文 ‖ 李文林
中國石油企業上產穩產難度很大,“穩油增氣”是面臨的嚴峻挑戰之一。
2022年是中國石油企業油氣產量豐收的一年。中國石油油氣總產量突破2.2億噸,創下歷史新高。中國石化也曬出了十大油氣勘探發現成果。
不可否認,未來數十年油氣仍將保持全球主體能源地位,需要健康有序發展。然而,這并不容易,在碳中和目標下,中國油氣行業依然面臨發展和轉型的雙重壓力,中國石油企業近中期需同時關注能源安全和低碳轉型。一方面,通過技術創新攻克難題,在陸上深層、超深層石油天然氣資源勘探與開發,老油田大幅度提高采收率,海洋油氣勘探與開發以及非常規油氣勘探與開發等領域形成突破,實現“穩油增氣”,保障國家能源安全;另一方面,智慧油田、超級盆地多資源協同發展、新一代工程技術和CCUS技術等是石油天然氣行業降低碳排放的重要領域。
DISCOURSE
保障能源安全的最重要依托就是“穩油增氣”,這將是未來數十年內中國油氣行業發展的主線。
根據中國工程院的預測,我國一次能源消費總量在2030年左右達峰,峰值約折合60億噸標準煤,其中煤炭、石油、天然氣和非化石能源的占比分別為42.8%、18.4%、12.0%和26.8%。到2060年,中國一次能源消費總量略有回落,約折合標準煤57.9億噸,其中煤炭、石油、天然氣和非化石能源占比分別為5%、5.6%、9.4%和80%。盡管未來中國油氣需求將經歷先升后降的歷程,但即使到2060年,由于一次能源消費總量仍維持較高值,雖然油氣占比之和僅為15%,約為6.1億噸油氣當量,仍遠遠超過目前國內油氣行業的總產能。因此,未來40年中國國內油氣需求形勢不會發生根本性變化,中國社會發展對油氣資源的需求仍是油氣行業需要解決的關鍵問題。
“穩油增氣”是中國石油企業面臨的嚴峻挑戰之一。近年來中國油氣對外依存度一直居高不下。為了保障國家能源安全,國內油氣企業一直在努力維持油氣產量的穩定,并采用多種措施增產天然氣。由于老油田資源枯竭,國內石油產能到2018年實際產量已跌落到不足1.9億噸。為了保障經濟發展的需求,國家對油氣企業提出“穩油增氣”,要求油氣企業到2022年將石油產量回升到2億噸,繼續保持穩產,同時天然氣產量快速上升到2600億立方米以后繼續穩產。目前這兩個目標均已實現。然而,中國石油產量從1.8億噸升到2.15億噸,用了10年的時間,但產量跌落到1.9億噸以下只用了3年的時間。可見,以中國的資源稟賦,石油上產穩產難度很大,“穩油增氣”是國內油企面臨的嚴峻挑戰之一。
減少碳排放將影響油氣行業未來的發展。中國目前碳排放總量約為99億噸,其中90%來自電力、鋼鐵和水泥等6大行業,以及交通和建筑兩個領域。石油行業的上游生產約有1.5億噸的碳排放量,煉油與化工產生的碳排放量約為上游的2倍,整個油氣全產業鏈的碳排放總量約為4.5億噸。雖然油氣行業生產造成的碳排放量在國內碳排放總量中占比不到5%,但其中近70%集中體現在燃燒和工藝過程中,是整個油氣行業實現碳中和過程中需要重點關注的環節。
此外,近年來甲烷排放在國際氣候問題討論中被提升到更加重要的位置,聯合國氣候組織認為,以往的認識將甲烷排放量低估了25%~40%,在全球氣溫上升1.5度的情景下,甲烷的貢獻約占1/3。基于這種認識,美國等國家發布了《全球甲烷承諾》,這對中國造成了較大的壓力和挑戰,因為中國天然氣產業正在迅猛發展,目前年增長率保持在兩位數,迅速增加的天然氣產能必然給甲烷控排造成更大壓力。
在紛亂復雜的國際形勢下,能源安全是國家安全的重要支撐。保障能源安全的最重要依托就是“穩油增氣”,這將是未來數十年內中國油氣行業發展的主線。
