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油氣勘探向(xiàng)深層(céng)進軍
發布時間:2020/9/12

近日,國家能源局(jú)印(yìn)發(fā)《2020能源工作指(zhǐ)導意見》(簡稱《意見》)。《意見》強調,要多措 並舉,增強油氣安全保障能力。其中,“加大油氣勘探開發力度”被列為任務之首(shǒu)。

“油價這麽低,到國外買油(yóu)就好了,為什麽還要強調油氣勘探?”麵對社會上出現的種種質疑 ,中國科學院院(yuàn)士、頁(yè)岩油(yóu)氣富集機理與有效開發國家重點實驗室主任金之鈞對《中國科學報》表示,油氣同糧 食、水一樣,已經成為人類生活必需(xū)品,是涉(shè)及國家安全的戰略(luè)物資。保障國家油氣安全,不能光靠進口,立足 國內(nèi)加大(dà)勘(kān)探開發力度,將是國家(jiā)戰略層麵的一項重要任務。

多位油氣勘(kān)探專(zhuān)家(jiā)的共識是,深層、深海(hǎi)和(hé)頁岩油氣將成為未來(lái)油(yóu)氣勘探的主要方向,堅持高 效勘探和效益開發也是油氣產(chǎn)業可持續發展的必然選擇。


油氣勘探“由淺入深”

加大國內油氣勘探開發力(lì)度(dù),持續受到行業內外(wài)的高度關注。近年來(lái),政策的不斷加碼以 及勘探領域屢(lǚ)獲進展,都為我國油氣行業注入了一針“強心劑”。勝利油田等多個老油田(tián)產量的穩步提升,也積 極地發揮了“壓艙石(shí)”的作用。

“世界油氣增長仍處於高峰期,我(wǒ)國油氣儲產量增長同樣處於高峰期,這一高峰期估計將 延續到2050年。”中國工程院院士、石油地質學家(jiā)康玉柱預計,2050年我國原油產量有望達到2.3億~2.5億噸,天 然氣產量高達3500億~4000億立方米。

康玉柱在接受《中國科學報》采訪時指出,從全球(qiú)油氣發展的趨勢來看,未(wèi)來我國油(yóu)氣勘 探(tàn)將從東部轉向西部,從陸地轉向海洋,從(cóng)中淺層轉(zhuǎn)向中深層和超深層(céng)。另外,隨著勘探開發理論發展及技(jì)術進 步,向更深(shēn)、更(gèng)古老(lǎo)層係尋找油(yóu)氣資源已成為油氣公司的重要目標。

據記者了解,深層油氣資源是近十年全球探明(míng)儲量的增長主體,不斷突破有效資源保持深 度下限。2008~2018年,全球在4000米以深地層新(xīn)增油氣(qì)探明儲(chǔ)量234億噸(dūn)油當量,超過同期全球新增(zēng)油氣儲量的 60%,油氣鑽探(tàn)****深度(dù)達到(dào)12869米。

深水也成為近期油氣(qì)增儲重點,重大發現主(zhǔ)要集中在大(dà)西洋(yáng)兩側、東非、地中海等被動陸 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(chǔ)量68%,其(qí)中深水—超深水 占全球新增可采儲量40%以上(shàng)。

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

不(bú)過,勇(yǒng)闖深層勘探禁區,對於整(zhěng)個油氣行業來說也是一場“極(jí)限挑戰”。


攻克“卡脖子”技術

油氣勘探的整個過程如同一場千軍萬馬的協同作戰,是個非常大的(de)係統工程。而要(yào)想(xiǎng)向地球深(shēn) 部進軍,首先就要麵對各種工程技術難題。

“深層油氣分(fèn)布(bù)規律與淺層(céng)是不一樣的,隨著埋藏深度的增加,岩石的致(zhì)密性也在增加。而要 想高產還需要一整套適用於深層油氣勘探的鑽井技術和壓裂(liè)技術,這對我國來說,從(cóng)裝備到技術都麵臨挑戰。” 金(jīn)之鈞坦言,油氣勘(kān)探最(zuì)核心的旋轉導向(xiàng)鑽井係統就是我國亟待攻克(kè)的“卡脖子”技術。

旋轉導向鑽井係統是一項尖端自動化鑽井新技術,鑽頭能夠像“貪吃(chī)蛇”一樣在地下幾千米(mǐ)堅 硬的(de)岩(yán)石裏自由穿行,最終準確命(mìng)中(zhōng)油氣藏目標,而這(zhè)項技(jì)術的要求甚至比導彈(dàn)的製導(dǎo)技術更為嚴苛。

“導彈的介質是空氣,計算好各種參數,就可以實現有效控製。而地(dì)下的介質隨時都在發(fā)生(shēng)變 化,這對鑽井技術的要(yào)求(qiú)是極高的。”金之鈞表示,目前國內(nèi)大部分是租用國外的設備,這對油氣勘探開發來說 增加了成本,因此(cǐ),下一步旋轉導向鑽井係統將是我國必須攻克的關鍵核心技術之一。

