中國(guó)天然氣勘探發(fā)展戰(zhàn)略問(wèn)題探討

摘 要

摘要：近年來(lái)，全球巨型氣田持續(xù)發(fā)現(xiàn)，勘探技術(shù)不斷進(jìn)步，勘探領(lǐng)域向?qū)ふ規(guī)r性地層氣藏、深水油氣藏等方向發(fā)展，非常規(guī)天然氣已成為重要的補(bǔ)充資源類型。中國(guó)天然氣資源相對(duì)豐富，常規(guī)天
摘要：近年來(lái)，全球巨型氣田持續(xù)發(fā)現(xiàn)，勘探技術(shù)不斷進(jìn)步，勘探領(lǐng)域向?qū)ふ規(guī)r性地層氣藏、深水油氣藏等方向發(fā)展，非常規(guī)天然氣已成為重要的補(bǔ)充資源類型。中國(guó)天然氣資源相對(duì)豐富，常規(guī)天然氣資源探明程度低，正處于快速發(fā)展階段；非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)剛剛起步，正處于探索階段。在充分調(diào)研國(guó)外天然氣勘探經(jīng)驗(yàn)與發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)比國(guó)內(nèi)天然氣勘探現(xiàn)狀及特點(diǎn)，對(duì)中國(guó)天然氣勘探發(fā)展的一些戰(zhàn)略問(wèn)題進(jìn)行了探討并得出以下認(rèn)識(shí)：①2000年以來(lái)年均探明儲(chǔ)量5000×108m3以上，大氣田是儲(chǔ)量增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力(大氣田探明儲(chǔ)量占總數(shù)的70%左右)；②地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，勘探難度逐漸加大，低品位儲(chǔ)量占90%以上，勘探工作更具長(zhǎng)期性，需持之以恒；③必須認(rèn)識(shí)到勘探思維創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步的必要性，加大針對(duì)性技術(shù)攻關(guān)是推進(jìn)天然氣科學(xué)發(fā)展的有力措施；④發(fā)展非常規(guī)天然氣是確保我國(guó)天然氣可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
關(guān)鍵詞：中國(guó)；天然氣；非常規(guī)天然氣；勘探；儲(chǔ)量；勘探技術(shù)；大氣田；戰(zhàn)略問(wèn)題
    近年來(lái)，全球天然氣消費(fèi)量增長(zhǎng)迅速，天然氣探明儲(chǔ)量、產(chǎn)量、投資和貿(mào)易量也迅速增長(zhǎng)，21世紀(jì)世界將進(jìn)入“天然氣時(shí)代”。中國(guó)天然氣消費(fèi)以年均15%以上的速度增長(zhǎng)，我國(guó)已進(jìn)入天然氣工業(yè)快速發(fā)展的新階段。
1 國(guó)外天然氣發(fā)展特點(diǎn)
1.1 與石油相比，天然氣資源潛力具備后發(fā)優(yōu)勢(shì)
    據(jù)AAPG(2000)、Campbell(1999)和Laherrere(1999)的數(shù)據(jù)分析，未來(lái)世界常規(guī)石油總產(chǎn)量在1×1012～1.6×1012桶之間，非常規(guī)石油總產(chǎn)量在7000×108桶左右；未來(lái)世界常規(guī)天然氣總產(chǎn)量約為310×1012m3(折合1.8×1012桶油當(dāng)量)，非常規(guī)天然氣總產(chǎn)量在922×1012m3(折合5.4×1012桶油當(dāng)量)；相對(duì)而言，天然氣的增產(chǎn)潛力高于石油，具有資源優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)能源中所占比例將越來(lái)越大。
1.2 大型、巨型氣田是儲(chǔ)量增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力
