近日,國(guó)家能(néng)源局印发《2020能(néng)源工作指导意见》(简称《意见》)。《意见》强调,要多(duō)措 并举,增强油气安全保障能(néng)力。其中,“加大油气勘探开发力度”被列為(wèi)任務(wù)之首。
“油价这么低,到國(guó)外买油就好了,為(wèi)什么还要强调油气勘探?”面对社会上出现的种种质疑 ,中國(guó)科(kē)學(xué)院院士、页岩油气富集机理(lǐ)与有(yǒu)效开发國(guó)家重点实验室主任金之钧对《中國(guó)科(kē)學(xué)报》表示,油气同粮 食、水一样,已经成為(wèi)人类生活必需品,是涉及國(guó)家安全的战略物(wù)资。保障國(guó)家油气安全,不能(néng)光靠进口,立足 國(guó)内加大勘探开发力度,将是國(guó)家战略层面的一项重要任務(wù)。
多(duō)位油气勘探专家的共识是,深层、深海和页岩油气将成為(wèi)未来油气勘探的主要方向,坚持高 效勘探和效益开发也是油气产业可(kě)持续发展的必然选择。
油气勘探“由浅入深”
加大國(guó)内油气勘探开发力度,持续受到行业内外的高度关注。近年来,政策的不断加码以 及勘探领域屡获进展,都為(wèi)我國(guó)油气行业注入了一针“强心剂”。胜利油田等多(duō)个老油田产量的稳步提升,也积 极地发挥了“压舱石”的作用(yòng)。
“世界油气增長(cháng)仍处于高峰期,我國(guó)油气储产量增長(cháng)同样处于高峰期,这一高峰期估计将 延续到2050年。”中國(guó)工程院院士、石油地质學(xué)家康玉柱预计,2050年我國(guó)原油产量有(yǒu)望达到2.3亿~2.5亿吨,天 然气产量高达3500亿~4000亿立方米。
康玉柱在接受《中國(guó)科(kē)學(xué)报》采访时指出,从全球油气发展的趋势来看,未来我國(guó)油气勘 探将从东部转向西部,从陆地转向海洋,从中浅层转向中深层和超深层。另外,随着勘探开发理(lǐ)论发展及技术进 步,向更深、更古老层系寻找油气资源已成為(wèi)油气公司的重要目标。
据记者了解,深层油气资源是近十年全球探明储量的增長(cháng)主體(tǐ),不断突破有(yǒu)效资源保持深 度下限。2008~2018年,全球在4000米以深地层新(xīn)增油气探明储量234亿吨油当量,超过同期全球新(xīn)增油气储量的 60%,油气钻探最大深度达到12869米。
深水也成為(wèi)近期油气增储重点,重大发现主要集中在大西洋两侧、东非、地中海等被动陆 缘盆地。2008~2018年,全球海域油气探明储量217亿吨油当量,占全球新(xīn)增油气探明储量68%,其中深水—超深水 占全球新(xīn)增可(kě)采储量40%以上。
金之钧表示,我國(guó)深层油气勘探已经从过去的4000~5000米扩展到6000~8000米。另外, 3500米以深的海相深层页岩气和陆相页岩油将是中國(guó)油气勘探的重点突破领域。
不过,勇闯深层勘探禁區(qū),对于整个油气行业来说也是一场“极限挑战”。
攻克“卡脖子”技术
油气勘探的整个过程如同一场千军万马的协同作战,是个非常大的系统工程。而要想向地球深 部进军,首先就要面对各种工程技术难题。
“深层油气分(fēn)布规律与浅层是不一样的,随着埋藏深度的增加,岩石的致密性也在增加。而要 想高产还需要一整套适用(yòng)于深层油气勘探的钻井技术和压裂技术,这对我國(guó)来说,从装备到技术都面临挑战。” 金之钧坦言,油气勘探最核心的旋转导向钻井系统就是我國(guó)亟待攻克的“卡脖子”技术。
旋转导向钻井系统是一项尖端自动化钻井新(xīn)技术,钻头能(néng)够像“贪吃蛇”一样在地下几千米坚 硬的岩石里自由穿行,最终准确命中油气藏目标,而这项技术的要求甚至比导弹的制导技术更為(wèi)严苛。
“导弹的介质是空气,计算好各种参数,就可(kě)以实现有(yǒu)效控制。而地下的介质随时都在发生变 化,这对钻井技术的要求是极高的。”金之钧表示,目前國(guó)内大部分(fēn)是租用(yòng)國(guó)外的设备,这对油气勘探开发来说 增加了成本,因此,下一步旋转导向钻井系统将是我國(guó)必须攻克的关键核心技术之一。
