中國天然氣勘探發展戰略問題探討

摘 要

摘要：近年來，全球巨型氣田持續發現，勘探技術不斷進步，勘探領域向尋找巖性地層氣藏、深水油氣藏等方向發展，非常規天然氣已成為重要的補充資源類型。中國天然氣資源相對豐富，常規天
摘要：近年來，全球巨型氣田持續發現，勘探技術不斷進步，勘探領域向尋找巖性地層氣藏、深水油氣藏等方向發展，非常規天然氣已成為重要的補充資源類型。中國天然氣資源相對豐富，常規天然氣資源探明程度低，正處于快速發展階段；非常規天然氣勘探開發剛剛起步，正處于探索階段。在充分調研國外天然氣勘探經驗與發展趨勢的基礎上，對比國內天然氣勘探現狀及特點，對中國天然氣勘探發展的一些戰略問題進行了探討并得出以下認識：①2000年以來年均探明儲量5000×108m3以上，大氣田是儲量增長的主要推動力(大氣田探明儲量占總數的70%左右)；②地質條件相對復雜，勘探難度逐漸加大，低品位儲量占90%以上，勘探工作更具長期性，需持之以恒；③必須認識到勘探思維創新和技術進步的必要性，加大針對性技術攻關是推進天然氣科學發展的有力措施；④發展非常規天然氣是確保我國天然氣可持續發展的必由之路。
關鍵詞：中國；天然氣；非常規天然氣；勘探；儲量；勘探技術；大氣田；戰略問題
    近年來，全球天然氣消費量增長迅速，天然氣探明儲量、產量、投資和貿易量也迅速增長，21世紀世界將進入“天然氣時代”。中國天然氣消費以年均15%以上的速度增長，我國已進入天然氣工業快速發展的新階段。
1 國外天然氣發展特點
1.1 與石油相比，天然氣資源潛力具備后發優勢
    據AAPG(2000)、Campbell(1999)和Laherrere(1999)的數據分析，未來世界常規石油總產量在1×1012～1.6×1012桶之間，非常規石油總產量在7000×108桶左右；未來世界常規天然氣總產量約為310×1012m3(折合1.8×1012桶油當量)，非常規天然氣總產量在922×1012m3(折合5.4×1012桶油當量)；相對而言，天然氣的增產潛力高于石油，具有資源優勢，在未來能源中所占比例將越來越大。
1.2 大型、巨型氣田是儲量增長的主要推動力
   20世紀90年代初，全球天然氣可采儲量大于1×1012m3的巨型氣田有16個，當時最大的烏連戈依(Urengoy)氣田儲量為8.06×1012m3。經過10年的勘探，巨型氣田的數量、儲量及占全球天然氣總儲量的比例都明顯增加。21世紀初巨型氣田增至22個，巨型氣田儲量占全球天然氣總儲量的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，天然氣儲量達13.45×1012m3，排名第2的烏連戈依氣田儲量升至10.2×1012m3，兩大巨型氣田儲量占全球天然氣儲量的14%；(2～10)×1012m3的氣田10個，占全球天然氣儲量的18.4%[1]。
1.3 勘探向尋找巖性地層氣藏、深水油氣藏等領域發展
    隨著勘探程度的深化及勘探技術的進步，巖性地層油氣藏的發現越來越多。據AAPG(2005)統計，巖性地層油氣藏與構造型油氣藏(田)的比例不斷變化，巖性地層油氣藏比例不斷上升，1990年達37%，并且仍有上升的趨勢。
    隨著深水鉆探技術的進步，全球深水油氣鉆探進一步活躍。2005年全球深水鉆井420口，約占當年全球海上鉆井總數的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發的熱點區域，集中了全球深水總投資的50%以上、全球深水鉆井井數的近一半。另外，東南亞、挪威及埃及等深水油氣勘探發展也比較快，正逐步成為重要的深水油氣勘探領域(表1)。未來隨著鉆井等新技術的不斷應用，在全球大陸周圍的深水環境中發現大型油氣田會越來越多。
表1 全球主要深水區油氣儲量統計表
國家或地區
盆地或海域
深水油氣當量(108t)
石油(108t)
天然氣(108m3)
美國
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
南海北部
1.0
 