我國深層石油資源占總石油資源的26%,但探明率僅有11%~15%,深層天然氣占總氣資源的48%,探明率僅有20%~28%,可見深層油氣資源未來發展潛力巨大。造成中國深層油氣資源探明率較低的主要原因是中國油氣田地質條件與其他國家差異較大,例如美國油氣藏呈現典型的單層結構,勘探相對容易,可以做到一探即明。而在中國地質歷史上,從遠古到現在經歷了種種地質運動,造就了復雜的多層油氣藏結構,按照通常的油氣理論和技術進行勘探,常常止步于上層結構之內,深層還有大量資源有待探明。深層與超深層油氣是未來增儲增產的重要領域和主戰場,開發這些資源需要建立深層—超深層油氣理論、裝備與技術體系,近年來中國在這一領域的創新和發展已經走在世界前列。中國石油、中國石化一直致力于深層和超深層油氣資源的勘探開發,取得了重要進展。2019年中國石油在新疆塔里木盆地刷新了8882米的亞洲直井井深紀錄。隨著技術的不斷突破,8000米以深的超深層油氣資源將成為未來中國油氣生產的主力資源之一。
經過多年的開采,目前中國油氣儲藏形成了3個70%的資源態勢——70%的剩余可采儲量蘊藏于含水率超過70%的已開發老油田,并支撐著當前70%的油氣產量。這種資源態勢一方面說明已開發老油田仍是中國原油生產的壓艙石,地位非常重要;另一方面也意味著后續的原油生產面臨著極大的困難,如何從高含水的油藏中經濟有效地收獲原油資源成為擺在石油人面前的難題。目前國內許多老油田正處于二次采油的中間階段,儲層資源動用率不到30%,仍有巨大的開發潛力。隨著時代發展,許多開發新理念催生出更多新技術,使未來三次采油甚至四次采油成為現實的可應用技術,例如第四代分層注水、二氧化碳驅油、油藏立體開發、納米智能驅油、高精準智能壓裂、智能人工舉升、井下油水分離同井注采等新興技術,給高含水油田開發帶來新希望。隨著技術的不斷創新和迭代,老油田通過多次采油的實施而不斷延長壽命,從而實現儲量和產量的再次增長,成為原油穩產的重要力量。
中國的海洋油氣資源占國內總資源量的1/3,分布在渤海、黃海、東海和南海海域。2021年中國海洋原油和天然氣產量分別為5464萬噸、196億立方米,同比分別增長5.8%和5.4%。其中,海洋原油增量占全國總增量的80%以上,海洋油氣正在成為中國油氣產業的重要支柱。隨著國際形勢的演化,地緣政治對能源安全的影響更加顯著,開發海洋油氣成為中國降低油氣對外依存度的重要依托。


●開發海洋油氣資源是降低我國油氣依存度的重要依托。 供圖/ICphoto
中國海洋油氣的勘探開發重點包括三個領域:一是近海的深層油氣資源;二是深水海域的油氣資源;三是已開發的海上稠油和低滲透油氣資源。經過近20年的追趕,中國海洋油氣勘探開發技術已形成一整套特色技術體系,攻克了深水、高溫、高壓領域的世界級技術難題,使中國成為全球少數具有自主開發深水油氣資源能力的國家。
與美國相似,中國也十分重視非常規油氣的勘探與開發,近年來非常規油氣的產量迅速增長,已成為國內油氣產能的重要組成部分。目前中國非常規原油產量占國內原油總產量的10%左右,非常規天然氣產量已經達到天然氣總產量的35%,非常規油氣的產能仍在繼續增長,以此趨勢來看,未來中國將可能引領頁巖油技術革命。
當前,全球能源行業正處于由高碳到低碳、零碳的轉型進程中,油氣行業的“穩油增氣”同樣要以能源安全新戰略為指引,積極應對中低油價對油氣生產的嚴苛要求與復雜地緣政治因素帶來的不利影響,堅持技術引領,突出高質量發展,在智慧油田、超級盆地綠色協同發展、新一代工程技術和二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)系列技術等方向的探索,形成油氣行業綠色低碳轉型的典范。
