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关于非常规油气资源勘探开发的几点思考

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关于 常规 油气 资源 勘探 开发 思考
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    作 者 简 介 :翟 光 明 ,1926 年 生 ,中 国 工 程 院 院 士 ,石 油 地 质 学 家 ;1950 年 毕 业 于 北 京 大 学 地 质 系 ,历 任 原 石 油 工 业 部 地 质 勘探 司 总 地 质 师 、 司 长 ,中 国 石 油 天 然 气 总 公 司 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 院 长 ,第 十 五 届 世 界 石 油 大 会 秘 书 长 ,全 国 油 气 资 源 评 价 首席 科 学 家 等 职 ;担 任 本 刊 第 六 届 编 委 会 顾 问 。 地 址 : (100724)北 京 市 六 铺 炕 。 非 常 规 油 气 资 源 勘 探 开 发 的 几 点 思 考翟 光 明 (中 国 工 程 院 院 士 )(中 国 石 油 天 然 气 集 团 公 司 咨 询 中 心 )翟 光 明 非 常 规 油 气 资 源 勘 探 开 发 的 几 点 思 考 气 工 业 ,2008 ,28 (12) : 要   近 年 来 ,石 油 资 源 短 缺 已 成 为 制 约 全 球 经 济 发 展 的 共 同 难 题 ,世 界 各 国 都 掀 起 了 非 常 规 油 气 勘 探 开发 的 热 潮 ,开 发 非 常 规 油 气 及 油 气 替 代 品 已 成 为 各 国 非 常 规 油 气 勘 探 开 发 研 究 的 主 要 课 题 。 随 着 我 国 国 民 经 济 的持 续 快 速 发 展 ,油 气 供 需 矛 盾 也 已 经 成 为 制 约 我 国 经 济 和 社 会 发 展 的 主 要 瓶 颈 之 一 。 为 此 ,对 全 球 非 常 规 油 气 资源 的 发 展 趋 势 、 中 国 非 常 规 油 气 资 源 勘 探 新 领 域 以 及 关 键 技 术 等 方 面 进 行 了 分 析 讨 论 。 结 论 认 为 :世 界 各 国 都 非常 重 视 非 常 规 油 气 业 务 的 发 展 ;中 国 非 常 规 油 气 资 源 非 常 丰 富 ,但 在 勘 探 开 发 上 急 需 新 技 术 、 新 方 法 的 突 破 ;非 常规 油 气 的 勘 探 开 发 应 形 成 配 套 方 法 。 应 针 对 不 同 的 问 题 采 取 必 要 的 措 施 : ① 创 新 地 质 理 论 ,找 到 优 质 资 源 ; ② 发 展特 色 技 术 ,开 发 难 采 资 源 ; ③ 优 化 改 进 现 有 工 艺 技 术 ,取 得 新 效 果 ; ④ 发 展 综 合 利 用 技 术 ,缓 解 环 境 压 力 ; ⑤ 转 变 理念 ,加 速 非 常 规 油 气 资 源 开 发 。主 题 词   非 常 规 油 气 资 源   煤 层 气   油 砂   油 页 岩   页 岩 气   资 源 量   勘 探 开 发   措 施一 、 世 界 各 国 都 非 常 重 视 非 常 规 油 气业 务 的 发 展世 界 范 围 内 的 非 常 规 油 气 资 源 十 分 丰 富 ,非 常规 油 产 量 超 过 7 500 × 104 t/ a ,非 常 规 天 然 气 产 量 超过 1 800 × 108 a。 油 砂 作 为 非 常 规 石 油 资 源 的 主要 来 源 ,在 世 界 能 源 供 给 中 起 着 举 足 轻 重 的 作 用 。