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新质生产力助推陆海油气资源开发

作者:李宗田 | 作者单位:俄罗斯自然科学院

发展新质生产力对陆海油气资源开发,保障国家能源安全具有十分重要的指导意义。对于我国陆海油气资源开发而言,新质生产力是增强油气供给保障能力,促进行业绿色低碳转型,‌实现能源行业高质量发展的利器。‌

相对于传统生产力,新质生产力‌以科技创新为核心要素,‌具有高科技、高效能、高质量的特征。纵观我国油气开发历史,本身就是一部科技创新史。我国原油年产量从1949年的12万吨增长到今天的2.09亿吨,天然气产量由1602亿立方米提升至2324亿立方米,连续7年增产百亿立方米以上,油气供应保障能力持续提升,转型发展动力持续增强,为推动我国经济社会健康稳定发展做出了突出贡献。特别是今年以来,在新质生产力的助推下,我国陆海油气勘探新发现一批亿吨级、千亿立方米级大型油气田,呈现了高位增储的良好态势。举世瞩目的成绩,依靠几代石油人艰苦卓绝的努力,同时依靠石油工程技术的不断进步。

非常规油气将是我国油气能源的主要增长点

回望人类历史发展,每一次技术革命都是相对传统的新质生产力发挥了重要作用,带来巨大的经济效益,推动了社会进步。就全球石油工业技术革命而言,大致经历三次大的技术革命时期。

第一次石油技术革命是上个世纪的20至30年代,即地球物理技术勘探和地球物理测井、旋转钻井、取芯技术,对地质构造从平面认识到立体认识建立起构造的立体概念,这是认识油藏构造和储层的巨大飞跃。

第二次石油技术革命发生在第二次世界大战之后,关键是六七十年代计算机技术的广泛应用,计算机的巨型化和微型化以及大型软件的应用,使海量的地质资料、地球物理资料和油藏资料得到快速精细处理,建立油藏地质模型;与此同时,油田地面、钻井、压裂以及单井的优化设计全部由计算机完成,带来一个个创新成果。全球11个储量在10亿吨以上的大油田中,就有10个是在这一时期发现的。

第三次石油技术革命发生在21世纪的大数据、物联网和人工智能时代,给石油工业带来一次新的技术革命和巨大的经济效益。

近年来石油领域最受瞩目的技术创新,莫过于页岩油气的发现与成功开发。一是理论创新,其主要表现是从“源外到源内”的找油理论、“甜点”理论和“体积压裂”的页岩油开发理论;二是技术创新,主要是水平井钻井技术、核磁测井技术、水平井密切割体积压裂技术得以提升。

未来30年,非常规油气将是中国油气能源的主要增长点,新质生产力将是其背后有力的保障。

全球已进入深海油气开发阶段

随着陆上油气勘探日趋成熟,新发现的油气藏规模越来越小,相比之下,海洋油气资源潜力大,且探明率较低。海底天然气水合物资源量十分丰富,据测算,仅中国南海天然气水合物的资源量高达700亿吨油当量,约相当我国陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。

随着海洋油气勘探新技术的不断应用和日臻成熟,全球已进入深海油气开发阶段,海洋油气勘探开发已成为全球石油行业主要投资领域之一。自2000年以来,全球海洋油气勘探开发步伐明显加快,海上油气新发现超过陆上,储产量持续增长,已成为全球油气资源的战略接替区。中国海油旗下的渤海油田原油产量超过年产3004.1万吨的大庆油田,成为全国最大的原油生产基地。渤海油田去年生产原油3400万吨,天然气产量超35亿立方米,创历史最高水平,仅其一家‌的原油增量就约占全国增量的近50%。

全球海洋油气资源潜力十分巨大,深水、超深水资源潜力丰富,探明率较低,更容易发现大型油气藏。据IHS统计,近10年全球新的油气发现有74%的分布在海域,其中深水占23%,超深水占36%。从新发现油气的储量规模来看,海洋油气的储量规模远高于陆地。全球常规油气探明储量主要来自近海盆地,全球含油气盆地533个,其中位于海滨和海上的有318个,海滨和海上油气盆地占60%。

我国海洋油气资源丰富,仅南海油气资源总量就达460亿吨油当量,占全国油气资源总量的1/3,但探明程度较低,同时油气资源分布不均,勘探程度存在差异:石油资源主要分布在渤海、珠江口、北部湾3个盆地;天然气资源主要集中在东海、珠江口、琼东南、莺歌海4个盆地。