進入21世紀,全球步入信息化社會,各行各業都在進行信息化轉型。5G技術、大數據、人工智能等信息技術促進了中國智慧油氣田建設,并取得了初步成果。未來油氣田的生產將在單井優化、智能生產、油氣藏實時監測與優化以及油田資產整體優化等方面全面推進自動化與智能化。通過智能井實時收集井下與井場多參數資料,對以井為單元的生產設施進行遠程控制和作業,實現所有流程自動化,生產過程中同步完成井流入曲線分析、實施增產措施、短期生產預測、水化物/結垢分析等監測與優化操作,通過集中監控,使每口井達到最佳工作狀態,利用實時動/靜態數據修正、集成油藏模型,通過井與油藏管理,對不同井不同層產量的分配、油氣藏驅動方式的管理、長期和短期生產目標的平衡、實現采收率最大化技術的優選、長期生產預測等做出科學化智能化決策,從而實現油氣產量、最終采收率與資產整體效益最大化。
超級盆地是指滿足一定規模要求的大型含油氣盆地,其最重要的評價指標包括累計產量超過 50億桶油當量(6.82億噸原油或7932億立方米天然氣)且剩余產量與累計產出量相當、發展成熟。全球有25個盆地完全符合這一標準,稱為一級超級盆地,我國的松遼盆地和渤海灣盆地位列其中。另有24個盆地略微遜色,被稱為二級超級盆地,我國的四川盆地、塔里木盆地和準噶爾盆地均在此列,事實上,鄂爾多斯盆地也基本符合二級超級盆地標準。這樣,全球陸上超級盆地共有50個,我國的大型盆地基本囊括其中。我國的超級盆地地域遼闊,經過數十年的發展,基礎設施都很齊全。超級盆地內除蘊含大量油氣資源外,風光等新能源資源、氦鋰等礦物資源也各有所長,如果在開展油氣業務的同時,融合發展新能源和伴生礦物資源,將可形成多能源多資源協同發展、共同繁榮的良好局面。
未來油氣業務發展聚焦“兩深一非一老”,即深地、深海、非常規和老油田。與常規油氣田開發相比,這4類新型油氣資源勘探開發難度更高,需要全新的工程技術支持。我國油氣行業經過多年攻關,在地球物理勘探、油氣藏測井評價、深井鉆完井工程、儲層壓裂改造、海洋油氣勘探開發與工程等領域取得全面突破,形成了復雜構造陸上寬方位高密度地震勘探配套技術與裝備、成像測井和隨鉆測井關鍵技術、復雜儲層測井解釋與產能預測技術、深井超深井鉆完井關鍵技術、體積壓裂改造及配套技術、“縫控儲量”壓裂改造技術、以三元復合驅為核心的三次采油技術等新一代工程技術,為開發“兩深一非一老”油氣資源做好了技術準備。
油氣行業的發展與綠色轉型在通常意義下是存在一定矛盾的,但CCUS技術可以將二者融合,在相當程度上解決油氣行業發展帶來的二氧化碳的排放問題。CCUS是油氣行業“減碳增油、綠色轉型”的戰略性接替技術。據國際能源署(IEA)統計,全球2050年通過調整能源結構和提高能源效率等方法有望減碳263億噸,但仍有76億噸二氧化碳需要依靠CCUS等負碳技術移除,才能實現碳中和;2070年實現凈零碳排放,其中通過CCUS技術封存二氧化碳占累積減排量的15%。我國油氣行業具備打造有規模、有質量、有效益、有競爭力的CCUS產業鏈,形成負碳主戰場的能力。中國石油已從體制機制、理論實踐等多層次多方面進行了布局,各油田積極開展CCUS應用嘗試,得到了可喜進展。統計數據表明,中國石油下屬各油田結合二氧化碳埋存的驅油技術可以消化近30億噸二氧化碳,為油氣行業綠色低碳轉型提供了有力保障。
當前正處于復雜多變的百年未有之大變局時代,國家的發展需要油氣行業踐行自身的責任與使命,既要以充足的油氣資源保障國家的能源安全,同時也要在國家綠色低碳發展進程中承擔減碳和消碳的責任,“穩油增氣”和綠色轉型是支撐油氣行業使命與責任的關鍵所在。

●國家的發展需要油氣行業踐行自身的責任與使命。 供圖/勝利油田