根 据 美 国 地 质 调 查 局 ( U 2004 年 的 研 究 ,世 界上 油 砂 油 可 采 资 源 量 约 为 6 510 亿 桶 (1 035. 1 × 108 ,约 占 世 界 石 油 资 源 可 采 总 量 的 32 %。 目 前 ,对油 砂 的 研 究 和 开 发 ,世 界 各 地 均 在 加 速 进 行 ,随 着 勘探 开 发 技 术 的 提 高 ,其 占 全 球 烃 类 能 源 的 比 重 还 将不 断 增 大 。 近 年 来 ,壳 牌 、 埃 克 森 美 孚 等 各 大 石油 公 司 积 极 投 资 油 砂 领 域 ,加 大 了 对 油 砂 的 勘 探 开发 力 度 。 1997 年 加 拿 大 约 有 20 %的 原 油 产 量 来 自油 砂 ,2001 年 油 砂 生 产 的 原 油 超 过 常 规 油 产 量 ;2002年 其 产 量 持 续 增 长 ,达 到 4 810 × 104 (3. 03 亿桶 ) ,2003 和 2004 年 从 油 砂 中 各 采 了 5 590 × 104 340 × 104 t 油 ,2005 年 为 6 170 × 104 t 油 ,2006年 为 7 280 × 104 t 油 。2008 年 4 月 在 美 国 召 开 的 ,给 大 家以 很 大 启 发 。 这 次 G 会 议 中 最 吸 引 大 家 目 光的 是 非 常 规 油 气 资 源 的 勘 探 开 发 ,人 们 已 经 认 识 到非 常 规 油 气 资 源 将 对 未 来 产 生 重 大 影 响 。 非 常 规 油气 资 源 里 面 突 出 的 重 点 是 页 岩 油 和 页 岩 气 ,所 做 报告 中 的 内 容 主 要 涉 及 非 常 规 油 气 资 源 的 评 价 、 勘 探开 发 技 术 研 究 和 前 景 预 测 等 ,展 示 了 非 常 规 油 气 发展 的 美 好 未 来 。上 述 后 ,结 合 报 告 中 的 内 容 和 对 美国 科 罗 拉 多 州 最 大 油 气 资 源 基 地 的 实 地 考 察 ,笔 者发 现 并 留 下 深 刻 印 象 的 是 :美 国 已 经 将 其 注 意 力 放在 了 非 常 规 油 气 资 源 上 。 皮 申 斯 盆 地 位 于 科 罗 拉 多大 峡 谷 中 ,其 页 岩 油 可 采 资 源 量 是 全 球 自 1859 年 到目 前 为 止 所 有 油 气 生 产 总 量 (约 1 400 × 108 t) 的 2倍 ,而 这 个 盆 地 所 控 制 的 面 积 只 有 4 000 多 平 方 公里 ,按 这 个 结 果 计 算 ,其 含 油 量 相 当 丰 富 ,约 为 130万 桶 / 英 亩 (约 500 × 104 t/ 。 上 述 地 区 的 储 油量 确 实 是 非 常 大 的 。 目 前 ,美 国 已 经 把 它 提 上 了 开发 日 程 ,在 该 盆 地 到 处 可 见 直 立 的 井 架 和 燃 烧 的 油气 ,说 明 如 果 油 价 达 到 一 定 高 度 ,就 可 以 把 这 些 非 常规 油 气 开 采 出 来 。根 据 在 上 述 的 所 见 所 闻 ,笔 者 认 为有 两 点 值 得 注 意 : ① 美 国 正 在 积 极 探 索 、 研 究 油 页岩 ,对 油 页 岩 进 行 开 采 ,生 产 页 岩 油 气 ;页 岩 油 气 可·1·第 28 卷 第 12 期                               天   然   气   工   业                             本 期 视 点以 分 成 两 种 :吸 附 的 油 气 、 微 裂 缝 和 裂 缝 中 存 在 的 油气 。 ② 还 存 在 着 许 多 从 白 垩 系 生 成 的 、 运 移 到 古 近系 和 新 近 系 致 密 砂 岩 中 的 游 离 气 (也 被 称 为 致 密 砂岩 气 ) 。综 上 ,取 得 两 点 深 刻 认 识 : ① 小 盆 地 照 样 可 以 孕育 大 油 气 ,因 而 不 要 小 看 小 盆 地 ; ② 游 离 气 占 到 生 成油 气 的 2/ 3 ,数 量 很 大 ,一 般 运 移 到 周 边 地 层 或 上 覆地 层 中 ,这 为 寻 找 煤 层 气 提 供 了 一 种 新 的 方 法 — — —就 是 不 必 拘 泥 于 常 规 油 气 的 寻 找 方 法 ,可 以 到 周 边或 上 覆 地 层 中 去 寻 找 。 我 国 的 研 究 者 也 应 该 认 真 考虑 这 种 趋 势 ,如 在 沁 水 盆 地 就 可 以 考 虑 寻 找 能 捕 获这 些 气 体 的 气 田 。 我 国 地 形 复 杂 ,在 这 方 面 更 有 利 ,上 述 新 方 法 在 我 国 可 能 大 有 可 为 。二 、 中 国 非 常 规 油 气 资 源 非 常 丰 富 ,在 勘 探 开 发 上 急 需 新 技 术 、 新 方 法 的 突 破中 国 非 常 规 油 气 资 源 丰 富 ,煤 层 气 、 油 砂 、 油 页岩 、 致 密 砂 岩 气 和 页 岩 气 是 目 前 最 为 现 实 的 非 常 规油 气 资 源 。 由 于 受 下 列 因 素 的 影 响 :非 常 规 油 气 地质 条 件 具 有 复 杂 性 和 特 殊 性 ;部 分 开 发 技 术 适 用 性差 、 不 成 熟 ;低 渗 透 储 层 单 井 产 量 低 ,缺 乏 有 效 增 产技 术 ;综 合 利 用 效 率 低 ,环 境 污 染 严 重 等 。 因 此 要 在我 国 实 现 非 常 能 源 对 常 规 能 源 的 替 代 还 需 要 开 展 大量 的 研 究 工 作 。 大 家 更 要 解 放 思 想 ,开 放 思 路 ,多 想一 些 问 题 ,各 抒 己 见 、 展 现 各 种 新 思 路 、 新 技 术 、 开 阔视 野 ,尽 快 使 我 国 非 常 规 油 气 勘 探 开 发 工 作 取 得 重大 突 破 。我 国 非 常 规 油 气 资 源 十 分 丰 富 ,油 页 岩 、 油 砂 、煤 层 气 和 天 然 气 水 合 物 等 非 常 规 能 源 开 发 利 用 潜 力巨 大 。 根 据 《 中 国 石 油 新 能 源 业 务 “ 十 一 五 ” 发 展 规划 》 的 要 求 ,到 2010 年 ,煤 层 气 提 交 储 量 1 500 × 108建 成 生 产 能 力 15 × 108 a ;油 砂 查 明 500 m 以浅 的 资 源 量 ,优 选 3~ 4 个 区 块 ,落 实 油 砂 油 探 明 储量 5 000 × 104 t ,控 制 储 量 1 × 108 t ,建 成 油 砂 油 产 能1 × 104 t/ a ;查 明 1 000 m 以 浅 的 油 页 岩 资 源 ,提 供 3~ 4 个 有 利 区 块 ,新 增 探 明 页 岩 油 储 量 1 × 108 t ,控制 储 量 2 × 108 t ,建 成 页 岩 油 产 能 3 × 104 t / a。 为 了完 成 中 国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 (以 下 简 称 中 国石 油 )非 常 规 油 气 业 务 生 产 目 标 ,必 须 对 相 应 的 非 常规 油 气 资 源 勘 探 开 发 技 术 进 行 攻 关 ,创 新 非 常 规 油气 地 质 理 论 ,找 到 富 集 区 进 行 资 源 开 发 ,研 发 相 应 的非 常 规 油 气 资 源 勘 探 开 发 相 关 工 艺 技 术 ,力 争 尽 早建 成 产 能 。