能源與水、糧食一起構成人類(lèi)賴(lài)以生存的三大要素。能源好似地球人前行的動(dòng)力,油氣又好似地球人敏感的“神經(jīng)”。人類(lèi)利用能源經(jīng)歷從木柴向煤炭、煤炭向油氣、油氣向新能源三次重大轉換。能源開(kāi)采效益與能源利用效率將成為能源科技創(chuàng )新的主題。
隨著(zhù)世界經(jīng)濟社會(huì )對能源需求的持續增長(cháng)、國際油價(jià)的高位運行和低碳社會(huì )的逐漸到來(lái),從傳統油氣走向新能源的第三次重大轉換將成為必然趨勢。但在未來(lái)相當長(cháng)時(shí)期內,新能源難以擔當重任,傳統化石能源仍是一次能源消費主體。
目前,世界能源正在邁入石油、天然氣、煤炭、新能源“四分天下”的發(fā)展時(shí)代。據國際能源機構2011年預測,2035年世界一次能源消費結構中,石油將占28%、天然氣占23%、煤炭占24%、核能及可再生能源占25%。
引發(fā)石油工業(yè)科技革命
油氣資源從常規到常規與非常規并重,最后步入非常規,是石油工業(yè)三階段發(fā)展的必然趨勢。
全球年產(chǎn)油氣70億噸,常規油氣重大突破已過(guò)高峰期,但產(chǎn)量仍以常規為主,以大油氣區成藏理論、鹽目標地震評價(jià)與深水平臺等為科技支撐,在東半球陸地、海洋深水區不斷有重大發(fā)現。
全球非常規與常規油氣資源比例大約是8:2,非常規油氣資源潛力遠超常規油氣,開(kāi)發(fā)利用非常規油氣將是人類(lèi)利用能源的必然選擇。
以美洲為代表的油砂油、重油、致密氣、煤層氣等成為非常規油氣發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域,頁(yè)巖氣成為非常規天然氣發(fā)展的熱點(diǎn)方向,致密油成為非常規石油發(fā)展的亮點(diǎn)類(lèi)型。非常規油氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例已接近10%,成為全球油氣供應的重要組成部分,形成美洲的美國和亞洲的中國兩大非常規油氣戰略突破區,正在引發(fā)世界石油工業(yè)新的科技革命。
非常規油氣不斷獲得戰略性突破,主要源自“三大科技創(chuàng )新”,分別是以納米孔喉系統“連續型”油氣聚集的地質(zhì)理論創(chuàng )新;以水平井體積壓裂“人造滲透率”的核心技術(shù)創(chuàng )新;以多井平臺式“工廠(chǎng)化”低成本開(kāi)采的開(kāi)發(fā)模式創(chuàng )新。
非常規油氣地質(zhì)學(xué)進(jìn)入黃金發(fā)展期,已成為石油地質(zhì)學(xué)發(fā)展的理論前沿。非常規油氣基礎地質(zhì)理論主要研究生烴、儲層與聚集等問(wèn)題,重點(diǎn)回答非常規油氣資源潛力與重點(diǎn)方向。未來(lái)油氣勘探開(kāi)發(fā)將不斷突破“生烴最高溫度”、“儲層最小孔隙度”、“油氣賦存最大深度”三個(gè)極限。
伴隨全球新科技革命浪潮的來(lái)臨,生命科技、信息科技與納米科技等交叉融合成為未來(lái)科技發(fā)展的主體,石油工業(yè)將進(jìn)入納米科技時(shí)代,納米油氣透視觀(guān)測鏡、納米油氣驅替劑、納米油氣開(kāi)采機器人以及廣泛應用的納米材料將成為石油工業(yè)新的核心技術(shù)。
延長(cháng)石油工業(yè)生命周期
