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油氣勘探向深(shēn)層進軍
發布(bù)時間(jiān):2020/9/12

近日(rì),國家能源局印發《2020能源工作指導意見》(簡稱《意見》)。《意見》強調,要多措 並舉,增強油氣安全保障能(néng)力。其中,“加大(dà)油氣勘探開發力度”被列為任務之首。

“油價這麽低,到國外買油就好了,為什麽還(hái)要強(qiáng)調油氣勘探?”麵(miàn)對社會上出現的種種質疑 ,中國(guó)科學院院士、頁岩油氣富(fù)集機理與有效(xiào)開(kāi)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(shēng)活必需品,是涉(shè)及國家安全的戰略物資。保障國家(jiā)油氣安全,不能光靠進口,立足 國內加大勘探開發力度,將是(shì)國家(jiā)戰略(luè)層麵的一項重要任務。

多位油氣勘探專(zhuān)家的共識是,深層、深海和(hé)頁岩油氣將成為未來油氣勘(kān)探的主要(yào)方向,堅持高 效勘探和效益開發也(yě)是油氣產業(yè)可持續發(fā)展的(de)必然選(xuǎn)擇。


油氣勘探“由淺入深”

加大國內油氣(qì)勘探開發力度,持續受到行業(yè)內外的高度關注。近年來,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(xīn)劑(jì)”。勝利油田等多個老油田產量的穩步(bù)提升,也(yě)積 極地發揮(huī)了“壓艙石”的作用。

“世界油氣增長仍處(chù)於高峰期,我國油氣儲產量增(zēng)長(zhǎng)同樣處於高峰期,這一高峰期估計將 延續到2050年。”中(zhōng)國工程院院士、石油地質學家康玉(yù)柱預計(jì),2050年(nián)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(guó)科學報》采訪時指(zhǐ)出,從全(quán)球油氣發展的(de)趨勢來看,未來(lái)我國油氣勘 探將從東(dōng)部轉向西部,從陸地轉向海洋,從中淺層轉(zhuǎn)向中深層和超深(shēn)層。另外,隨著勘探開發理論發展及技術進 步,向更深、更古老層係尋找油氣資源已成為油(yóu)氣公司(sī)的重要目標。

據記者了解,深層油氣資源是(shì)近十年全球探明儲量的增長主(zhǔ)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(tàn)****深(shēn)度達到12869米。

深(shēn)水也成為近期油氣增儲重點,重(chóng)大發(fā)現主要集中在大西洋兩側、東非(fēi)、地中海等被動陸 緣盆地。2008~2018年,全球(qiú)海域油氣探明儲量217億噸油當量(liàng),占全球新增油氣探明儲(chǔ)量68%,其中深水—超深水 占全球新增可采儲量40%以上。

金之鈞表示,我國深(shēn)層油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(hǎi)相(xiàng)深(shēn)層頁岩氣和陸相頁岩油將(jiāng)是(shì)中國油氣(qì)勘探的重點突破領域。

不過,勇闖深層勘探(tàn)禁區,對於整(zhěng)個油氣行業(yè)來說也是一場“極限挑戰”。


攻克“卡(kǎ)脖子”技術

油氣(qì)勘探的整個過程如同一場千軍萬馬的協同作戰,是個非常大的係統工(gōng)程。而(ér)要(yào)想向地球(qiú)深 部進軍,首先就要麵對各種工程技術難題。

“深層油氣分布規律與淺(qiǎn)層(céng)是不一(yī)樣的,隨著埋藏(cáng)深度的增加,岩石的致密性也在增加。而要 想高產還需(xū)要一整套適用於深層油氣(qì)勘探的鑽井技術(shù)和壓裂技術,這對我國來說,從裝備到技術都麵(miàn)臨(lín)挑(tiāo)戰。” 金之鈞坦言,油氣勘探最核心的旋轉導向(xiàng)鑽(zuàn)井係統就是我國亟(jí)待(dài)攻克的“卡脖子”技術。

旋轉導向鑽井係統是一項尖端自動化鑽井新(xīn)技術,鑽頭能夠像“貪吃蛇(shé)”一樣在地下幾千米堅 硬的岩石裏自由穿(chuān)行,最(zuì)終準確命中油氣藏目標,而這項技術(shù)的要求(qiú)甚至比導彈的製導技術更為嚴苛。