1000
印度
東海海域
1.6
 
1600
數據來源于Petroleum Systems of Deepwater Settings(2004年)。
1.4 勘探技術進步是儲量快速增長的保障
    近年來，油氣田的發現和儲量增長都建立在地質認識深化的基礎上，很大程度上取決于勘探技術的進步。以美國為例，1993～2004年間發現的10個主要氣田中，有8個氣田的發現與地質認識深化有直接關系，9個氣田的發現與欠平衡鉆井、深水鉆井、超深井、水平井技術密切相關，3個氣田的發現與地震技術提高有關。
1.5 非常規天然氣將在未來天然氣消費中占重要地位
    非常規天然氣主要包括致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣、天然氣水合物等。據美國地質調查局(USGS，2000)、BGR(BlackRock Global Energy & Resources Trus)(2004)和法國石油學會(IFP，2006)數據，上述4種類型非常規天然氣資源量合計為780×1012m3，大約是常規天然氣資源量的1.8倍，資源潛力巨大。其中，致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣在美國和加拿大等國家已得到較好的開發利用，已成為重要的補充資源類型。
    近年來，全球能源消費量不斷增長，油氣價格持續上漲，油氣供需矛盾為非常規天然氣的開發利用提供了巨大的發展空間。以美國為例，據美國能源情報署(EIA)數據，20世紀90年代美國陸上發現的前10個氣田中有8個是非常規天然氣田(表2)。目前，非常規天然氣資源已成為美國天然氣重要的供應來源之一。根據EIA的資料，美國天然氣產量從2000年的5400×108m3增加到2006年的6131×108m3，其中非常規天然氣生產量增加了870×108m3。致密砂巖氣產量從1120×108m3增加到1641×108m3；煤層氣產量從392×108m3增加到540×108m3；頁巖氣產量從112×108m3增加到311×108m3。
表2 20世紀90年代美國陸上發現的前10大氣田表
序號
氣田名稱
可采儲量(108m3)
氣藏類型
1
Newwark East-Barentt
7415
頁巖氣藏
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)
566
構造氣藏
6
Vernon
506
致密砂巖氣藏
7
Ferron Coal play Utah
425
煤層氣藏
8
Freshwater Bayou(常規)
425
構造氣藏
9
Dew-Mimms
340
致密砂巖氣藏
10
Bob West
311
構造/致密砂巖氣藏
2 對中國天然氣勘探一些戰略問題的探討及認識
2.1 我國天然氣資源較豐富，當前正處于大氣田發現的重要機遇期
    據新一輪全國油氣資源評價結果，除南海南部14個盆地外，我國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認識的不斷豐富與深化，全國天然氣的資源量還會進一步增加。此外，我國非常規天然氣資源潛力巨大，非常規天然氣(煤層氣、頁巖氣、天然氣水合物和水溶氣)資源量合計為258×1012m3，約是常規天然氣資源量的4.6倍。
    2000年以來，國內天然氣勘探進入快速增長階段，年均探明天然氣儲量在5000×108m3以上，探明儲量以大氣田(探明地質儲量在300×108m3以上)發現為主，大氣田探明儲量占總數的70%左右，當前正處于大氣田發現的重要機遇期。截至2006年底，大于1000×108m3的氣田探明儲量總計2.11×1012m3，占探明儲量總數的39%；(300～1000)×108m3氣田探明儲量總計1.49×1012m3，占探明儲量總數的28%。
    “十五”以來，巖性地層油氣藏、火山巖氣藏成藏等理論，以及復雜山地構造圈閉識別和描述、火山巖和碳酸鹽巖儲層評價、欠平衡鉆井等技術的出現，為勘探領域不斷擴大、發現和探明千億立方米以上規模的大氣田打下了堅實的基礎。松遼盆地深層天然氣勘探在盆地北部徐深1井和南部長深1井相繼獲重大突破，發現國內陸上第5個大氣區；鄂爾多斯盆地上古生界天然氣勘探規模不斷擴大，探明國內最大的氣田——蘇里格氣田；四川盆地上三疊統須家河組勘探獲重大突破，已成為四川盆地內重要的勘探領域；塔里木盆地庫車坳陷勘探不斷獲得發現，進一步夯實了“西氣東輸”的資源基礎。四川盆地的“開江-梁乎”海槽礁灘體和磨溪地區的臺內礁灘體相繼獲重大發現和突破，打開了四川盆地飛仙關組鮞灘和長興組生物礁天然氣勘探的新局面；準噶爾盆地陸東-五彩灣地區石炭系天然氣勘探也獲突破。
2.2 我國天然氣勘探地質條件相對復雜、勘探難度正逐漸加大