1953 年 ,国 家 给 鄂 尔 多 斯 盆 地 的 计 划 是 年 产 油3 000 t ,那 个 年 代 在 鄂 尔 多 斯 盆 地 只 有 延 长 油 田 产油 ;而 今 天 中 国 石 油 在 上 述 地 区 已 经 达 到 了 年 产 原油 2 000 × 104 t 和 100 × 108 的 能 力 (除 苏 里 格气 田 外 ) 。 所 以 说 无 论 是 常 规 油 气 的 勘 探 开 发 还 是非 常 规 油 气 的 勘 探 开 发 都 有 一 个 认 识 的 过 程 ,需 要科 研 人 员 不 断 地 思 考 、 讨 论 和 研 究 。 青 海 柴 达 木 盆地 油 砂 山 的 浅 层 存 在 大 量 油 气 ,但 以 前 却 开 采 不 了 ,现 在 随 着 认 识 程 度 的 深 化 以 及 新 技 术 的 应 用 ,就 可以 把 油 气 开 采 出 来 ;今 天 松 辽 盆 地 大 面 积 低 渗 透 油气 田 也 都 可 以 通 过 新 方 法 、 新 技 术 进 行 开 采 了 ;江 汉盆 地 的 潜 江 凹 陷 以 前 被 认 为 不 会 存 在 大 量 油 气 而 被遗 弃 ,经 过 重 新 勘 探 研 究 ,潜 江 25 井 不 仅 产 出 了 油气 ,还 形 成 了 井 喷 。 过 去 很 多 被 我 们 扔 掉 的 区 块 ,现在 来 看 完 全 有 办 法 、 有 措 施 来 实 现 油 气 产 出 。 酒 泉花 海 盆 地 ,取 出 来 的 白 垩 系 烃 源 岩 含 油 率 非 常 高 ,却找 不 到 油 气 ,有 些 人 便 认 为 该 区 只 有 生 油 层 而 没 有储 集 层 ,但 笔 者 认 为 这 种 说 法 是 不 正 确 的 。许 多 人 说 中 国 是 贫 油 的 国 家 ,这 也 是 不 正 确 的 。按 油 气 富 集 程 度 可 以 把 世 界 各 国 分 为 4 类 :第 一 类是 油 气 非 常 富 集 的 国 家 ,如 中 东 许 多 国 家 ;第 二 类 是油 气 比 较 丰 富 的 国 家 ,如 美 国 (1859~ 2007 年 已 累 计生 产 原 油 250 × 108 t) 、 俄 罗 斯 等 ;第 三 类 是 存 在 油 气但 不 丰 富 的 国 家 ,如 中 国 等 ;第 四 类 才 是 贫 油 国 家 ,如 日 本 、 德 国 、 法 国 等 ,共 有 70~ 80 个 。 之 所 以 存 在这 种 差 异 ,是 由 于 各 自 独 特 的 地 质 条 件 所 决 定 的 。真 正 的 贫 油 国 家 不 是 中 国 ,但 中 国 也 算 不 上 油气 资 源 丰 富 的 国 家 ,目 前 国 内 生 产 的 原 油 还 不 能 满足 自 身 需 求 ,所 以 我 国 更 应 该 走 多 井 的 路 线 。 这 就要 求 我 们 多 做 工 作 ,工 作 要 精 、 要 细 。 美 国 30 年 前的 勘 探 结 论 认 为 ,只 有 供 国 内 8 a 使 用 的 储 量 ,然 而经 过 多 年 的 工 作 ,现 在 美 国 的 油 气 储 量 已 经 上 升 到了 3 × 1012 t ,打 了 260 万 口 井 ,远 远 超 出 了 30 年 前的 预 计 。 因 此 要 多 做 工 作 ,目 前 非 常 规 油 气 业 务 的出 现 也 可 以 部 分 弥 补 我 国 油 气 产 量 的 不 足 ,并 且 可以 拓 展 思 路 。