此外(wài),對於頁岩(yán)氣勘探開(kāi)發(fā)來說,中國科學院(yuàn)院士、中國石油(yóu)大學(北(běi)京)教授高德(dé)利告訴《 中(zhōng)國科學報》,以叢式(shì)水(shuǐ)平井(jǐng)為基本特征的“井工(gōng)廠”是國內外頁岩氣(qì)高效開發的主(zhǔ)流(liú)工程作業模式,而要創建 大型“井工廠”,就必須挑戰大位移水平井工(gōng)程作業極限。

“在特定的主(zhǔ)觀(guān)和客觀約束條(tiáo)件下,任何(hé)一口實際能夠建成的大位移水平井,其井眼長(zhǎng)度都(dōu)有 一個可允許的極限值,我們稱之為大(dà)位移水平(píng)井延伸極限(xiàn)。”高德利指出,目前我國(guó)已建成(chéng)許多小型“井工(gōng)廠” (多為4井式或(huò)6井式),總計(jì)建成了(le)數(shù)百口頁岩氣水平(píng)井,但還(hái)沒有一口井是上述定義的大位移水平井,從而(ér)嚴 重製約了大型“井工廠”的創建,亟須通過加強交(jiāo)叉(chā)學科研究(jiū)尋求跨越式技術突破(pò)。

高德利指出,由於技術裝備的複雜性、企(qǐ)業經營的經濟性等諸多(duō)約束,目前我國工程作業能力 和技術裝備水平與國際(jì)領先水(shuǐ)平相(xiàng)比仍存在(zài)較(jiào)大差距(jù)。


低成(chéng)本技術是關鍵

“沒有技術進步,就不可能實現經濟有效的開發。”金之鈞強調,低成本技術將成為整(zhěng)個石油 工業下一個科技進步的重要方向。

他表示,針對(duì)中低成熟、高黏度、低流動(dòng)性頁岩油,未來需要研究其富(fù)集和流動機理(lǐ),建立一 套低成本的地下原位改質技術,包括地下壓裂技術、原位加(jiā)熱技術、防腐技術等。

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

“個(gè)人預計,人工智能、大數(shù)據、區塊鏈技術為(wéi)主體的(de)新一代信息技(jì)術的應用,可以使石油工 業的成本(běn)降低20%~30%。”金之鈞(jun1)說。

康玉柱也(yě)表示,未來油氣(qì)勘探需(xū)要新技術、新材料、智能(néng)信息化等(děng)跨(kuà)界融合,同時需要(yào)加(jiā)大海 洋和深水油(yóu)氣勘探開發技術和裝備的研發。我國應圍繞著2020~2035年國家油氣勘探的需求,聚焦戰(zhàn)略目標,突出 攻關的重點,突破“卡脖子”技術,以跨界融(róng)合形成顛覆性的(de)技術,從(cóng)而掌握戰略(luè)領域核心關鍵技術。

高德利則(zé)建議,國家應盡快建立一套先進(jìn)的(de)天然氣(qì)開發利用安全監控與保障(zhàng)體係(包括技術標 準、運行機製、監管體係及目標責任等),確(què)保(bǎo)天然氣在鑽探、開采、長距離管道運輸、儲(chǔ)存儲備、網絡(luò)輸配(pèi)及 終端(duān)使用等各環節的安全可靠性,盡可(kě)能減少或避免天然氣重特大安(ān)全事故的發生。

而(ér)從國內外市場需求(qiú)出發,高(gāo)德利建議(yì),國家通過政策引導甚(shèn)至行政推動,以現有國家油氣集 團公司的相關技術(shù)和人力資源為(wéi)基礎,通過(guò)股份製重組等模式,並參考國際著名的油氣工程技術服務公司在(zài)業務(wù) 經營和組織管理等方麵的成功經驗,盡快建立並培育具有(yǒu)國際競(jìng)爭力的油氣工程(chéng)技術服務公司,並允(yǔn)許有兩個以 上的獨立(lì)法人企業同時存(cún)在,以保持油氣工程技術市場的競爭活力。

“這樣的專業技術服務公司,應具有(yǒu)技術研發與服務一體化及市場經營國(guó)際化的基本特(tè)征,應 以國際一(yī)流(liú)的同類技術服務公司為(wéi)追趕目標,既能為我國油氣公(gōng)司(sī)(或投資(zī)主體)在國內外的石油天然氣勘探(tàn)開 發(fā)投資項目(mù)提供強有力的技術支撐,又能獲取巨額的技術服(fú)務收益,力求逐步形(xíng)成良性循環。”高德利說(shuō)。