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【洞见】近十年全球油气勘探热点趋向与启示

(2015-01-29 10:55:27)
分类: 洞见

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作者|翟光明 王世洪何文渊(中国石油天然气集团公司咨询中心


摘要


21 世纪第一个十年,全球油气资源勘探和开发仍呈现储、产量稳定增长的上升发展态势,在海域深水区、深部层系、非常规等领域快速拓展,且取得很大进展,展现了 世界油气资源发展的巨大潜力。中国未来十年油气资源的勘探与开发需更加重视和推进海相、深层、深水海域、非常规油气等领域的探索,加强理论和技术创新,为 中国油气能源安全供给和准备更多中长期接替领域奠定基础。


近年来,由于世界经济不断发展、人口不断增长、工业能耗大 幅增加以及其他各种因素,全球石油和天然气消费持续呈上升态势,除少数油气丰富的国家外,大部分国家都面临油气资源安全供给的压力。目前,全球油气勘探领 域日趋复杂,勘探难度大大增加,为了满足日益增长的消费需求,勘探纵深发展不得不由简单地貌区转到复杂地形区域,由陆地转到海域、深海及极地等新区,由浅 层转到深层,由常规油气转到非常规油气的探索和开发。新世纪以来的这些趋向,一方面显示了世界油气资源还有较大的发展潜力,另一方面也启示只要不断创新油 气地质理论和勘探技术,就能开拓新领域、获得新发现。


1 全球油气资源仍处于上升发展阶段


自 20世纪至今,油气资源问题一直是世界各国高度关注和重视的能源问题之一。20世纪末悲观论调曾经甚嚣尘上,一些专家预测石油即将耗竭。最近很多学者讨论 和预测全球“石油峰值”的时间问题,经过近十年的发展,那些论断和预测结果并没有成为现实,油气资源反而呈现稳步上升的发展态势。


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过 去十年,在油气勘探难度不断增加、勘探开发成本逐渐上升的情况下,新发现油气田数量仍较多(表1),特别是近100个巨型油气田的发现,使得世界石油和天 然气新增储量和产量均稳定增长。据统计,十年里全球净增石油探明可采储量763×108t,占探明总石油可采储量3435×108t的22%,累计生产原 油38.7×108t(图1)。2000年底全球剩余石油可采储量为1514×108t,2010年底石油可采储量增加到1895×108t(不含油 砂)。全球新增天然气探明可采储量61×1012m3,占总探明天然气可采储量277×1012m3 的22%,生产天然气27.9×1012m3(图2)。2000年底全球剩余天然气可采储量为154×1012m3,2010年底可采储量增加到 187×1012m3。


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可见,近十年无论是原油还是天然气,其储量和产量增长均不低于20世纪80年代和90年代,而且新增油气可采储量、探明剩余油气可采储量均仍呈现稳定增长态势。


2 世界油气勘探领域拓展的热点趋向


新世纪以来,国际原油价格持续走高,全球油气勘探活动非常活跃,强力支撑了世界油气勘探开发向高地质风险领域的拓展,显现出“低成本、低风险”向“成本高、风险高”的战略转变。其中,最为明显的热点趋向为海域深水区、成熟探区深层和非常规油气
的发展。


2.1 向海域深水区等复杂困难地区拓展


随着国际油价的持续走高和勘探技术的进步,使得海域深水区、复杂山地、极地、冻土等复杂困难地区的油气勘探得到很大发展。这些复杂困难地区也是勘探新区,孕育着新发现、大发现机会,近几年在海域深水区勘探成效最为明显。


全 球海域的面积大致是陆地面积的两倍稍多,仅浅海大陆架的面积就约2700×104km2 左右,海域油气资源十分丰富。由于陆地和海域浅水区石油勘探程度总体越来越高,勘探地域向深海新区拓展成为重点趋势,自20世纪90年代开始在深水区 (≥400m)发现并开采石油以来,到现在已进入3000m以深的海域从事油气勘探活动,取得了很大进展。过去十年,海上探明油气储量占全球油气探明储量 的70%左右,其中,深水区域的油气发现既是主体,也是产量增长的来源。


深水原油生产从2000年的 2.385×105m3/d迅速增长到2008年的6.519×105m3/d,成为海上原油增长的驱动力。目前深水原油产量已超过 7.95×105m3/d,约占全球海上原油产量的1/5,巴西东海、美国墨西哥湾、西非安哥拉和尼日利亚四大深水原油产区的产量占世界深水原油总产量的 3/4。