三 、 中 国 非 常 规 油 气 业 务 发 展 面 临 的技 术 难 题 及 应 对 措 施由 于 受 上 述 不 利 因 素 的 影 响 ,要 实 现 我 国 非 常 规油 气 资 源 对 常 规 能 源 的 替 代 还 需 要 开 展 大 量 的 工 作 。对 非 常 规 油 气 资 源 的 勘 探 开 发 工 作 要 抱 有 一 种正 确 认 识 ,不 断 改 善 措 施 ,采 取 坚 持 不 懈 的 工 作 态度 ,不 能 见 低 产 就 放 弃 ,相 信 只 要 坚 持 就 能 有 改 变 。很 多 人 都 说 塔 中 3、 4、 5、 6 号 井 “ 没 有 什 么 东 西 ” ,但·2·本 期 视 点                             天   然   气   工   业                                 2008 年 12 月其 实 它 们 都 有 微 弱 的 油 气 显 示 ,所 以 在 工 作 中 应 该不 放 弃 哪 怕 是 一 点 点 的 希 望 。针 对 非 常 规 油 气 的 勘 探 开 发 应 该 形 成 配 套 方法 ,面 对 不 同 的 问 题 必 须 采 取 必 要 的 措 施 :(1)创 新 地 质 理 论 ,找 到 优 质 资 源 。 针 对 不 同 非常 规 油 气 的 成 藏 (成 矿 ) 特 点 及 储 层 特 征 ,研 究 其 不同 的 富 集 成 藏 (成 矿 ) 主 控 因 素 ,通 过 科 学 合 理 的 储层 评 价 技 术 ,优 选 出 高 产 富 集 有 利 区 。(2)发 展 特 色 技 术 ,开 发 难 采 资 源 。 非 常 规 油 气具 有 储 层 渗 透 率 低 ,非 均 质 性 强 的 特 点 。 不 同 地 区储 层 差 异 性 较 大 ,国 外 的 一 些 开 发 技 术 和 经 验 不 能完 全 适 应 中 国 的 地 质 特 点 。 因 此 必 须 研 发 适 合 我 国油 气 储 层 特 点 的 开 发 技 术 。(3)优 化 改 进 现 有 工 艺 技 术 ,取 得 新 效 果 。 国 内现 有 的 非 常 规 油 气 开 发 勘 探 开 发 技 术 多 借 鉴 了 常 规油 气 经 验 或 引 进 国 外 技 术 ,成 本 相 对 较 高 、 适 用 性 较差 ,优 化 改 进 现 有 工 艺 技 术 ,研 发 低 成 本 、 低 污 染 ,适合 于 不 同 储 层 地 质 条 件 的 技 术 ,十 分 重 要 和 必 要 。其 中 ,包 括 低 污 染 、 低 成 本 钻 完 井 技 术 ,水 平 井 和 多分 支 井 钻 完 井 技 术 ,复 杂 构 造 条 件 下 的 钻 完 井 技 术 ,多 储 层 复 合 完 井 技 术 及 不 同 储 层 改 进 压 裂 技 术 等 的研 究 将 是 今 后 工 作 的 重 点 发 展 方 向 。(4)发 展 综 合 利 用 技 术 ,缓 解 环 境 压 力 。 在 开 发非 常 规 油 气 的 同 时 ,处 理 好 废 水 、 废 气 、 废 渣 ,采 用 多种 途 径 对 其 进 行 综 合 利 用 ,变 废 为 宝 ,保 护 生 态 环境 ,走 可 持 续 发 展 道 路 。(5)转 变 理 念 ,加 速 非 常 规 油 气 资 源 开 发 。 对 已有 地 质 资 料 进 行 分 析 ,寻 找 非 常 规 油 气 高 产 富 集 区 、优 质 资 源 区 进 行 先 导 开 发 试 验 。 在 开 发 过 程 中 ,不断 总 结 规 律 ,改 进 已 有 工 艺 技 术 ,创 新 技 术 理 论 ,解决 非 常 规 油 气 勘 探 开 发 方 面 所 遇 到 的 问 题 。