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高端模型

(2010-04-06 00:16:19)
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油气资源

甲烷气

油砂

油页岩

水合物

杂谈

 

高端模型

ExxonMobil目标,在整个价值链上最大限度地扩展非常规油气资源的价值。

附录:美国市值最高的十家公司。埃克森美孚公司名列第一。

 

      非常规资源,是指存在於地壳之中的非常规油气资源,主要包括煤层气(煤层甲烷气)、页岩气、致密地层气(砂岩)、油砂、油页岩、可燃冰(水合物)等。此类资源在地球上十分丰富,预测远远大于全球(油、气)常规油气资源,真正的勘探开发还处于初始阶段。

    广义的非常规油气资源的定义:如果没有可借签的经验和知道的技术能够开采这些资源,就是非常规资源。随着认识的深化,技术的进步,经验的积累,非常规资源也可以转化为常规资源,从某种程度上讲非常规资源是个“过程概念”。

    非常规资源的开发,在全球是个热门话题,而做的最好的是北美地区。从真正意义上搞了起来的国家,只有美国、加拿大等国家,其他国家和地区还谈不上开发这一问题。但是,全球开发非常规资源的功臣和杰出的贡献者,不是赫赫有名的大公司,而是名不见经传的小公司,他们以低廉的成本,简单实用的技术,灵活的决策形式,推动了非常规天然气的开发。只是后来,大公司看到规模开发有利可图,才以并购的方式陆续介入进来。埃克森美孚就是其中最突出的一家公司。

    非常规油气勘探开发,目前,全球做的比较突出的大公司,有埃克森美孚、壳牌、雪佛兰、康菲、中国石油等大型跨国石油公司。但是,其中埃克森美孚公司在研究、开发、技术等方面,尤其是在页岩气、油页岩等方面做的尤为突出,而且提供了可供其他国家和地区可借鉴的宽泛丰富经验、技术和开发的“高端模型”。

     归结埃克森美孚等公司的研究成果,不难看出他们一个共同之处,都是遵循了“非常规资源开发走了一条常规油气开发的研究之路”,而且坚定的“以技术为本,降低成本提高油气采收率”,这无疑是一条花费少,易出成果的一条捷径。埃克森美孚就走了这样一条道路,他们主要做法有下面几项:

    1、资源识别。

       大量研究证明,美国许多盆地具有得到证实的丰富的非常规天然气资源。开采实践证明非常规天然气资源在美国能源供应中,占的比重越来越大,大大补偿了日趋减少的常规天然气资源。随着先进技术的发展,致密地层气、页岩气和煤层甲烷气,目前成为美国主要的天然气资源的来源之一。大约1920年美国常规天然气产量达到历史峰值,约20000 BCF,然后开始下降。非常规天然气资源从1990年开始上升,预计到2015年前后非常规天然气资源产量将超过常规天然气资源,占全美天然气产量的五分之三。预计2020年达到最高峰值,实现较长期稳定增长,可保持到2030年以后。2009年全美天然气产量是6000多亿立方米,超过俄罗斯成为全球第一,其中非常规天然气占1500亿立方米。

     2、资源寿命周期

    资源寿命周期的每个阶段对油公司长期盈利来说具有重要的意义。总的来说,资源寿命周期可概括为五个阶段:认识与机会->探索与发展->评价与开发->生产->衰竭。同时,成功地推动每个阶段的资源开发的优化,等于整合了全资源寿命的长周期,也奠定了能源公司利润的长周期。埃克森美孚的实践,例如致密地层气(我们称之为致密砂岩气)和页岩气,显著的特点是可以实现长期的稳定生产。美国有些盆地非常规天然气已经稳定生产了10年以上,预计稳定生产可持续30-50年,而采收率也可能只有50%以上。这种特征主要是储层的孔隙结构决定的,按照渗流力学解释是一种变形低速流动所导致的结果。