近十年全球发现的近100个巨型油气田中一半左右来自于海域深水区。例如,巴西东海桑托斯盆地自2006年 以来,相继发现了图皮(Tupi)、木星(Jupiter)、瓜拉(Guara)、伊雷(Iara)、皮普蓝(Pipline)、维苏威 (Vesuvio)、科尔科瓦多(Corcovado)、佛朗哥(Franco)和利布拉(Libra)等巨型油气田,油气可采储量总和超过 50×108t油当量,深水区油气产量占到巴西国家原油产量的2/3左右。美国墨西哥湾地区已发现上千个油气田,是勘探程度相对较高的海域油气区。 2000年以来,在深水区发现了Thunder Hawk、Tahiti、Dorado
、Jack、Silvertip、Kaskida和Tiber等巨型油气田。


过去5年,深水油气探明储量平均每年达到7.5×108t油当量。2001年美国墨西哥湾深水区的年产油量首次超过浅水区,之后深水区逐年增加,目前该区深水油田产量占美国墨西哥湾地区原油产量的80%左右。


西非深水盆地位于大西洋边缘地带,面积656×104km2,属被动大陆边缘,自北向南发育尼日尔三角洲、加蓬、下刚果、安哥拉和纳米比亚等盆地,其中勘探程度较高的深海盆地主要有安哥拉和尼日利亚深海。


自2004年开始,西非海上油气勘探开发势头强劲,勘探投资持续增加,曾占据世界深水市场的51%。在水深1000~1700m的海域先后发现了邦加、库伊托、吉拉索尔、班扎拉、达利亚、Dione等6个可采储量超过1×108t的油气田。


目前,除了美国墨西哥湾、巴西东海和西非等几个热点深水勘探区外,许多新兴地区如北海、东南亚、澳大利亚、葡萄牙、莫桑比克等正进行深水区油气勘探。海域深水区将是全球未来油气增储上产的主要来源之一。


2.2 向深部层系大范围拓展


深 部油气资源潜力巨大,尤其是天然气资源,随着中浅层勘探程度的不断提高,油气勘探目标逐渐转向更深的部位。近年来,世界上很多地区越来越多的油气勘探实践 证明,超过4 000m以深仍可发育良好的油气成藏条件,超过5000m 以深的油气发现也越来越多。例如北美洲墨西哥的Sureste盆地、南美洲阿根廷Tarija盆地、哥伦比亚Llanos-Barinas盆地、美国湾岸 (Gulf Coast)盆地、东委内瑞拉盆地和马拉开波(Maracaibo)盆地、俄罗斯Indol—Kuban盆地、乌克兰第涅波一顿涅兹 (Dnipro—Donets)盆地、乌兹别克斯坦费尔干纳盆地,以及中国的塔里木盆地、四川盆地等。


美国湾岸 (Gulf Coast)盆地Augur油田是世界上开发最深的油藏(6511~6540m),西内盆地阿纳达科凹陷米尔斯兰奇气田是世界上开发最深的气 藏(7663~8083m),单井产气6×104m3/d。中国在塔里木盆地塔北地区实施的塔深1井,完钻井深为8404m,在8000m左右见到了可动 油、产微量气,钻井取心证实有溶蚀孔洞、物性较好的储层,温度为175~180℃,液态烃的正构烷烃系列保留齐全,成熟度并不高,比轮南和塔中的某些原油 成熟度还要低。可见,油气成藏深度极限在有些地区可突破8000m。


深部层系是成熟探区最重要的接替领域,因此,向 深部拓展也是最现实的选择。例如油气资源最为丰富的中东地区,近年来多数油气重大发现来源于向深部的拓展,自1908年发现第一个油田以来,经历20世纪 60-70年代在中浅层发现储量高峰之后,最近十年向3000~5000m以下深部拓展,发现了Pars、Masjid ESoleiman、 Shaikan1、Kurdamir-1、Ferdowsi等一批巨型、特大型油气田。如Pars气田区,向深部古生界领域勘探,发现了新油 层;Ferdowsi气田深部也发现类似新油层(估算石油储量5.406×109m3),展现了中东地区深部油气勘探巨大潜力。墨西哥湾近海浅水区深层勘 探也有大发现,近年来,通过高精度、高质量地震资料改善盐下构造成像,认识了第三系Wilcox组,逐步摸清该区超深层油气构造特征,2009年在超深层 发现Davy Jones气藏(图3)。


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2.3 向非常规油气快速有效拓展


全 球非常规石油和天然气资源是非常丰富的,约为常规石油和天然气资源量的2倍(不包括天然气水合物)。经历了近百年的探索,在世界能源需求高涨和高油价的驱 使下,北美洲率先实现了非常规油气的工业化、规模化高效开发,近十年里逐渐向其他地区蔓延,呈现快速发展态势,掀起了全球非常规油气的勘探开发热潮。