   20世紀(jì)90年代初，全球天然氣可采儲(chǔ)量大于1×1012m3的巨型氣田有16個(gè)，當(dāng)時(shí)最大的烏連戈依(Urengoy)氣田儲(chǔ)量為8.06×1012m3。經(jīng)過(guò)10年的勘探，巨型氣田的數(shù)量、儲(chǔ)量及占全球天然氣總儲(chǔ)量的比例都明顯增加。21世紀(jì)初巨型氣田增至22個(gè)，巨型氣田儲(chǔ)量占全球天然氣總儲(chǔ)量的40%左右，其中最大的北方-南帕爾斯(North-South Pars)氣田跨越卡塔爾和伊朗兩國(guó)，天然氣儲(chǔ)量達(dá)13.45×1012m3，排名第2的烏連戈依氣田儲(chǔ)量升至10.2×1012m3，兩大巨型氣田儲(chǔ)量占全球天然氣儲(chǔ)量的14%；(2～10)×1012m3的氣田10個(gè)，占全球天然氣儲(chǔ)量的18.4%[1]。
1.3 勘探向?qū)ふ規(guī)r性地層氣藏、深水油氣藏等領(lǐng)域發(fā)展
    隨著勘探程度的深化及勘探技術(shù)的進(jìn)步，巖性地層油氣藏的發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多。據(jù)AAPG(2005)統(tǒng)計(jì)，巖性地層油氣藏與構(gòu)造型油氣藏(田)的比例不斷變化，巖性地層油氣藏比例不斷上升，1990年達(dá)37%，并且仍有上升的趨勢(shì)。
    隨著深水鉆探技術(shù)的進(jìn)步，全球深水油氣鉆探進(jìn)一步活躍。2005年全球深水鉆井420口，約占當(dāng)年全球海上鉆井總數(shù)的12%。目前，墨西哥灣北部、西非、巴西東南部和澳大利亞海域是世界深水油氣勘探開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)區(qū)域，集中了全球深水總投資的50%以上、全球深水鉆井井?dāng)?shù)的近一半。另外，東南亞、挪威及埃及等深水油氣勘探發(fā)展也比較快，正逐步成為重要的深水油氣勘探領(lǐng)域(表1)。未來(lái)隨著鉆井等新技術(shù)的不斷應(yīng)用，在全球大陸周圍的深水環(huán)境中發(fā)現(xiàn)大型油氣田會(huì)越來(lái)越多。
表1 全球主要深水區(qū)油氣儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)表
國(guó)家或地區(qū)
盆地或海域
深水油氣當(dāng)量(108t)
石油(108t)
天然氣(108m3)
美國(guó)
墨西哥灣北部
21.0
15.0
6000
巴西
東南部海域
27.3
23.2
4100
西非
尼日爾三角洲
28.6
24.5
4100
澳大利亞
西北陸架
13.6
0.5
13100
東南亞
婆羅洲
5.3
2.0
3300
挪威
挪威海
5.1
1.1
4000
埃及
尼羅河三角洲
4.8
 
4800
中國(guó)
南海北部
1.0
 
1000
印度
東海海域
1.6
 
1600
數(shù)據(jù)來(lái)源于Petroleum Systems of Deepwater Settings(2004年)。
1.4 勘探技術(shù)進(jìn)步是儲(chǔ)量快速增長(zhǎng)的保障
    近年來(lái)，油氣田的發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)量增長(zhǎng)都建立在地質(zhì)認(rèn)識(shí)深化的基礎(chǔ)上，很大程度上取決于勘探技術(shù)的進(jìn)步。以美國(guó)為例，1993～2004年間發(fā)現(xiàn)的10個(gè)主要?dú)馓镏?，?個(gè)氣田的發(fā)現(xiàn)與地質(zhì)認(rèn)識(shí)深化有直接關(guān)系，9個(gè)氣田的發(fā)現(xiàn)與欠平衡鉆井、深水鉆井、超深井、水平井技術(shù)密切相關(guān)，3個(gè)氣田的發(fā)現(xiàn)與地震技術(shù)提高有關(guān)。
1.5 非常規(guī)天然氣將在未來(lái)天然氣消費(fèi)中占重要地位
    非常規(guī)天然氣主要包括致密砂巖氣、煤層氣、頁(yè)巖氣、天然氣水合物等。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS，2000)、BGR(BlackRock Global Energy & Resources Trus)(2004)和法國(guó)石油學(xué)會(huì)(IFP，2006)數(shù)據(jù)，上述4種類型非常規(guī)天然氣資源量合計(jì)為780×1012m3，大約是常規(guī)天然氣資源量的1.8倍，資源潛力巨大。其中，致密砂巖氣、煤層氣、頁(yè)巖氣在美國(guó)和加拿大等國(guó)家已得到較好的開(kāi)發(fā)利用，已成為重要的補(bǔ)充資源類型。