通 过 举 办 非 常 规 油 气 勘 探 开 发 新 领 域 与 新 技 术交 流 活 动 ,加 强 了 国 内 外 非 常 规 油 气 资 源 勘 探 开 发方 面 的 技 术 交 流 ;对 非 常 规 油 气 资 源 勘 探 新 区 进 行了 讨 论 ,提 出 了 一 系 列 非 常 规 油 气 的 勘 探 开 发 新 理论 与 新 技 术 。 这 些 都 将 对 我 国 非 常 规 油 气 资 源 的 勘探 开 发 起 到 积 极 的 促 进 作 用 。(收 稿 日 期   2008207219   编 辑   居 维 清 )新 疆 成 为 我 国 最 大 的 天 然 气 外 输 省 区1978 年 ,新 疆 生 产 天 然 气 2. 51 × 108 仅 占 当 年 全 国 天 然 气 产 量 的 1. 8 %。 1990 年 ,党 中 央 、 国 务 院 确 定 陆 上 石 油 工 业“ 稳 定 东 部 ,发 展 西 部 ” 战 略 方 针 ,新 疆 石 油 工 业 迎 来 加 快 发 展 的 宝 贵 机 遇 ,天 然 气 勘 探 不 断 取 得 新 的 突 破 ,天 然 气 产 量 快 速 上升 。 2005 年 ,新 疆 天 然 气 产 量 首 次 突 破 100 × 108 预 计 新 疆 2008 年 的 天 然 气 产 量 将 达 到 240 × 108 天 然 气 生 产 将 连 续4 年 保 持 全 国 第 一 。 2004 年 12 月 ,西 气 东 输 工 程 全 线 投 产 ,新 疆 天 然 气 开 始 输 往 我 国 的 东 部 地 区 ,2007 年 新 疆 外 输 天 然 气130 × 108 2008 年 新 疆 外 输 天 然 气 量 预 计 将 超 过 150 × 108 据 统 计 ,西 气 东 输 管 道 投 产 以 来 已 累 计 外 输 天 然 气 420 ×108 通 过 西 气 东 输 管 道 ,新 疆 现 在 每 天 有 4 100 × 104 然 气 输 往 我 国 的 东 部 地 区 ,为 我 国 经 济 社 会 发 展 “ 增 气 加 油 ” 。改 革 开 放 30 年 来 ,新 疆 天 然 气 工 业 实 现 了 历 史 性 的 跨 越 ,由 天 然 气 资 源 大 区 转 变 为 天 然 气 生 产 大 区 和 外 输 大 区 。 目 前 ,新 疆已 经 成 为 我 国 最 大 的 天 然 气 外 输 省 区 。(谭 蓉 蓉   摘 编 自 《 中 国 石 油 报 》 )·3·第 28 卷 第 12 期                               天   然   气   工   业                             本 期 视 点e/     · 133 ·    N F A an hi y n gi ( C . N A 2. I N D . M E 28 , 12 , 123 , 12/ 25/ 2008. ( 00020976 ; In is of of up of of to is in be of be to be to be to be to be to up of , 926 , in 950. He of He of of 5 is of C 00724 ,P. R. N F L I L I of t . N A . I N D . M E 28 , 12 , 426 ,12/ 25/ 2008. ( 00020976 ; In of of on of is to so to an be to or of At it is us to on of A L I N R Y , M E 28 , 12 ,2008               5 ,2008  
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