此外,对于页岩气勘探开发来说,中國(guó)科(kē)學(xué)院院士、中國(guó)石油大學(xué)(北京)教授高德利告诉《 中國(guó)科(kē)學(xué)报》,以丛式水平井為(wèi)基本特征的“井工厂”是國(guó)内外页岩气高效开发的主流工程作业模式,而要创建 大型“井工厂”,就必须挑战大位移水平井工程作业极限。
“在特定的主观和客观约束条件下,任何一口实际能(néng)够建成的大位移水平井,其井眼長(cháng)度都有(yǒu) 一个可(kě)允许的极限值,我们称之為(wèi)大位移水平井延伸极限。”高德利指出,目前我國(guó)已建成许多(duō)小(xiǎo)型“井工厂” (多(duō)為(wèi)4井式或6井式),总计建成了数百口页岩气水平井,但还没有(yǒu)一口井是上述定义的大位移水平井,从而严 重制约了大型“井工厂”的创建,亟须通过加强交叉學(xué)科(kē)研究寻求跨越式技术突破。
高德利指出,由于技术装备的复杂性、企业经营的经济性等诸多(duō)约束,目前我國(guó)工程作业能(néng)力 和技术装备水平与國(guó)际领先水平相比仍存在较大差距。
低成本技术是关键
“没有(yǒu)技术进步,就不可(kě)能(néng)实现经济有(yǒu)效的开发。”金之钧强调,低成本技术将成為(wèi)整个石油 工业下一个科(kē)技进步的重要方向。
他(tā)表示,针对中低成熟、高黏度、低流动性页岩油,未来需要研究其富集和流动机理(lǐ),建立一 套低成本的地下原位改质技术,包括地下压裂技术、原位加热技术、防腐技术等。
金之钧同时指出,油价低位波动,势必推动行业从过去的“资源扩张型”技术进步转向“降本 增效型”技术进步。在此过程中,信息技术和人工智能(néng)正在重塑油气工业格局。
“个人预计,人工智能(néng)、大数据、區(qū)块链技术為(wèi)主體(tǐ)的新(xīn)一代信息技术的应用(yòng),可(kě)以使石油工 业的成本降低20%~30%。”金之钧说。
康玉柱也表示,未来油气勘探需要新(xīn)技术、新(xīn)材料、智能(néng)信息化等跨界融合,同时需要加大海 洋和深水油气勘探开发技术和装备的研发。我國(guó)应围绕着2020~2035年國(guó)家油气勘探的需求,聚焦战略目标,突出 攻关的重点,突破“卡脖子”技术,以跨界融合形成颠覆性的技术,从而掌握战略领域核心关键技术。
高德利则建议,國(guó)家应尽快建立一套先进的天然气开发利用(yòng)安全监控与保障體(tǐ)系(包括技术标 准、运行机制、监管體(tǐ)系及目标责任等),确保天然气在钻探、开采、長(cháng)距离管道运输、储存储备、网络输配及 终端使用(yòng)等各环节的安全可(kě)靠性,尽可(kě)能(néng)减少或避免天然气重特大安全事故的发生。
而从國(guó)内外市场需求出发,高德利建议,國(guó)家通过政策引导甚至行政推动,以现有(yǒu)國(guó)家油气集 团公司的相关技术和人力资源為(wèi)基础,通过股份制重组等模式,并参考國(guó)际著名的油气工程技术服務(wù)公司在业務(wù) 经营和组织管理(lǐ)等方面的成功经验,尽快建立并培育具有(yǒu)國(guó)际竞争力的油气工程技术服務(wù)公司,并允许有(yǒu)两个以 上的独立法人企业同时存在,以保持油气工程技术市场的竞争活力。
“这样的专业技术服務(wù)公司,应具有(yǒu)技术研发与服務(wù)一體(tǐ)化及市场经营國(guó)际化的基本特征,应 以國(guó)际一流的同类技术服務(wù)公司為(wèi)追赶目标,既能(néng)為(wèi)我國(guó)油气公司(或投资主體(tǐ))在國(guó)内外的石油天然气勘探开 发投资项目提供强有(yǒu)力的技术支撑,又(yòu)能(néng)获取巨额的技术服務(wù)收益,力求逐步形成良性循环。”高德利说。