     我國天然氣勘探對象普遍具有埋深大、物性差、圈閉條件復雜的特點。尋找大氣田重點勘探領域的四川盆地川東飛仙關組鮞灘、塔里木盆地庫車坳陷、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；國內碎屑巖儲層巖性復雜，巖石的結構成熟度和礦物成熟度普遍較低，導致儲層非均質性強。如鄂爾多斯盆地上古生界砂巖儲層主要以低孔、低滲為特征，一般需壓裂改造后才能獲得工業產能；塔里木盆地庫車坳陷第三系、白堊系砂巖儲層物性普遍較好，但隨著埋深加大物性變差，也需要通過儲層改造才能提高產能；碳酸鹽巖儲層由于時代較老，多進入成巖作用晚期階段，基質孔隙度和滲透率都較低，因裂縫和溶孔的存在，對儲層物性有所改善，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，易于發現的簡單構造圈閉越來越少，復雜類型的圈閉將成為主要鉆探目標。如鄂爾多斯盆地圈閉類型主要為大面積巖性圈閉，預測難度大；四川盆地主要勘探對象為構造-地層、構造-巖性圈閉，受地面構造(高陡)的影響，準確識別的難度大；塔里木盆地庫車坳陷及塔西南山前帶沖斷構造發育，加之地面地形十分復雜，下構造的識別和落實也很困難。
   從已發現儲量分析，天然氣儲量以中、低豐度為主。據對2005年底前國內探明的112個大中型氣田統計的結果，共計探明天然氣地質儲量4.551949×1012m3，平均儲量豐度為2.38×108m3/km2。探明天然氣儲量中，低滲透儲量比例逐漸上升(中石油低滲透儲量由“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量逐年增加(中石油特殊巖性和深層儲量由“八五”初的42%上升至近兩年的80%)。
    與國外相比，我國氣田規模較小、地質條件復雜、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)大規模勘探起步較晚，許多區帶的勘探工作相對滯后。因此，勘探工作更具長期性，更需持之以恒。
2.3 必須認識到勘探思維創新和技術進步的必要性
    1) 隨著主要勘探對象日趨復雜，地面、地下條件對勘探工作提出了更多新的要求：①從資源條件來看，目前國內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越大；③從儲層類型看，除了以往常規的碎屑巖、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層類型的比例在增加，勘探難度很大，進入開發階段以后又提出了許多新的問題，有許多困難需要克服；④從工區的情況來看，現在山地、灘海、沙漠占的比例越來越大。勘探對象的變化對地質研究、對工作的精細程度、對工程技術等的要求越來越高，對勘探提出了新的挑戰[2]。因此，勘探必須解放思想，轉變觀念，必須有積極進取的精神狀態。
    2) 隨著新區、新領域的不斷擴展，迫切需要對現有技術進行不斷的完善和創新：①針對碳酸鹽巖、火山巖特殊類型儲層和大面積巖性地層氣藏，需要加大儲層預測和識別、烴類檢測等技術攻關力度；②針對山前復雜構造帶，需加強復雜構造建模和地球物理識別等技術的攻關；③針對淺層天然氣層識別與烴類檢測難題，需完善淺層氣地球物理勘探技術；④針對復雜地區快速鉆井、油氣層快速識別的要求，需要加大推廣全過程欠平衡、POWER—V等快速鉆井技術和以MDT為重點的快速油氣層評價技術；⑤針對海上油氣勘探快速、高效的要求，需要完善海底測井、深水油氣勘探技術。
2.4 發展非常規天然氣是我國天然氣工業可持續發展的必由之路
    如前所述，我國非常規天然氣(煤層氣、頁巖氣、水溶氣、天然氣水合物和頁巖氣等)資源量合計為258×1012m3，約為常規天然氣資源量的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%；頁巖氣資源量為(70～100)×1012m3，約占39%[3]。目前，只有煤層氣開始得到開發利用，其他非常規天然氣的勘探開發基本處于探索階段。
    我國應加快煤層氣的利用步伐。我國已鉆煤層氣井700口，其開采方式主要為地面開采和井下抽采。2007年地面開發近3.2×108m3，以管匯車運輸為主；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電。目前，中石油、中聯煤、晉城煤業及有關國外公司在沁水盆地南部開展規模開發。截至2007年底，我國已在柳林、晉城、鐵法、鄭莊等含煤區獲得了工業氣流。在鐵法、沁水、鄭莊煤田15個區塊探明煤層氣地質儲量1130.29×108m3。煤層氣可望成為中國21世紀常規天然氣的重要補充來源。如果未來10年我國煤層氣年產量達到美國20世紀末的開采水平，就將有效地緩解國內天然氣的供需矛盾[4]。
參考文獻
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[2] 趙賢正，李景明，等.中國天然氣勘探快速發展的十年[J].北京：石油工業出版社，2002.
[3] 錢伯章，朱建芳.世界非常規天然氣資源和利用進展[J].天然氣與石油，2007，25(2)：28-32.
[4] 翟光明，何文淵.煤層氣是天然氣的現實接替資源[J].天然氣工業，2004，24(5).1-3.
 
(本文作者：魏國齊 焦貴浩 張福東 楊冬 楊玉鳳 中國石油勘探開發研究院廊坊分院)