油氣勘探向深層進軍
近日，國家能源局印發(fā)《2020能源工作指導意見》（簡稱《意見》）?！兑庖姟窂娬{，要多措 并舉，增強油氣安全保障能力。其中，“加大油氣勘探開發(fā)力度”被列為任務之首。
“油價這么低，到國外買油就好了，為什么還要強調油氣勘探？”面對社會上出現(xiàn)的種種質疑 ，中國科學院院士、頁巖油氣富集機理與有效開發(fā)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，已經成為人類生活必需品，是涉及國家安全的戰(zhàn)略物資。保障國家油氣安全，不能光靠進口，立足 國內加大勘探開發(fā)力度，將是國家戰(zhàn)略層面的一項重要任務。
多位油氣勘探專家的共識是，深層、深海和頁巖油氣將成為未來油氣勘探的主要方向，堅持高 效勘探和效益開發(fā)也是油氣產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
油氣勘探“由淺入深”
加大國內油氣勘探開發(fā)力度，持續(xù)受到行業(yè)內外的高度關注。近年來，政策的不斷加碼以 及勘探領域屢獲進展，都為我國油氣行業(yè)注入了一針“強心劑”。勝利油田等多個老油田產量的穩(wěn)步提升，也積 極地發(fā)揮了“壓艙石”的作用。
“世界油氣增長仍處于高峰期，我國油氣儲產量增長同樣處于高峰期，這一高峰期估計將 延續(xù)到2050年。”中國工程院院士、石油地質學家康玉柱預計，2050年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《中國科學報》采訪時指出，從全球油氣發(fā)展的趨勢來看，未來我國油氣勘 探將從東部轉向西部，從陸地轉向海洋，從中淺層轉向中深層和超深層。另外，隨著勘探開發(fā)理論發(fā)展及技術進 步，向更深、更古老層系尋找油氣資源已成為油氣公司的重要目標。
據記者了解，深層油氣資源是近十年全球探明儲量的增長主體，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%，油氣鉆探最大深度達到12869米。
深水也成為近期油氣增儲重點，重大發(fā)現(xiàn)主要集中在大西洋兩側、東非、地中海等被動陸 緣盆地。2008~2018年，全球海域油氣探明儲量217億噸油當量，占全球新增油氣探明儲量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米以深的海相深層頁巖氣和陸相頁巖油將是中國油氣勘探的重點突破領域。
不過，勇闖深層勘探禁區(qū)，對于整個油氣行業(yè)來說也是一場“極限挑戰(zhàn)”。
攻克“卡脖子”技術
油氣勘探的整個過程如同一場千軍萬馬的協(xié)同作戰(zhàn)，是個非常大的系統(tǒng)工程。而要想向地球深 部進軍，首先就要面對各種工程技術難題。
“深層油氣分布規(guī)律與淺層是不一樣的，隨著埋藏深度的增加，巖石的致密性也在增加。而要 想高產還需要一整套適用于深層油氣勘探的鉆井技術和壓裂技術，這對我國來說，從裝備到技術都面臨挑戰(zhàn)。” 金之鈞坦言，油氣勘探最核心的旋轉導向鉆井系統(tǒng)就是我國亟待攻克的“卡脖子”技術。
旋轉導向鉆井系統(tǒng)是一項尖端自動化鉆井新技術，鉆頭能夠像“貪吃蛇”一樣在地下幾千米堅 硬的巖石里自由穿行，最終準確命中油氣藏目標，而這項技術的要求甚至比導彈的制導技術更為嚴苛。
“導彈的介質是空氣，計算好各種參數(shù)，就可以實現(xiàn)有效控制。而地下的介質隨時都在發(fā)生變 化，這對鉆井技術的要求是極高的。”金之鈞表示，目前國內大部分是租用國外的設備，這對油氣勘探開發(fā)來說 增加了成本，因此，下一步旋轉導向鉆井系統(tǒng)將是我國必須攻克的關鍵核心技術之一。
此外，對于頁巖氣勘探開發(fā)來說，中國科學院院士、中國石油大學（北京）教授高德利告訴《 中國科學報》，以叢式水平井為基本特征的“井工廠”是國內外頁巖氣高效開發(fā)的主流工程作業(yè)模式，而要創(chuàng)建 大型“井工廠”，就必須挑戰(zhàn)大位移水平井工程作業(yè)極限。
“在特定的主觀和客觀約束條件下，任何一口實際能夠建成的大位移水平井，其井眼長度都有 一個可允許的極限值，我們稱之為大位移水平井延伸極限?！备叩吕赋觯壳拔覈呀ǔ稍S多小型“井工廠” （多為4井式或6井式），總計建成了數(shù)百口頁巖氣水平井，但還沒有一口井是上述定義的大位移水平井，從而嚴 重制約了大型“井工廠”的創(chuàng)建，亟須通過加強交叉學科研究尋求跨越式技術突破。
高德利指出，由于技術裝備的復雜性、企業(yè)經營的經濟性等諸多約束，目前我國工程作業(yè)能力 和技術裝備水平與國際領先水平相比仍存在較大差距。
低成本技術是關鍵
“沒有技術進步，就不可能實現(xiàn)經濟有效的開發(fā)?！苯鹬x強調，低成本技術將成為整個石油 工業(yè)下一個科技進步的重要方向。
他表示，針對中低成熟、高黏度、低流動性頁巖油，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，包括地下壓裂技術、原位加熱技術、防腐技術等。
金之鈞同時指出，油價低位波動，勢必推動行業(yè)從過去的“資源擴張型”技術進步轉向“降本 增效型”技術進步。在此過程中，信息技術和人工智能正在重塑油氣工業(yè)格局。
“個人預計，人工智能、大數(shù)據、區(qū)塊鏈技術為主體的新一代信息技術的應用，可以使石油工 業(yè)的成本降低20%~30%?！苯鹬x說。
康玉柱也表示，未來油氣勘探需要新技術、新材料、智能信息化等跨界融合，同時需要加大海 洋和深水油氣勘探開發(fā)技術和裝備的研發(fā)。我國應圍繞著2020~2035年國家油氣勘探的需求，聚焦戰(zhàn)略目標，突出 攻關的重點，突破“卡脖子”技術，以跨界融合形成顛覆性的技術，從而掌握戰(zhàn)略領域核心關鍵技術。
高德利則建議，國家應盡快建立一套先進的天然氣開發(fā)利用安全監(jiān)控與保障體系（包括技術標 準、運行機制、監(jiān)管體系及目標責任等），確保天然氣在鉆探、開采、長距離管道運輸、儲存儲備、網絡輸配及 終端使用等各環(huán)節(jié)的安全可靠性，盡可能減少或避免天然氣重特大安全事故的發(fā)生。
而從國內外市場需求出發(fā)，高德利建議，國家通過政策引導甚至行政推動，以現(xiàn)有國家油氣集 團公司的相關技術和人力資源為基礎，通過股份制重組等模式，并參考國際著名的油氣工程技術服務公司在業(yè)務 經營和組織管理等方面的成功經驗，盡快建立并培育具有國際競爭力的油氣工程技術服務公司，并允許有兩個以 上的獨立法人企業(yè)同時存在，以保持油氣工程技術市場的競爭活力。
“這樣的專業(yè)技術服務公司，應具有技術研發(fā)與服務一體化及市場經營國際化的基本特征，應 以國際一流的同類技術服務公司為追趕目標，既能為我國油氣公司（或投資主體）在國內外的石油天然氣勘探開 發(fā)投資項目提供強有力的技術支撐，又能獲取巨額的技術服務收益，力求逐步形成良性循環(huán)。”高德利說。
