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中国非常规油气发展战略

2016-10-26 18:40| 发布者: helloshigy| 查看: 830| 评论: 0

摘要: 在中国油气发展战略上应常规和非常规并重,在非常规油气中作为最现实的主攻方向是致密油气、页岩油气和煤层气,业内对此似乎无大争议。但进一步说,非常规油气三者中孰先孰后却分歧不小。

      在中国油气发展战略上应常规和非常规并重,在非常规油气中作为最现实的主攻方向是致密油气、页岩油气和煤层气,业内对此似乎无大争议。但进一步说,非常规油气三者中孰先孰后却分歧不小。把问题敞开来,实质上是对中国煤层气、页岩油气的前景怎么评价,对中国油气形势的严峻性以及中国油气发展战略的争论。

      中国已克服“压裂难关”

      从石油地质的术语上说,凡是赋存油气的地层由于成岩程度高等原因致使孔隙度、渗透性很低者(即物性差)皆可归为致密层。他们中的油气必须以特殊的新技术开采才能获得经济效益(这就是广义的致密油气概念),因而属非常规油气。

      但在实际的生产过程中却对这类致密地层中的油气进行了更细的分类并形成专用的名称。首先,其中致密碳酸盐岩类物性演化历程和开采方法特殊,多被另外专门讨论。其次,作为生烃岩系的细碎屑岩系则在传统的石油地质学上不作为找油气对象(储层),其中以暗色泥、页岩为主者通称为页岩层系,其所含烃类特称为页岩油气,含煤层系(煤系)也是生烃岩系,其中的煤(岩)也是致密的,其所含烃以气态为主并特称煤层气或煤层甲烷。

      这样,作为致密岩含油气的主体类型——致密砂岩油气则多被商业界略去砂岩二字简称为致密油气(这就是狭义的致密油气概念)。对于这类约定成俗的称谓己经在更大范围上流行了,地质家们也没有必要学究式的去“纠正”这类流行称谓“术语不严格”。

      隨着勘探开发程度的加深,储产量持续增长的希望主要寄托于难发现、难探明、难开发的油气田(藏)类型上。物性差的致密储层占的地位逐步提高。为了鼓励低品位低产油气田的开发,美国对单井产量低和/或需特殊技术开发的油气予以优惠待遇,因而对致密油气、页岩油气、煤层气的储产量有系统的统计数据。

      进入本世纪以来,中国在其勘探开发的主体技术水平井和压裂等方面有长足的进步,致密油气产量增长很快。这种向低孔渗层开拓的过程是渐进的,业界并没有统一的对常规和致密砂岩界限的明确规定,而且可能由于并无明确的优惠,致使缺乏权威的致密油气储产量数据。

      综合多数人的意见和统计,笔者认为致密油、气的产量至少分别占全国的1/42/5左右。与这种致密油气大规模开发相应,不但水平井和压裂各自形成了完整的技求系列,而且与钻井、完井、固井、测试、微地震监测、含油气性预测等配套,构成了庞大的技术链。虽然在某些核心技术上仍有差距(多数国家、公司都有这种情况),但整体上可以说达到了国际先进水平。以压裂为例,中国不仅已成批生产达到国际先进水平的2500压裂车并使其配套化和车载化,而且已完成最先进的3000压裂车的制造和生产测试,达到国际领先水平。

      技术进步消融环保阻力

      致密油气、煤层气、页岩油气都面对着共同的技术难题:改造储层以使原来流不出或流得太慢的油气较顺利地进入井筒而被经济开采。美国正是在攻克致密(砂岩)油气经济开发难题基础上,针对煤层、页岩层系的特点实施水平井和压裂而陆续成功开拓了煤层气和页岩油气新领域。

      中国已掌握的致密油气成套技术也为煤层气和页岩油气的发展奠定了相当雄厚的技术基础。因而,从战略上看,可以说技术不是阻碍中国各类非常规油气的关键性障碍。诚然,无论在美国还是中国,这种技术应用绝不是简单的移植,而必须针对煤层、页岩的不同特点进行创新,有时还要经过艰苦曲折的探索。

      换言之,从战术上看把中国己广泛应用于致密砂岩的水平井、压裂等技术系列成功地用于页岩油气、煤层气还需要一个适应、创新的过程。地质工作者深知地下情况的复杂性,即使仅对页岩类地层來说,不同盆地、不同时代地层、不同岩相岩性、甚至不同埋深所造成的含油气性都需要以不同的方法、工艺去对待,而这些都是经过探索、甚至失败才能掌握的。