    近年來(lái)，全球能源消費(fèi)量不斷增長(zhǎng)，油氣價(jià)格持續(xù)上漲，油氣供需矛盾為非常規(guī)天然氣的開(kāi)發(fā)利用提供了巨大的發(fā)展空間。以美國(guó)為例，據(jù)美國(guó)能源情報(bào)署(EIA)數(shù)據(jù)，20世紀(jì)90年代美國(guó)陸上發(fā)現(xiàn)的前10個(gè)氣田中有8個(gè)是非常規(guī)天然氣田(表2)。目前，非常規(guī)天然氣資源已成為美國(guó)天然氣重要的供應(yīng)來(lái)源之一。根據(jù)EIA的資料，美國(guó)天然氣產(chǎn)量從2000年的5400×108m3增加到2006年的6131×108m3，其中非常規(guī)天然氣生產(chǎn)量增加了870×108m3。致密砂巖氣產(chǎn)量從1120×108m3增加到1641×108m3；煤層氣產(chǎn)量從392×108m3增加到540×108m3；頁(yè)巖氣產(chǎn)量從112×108m3增加到311×108m3。
表2 20世紀(jì)90年代美國(guó)陸上發(fā)現(xiàn)的前10大氣田表
序號(hào)
氣田名稱
可采儲(chǔ)量(108m3)
氣藏類型
1
Newwark East-Barentt
7415
頁(yè)巖氣藏
2
粉河氣田
6792
煤層氣藏
3
Jonah
934
盆地中心氣藏
4
Pinedale
566
致密砂巖氣藏
5
Madden(常規(guī))
566
構(gòu)造氣藏
6
Vernon
506
致密砂巖氣藏
7
Ferron Coal play Utah
425
煤層氣藏
8
Freshwater Bayou(常規(guī))
425
構(gòu)造氣藏
9
Dew-Mimms
340
致密砂巖氣藏
10
Bob West
311
構(gòu)造/致密砂巖氣藏
2 對(duì)中國(guó)天然氣勘探一些戰(zhàn)略問(wèn)題的探討及認(rèn)識(shí)
2.1 我國(guó)天然氣資源較豐富，當(dāng)前正處于大氣田發(fā)現(xiàn)的重要機(jī)遇期
    據(jù)新一輪全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果，除南海南部14個(gè)盆地外，我國(guó)陸地和近海海域天然氣資源量為55.89×1012m3。隨著天然氣勘探成果和地質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷豐富與深化，全國(guó)天然氣的資源量還會(huì)進(jìn)一步增加。此外，我國(guó)非常規(guī)天然氣資源潛力巨大，非常規(guī)天然氣(煤層氣、頁(yè)巖氣、天然氣水合物和水溶氣)資源量合計(jì)為258×1012m3，約是常規(guī)天然氣資源量的4.6倍。
    2000年以來(lái)，國(guó)內(nèi)天然氣勘探進(jìn)入快速增長(zhǎng)階段，年均探明天然氣儲(chǔ)量在5000×108m3以上，探明儲(chǔ)量以大氣田(探明地質(zhì)儲(chǔ)量在300×108m3以上)發(fā)現(xiàn)為主，大氣田探明儲(chǔ)量占總數(shù)的70%左右，當(dāng)前正處于大氣田發(fā)現(xiàn)的重要機(jī)遇期。截至2006年底，大于1000×108m3的氣田探明儲(chǔ)量總計(jì)2.11×1012m3，占探明儲(chǔ)量總數(shù)的39%；(300～1000)×108m3氣田探明儲(chǔ)量總計(jì)1.49×1012m3，占探明儲(chǔ)量總數(shù)的28%。
    “十五”以來(lái)，巖性地層油氣藏、火山巖氣藏成藏等理論，以及復(fù)雜山地構(gòu)造圈閉識(shí)別和描述、火山巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、欠平衡鉆井等技術(shù)的出現(xiàn)，為勘探領(lǐng)域不斷擴(kuò)大、發(fā)現(xiàn)和探明千億立方米以上規(guī)模的大氣田打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。松遼盆地深層天然氣勘探在盆地北部徐深1井和南部長(zhǎng)深1井相繼獲重大突破，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)陸上第5個(gè)大氣區(qū)；鄂爾多斯盆地上古生界天然氣勘探規(guī)模不斷擴(kuò)大，探明國(guó)內(nèi)最大的氣田——蘇里格氣田；四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組勘探獲重大突破，已成為四川盆地內(nèi)重要的勘探領(lǐng)域；塔里木盆地庫(kù)車坳陷勘探不斷獲得發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步夯實(shí)了“西氣東輸”的資源基礎(chǔ)。