世界石油工業(yè)的生命周期大約300年,自1859年現代石油工業(yè)誕生起,已經(jīng)歷150余年。1934年Mccolough提出的“圈閉學(xué)說(shuō)”是常規油氣地質(zhì)理論形成的重要標志,指導常規油氣資源的勘探開(kāi)發(fā);1995年Schmoker等提出的“連續型油氣聚集”是非常規油氣理論開(kāi)啟的里程碑,為非常規油氣資源有效開(kāi)發(fā)利用提供了科學(xué)依據。
美洲致密油氣、頁(yè)巖氣等非常規油氣成功開(kāi)發(fā)利用,突破了傳統資源禁區和成藏理論,增加了資源類(lèi)型與資源量,延長(cháng)了石油工業(yè)的生命周期。許多學(xué)者預測的油氣產(chǎn)量峰值不斷被突破,峰值到來(lái)的日子不斷被延后。如美國油氣產(chǎn)量自上世紀70年代初達到產(chǎn)量高峰之后,產(chǎn)量一路下滑,但隨著(zhù)近年來(lái)非常規油氣突破,美國石油產(chǎn)量已止跌回升,天然氣產(chǎn)量更是創(chuàng )出歷史新高。
中國油氣工業(yè)發(fā)展也進(jìn)入以常規油氣為主的儲產(chǎn)量連續增長(cháng)“高峰期”、以常規和非常規并重的重大領(lǐng)域戰略“突破期”、以非常規油氣為主的科技革命創(chuàng )新“黃金期”。
2010年已成為中國油氣工業(yè)正式開(kāi)啟“非常規油氣元年”。致密氣年產(chǎn)量已占全國天然氣總產(chǎn)量的1/4,致密油已在鄂爾多斯、準噶爾等盆地發(fā)現5億~10億噸級儲量規模區,煤層氣初步建成沁水盆地南部、鄂爾多斯盆地東緣兩個(gè)地面生產(chǎn)基地,頁(yè)巖氣已在四川盆地南部海相頁(yè)巖中多口井獲工業(yè)性頁(yè)巖氣流,我國蜀南海相頁(yè)巖氣工業(yè)化試驗區建設進(jìn)展順利。
非常規油氣的突破與發(fā)展,已成為我國陸上原油產(chǎn)量穩步增長(cháng)、天然氣產(chǎn)量快速發(fā)展的重要接替資源。
常規與非常規兩大版圖并重
上世紀60年代末,中東地區石油產(chǎn)量超過(guò)美國,成為全球最大的油氣生產(chǎn)中心,之后,中東地區就一直處于世界能源版圖的中心,成為維持世界石油供需平衡的核心區。
進(jìn)入21世紀,加拿大的油砂、委內瑞拉的重油、美國的頁(yè)巖氣和致密油等非常規油氣資源的大規模開(kāi)發(fā)利用,正在形成以美洲為核心的西半球“非常規油氣版圖”,非常規油氣供給南北流;形成以中東為核心的東半球“常規油氣版圖”,常規油氣向東流。
目前,美國、歐洲和亞太是全球三大油氣供應流向的低洼地。美國未來(lái)很有希望依靠美洲大陸實(shí)現寬泛意義上的能源獨立和能源安全;歐洲油氣需求趨于飽和,未來(lái)供需格局將基本維持動(dòng)態(tài)平衡;亞太已成為未來(lái)世界油氣供需缺口最大的地區。中東作為目前全球油氣供應中心,將主要單一流向中國、日本、印度等東亞和南亞國家。
世界能源格局的重構正在悄然改變地緣政治格局。美國能源自給率大幅回升,大幅提升美國制造業(yè)的競爭力,有望提振美國實(shí)體經(jīng)濟,重返亞太遏制中國超越。中國須把握正在重構的全球常規與非常規油氣版圖戰略機遇期,立足全球油氣資源,保障國家能源供需安全,實(shí)現新的跨越。
(作者系中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院副院長(cháng)兼總地質(zhì)師)
責任編輯: 中國能源網(wǎng)