      正因为技术方法上有相当大的共性,所以在环境问题上也有相近的问题。其中最突出的是大量使用的钻井液,特别是压裂液会不会污染环境,影响地下水质量。客观地说,人类对自然的大规模利用和改造,都会给环境带来不同程度、不同性质的负面影响。这在其发展的初期阶段往往出现的较多。但人类的发展和需求本身又是环保最强大的动力,总能找到减弱、消除这些负面影响的办法。

      以大型加砂水力压裂为例,现发展到“万方级液千方级砂”的规模,一方面要寻找水的代用品,另一方面要加大重复使用率和无害化处理。这在大规模生产,特别是非常规油气开发的“工厂化”作业中易于实现并成为有效降低成本的措施之一。良好的完井固井和合适的压裂工艺完全可以保障其不与人类饮用的地表水及浅层地下水相混。

      又以甲烷泄漏为例,美国用红外摄影等方法准确得知其泄漏处和泄露机理,针对性的采取措施制止泄漏,其所获得的甲烷增量效益还超过了其所采用环保措施的成本。美国采用这些技术生产的非常规天然气己占全国气产量的一半以上,中国的致密气产量也已达到相当大的比例。实践证明他们都逐渐找到与环境友好的开发方式。有人幽默地说,如果美国非常规油气的开发像某些人所说的那样污染了环境,仅此一条就足以把奥巴马轰下台。

      “美国式经验”

      回顾中国油气发展史上曾有过思路单一、仅强调某一类资源的教训。在上世纪6070年代曾有过重油轻气,甚至要油不要气的倾向。如在常规石油勘探开发难度很大而天然气相当丰沛的四川盆地却一再强调要石油,甚至组织“找油大会战”。结果是事倍功半、甚至是劳而无功。

      在上世纪80年代以来组织了持续近20年的全国性的跨部门天然气联合攻关科研,认识了中国天然气特点并初步认识了其赋存规律,使油气并举成为各生产、科研单位都接受的指导思想,迎来了天然气持续快速增长的大好局面。在全球非常规油气取得重大进展的推动下,中国石油(601857,股吧)界较快地接受了常规油气和非常规油气并举的指导思想,较早、较主动地开展了向重(稠)油、致密油气、甚至煤层气的开拓。其中重油、致密油的产量成为中国石油能在2亿吨左右相对稳产的重要保障之一。而中国天然气得以在本世纪快速增长却在更大程度上依靠致密气的开发。

      美国的发展历程给人以更深刻的启迪。美国近年来扭转了油气产量长期下降、进口量攀升的趋势,一反而成为油气产量上升最快的国家。正是得益于其广开思路,不局限于某些己知领域、已知油气类型,多元化开拓的指导思想。在产区上强调老油区稳产与新产区开拓并举,近年特别重视墨西哥湾深水区。在领域上强调常规和非常规油气并举,近年来特别在非常规的页岩油气领域取得震动全球油气界的进展。在非常规油气上三类油气间的发展速度对比更耐人关注。

      美国首先在致密油气领域取得进展,继而依靠在水平井和压裂等主体技术于煤层使煤层气得以成为新的生长点。进而在经过艰苦努力使这些技术适应页岩层系后、在21世纪第一个十年的后期使页岩气、继之使页岩油得以急据增长。在同一发展思路上起步最晚的页岩油气反而发展最快,成为非常规气之首并有可能超过有百年发展史的常规气。其原因何在,令人深思。

      多元化背后:一个都不能少

      从生产成本、经营成熟方面看页岩油气似乎难超越常规油气。从水平井钻井完井及压裂等主体工艺的难度上他又比致密(砂岩)大,但它却获得超常的发展。笔者认为,在很大程度上决定于其形成、赋存机理的特性。

      页岩油气“原生态”的大面积赋存在较好和好的生烃岩系中,它较大的吸附能力使易保留大量烃而不被扩散,发育的纳米级孔缝又使其游离烃不易运移排出。这种机理使之优于必须从外来的烃源中获取并保存烃的致密砂岩。