四川盆地的“開(kāi)江-梁乎”海槽礁灘體和磨溪地區(qū)的臺(tái)內(nèi)礁灘體相繼獲重大發(fā)現(xiàn)和突破，打開(kāi)了四川盆地飛仙關(guān)組鮞灘和長(zhǎng)興組生物礁天然氣勘探的新局面；準(zhǔn)噶爾盆地陸東-五彩灣地區(qū)石炭系天然氣勘探也獲突破。
2.2 我國(guó)天然氣勘探地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜、勘探難度正逐漸加大
     我國(guó)天然氣勘探對(duì)象普遍具有埋深大、物性差、圈閉條件復(fù)雜的特點(diǎn)。尋找大氣田重點(diǎn)勘探領(lǐng)域的四川盆地川東飛仙關(guān)組鮞灘、塔里木盆地庫(kù)車坳陷、塔里木盆地塔西南山前帶及塔中塔北隆起碳酸鹽巖、鄂爾多斯盆地上古生界、東海盆地和瓊東南盆地主要目的層的埋深均大于3000m；國(guó)內(nèi)碎屑巖儲(chǔ)層巖性復(fù)雜，巖石的結(jié)構(gòu)成熟度和礦物成熟度普遍較低，導(dǎo)致儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。如鄂爾多斯盆地上古生界砂巖儲(chǔ)層主要以低孔、低滲為特征，一般需壓裂改造后才能獲得工業(yè)產(chǎn)能；塔里木盆地庫(kù)車坳陷第三系、白堊系砂巖儲(chǔ)層物性普遍較好，但隨著埋深加大物性變差，也需要通過(guò)儲(chǔ)層改造才能提高產(chǎn)能；碳酸鹽巖儲(chǔ)層由于時(shí)代較老，多進(jìn)入成巖作用晚期階段，基質(zhì)孔隙度和滲透率都較低，因裂縫和溶孔的存在，對(duì)儲(chǔ)層物性有所改善，但未能從根本上改變低孔、低滲的特征。此外，隨著勘探程度的提高，易于發(fā)現(xiàn)的簡(jiǎn)單構(gòu)造圈閉越來(lái)越少，復(fù)雜類型的圈閉將成為主要鉆探目標(biāo)。如鄂爾多斯盆地圈閉類型主要為大面積巖性圈閉，預(yù)測(cè)難度大；四川盆地主要勘探對(duì)象為構(gòu)造-地層、構(gòu)造-巖性圈閉，受地面構(gòu)造(高陡)的影響，準(zhǔn)確識(shí)別的難度大；塔里木盆地庫(kù)車坳陷及塔西南山前帶沖斷構(gòu)造發(fā)育，加之地面地形十分復(fù)雜，下構(gòu)造的識(shí)別和落實(shí)也很困難。
   從已發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量分析，天然氣儲(chǔ)量以中、低豐度為主。據(jù)對(duì)2005年底前國(guó)內(nèi)探明的112個(gè)大中型氣田統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，共計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量4.551949×1012m3，平均儲(chǔ)量豐度為2.38×108m3/km2。探明天然氣儲(chǔ)量中，低滲透儲(chǔ)量比例逐漸上升(中石油低滲透儲(chǔ)量由“八五”期間的45%，上升到近兩年的90%以上)；特殊巖性和深層探明天然氣儲(chǔ)量逐年增加(中石油特殊巖性和深層儲(chǔ)量由“八五”初的42%上升至近兩年的80%)。
    與國(guó)外相比，我國(guó)氣田規(guī)模較小、地質(zhì)條件復(fù)雜、氣藏平均埋深大，勘探難度較大，特別是中西部幾大含氣盆地(除四川盆地外)大規(guī)?？碧狡鸩捷^晚，許多區(qū)帶的勘探工作相對(duì)滯后。因此，勘探工作更具長(zhǎng)期性，更需持之以恒。
2.3 必須認(rèn)識(shí)到勘探思維創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步的必要性