美 国非常规天然气开发利用成就引领全球非常规资源的发展。20世纪70年代初,美国常规天然气产量达到顶峰之后持续递减,之后美国调整了油气资源战略,颁布 《能源意外获利法》等系列政策和措施,使煤层气、致密气和页岩气等非常规天然气资源的开发利用有了很大的发展空间。经过近50年的技术持续攻关和准备,煤 层气、致密气和页岩气3大非常规天然气资源全面实现商业开采和利用,如今已占美国天然气年产量的“半壁江山”。依靠非常规气的快速发展,2009年美国的 天然气总产量超过俄罗斯,成为全球最大的天然气生产国,大大地削减了天然气进口。


20世纪末—21世纪初,加拿大能 源部发布探明近224×108t油砂油可采储量,使其上升为世界第二石油资源大国。随后实现商业化大开发,2001年油砂油产量就超过其常规原油产量,成 为原油产量增长的支柱,2010年油砂油产量接近1×108t。委内瑞拉东南部奥里诺科重油带经过多年的勘探评价,近年来被认为是目前世界上最大的重油富 集带,地质储量约2000×108t,可采储量约500×108t,石油总量超过了沙特阿拉伯360×108t原油的规模,这也将使委内瑞拉成为世界上原 油储量最为丰富的国家之一。最近十年,委内瑞拉加大了对外开放的力度,广泛与国际大型石油公司合作,取得了一些新进展。


3 未来十年中国油气勘探发展的几点启示


中 国发育有浩瀚广阔的深水海域,具有基本油气地质条件;发育有独特的深部地质层系,既有面积广布的海相沉积层系,也有巨厚的陆相含油气层系;大大小小的众多 盆地当中,几乎都有比较丰富的非常规油气资源分布。因此,挖掘中国剩余待发现油气资源潜力较大、领域广阔。最近十年来,中国在海相、深层、深海等复杂领域 接连获得发现,但是勘探进程尚处于初期,有必要进一步解放思想,加深研究,加强技术攻关,加大探索力度。


3.1 重视海相油气资源勘探


海 相层系中油气储盖组合及圈闭类型多样,中国海相地层烃源岩层系多,震旦系—中三叠统均具生烃潜力。据新一轮全国资评结果,全国海相石油和天然气可采资源量 分别占总可采资源量的30%和50%左右,至2010年底,累计探明石油可采储量2.4×108t、天然气1.5×1012m3 左右,可采资源探明率低,而且探明的油气资源主要分布在四川和塔里木盆地的局部区带和层系,还有广阔的有待勘探和认识的地区、层系和领域。如四川盆地川中 乐山-龙女寺古隆起带和川南下古生界;塔里木盆地下古生界(塔中隆起古生界背斜构造群)、渤海湾盆地寒武系—奥陶系和鄂尔多斯盆地下古生界等。


海 相油气勘探的大发展,需要认识和探索一些关键问题。首先是海相地层强烈改造后的含油气性;其次是古老海相地层深埋后的油气远景再认识;第三是储层非均质性 强,目标确定难度大。围绕这些问题,勘探工作应着重加强综合地质研究,大胆开展理论创新,努力提高碳酸盐岩高精度三维地震采集处理技术水平,提高礁滩、缝 洞型储层识别评价、油气层识别与预测的精度。


3.2 重视深层油气的探索


中 国深层油气资源丰富,占总量的36%,而目前探明储量中来自深层的比例仅15%(其中主要是天然气)。统计国内剩余待发现油气资源的分布发现,75%的剩 余油气资源分布在渤海湾、松辽、鄂尔多斯、四川、准噶尔和塔里木等大盆地中,深层将是这些地区挖掘剩余油气资源潜力的重要方向和接替领域。如渤海湾的石炭 -二叠系、沙河街组三段,准噶尔南缘深层古近系—侏罗系,塔西南前陆坳陷构造带,塔北库车前陆侏罗系等,这些地区均具备形成大型油气藏的条件。


但 是,深层油气勘探仍面临很大挑战,首先是油气组成复杂、多期混合、来源不清,致使深部油气勘探方向难以确定;其次是富集油气的有效储层裂缝和溶蚀孔洞混 杂,成因机制不清,导致勘探区带预测困难;第三是油气相态变异大,分布特征受深部高温高压环境、低孔渗介质条件和多种运聚动力的影响,使得现有的成藏理论 难以有效指导勘探目标的预测。因此,深层勘探必须加强综合地质研究、综合勘探,井-震-地质剖面联合部署解剖块体结构、成藏等基础问题,深化油气成藏规律 认识;寻找相对优质、规模大的有效储集体;创新地震采集、处理和综合解释研究一体化技术,提高深层多波信噪比,纵、横波联合反演,为优质储层预测、裂缝检 测、含油气性识别奠定基础。


