全球油气勘探

开发领域发展趋势

    以石油、天然气勘探开发理论及其配套技术体系为核心的石油工程在世界石油工业150余年的发展过程中，不但加速了新油气资源的发现，极大地满足了社会发展对油气能源的需求，也促进了油气藏开采技术的提高，为世界各国经济和社会持续发展提供了不竭的动力。因此，从历史演化角度分析当前石油、天然气勘探开发工程面临的问题与挑战，总结在国内外石油工程近年来的工程、技术发展趋势，对于预测石油工程未来发展方向，确定我国油气勘探开发工程战略具有一定的借鉴意义。进入新世纪，特别是低碳、环保、可持续发展日益成为人类与自然和谐发展的今天，石油工程在面临巨型油气藏发现概率逐年降低，成熟盆地潜力巨大和非常规油气资源为勘探开发热点的格局下，石油、天然气勘探开发工程主要的发展趋势包括以下几个方面。

    1、提高采收率。

    自从1905年宾西法尼亚Bradford油田进行注水开发试验、1911年Dunn油田进行注气提高采收率现场作业以来，如何大幅度提高油气藏采收率就成为了油田工程的一个永恒主题。目前，提高石油、天然气采收率技术主要是以可动油为目标的改善采油技术（IOR）和以不可动油为目标的强化采油技术（EOR）。改善采油技术以通过采用适宜的复杂结构井技术改善地下水动力条件和增加波及体积技术，使大尺度未被驱替介质波及到的、处于封闭状态的剩余油流动起来。强化采油技术则是以高度分散且常规驱替介质难以波及的小尺度剩余油为对象，通过降低岩石～油～水界面张力，改善油层流体流度比，使小尺度剩余油流动的技术方法。EOR技术主要包括热采技术、注气技术、化学驱三大技术和微生物采油技术。热采技术是在美国、加拿大广泛应用，注气技术是应用程度仅次于热采的另一项EOR技术，它不仅可用于新油藏的开发，也可作为三次采油的手段用于水驱后油藏提高采收率。

    2、开发低渗透油气藏。

    自美国1871年发现低渗透Bradford油田以来，国际上把渗透率在0.1毫达西至50毫达西之间的油藏界定为低渗透油藏。近年来，针对低渗透油藏低丰度、低压、低产的“三低”特点和分布广泛、油气资源蕴藏丰富的实际，如何经济有效开发低渗透油气藏已成为世界石油工程共同关注的重点和难点。目前，国外低渗透油田开发过程中已在高分辨率地震技术、多分量地震勘探技术、四维地震勘探技术、裂缝识别、压裂新技术、装备和软件、水平井和复杂结构井井下随钻测量和控制技术、小井眼钻采工艺、蛇形钻井工艺、注气等技术方面取得突破。我国在油藏精细描述、微观孔隙结构研究、富集区优选、超前注水、开发压裂等一些特色领域以及勘探开发技术的集成应用方面形成了独特的技术体系。

    3、大力开发天然气。

    自上世纪70年代以来，特别是随着新气田的发现和天然气藏勘探、开发技术的重大突破及深海勘探开发技术水平的提高，国内外天然气探明储量近年来大幅度持续增加。深层气和非常规气（煤层气、致密气、页岩气等）也逐渐成为勘探开发的主要对象。我国在不同类型天然气藏勘探、开发方面，逐步形成了快速钻井、多分枝水平井钻井、分层压裂、排水采气、防砂治水、井下节流和中低压集输等成熟配套技术体系。

    4、深海、深层、极地油气资源。

     在人类居住的地球上，称得上极限的无非是四个方面，即极地的寒冷、深海的高压、高山的缺氧、沙漠的高温。全球油气勘探开发在征服极限。近年来，随着勘探、开发技术的完善，特别自上世纪70年代以来，分布于深海、深层、极地等极端环境下的大型、甚至巨型油气藏逐渐成为勘探开发工程发展的主要方向。深海主要在墨西哥湾、巴西海域、尼日利亚海域、南中国海域取得了突破性进展。深层油气勘探可钻深达10000多米，深层勘探以国际石油公司为主栽技术取得了实质性的突破，中国在深层近年也做了积极的探索。极端地带如西伯利亚冻土地带、阿拉斯加州、北极、青藏高原、沙漠无人区等也取得了突破。中国塔里木沙漠油气勘探开发规模走向了更成熟的发展阶段。

   5、油气资源二次开发。

    进入新世纪，中国石油针对注水开发老油田开发效益降低和剩余可采储量依然丰富的矛盾和现实，以“重建地下认识体系、重构井网结构、重组地面工艺流程”为核心的“二次开发”工程为大幅度提高老油田采收率、整体改善老油田开发效果指明了发展方向。单砂体刻画、层系细分及井网重组研究，作为“三重”技术体系的核心基础内容，在“二次开发”工程探索与实践中，起着极为重要技术支撑作用。SAGD／蒸汽驱技术、CO₂驱技术、稀油热采技术、深部调驱技术、油水井动态调控技术、套管补贴技术已成为成熟的“二次开发”技术体系。中国石油二次开发工程焕发了老油田青春，油气采收率大幅度提高，辽河油田曙一区SAGD13个生产井组，水平井日产油由转驱前的100t/d左右最高上升到600t/d左右，平均单井日产油达到40t/d以上，含水由转驱初期的85%左右下降到75%左右，采油速度由0.6%上升到3%以上，阶段采出程度7.6%，达到国外同类油藏开发先进水平。新疆克拉玛依砾岩油藏二次开发试验区日产油由实施前的260t/d提高到1030t/d。吉林扶余油田采收率由27%提高到36%。

    6、非常规油气资源。

    从世界范围来讲，非常规油气资源是极其丰富的，是常规油气的最佳补充能源。据美国能源部能源信息署统计，世界页岩油资源量可达4110亿吨，比传统石油资源量多5O%以上，世界油砂可采资源量约为1171亿吨，占世界石油可采总量的32%，已经成为世界能源结构的重要组成部分。全球页岩气资源量为456.24万亿立方米，致密气资源量为209.72万亿立方米。加拿大油砂商业化开采2006年产量已达7280万吨，美国2006年煤层气年产量已达600亿立方米。煤层气以吸附形式为主，赋存在煤层中的一种天然气，具有自生自储、无明显气水界面、大面积连续特征，具有低产、长期稳产的特征;。据国际能源署统计，全球煤层气资源量超过260万亿方，其中俄罗斯、美国、加拿大、澳大利亚和中国煤层气资源量均超过10万亿方。页岩气年产量超过200亿立方米，致密砂岩气年产量超过1000亿立方米。针对非常规油气藏成藏条件复杂，储层致密，非均质性强，不同类型资源各具特点的实际。国内外在非常规油气资源开发过程中初步形成了特色技术体系，例如页岩气井低密度支撑剂压裂技术、页岩气井二次压裂技术、油页岩干馏技术、油砂干馏工艺等。这些特色技术极大促进了非常规油气资源开发，也是未来石油发展的主要方向和趋势。