    3、贝叶斯信念网络评估。

    所谓“信念网络”是17世纪,英国人托马斯·贝叶斯开创,其基本思路源于“贝叶斯理论”。“信念网络”的核心是要弄清楚事物之间的因果关系,说白了就是要弄清事物之间的“相互关系”和“受控联系”。实际上,贝叶斯“信念网络”,大量存在于我们的日常生活之中。埃克森美孚公司开发贝叶斯理论的目的,是想作为工程师提升工作认识的工具,如资源评估、资源开发,以贝叶斯理论建立起“贝叶斯信念网络”,认识“新资源有效开发的相互因果关系”,使社会科学思想方法与自然科学的技术设计相结合,并嫁接到致密地层气、页岩气开发,先用以指导,后以实践成果用以验证,整体提升资源开发水平。就是说信念网络不是很聪明,但运用信念网络可以使专家学者变得更聪明。说明“信念网络”是给人们提供了一种认识事物的方法(贝叶斯信念网络待后在叙)。因此,了解和预测非常规的商业价值,便需要了解复杂的自然系统以及该系统对工程干预做出反应的方式。从某种程度上讲,贝叶斯信念网络是帮助专家认识非常规资源(页岩气、致密地层气和煤层甲烷气)的一种工具盒手段。   

    4、从生油岩到油气储藏。

     富含有机质岩石的地层,可以用测井曲线图估算生油岩厚度、富集度、成熟度、地层学资料,并根据地质情况推算生油气岩类型。页岩和泥岩为固体基质(黏土粒径的颗粒)和孔隙水,另外还含有固体有机物质,在成熟时,从富含有机质(陆岩有机质到海相有机质)的泥岩将产生碳氢化合物,随水一起进入孔隙,也就是说富含有机质主要在海相沉积地层之中,陆相沉积地层也有机质,但不丰富。有机质的存在的主要贡献是建造了沉积岩中的孔隙,而孔隙体提供了用以储存流体(油气)的主要孔隙空间,奇怪的是孔喉链接了各个孔隙体,同时限制了水的流动,水在页岩中不参与流动(高精度显微镜观察到的现象)。这一发现是ExxonMobil公司多年的研究成果。我认为也是埃克森美孚最伟大的成果之一。

    5、层序地层学的作用

     层序地层学在揭露泥岩储油气岩特性及对其应用复杂控制中的作用。储油气岩沉积属性:粉砂含量27.6%(9-51%);粘土含量59%(44-75%);生物质:总有机探=5.7%(0.1-25%),颗粒、团块、POM,外壳、贝壳、骨骼。粉砂含量小于30%可产油,粘土含量大于50%可产油。生油气岩潜力的主力控制因素:一是生油气岩质量=(产量(富氢)-破坏)/稀释(非富氢),二是储油气岩质量={产量(富氢)+产量(非富氢)-破坏}/稀释(粘土)(其中:保存量=1-破坏)。储油气岩储集因素与过程,硅藻生物质最初的原生质与蛋白石之比=28-35%,颗石藻类具有相似比例,水与浅层沉积物中的竞争过程,控制着贝壳与原生质之间的保存关系,且呈现出横向变化。可根据层理、成分、粒度、生物群、测井曲线特征值中的系统变化来识别副层序。洪泛表面沉积物输入具有重要意义,标志为横向大面积富集:深海/空降物质来源(原地》异地),潜穴/钻洞,原地矿物和结核,早期岩化/固结,纹层、薄层和层组的连续性提高。最大洪泛下超表面在洪泛表面上表现为盆地相朝陆地方向作最大延伸,副层序堆积模式从退积变为进积,洪泛表面通常标志为岩性缓慢变化,底部能量、陆源物质输入、沉积速率变为最小,深水动物群、浮游生物、成岩作用和结核发育变为最多,有若干自生组的局部侵蚀、簸选和富集。泥岩储油岩的基本结论:1.泥岩储油岩特性以几厘米到几十米的幅度呈系统性变化,可用层序地层学方法加以辨识。2.所有主要层序地层学的表面和层组都可以通过地震、测井、岩芯、薄片、实体与痕迹化石及地球化学手段得到识别和绘制。3.层序地层学可以探索和预测对油藏经济开发成功具有关键意义的储油岩特性。