3.3 重视海域深水区油气勘探


目 前中国海域的油气勘探工作量和研究力量主要集中在近海、浅海海域,发现储量集中在新生代盆地中。而广阔的深水海域,勘探程度极低,随着近、浅海勘探程度的 逐渐提高,深水勘探领域将是中国油气发展的重要接替领域。南海总面积350×104km2,深水区面积200×104km2,属中国非争议区面积约占三分 之一,油气资源量大部分蕴藏于深水区,也是中国最重要的深海油气探索领域。


深水区勘探面临诸多挑战,东海、南海等海 域深水区受勘探技术落后、海底崎岖地形、领土争端等因素影响,采集高品质地震数据难度大,地震、钻井勘探程度很低。需加快锻炼和壮大队伍,坚持不懈地加强 综合研究和开展各项基础工作,攻克深海物探、钻井等工程的关键技术,进一步提升海域油气勘探装备和技术的综合实力。逐步摸清深水区盆地(凹陷)的分布和规 模、烃源岩条件、有利储集层系和构造圈闭等关键地质问题。可在南海北部珠江口盆地和琼东南盆地深水区、中建南盆地等选择比较现实领域,坚持和加快探索步 伐,逐步夯实深水区油气勘探开发技术,积极向南扩展,为挖掘利用中国海域油气资源潜力打好基础。


3.4 重视勘探基础工作和工程技术创新


中 国石油地质构造条件的复杂性,决定了剩余油气资源的探寻需要不断创新理论加以指导,剩余难采资源和非常规油气需要不断创新技术强力支撑。近几年中国油气 储、产量增长的高峰平台在很大程度上取决于勘探认识和开发技术水平的提高,如前陆盆地成藏、岩性油气藏等理论,以及三维地震、欠平衡钻井、水平钻井等技 术。


勘探理论和工程技术创新离不开高质量的、综合性的勘探基础研究工作积累。就国内的勘探现状而言,浅层的油气地质 问题缺少足够重视,没有搞清楚;深层、超深层开展的基础工作较少,问题难于认识和搞清楚;勘探领域和部署局限在寄希望短期见效的“有利区带—有利层系—有 利目标”,综合性、全局性、整体性、长远性的基础勘探工作相对薄弱。因此,要立足探索一些重大基础石油地质问题,更加突出块体或含油气地质体整体勘探思 想,应用地震-地质新技术联合部署大剖面,实施深层油气地质科学探索井工程,井-震联合重新认识、解剖各块体地质结构、烃源岩等问题,自下而上多层系、立 体、扩展、连片研究。


未来十年是中国深化勘探开发技术创新和攻关的重要时期,要为大规模“解放”低渗、难动用储量, 为加快非常规油气资源的勘探利用奠定基础。目前全国未动用原油地质储量中难采储量占一半左右,应通过技术革新,挖掘这部分可采储量的潜力。中国非常规天然 气资源也比较丰富,发展前景广阔,近几年虽然致密气、煤层气的勘探开发取得一些进步,页岩气掀起探索研究、试验开采热潮,但是与美国相比,无论是对资源的 认识和评价技术,还是高效开发技术等诸多方面还有很大差距。因此,需要针对中国储集层较薄、有效储集层相对分散、丰度较低等赋存条件加强综合研究,通过建 立试验和示范区,集中力量开展提高单井产量和开发效益的关键技术攻关,不断积累经验和特色技术,使非常规天然气资源尽快成为中国天然气生产的生力军。


4 结 论


过去十年全球油气勘探发展在深水海域、深层、非常规等领域取得明显的进展,发现很多大型、特大型油气田,一方面展现世界油气勘探仍处于上升发展阶段,资源还有较大潜力,另一方面说明新区新领域蕴藏大机会,在世界油气勘探发展中占有重要地位。


未 来十年,中国将面临更大的油气消费增长需求,除了采取切实有效措施节约能源、提高能源利用效率之外,加强中国本土油气资源的勘探与开发是确保中国油气能源 安全的一项长期的重要战略。需要解放思想,更加重视综合勘探、创新开发工程工艺技术,加重视和推进海相、深层、海域深水区、非常规油气等新区新领域勘探, 准备和储备中长期接替领域,十年后可成为中国油气资源持续发展新的增长点。

(文章来源:石油学报)



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