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油氣勘探向深層進軍
發布時間:2020/9/12

近日,國家能源局印發《2020能源工(gōng)作指導意見》(簡稱《意見》)。《意見》強調,要多措 并舉,增強油氣安全保障能力。其中(zhōng),“加大(dà)油氣勘探開(kāi)發力度”被列爲任務之首。

“油價這麽低,到國外(wài)買油就好了,爲什麽還要強調油氣勘探?”面對社會上出現的種種質疑 ,中(zhōng)國科學院院士、頁岩油氣富集機理與有效開(kāi)發國家重點實驗室主任金之鈞對《中(zhōng)國科學報》表示,油氣同糧 食、水一(yī)樣,已經成爲人類生(shēng)活必需品,是涉及國家安全的戰略物(wù)資(zī)。保障國家油氣安全,不能光靠進口,立足 國内加大(dà)勘探開(kāi)發力度,将是國家戰略層面的一(yī)項重要任務。

多位油氣勘探專家的共識是,深層、深海和頁岩油氣将成爲未來油氣勘探的主要方向,堅持高 效勘探和效益開(kāi)發也是油氣産業可持續發展的必然選擇。


油氣勘探“由淺入深”

加大(dà)國内油氣勘探開(kāi)發力度,持續受到行業内外(wài)的高度關注。近年來,政策的不斷加碼以 及勘探領域屢獲進展,都爲我(wǒ)(wǒ)國油氣行業注入了一(yī)針“強心劑”。勝利油田等多個老油田産量的穩步提升,也積 極地發揮了“壓艙石”的作用。

“油氣增長仍處于高峰期,我(wǒ)(wǒ)國油氣儲産量增長同樣處于高峰期,這一(yī)高峰期估計将 延續到2050年。”中(zhōng)國工(gōng)程院院士、石油地質學家康玉柱預計,2050年我(wǒ)(wǒ)國原油産量有望達到2.3億~2.5億噸,天 然氣産量高達3500億~4000億立方米。

康玉柱在接受《中(zhōng)國科學報》采訪時指出,從全球油氣發展的趨勢來看,未來我(wǒ)(wǒ)國油氣勘 探将從東部轉向西部,從陸地轉向海洋,從中(zhōng)淺層轉向中(zhōng)深層和超深層。另外(wài),随着勘探開(kāi)發理論發展及技術進 步,向更深、更古老層系尋找油氣資(zī)源已成爲油氣公司的重要目标。

據記者了解,深層油氣資(zī)源是近十年全球探明儲量的增長主體(tǐ),不斷突破有效資(zī)源保持深 度下(xià)限。2008~2018年,全球在4000米以深地層新增油氣探明儲量234億噸油當量,超過同期全球新增油氣儲量的 60%,油氣鑽探****深度達到12869米。

深水也成爲近期油氣增儲重點,重大(dà)發現主要集中(zhōng)在大(dà)西洋兩側、東非、地中(zhōng)海等被動陸 緣盆地。2008~2018年,全球海域油氣探明儲量217億噸油當量,占全球新增油氣探明儲量68%,其中(zhōng)深水—超深水 占全球新增可采儲量40%以上。

金之鈞表示,我(wǒ)(wǒ)國深層油氣勘探已經從過去(qù)的4000~5000米擴展到6000~8000米。另外(wài), 3500米以深的海相深層頁岩氣和陸相頁岩油将是中(zhōng)國油氣勘探的重點突破領域。

不過,勇闖深層勘探禁區,對于整個油氣行業來說也是一(yī)場“極限挑戰”。


攻克“卡脖子”技術

油氣勘探的整個過程如同一(yī)場千軍萬馬的協同作戰,是個非常大(dà)的系統工(gōng)程。而要想向地球深 部進軍,首先就要面對各種工(gōng)程技術難題。

“深層油氣分(fēn)布規律與淺層是不一(yī)樣的,随着埋藏深度的增加,岩石的緻密性也在增加。而要 想高産還需要一(yī)整套适用于深層油氣勘探的鑽井技術和壓裂技術,這對我(wǒ)(wǒ)國來說,從裝備到技術都面臨挑戰。” 金之鈞坦言,油氣勘探核心的旋轉導向鑽井系統就是我(wǒ)(wǒ)國亟待攻克的“卡脖子”技術。

旋轉導向鑽井系統是一(yī)項尖端自動化鑽井新技術,鑽頭能夠像“貪吃蛇”一(yī)樣在地下(xià)幾千米堅 硬的岩石裏自由穿行,終準确命中(zhōng)油氣藏目标,而這項技術的要求甚至比導彈的制導技術更爲嚴苛。