当下,我国海洋油气勘探进入了历史最好时期,拓展了重要的勘探新领域,在南海北部深水、渤海活动断裂带、莺—琼盆地高温高压层系均获得了一系列重大突破。油气储量发现再创历史新高,陆续发现了一批包括亿吨级油田和千亿立方米气田在内的大中型油气田。今年3月8日,中国海油宣布在南海珠江口盆地发现我国首个深水深层大油田—开平南油田,探明油气地质储量1.02亿吨油当量。该油田距离深圳市约300公里,平均水深超过500米,最大井深4831米,油品性质为轻质原油。发现井钻遇油气层100.6米,测试平均日产油气超过1000吨油当量,刷新了我国深水深层油气测试产量纪录。

当下全球海上石油产量处于2010年以来的最高水平,占全球石油总产量的34%。

从海洋油气资源开发现状看,海洋油气具有极大的资源潜力,是全球重要的油气接替区。当前海洋石油和天然气的累计产量分别占技术可采储量的29.8%和17.7%,低于陆上油气的39.4%和36.8%。深海和超深海的石油累计产量仅占其技术可采储量的12%和2%;天然气累计产量仅占5%和0.4%。

全球相当数量的海洋油气资源开发生产集中在少数几个国家,分别是沙特阿拉伯、巴西、墨西哥、挪威和美国。随着技术的进步,越来越多的石油公司开始向深水和超深水勘探,深水和超深水的石油产量正在逐年增加。大部分深水或超深水区产量产自于在4个国家:巴西、美国、安哥拉和挪威。在过去的十年里,这些国家中的每一个都实现了深水或超深水项目的原油生产份额的增加。美国和巴西共占全球超深水产量的90%以上。

海洋天然气资源开发逐步向深水、超深水迈进,产量稳健增长。新质生产力的助推,让中国海洋油气产量进一步提升。2023年全国原油产量达到2.09亿吨,同比增长2%。其中海洋原油大幅上产,产量突破6200万吨,原油产量持续增长,占全国原油增量80%,继续保持全国石油增量领军地位;海洋天然气产量突破200亿立方米,同比增长6.7%,占全国天然气增量12%。

海洋油气资源勘探开发尽管全线飘红,但依然面临挑战。首先是海洋环境复杂多样,复杂因素对技术装备及作业安全带来挑战。二是勘察工作复杂性较高且跨多专业,海洋油气勘探具有有期限性、高风险性、复杂性等特点。三是油井钻头选型难,钻井效果尚不理想。四是钻井液性能控制难,地层非均质性严重。五是井眼轨迹控制难,相关的定向钻井仪器、工具及工艺选择困难。六是复杂井况预防难。

未来,我国新增油气储量产量目标应由陆地转向海洋,海洋油气应由浅海转向深海。海洋是油气勘探开发技术创新的前沿领域,发展深海科技是加快建设海洋强国的战略保障和头等大事。技术发展的大方向是自动化、数字化、智能化、一体化、海底化、绿色化。跨入深海油气勘探开发作业,更加凸显“高技术、高风险、高投资”的特点,机遇与挑战并存。

经过十多年的发展,我国在浅海科技领域取得重要突破性进展,但深海勘探和开发仍然处于起始阶段。我们应大力参与全球深水勘探开发,加大对海底生产技术和装备领域的攻关,提升装备制造能力。(作者系俄罗斯自然科学院外籍院士)

李宗田,工学博士,博导,教授级高级工程师,享受国家特殊津贴的专家,俄罗斯自然科学院外籍院士,乌克兰科技大学名誉博士。美国石油工程师协会(SPE)会员,中国石油学会会员,中国油气标准化委员会专家委员,国家自然基金项目评审委员,国家科技进步奖评奖委员,国际灰色理论与资源工程学会副秘书长,中国石油大学、西安交通大学兼职教授。原中国石化石油勘探开发研究院副总工程师、油田开发首席专家,中原油田工程技术研究院院长兼总工程师、中原油田副总工程师。现任北方工业集团北方石油勘探开发公司研究院高级专家,中国兵器集团民品科技委员会委员,石油link高级专家。

获中国科技进步奖25项,出版著作9部,发表论文38篇。科学技术的主要贡献:创建了采油工程方案研究设计方法与模式,优化了油井射孔和流度效率,建立了油井产能预测与分布模型和三级模糊评判方法和优化分析模型,提出了举升方式选择和评价的理论方法,形成了油井生产动态模拟系统,揭示了深层盐膏层套管损坏机理。

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2024年, 第8期
刊出日期:2024.08
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主办单位:中国石油企业协会 中国石油企业协会海洋石油分会
国际标准刊号:ISSN 1672-4267
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