能源與水、糧食一起構成人類賴以生存的三大要素。能源好似地球人前行的動力,油氣又好似地球人敏感的“神經”。人類利用能源經歷從木柴向煤炭、煤炭向油氣、油氣向新能源三次重大轉換。能源開采效益與能源利用效率將成為能源科技創新的主題。
隨著世界經濟社會對能源需求的持續增長、國際油價的高位運行和低碳社會的逐漸到來,從傳統油氣走向新能源的第三次重大轉換將成為必然趨勢。但在未來相當長時期內,新能源難以擔當重任,傳統化石能源仍是一次能源消費主體。
目前,世界能源正在邁入石油、天然氣、煤炭、新能源“四分天下”的發展時代。據國際能源機構2011年預測,2035年世界一次能源消費結構中,石油將占28%、天然氣占23%、煤炭占24%、核能及可再生能源占25%。
引發石油工業科技革命
油氣資源從常規到常規與非常規并重,最后步入非常規,是石油工業三階段發展的必然趨勢。
全球年產油氣70億噸,常規油氣重大突破已過高峰期,但產量仍以常規為主,以大油氣區成藏理論、鹽目標地震評價與深水平臺等為科技支撐,在東半球陸地、海洋深水區不斷有重大發現。
全球非常規與常規油氣資源比例大約是8:2,非常規油氣資源潛力遠超常規油氣,開發利用非常規油氣將是人類利用能源的必然選擇。
以美洲為代表的油砂油、重油、致密氣、煤層氣等成為非常規油氣發展的重點領域,頁巖氣成為非常規天然氣發展的熱點方向,致密油成為非常規石油發展的亮點類型。非常規油氣產量占總產量的比例已接近10%,成為全球油氣供應的重要組成部分,形成美洲的美國和亞洲的中國兩大非常規油氣戰略突破區,正在引發世界石油工業新的科技革命。
非常規油氣不斷獲得戰略性突破,主要源自“三大科技創新”,分別是以納米孔喉系統“連續型”油氣聚集的地質理論創新;以水平井體積壓裂“人造滲透率”的核心技術創新;以多井平臺式“工廠化”低成本開采的開發模式創新。
非常規油氣地質學進入黃金發展期,已成為石油地質學發展的理論前沿。非常規油氣基礎地質理論主要研究生烴、儲層與聚集等問題,重點回答非常規油氣資源潛力與重點方向。未來油氣勘探開發將不斷突破“生烴最高溫度”、“儲層最小孔隙度”、“油氣賦存最大深度”三個極限。
伴隨全球新科技革命浪潮的來臨,生命科技、信息科技與納米科技等交叉融合成為未來科技發展的主體,石油工業將進入納米科技時代,納米油氣透視觀測鏡、納米油氣驅替劑、納米油氣開采機器人以及廣泛應用的納米材料將成為石油工業新的核心技術。
延長石油工業生命周期
世界石油工業的生命周期大約300年,自1859年現代石油工業誕生起,已經歷150余年。1934年Mccolough提出的“圈閉學說”是常規油氣地質理論形成的重要標志,指導常規油氣資源的勘探開發;1995年Schmoker等提出的“連續型油氣聚集”是非常規油氣理論開啟的里程碑,為非常規油氣資源有效開發利用提供了科學依據。
美洲致密油氣、頁巖氣等非常規油氣成功開發利用,突破了傳統資源禁區和成藏理論,增加了資源類型與資源量,延長了石油工業的生命周期。許多學者預測的油氣產量峰值不斷被突破,峰值到來的日子不斷被延后。如美國油氣產量自上世紀70年代初達到產量高峰之后,產量一路下滑,但隨著近年來非常規油氣突破,美國石油產量已止跌回升,天然氣產量更是創出歷史新高。
中國油氣工業發展也進入以常規油氣為主的儲產量連續增長“高峰期”、以常規和非常規并重的重大領域戰略“突破期”、以非常規油氣為主的科技革命創新“黃金期”。
2010年已成為中國油氣工業正式開啟“非常規油氣元年”。致密氣年產量已占全國天然氣總產量的1/4,致密油已在鄂爾多斯、準噶爾等盆地發現5億~10億噸級儲量規模區,煤層氣初步建成沁水盆地南部、鄂爾多斯盆地東緣兩個地面生產基地,頁巖氣已在四川盆地南部海相頁巖中多口井獲工業性頁巖氣流,我國蜀南海相頁巖氣工業化試驗區建設進展順利。
非常規油氣的突破與發展,已成為我國陸上原油產量穩步增長、天然氣產量快速發展的重要接替資源。
常規與非常規兩大版圖并重
上世紀60年代末,中東地區石油產量超過美國,成為全球最大的油氣生產中心,之后,中東地區就一直處于世界能源版圖的中心,成為維持世界石油供需平衡的核心區。
進入21世紀,加拿大的油砂、委內瑞拉的重油、美國的頁巖氣和致密油等非常規油氣資源的大規模開發利用,正在形成以美洲為核心的西半球“非常規油氣版圖”,非常規油氣供給南北流;形成以中東為核心的東半球“常規油氣版圖”,常規油氣向東流。
目前,美國、歐洲和亞太是全球三大油氣供應流向的低洼地。美國未來很有希望依靠美洲大陸實現寬泛意義上的能源獨立和能源安全;歐洲油氣需求趨于飽和,未來供需格局將基本維持動態平衡;亞太已成為未來世界油氣供需缺口最大的地區。中東作為目前全球油氣供應中心,將主要單一流向中國、日本、印度等東亞和南亞國家。
世界能源格局的重構正在悄然改變地緣政治格局。美國能源自給率大幅回升,大幅提升美國制造業的競爭力,有望提振美國實體經濟,重返亞太遏制中國超越。中國須把握正在重構的全球常規與非常規油氣版圖戰略機遇期,立足全球油氣資源,保障國家能源供需安全,實現新的跨越。
(作者系中國石油勘探開發研究院副院長兼總地質師)
責任編輯: 中國能源網