“導彈的介質是空氣,計算好各種參數,就可以實現有效控制。而地下(xià)的介質随時都在發生(shēng)變 化,這對鑽井技術的要求是極高的。”金之鈞表示,目前國内大(dà)部分(fēn)是租用國外(wài)的設備,這對油氣勘探開(kāi)發來說 增加了成本,因此,下(xià)一(yī)步旋轉導向鑽井系統将是我(wǒ)(wǒ)國必須攻克的關鍵核心技術之一(yī)。

此外(wài),對于頁岩氣勘探開(kāi)發來說,中(zhōng)國科學院院士、中(zhōng)國石油大(dà)學(北(běi)京)教授高德利告訴《 中(zhōng)國科學報》,以叢式水平井爲基本特征的“井工(gōng)廠”是國内外(wài)頁岩氣高效開(kāi)發的主流工(gōng)程作業模式,而要創建 大(dà)型“井工(gōng)廠”,就必須挑戰大(dà)位移水平井工(gōng)程作業極限。

“在特定的主觀和客觀約束條件下(xià),任何一(yī)口實際能夠建成的大(dà)位移水平井,其井眼長度都有 一(yī)個可允許的極限值,我(wǒ)(wǒ)們稱之爲大(dà)位移水平井延伸極限。”高德利指出,目前我(wǒ)(wǒ)國已建成許多小(xiǎo)型“井工(gōng)廠” (多爲4井式或6井式),總計建成了數百口頁岩氣水平井,但還沒有一(yī)口井是上述定義的大(dà)位移水平井,從而嚴 重制約了大(dà)型“井工(gōng)廠”的創建,亟須通過加強交叉學科研究尋求跨越式技術突破。

高德利指出,由于技術裝備的複雜(zá)性、企業經營的經濟性等諸多約束,目前我(wǒ)(wǒ)國工(gōng)程作業能力 和技術裝備水平與國際領先水平相比仍存在較大(dà)差距。


低成本技術是關鍵

“沒有技術進步,就不可能實現經濟有效的開(kāi)發。”金之鈞強調,低成本技術将成爲整個石油 工(gōng)業下(xià)一(yī)個科技進步的重要方向。

他表示,針對中(zhōng)低成熟、高黏度、低流動性頁岩油,未來需要研究其富集和流動機理,建立一(yī) 套低成本的地下(xià)原位改質技術,包括地下(xià)壓裂技術、原位加熱技術、防腐技術等。

金之鈞同時指出,油價低位波動,勢必推動行業從過去(qù)的“資(zī)源擴張型”技術進步轉向“降本 增效型”技術進步。在此過程中(zhōng),信息技術和人工(gōng)智能正在重塑油氣工(gōng)業格局。

“個人預計,人工(gōng)智能、大(dà)數據、區塊鏈技術爲主體(tǐ)的新一(yī)代信息技術的應用,可以使石油工(gōng) 業的成本降低20%~30%。”金之鈞說。

康玉柱也表示,未來油氣勘探需要新技術、新材料、智能信息化等跨界融合,同時需要加大(dà)海 洋和深水油氣勘探開(kāi)發技術和裝備的研發。我(wǒ)(wǒ)國應圍繞着2020~2035年國家油氣勘探的需求,聚焦戰略目标,突出 攻關的重點,突破“卡脖子”技術,以跨界融合形成颠覆性的技術,從而掌握戰略領域核心關鍵技術。

高德利則建議,國家應盡快建立一(yī)套先進的天然氣開(kāi)發利用安全監控與保障體(tǐ)系(包括技術标 準、運行機制、監管體(tǐ)系及目标責任等),确保天然氣在鑽探、開(kāi)采、長距離(lí)管道運輸、儲存儲備、網絡輸配及 終端使用等各環節的安全可靠性,盡可能減少或避免天然氣重特大(dà)安全事故的發生(shēng)。

而從國内外(wài)市場需求出發,高德利建議,國家通過政策引導甚至行政推動,以現有國家油氣集 團公司的相關技術和人力資(zī)源爲基礎,通過股份制重組等模式,并參考國際的油氣工(gōng)程技術服務公司在業務 經營和組織管理等方面的成功經驗,盡快建立并培育具有國際競争力的油氣工(gōng)程技術服務公司,并允許有兩個以 上的獨立法人企業同時存在,以保持油氣工(gōng)程技術市場的競争活力。

“這樣的專業技術服務公司,應具有技術研發與服務一(yī)體(tǐ)化及市場經營國際化的基本特征,應 以國際一(yī)流的同類技術服務公司爲追趕目标,既能爲我(wǒ)(wǒ)國油氣公司(或投資(zī)主體(tǐ))在國内外(wài)的石油天然氣勘探開(kāi) 發投資(zī)項目提供強有力的技術支撐,又(yòu)能獲取巨額的技術服務收益,力求逐步形成良性循環。”高德利說。