“導彈的介質是空氣,計算好各種參數,就可以實現有效(xiào)控(kòng)製。而地下的介質隨時都在發生變 化,這對鑽(zuàn)井技術的(de)要(yào)求是極高的。”金之鈞表示,目前(qián)國(guó)內大部分(fèn)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,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,對於頁岩氣勘探開發來說,中國科(kē)學院院士、中國(guó)石油大學(北京)教授高(gāo)德利告訴《 中國科學報》,以(yǐ)叢式水平井為基本特征的“井工廠”是國內外頁岩氣高效開發的主流工程作業模式,而要創建 大型“井(jǐng)工廠”,就(jiù)必須挑戰大位移水平井工程作業極限。

“在特定的主觀和客觀約束條件下,任何一口實際能(néng)夠建(jiàn)成的大位移水平井(jǐng),其井眼長度都有 一個可允許(xǔ)的極限值,我們(men)稱之為大(dà)位移水平井延伸極限。”高德利指出,目前我國已建成許(xǔ)多(duō)小型“井工廠” (多為4井式或6井式),總計建成了(le)數百口(kǒu)頁岩氣水平井,但還沒有一口井是上述(shù)定(dìng)義的大位移水(shuǐ)平井,從而嚴 重製約了大型(xíng)“井工廠”的創建,亟須通過加強(qiáng)交叉學科研究(jiū)尋求跨越式技術突破。

高(gāo)德利指出,由於技術裝備的複雜性、企業經營的經濟性等諸多約束,目前我國工程作業能(néng)力(lì) 和技術裝備水平(píng)與國際領先水平相比仍存在較大差距。


低成本技(jì)術是關鍵

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

他表示,針對中低成熟、高黏度、低(dī)流動性頁岩(yán)油(yóu),未來需要研究其富集和流動機理,建立一 套低成本的地下原位改質技術,包括地(dì)下壓裂技術、原位加熱技術、防腐技術等。

金之鈞(jun1)同時指出,油價低位波動,勢必推動行業從過去的“資源擴張型(xíng)”技術進步轉向“降本(běn) 增效型”技術進步。在此過程中,信息技術和人工智能正在(zài)重塑(sù)油氣工業格(gé)局。

“個人預計,人工智能、大數據、區塊鏈技(jì)術為(wéi)主體的新一代信息技術的應用(yòng),可以(yǐ)使石油工 業的成本(běn)降(jiàng)低20%~30%。”金之鈞說(shuō)。

康玉(yù)柱也表示,未來油氣(qì)勘(kān)探(tàn)需要新技術、新材料、智能信息化等跨(kuà)界融合,同時需要加大海 洋和深(shēn)水油氣勘探開發技術和裝備的研發。我國應(yīng)圍繞(rào)著2020~2035年國家油氣勘探的需求,聚焦(jiāo)戰略目標,突出 攻(gōng)關的重點(diǎn),突破“卡脖子”技術,以跨界融合形成顛覆性的技術,從而(ér)掌握戰略領域核心關鍵技術。

高德(dé)利則(zé)建(jiàn)議,國家應盡快建立一套先進的天然氣開(kāi)發利用安全監控與保障體係(包括技術標 準、運行機製、監管體(tǐ)係及目標(biāo)責任等),確保天然氣在鑽探、開采、長距離管道運輸、儲(chǔ)存儲備、網(wǎng)絡輸配及(jí) 終端使用(yòng)等各環節的安全可靠性,盡可能減少(shǎo)或避免天(tiān)然氣重特(tè)大安全事故的發生。

而從國內(nèi)外市場(chǎng)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(yǒu)國家油氣集 團公(gōng)司的相(xiàng)關技術和人(rén)力(lì)資源為基礎,通過股份製重組等模式,並(bìng)參考國際(jì)著名的油氣工(gōng)程技術服務公司在業務 經營和組織管理等方麵的成功經(jīng)驗(yàn),盡快建立並培育具(jù)有國際競(jìng)爭力的(de)油(yóu)氣工程技術服務公司,並允許有兩個以 上的獨立法人企業同(tóng)時存在,以保持油氣工程技術市場(chǎng)的競(jìng)爭活力。

“這樣的專業技術服務公司,應具有技(jì)術研發與服務(wù)一體化及市場經營國(guó)際化的基本特征,應 以國(guó)際一流的同類技(jì)術服(fú)務公司為追趕目標,既能為我國油氣公司(或投資主(zhǔ)體)在國內外的石油天然氣勘探開 發投(tóu)資項目提供強有力的(de)技術支撐,又能獲取巨額(é)的技術服務收(shōu)益,力求逐步形成良性循環。”高德利(lì)說。