      目前,对以上三类非常规油气的比较研究深度还很不够,难于得出被广泛接受的理性认识。但致少可以说,没有任何理由足以说明美国的页岩油气增长速度快于致密(砂岩)油气和煤层气是个别现象、是所谓不可复制的特例。倒是有许多理由启发我们:中国页岩油气一旦突破发展环境上的桎梏(不成熟的市场经济和缺乏适应的监管体制等),在经历了发展初期技术上的适应、配套而走向成熟时,有可能取得相当快的发展,成为中国油气产量增加的重要力量。迫切期望举国上下对此种可能性予以高度关注。

      今天,“油气并举、有油要油、有气要气”的指导思想己发展为“广开思路、因地制宜、向一切可贡献油气的领域开拓”。对此,可按几个层次理解:

      首先,常规和非常规并举。对已有150年勘探史的常规油气也要继续向新区新领域新类型新深度发展,如:中国大陆架油气勘探开发要向还未出油气的黄海新区、深埋于陆相新生界之下的海相中生界新领域开拓。老油气田提高采收率的潜力仍很大并可成为增加效益的举措。特别要指出的是,中国还有相当多已投入大量资金探明而尚示动用(开发)的油气储量。它大部份属非常规,是现实的增产指向。

      其次,在非常规油气中比较成熟的是重(稠)油、沥青砂岩、致密油气、页岩油气、煤层气等。他们已在北美洲得到很好的体现。对中国来说重(稠)油和致密油气开发已有了相当大的进展。煤层气开发虽动手不算晚,技术上已有相当的积累,产量也有所上升,但主要受管理体制影响,进展很不理想。

      页岩油气在中国才仅迈出一小步,只有在对不同时代、不同类型(如海相、陆相、海陆过渡相煤系)的页岩油气进行一轮勘探开发实践后才能初步认识到中国页岩油气的特点,更充分的暴露出、逐步攻克,技术上的难点。这时中国才能像2005年后的美国那样,具备了快速发展页岩油气的基础。这需要大量投资并至少在几个典型实验区完成勘探开发的各个程序,也只有初步的工业性规模开发中才能真正评价出中国页岩油气的成本和经济效益。

      再次,技术的发展已把人造油气的问题再度提到日程上。油页岩(注意,其中并不含石油,仅富含可生成/炼制出油品的有机化合物)炼油、发电及其综合利用一直为业界关注,在某些地区(如爱沙尼亚)还可成为主要/重要能源。属于人造气的煤制气在条件适合地区不仅能获得经济效益且可成为天然气供应的重要补充。焦炉气和煤焦油的综合利用和化害为利产生巨大效益也定是不争的事实。煤制油是科技界一个有相当历史的研究课题。近年在南非和中国已得到相当的发展,一批可规模生产的工厂业己投入试生产。业内关注的是其下游产业链的发展和综合经济效益、环境效应。至于生物制气、制油也有了相当大的进展,它不仅可以生产油气代用品(如甲醇、乙醇、二甲醚、沼气发电等),而且可生产生物柴油、从地沟油等废料中提炼航空煤油等。

      最后,正确对待当前利润和持续发展的关系。国家,特别是公司一定要首先关注己经成熟的油气领域,以保证油气目前的供应和经济效益。但是同时也必须关注对正在走向成熟和在不算久远的未来即将成熟的领域。

      对国家来说这关乎到能源和经济的可持续发展,对公司来说也要为未来的发展、为占领技术制高点作必要的准备。具体到中国的非常规油气来说,继续发展致密油气近乎于“轻车熟路”。但在前面提到的其与常规油气相加仍远不能满足需要时就应特别关注已展现出清晰发展前景的页岩油气和煤层气。而其关键在于从国家和公司两个层面加大对其生产实践和科研的投入。

      对规模生产的前景暂时还不明朗的领域,如非常规气中的天然气水合物也要给予一定的关注,与其他国家一起促进其走向成熟并防止其产生灾害等负面影响。对前面提到的多种人造油气和油气代用品的问题也应依此观点区别对待,重视培育其经济生存能力但绝不在问题很多时拔苗助长、一哄而上。这里重要的思想方法和工作路线就是因地制宜。如果把这个词作广义的理解,还包括因时制宜、因工作主体(如不同公司)而制宜的含意。

      关于不同类油气孰先孰后、孰重孰轻的问题,答案是明确的:对于迫切需要油气快速增长的中国来说,应统筹兼顾、因地制宜、“一个也不能少”。


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