    6、致力于技术开发。

   “技术是我们今天成功的源泉,也是我们明天成功的平台”,“我们专注于开发专有技术,从而赢得竞争优势”。从“研究、应用、培训”三个环节,“鉴别机会、评价、商业应用”三个步骤,从碳氢化合物系统入手,预测综合油气藏性能,通过“钻井与地下技术、天然气与基础设施、技术软件开发与降低成本管理结合,提高碳氢化合物采收率”,特别是页岩气、油页岩的研究,以卓越的实验能力,注重“微观规模”研究和“实验室规模”研究,以此为基础更注重“现场大规模试验推广”。同时不遗余力的监督“油气田现场试验计划”的落实,一次次累积技术成就的历史,造就了出色的页岩气、油页岩开发的高端技术模型。

    7、定义“甜点”(及可能的富集区)。

     埃克森美孚非常规资源的勘探开发,第一步是建立盆地模型、地质模型和油藏模型,以卓越的建模能力,基本了解富含有机质的页岩和煤的沉积过程,并以专有的软件,预测盆地有机质的含量。第二步是通过“古环境重建”、“露头模拟”,预测盆地潜在的储油气岩特性的能力。第三步是通过“三分量地震资料”、“油藏特征资料”、“测井解释与岩芯分析技术”,预测页岩气、油页岩可能的“甜点”。第四步是通过“综合资料分析”、“压裂流动的油藏模拟”、“水力压裂的优化”、“多井、多分支水平井钻井”,接受世界上难度系数最高的非常规资源开发的技术挑战。第五步是致力于全过程的优化,以科学为基础的知识和技术创新,最终落脚到“创造机会”—“确定‘甜点’”—“提高产气量”—“降低成本”,形成应用低成本技术和知识的能力。

    8、使油气井性能发挥到物理极限。

    埃克森美孚的方法是“系统与谨慎”,目标是“世界一流能力”,用以最大限度提高钻井与完井性能的标准、工艺和工具,利用全尺寸设备复制气井条件,使井筒钻井液多达西到微达西流量,以及带颗粒搬运、防沙、砾石充填和颗粒堵塞等复杂流动的可视化和随机分析。通过形状和声波测井进行诊断和控制,提高钻井速度和井眼管理水平,优化完井选择,同时注重多井计划系统发挥协同效应和系统化设计的监督执行,最终达到钻井性能可靠、低成本的油气井开发目的。

    9、多层增产技术。

    根据地质与油气藏的复杂性,受“楼层现象”的启发,页岩气、致密砂岩气的开发,增产经历了“大段层增产到常规方法增产再到多层增产”的实践过程;钻井经历了“地毯式钻井到多井组、多分支钻水平井”的过程。一天之内压裂20多个气层,2—3之内投产40多个气层。这样比单层次压裂成本降低50%,产量比常规增产提高2—3倍。埃克森美孚具有增产前和增产后进行建模和分析能力。埃克森美孚可以通过提高产量和同时降低成本的最佳方式,并迅速实现性能的最优化。总之,埃克森美孚非常规气藏作业的宽泛经验和专门技术,如低渗透、水平井、深气藏、高压高温和多层增产的世界一流的技术。

 

 附录:美国市值最高的十家公司(今日美国报2010.3.29日,参考消息4.5日):

    1、埃克森美孚  3142亿美元。(与本文数据的差距主要资料来源的时间的差异)

    2、微软        2601亿美元。

    3、沃尔玛      2115亿美元。

    4、苹果        2094亿美元。

    5、伯克希尔。哈撒韦(巴菲特)2009亿美元。

    6、通用电气    1957亿美元。

    7、宝洁        1850亿美元。

    8、美国银行    1796亿美元。

    9、谷歌        1789亿美元。

    10、摩根大通   1785亿美元。

另外,思科、美国电报电话、花旗集团等赫赫有名的大公司都榜上无名。

 

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