來(lái)看,未(wèi)來我國油氣勘 探將從東部轉向西部,從陸地轉向海洋,從中淺層轉(zhuǎn)向(xiàng)中深層和(hé)超深層。另外,隨著勘(kān)探開發理論發展(zhǎn)及技術進 步,向更深、更古老(lǎo)層係尋找油氣資源已成為油氣公司的重要目標。

據記者(zhě)了解,深層油氣資源(yuán)是(shì)近十年全球探明儲量的增長主體,不斷突破有效(xiào)資源保持深 度下限。2008~2018年,全球在4000米以深地層新增油氣探明(míng)儲量234億噸油當(dāng)量,超過同期全(quán)球新增油氣儲量的 60%,油氣(qì)鑽探****深度達到12869米。

深水也成為近期油氣增儲重點,重大(dà)發現主要集中在(zài)大西洋兩側、東非、地中海等被動陸 緣盆地。2008~2018年,全球海域油氣探明儲量217億噸油(yóu)當量,占全球新(xīn)增油氣探明儲量68%,其中(zhōng)深水—超深水 占(zhàn)全球新增可采儲量40%以上。

金之鈞表(biǎo)示,我國深層油氣勘探已經從過去的4000~5000米擴展到6000~8000米。另外, 3500米以深的海相深層(céng)頁(yè)岩氣和陸相頁岩油(yóu)將是中國油氣勘探的重點突破領域。

不過,勇闖深層勘探禁區,對於整個油氣行業來說也是一場“極限挑戰”。


攻克“卡脖(bó)子”技術

油氣勘探(tàn)的(de)整個過程(chéng)如同一場千軍萬馬(mǎ)的協同作戰,是個非常大的係統工程。而要想向地球深 部進軍,首先就要麵對各種工程(chéng)技術難題。

“深層油氣分布(bù)規律與淺層是不一樣的,隨著埋藏深度的增加,岩石的致密性也在增加。而要 想高產還需要一整套適用於(yú)深層油(yóu)氣勘探的鑽井技術和壓裂技術,這對我國來說,從裝備到技(jì)術都麵臨挑(tiāo)戰。” 金(jīn)之鈞坦言,油氣(qì)勘探最核心的旋轉導(dǎo)向鑽井係統就是我國亟待攻(gōng)克的“卡脖子”技術。

旋轉導向鑽井係統是一項尖端自動化鑽井新技術,鑽頭能夠像“貪吃蛇”一樣在地(dì)下(xià)幾千米堅 硬的岩(yán)石裏自由穿行,最終準確命中油氣藏目標(biāo),而這項技術的要求甚至比(bǐ)導彈的製導技術更為嚴(yán)苛。

“導彈的介質是空氣,計算好各種參(cān)數,就可(kě)以(yǐ)實現(xiàn)有效控製。而地(dì)下的介質隨時都在發生(shēng)變 化,這對鑽井(jǐng)技術的要求是極高的。”金之鈞表示,目前國內大部分是租用(yòng)國外的設備,這對油氣勘探開發來說 增加了成本,因此,下一(yī)步旋轉導向鑽井係統將(jiāng)是我國必須攻克的關鍵核心技術之一。

此(cǐ)外,對於頁岩氣勘探開發來說,中國科學院院士、中(zhōng)國石油大學(北(běi)京)教授高德利告訴(sù)《 中國科學報》,以(yǐ)叢式水平井為基本特征的(de)“井工廠”是國內外頁岩氣高效開發(fā)的主流工程作業模式,而要創建(jiàn) 大型“井工廠”,就必須挑(tiāo)戰大位移水平井工程作業極限。

“在特定的主觀和客觀約束條(tiáo)件下,任何一口實際能夠建(jiàn)成的大位移水平井,其(qí)井眼長度都有 一個可允許的極限值,我們稱之為大位移水平井延伸極限。”高德利指出,目前我國(guó)已建成許多小型“井工廠” (多為4井式或6井式(shì)),總計建成了數百口頁岩氣水平井,但還(hái)沒有一口井是上述定(dìng)義的(de)大位移水平井,從而嚴 重製約了(le)大型“井工廠”的創建,亟須通過加強交叉學(xué)科研究尋求跨越式技術突破。

高德利指出,由(yóu)於技術裝備的複雜性、企業經營(yíng)的經濟性等諸多約束,目前我國工(gōng)程作業能力 和技術裝備水平與國際領(lǐng)先水平相比仍存在較大差距。


低成本技術是關鍵

“沒有技術進步,就不可能實現經濟有(yǒu)效的開發。”金之鈞強調,低成本技術將成為整個(gè)石油 工業下一個科技進步的重要方向(xiàng)。

他表示,針(zhēn)對中低成熟、高黏度、低流動性頁岩油,未來需要研究其富集和流動機理,建立一 套低成本的地下原位改質技術,包括(kuò)地下壓裂技術、原位加熱技術、防腐技術(shù)等。

金之鈞同時指出,油價低位波動,勢(shì)必推動行業從過去的“資源擴張型”技(jì)術進步轉向“降本 增(zēng)效型”技術進步。在此過程中,信(xìn)息技術和人工智能正在重塑油氣工業格局。

“個人預計,人(rén)工智能、大數據、區塊鏈技術為(wéi)主體的新一代信息技(jì)術的應用,可以使石油工 業(yè)的(de)成本降低20%~30%。”金之鈞說。

康玉柱(zhù)也(yě)表示,未來油氣勘探需要新技術、新材料、智能信息化等跨界融合(hé),同時需要加大海 洋和深水油(yóu)氣(qì)勘探開發技術和裝備的研發。我國應圍繞著2020~2035年國家(jiā)油氣勘探的需求,聚焦戰略(luè)目標,突出 攻(gōng)關的重(chóng)點,突破“卡脖子”技術,以跨界融合形成顛覆(fù)性的技術,從(cóng)而掌握(wò)戰略領域核心關鍵技術。

高德利則建議,國家應盡快建(jiàn)立(lì)一套先進的天然氣開發利用安(ān)全監控與保障體係(包括技術標 準、運行機製、監管體係及目標責任等),確保天然(rán)氣在鑽探、開采、長距離(lí)管(guǎn)道運(yùn)輸、儲存儲備、網絡輸配及 終端使用等各環節的(de)安全(quán)可靠性,盡可能減少或避免天然氣重特大安全事故的發生。

而從國(guó)內外市場需求出發,高德利建議,國家通過政策引導甚至行政推動,以現有(yǒu)國(guó)家油氣集 團公司的(de)相關技術和人力(lì)資源為基礎,通過股份製重組等模(mó)式,並參考國際著名的油氣工程技(jì)術服務公司在業(yè)務 經營和組(zǔ)織管理等方麵的成功經驗,盡快(kuài)建立並培育具有(yǒu)國際競爭力的油(yóu)氣工程技術服務公司,並允許有兩個(gè)以 上的獨立法人企業同時存在(zài),以保(bǎo)持油氣工程技術市場(chǎng)的競爭活力。

“這樣的專業技術服務公司,應具有技術研發與服(fú)務一體化及市場經(jīng)營國際化的基(jī)本特征,應 以國際一流的同類技術服務(wù)公司為追趕目標,既能為我國油氣公司(或投資(zī)主體)在(zài)國內(nèi)外的石油天然氣(qì)勘探開 發投資項(xiàng)目提供(gòng)強(qiáng)有(yǒu)力的技術(shù)支撐,又能獲取巨額的(de)技(jì)術服務收益,力求逐步形成良(liáng)性循環。”高德利說。