    1) 隨著主要勘探對(duì)象日趨復(fù)雜，地面、地下條件對(duì)勘探工作提出了更多新的要求：①?gòu)馁Y源條件來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)剩余資源大部分為低滲透；②從油氣藏類型看，巖性地層油氣藏占的比例越來(lái)越大；③從儲(chǔ)層類型看，除了以往常規(guī)的碎屑巖、砂巖及局部一些碳酸鹽巖以外，火山巖、裂縫性礫巖等一些特殊儲(chǔ)層類型的比例在增加，勘探難度很大，進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段以后又提出了許多新的問(wèn)題，有許多困難需要克服；④從工區(qū)的情況來(lái)看，現(xiàn)在山地、灘海、沙漠占的比例越來(lái)越大。勘探對(duì)象的變化對(duì)地質(zhì)研究、對(duì)工作的精細(xì)程度、對(duì)工程技術(shù)等的要求越來(lái)越高，對(duì)勘探提出了新的挑戰(zhàn)[2]。因此，勘探必須解放思想，轉(zhuǎn)變觀念，必須有積極進(jìn)取的精神狀態(tài)。
    2) 隨著新區(qū)、新領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，迫切需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行不斷的完善和創(chuàng)新：①針對(duì)碳酸鹽巖、火山巖特殊類型儲(chǔ)層和大面積巖性地層氣藏，需要加大儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和識(shí)別、烴類檢測(cè)等技術(shù)攻關(guān)力度；②針對(duì)山前復(fù)雜構(gòu)造帶，需加強(qiáng)復(fù)雜構(gòu)造建模和地球物理識(shí)別等技術(shù)的攻關(guān)；③針對(duì)淺層天然氣層識(shí)別與烴類檢測(cè)難題，需完善淺層氣地球物理勘探技術(shù)；④針對(duì)復(fù)雜地區(qū)快速鉆井、油氣層快速識(shí)別的要求，需要加大推廣全過(guò)程欠平衡、POWER—V等快速鉆井技術(shù)和以MDT為重點(diǎn)的快速油氣層評(píng)價(jià)技術(shù)；⑤針對(duì)海上油氣勘探快速、高效的要求，需要完善海底測(cè)井、深水油氣勘探技術(shù)。
2.4 發(fā)展非常規(guī)天然氣是我國(guó)天然氣工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路
    如前所述，我國(guó)非常規(guī)天然氣(煤層氣、頁(yè)巖氣、水溶氣、天然氣水合物和頁(yè)巖氣等)資源量合計(jì)為258×1012m3，約為常規(guī)天然氣資源量的4.6倍。其中：煤層氣資源量為36.8×1012m3(2000m以淺)，約占非常規(guī)資源的14%；水溶氣資源量為38×1012m3，約占14%；天然氣水合物資源量為84×1012m3，約占33%；頁(yè)巖氣資源量為(70～100)×1012m3，約占39%[3]。目前，只有煤層氣開(kāi)始得到開(kāi)發(fā)利用，其他非常規(guī)天然氣的勘探開(kāi)發(fā)基本處于探索階段。
    我國(guó)應(yīng)加快煤層氣的利用步伐。我國(guó)已鉆煤層氣井700口，其開(kāi)采方式主要為地面開(kāi)采和井下抽采。2007年地面開(kāi)發(fā)近3.2×108m3，以管匯車運(yùn)輸為主；井下抽采接近44×108m3，其中利用12×108m3，大部分被放空，少量用于民用和坑口發(fā)電。目前，中石油、中聯(lián)煤、晉城煤業(yè)及有關(guān)國(guó)外公司在沁水盆地南部開(kāi)展規(guī)模開(kāi)發(fā)。截至2007年底，我國(guó)已在柳林、晉城、鐵法、鄭莊等含煤區(qū)獲得了工業(yè)氣流。在鐵法、沁水、鄭莊煤田15個(gè)區(qū)塊探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量1130.29×108m3。煤層氣可望成為中國(guó)21世紀(jì)常規(guī)天然氣的重要補(bǔ)充來(lái)源。如果未來(lái)10年我國(guó)煤層氣年產(chǎn)量達(dá)到美國(guó)20世紀(jì)末的開(kāi)采水平，就將有效地緩解國(guó)內(nèi)天然氣的供需矛盾[4]。
參考文獻(xiàn)
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[4] 翟光明，何文淵.煤層氣是天然氣的現(xiàn)實(shí)接替資源[J].天然氣工業(yè)，2004，24(5).1-3.
 
(本文作者：魏國(guó)齊 焦貴浩 張福東 楊冬 楊玉鳳 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院)