勘探開發(fā)面臨五大理論技術(shù)挑戰(zhàn)

石油工業(yè)面臨著深層、深水、非常規(guī)、老油氣田提高采收率、CCS/CCUS五大理論技術(shù)挑戰(zhàn)。

專 家 簡 介

賈承造，中國科學(xué)院院士。他曾任中國石油天然氣股份有限公司總地質(zhì)師、副總裁，中國石油學(xué)會理事長，目前擔任國家油氣重大專項技術(shù)總師。

作為石油地質(zhì)與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家，他長期從事石油天然氣地質(zhì)與盆地構(gòu)造理論研究和油氣勘探工作，獲國家科技進步一等獎2項、二等獎3項，以及多項國家榮譽表彰。2019年，他獲得美國石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會諾曼H.福斯特杰出勘探家獎，是亞太地區(qū)第一位獲此殊榮的地質(zhì)家。

當2025年拉開帷幕時，意味著我國“大力提升油氣勘探開發(fā)力度七年行動計劃”即將到期。在這個關(guān)鍵時間節(jié)點上，回望過去，油氣行業(yè)積極落實“七年行動計劃”，以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，加大投入力度，加快措施落實，實現(xiàn)了油氣儲量和產(chǎn)量的穩(wěn)步增長。展望未來，我國油氣行業(yè)如何從落實能源安全新戰(zhàn)略和提升國家能源安全保障能力的高度，統(tǒng)籌謀劃好未來的勘探開發(fā)工作，值得深思。

中國科學(xué)院院士賈承造認為，我國油氣勘探開發(fā)面臨著來自深層、深水、非常規(guī)、老油氣田提高采收率和CCS/CCUS五大領(lǐng)域的理論與技術(shù)挑戰(zhàn)。先進的適應(yīng)深層、深水、非常規(guī)油氣勘探開發(fā)，以及老油田提高采收率和CCS/CCUS業(yè)務(wù)的技術(shù)與裝備，是我國未來一段時期內(nèi)油氣勘探開發(fā)事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

成績與挑戰(zhàn)并存

中國石油石化：賈院士，您好！“七年行動計劃”即將收官。在您看來，這幾年我國油氣勘探開發(fā)取得了怎樣的成績？

賈承造：我國石油工業(yè)肩負著保障國家能源安全和實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重任。習(xí)近平總書記指示，大力提升油氣勘探開發(fā)力度，能源的飯碗必須端在自己手里。

我國油氣行業(yè)大力實施“七年行動計劃”。我國原油產(chǎn)量穩(wěn)步回升，天然氣產(chǎn)量快速增長，重點勘探開發(fā)項目工程相繼獲得突破。2022年原油產(chǎn)量重上2億噸，2023年原油產(chǎn)量2.09億噸，同比增長2%。2021年天然氣產(chǎn)量突破2000億立方米，2023年天然氣產(chǎn)量2353億立方米，增速5.7%，連續(xù)7年增產(chǎn)超100億立方米。我國成為了天然氣生產(chǎn)大國。

其中，突出的特點是常規(guī)、非常規(guī)開發(fā)并舉。常規(guī)領(lǐng)域向深層挺進，在陸上創(chuàng)新超深層碳酸鹽巖和碎屑巖天然氣成藏理論，支撐了四川盆地千億立方米和塔里木盆地400億立方米大氣區(qū)建設(shè)；在海域，“深海一號”超深水大氣田成功建產(chǎn)，渤中潛山凝析氣田成功開發(fā)。非常規(guī)領(lǐng)域，四川頁巖氣快速發(fā)展，鄂爾多斯致密氣成功開發(fā)。

中國石油石化：您怎么看我國油氣勘探開發(fā)的前景？

賈承造：展望我國油氣發(fā)展的前景，要實現(xiàn)2035年2億噸原油穩(wěn)產(chǎn)，構(gòu)成中將包括高含水老油田產(chǎn)量5000萬噸、海洋油5000萬噸、稠油與特殊巖性油2500萬噸、低滲透致密油頁巖油7500萬噸。其中的關(guān)鍵是，低滲透致密油頁巖油的產(chǎn)量要從2021年的5400萬噸增至7500萬噸，包括低滲透油從3700萬噸增至4500萬噸、致密油從1400萬噸增至1700萬噸、頁巖油從300萬噸增至1300萬噸。如果原油年產(chǎn)量要達到2.2億噸，預(yù)計致密油產(chǎn)量要達到2000萬噸，頁巖油產(chǎn)量要達到3000萬噸。

要實現(xiàn)2035年3000億立方米天然氣穩(wěn)產(chǎn)，構(gòu)成中將包括常規(guī)氣1500億立方米、 致密氣700億立方米、頁巖氣600億立方米、煤層氣200億立方米。這需要通過勘探發(fā)現(xiàn)新的大氣田，提高天然氣采收率，在四川盆地、鄂爾多斯盆地建設(shè)千億立方米天然氣生產(chǎn)基地等措施來實現(xiàn)。

要實現(xiàn)這兩方面的目標，未來的挑戰(zhàn)是巨大的。一方面，我國油氣勘探開發(fā)已全面進入深層、深水、非常規(guī)領(lǐng)域。雖然擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?，但工程技術(shù)難度大，地質(zhì)賦存規(guī)律與開發(fā)生產(chǎn)規(guī)律科學(xué)認知程度低，所需技術(shù)裝備尚在發(fā)展，成本高企、投資巨大。另一方面，老油氣田在我國油氣產(chǎn)量中占有重要地位，但提高采收率難度大。新上產(chǎn)的油氣田以低滲—非常規(guī)為主，馬上要面臨著提高采收率的挑戰(zhàn)。與此同時，必須大力發(fā)展CCS/CCUS技術(shù)，以二氧化碳驅(qū)替封存助力實現(xiàn)碳中和目標。我們必須加強這五方面的科技攻關(guān)，以應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。

增產(chǎn)主力非常規(guī)

中國石油石化：在您的描述中，未來非常規(guī)油氣產(chǎn)量幾乎占據(jù)了半壁江山。為什么它能成為增產(chǎn)主力？

賈承造：我國非常規(guī)油氣儲量遠遠超過了常規(guī)油氣的儲量，而陸上常規(guī)石油的探明率已接近50%。我國進入了勘探中后期，陸上常規(guī)天然氣的探明率已達15%。隨著地質(zhì)理論、開發(fā)理論、水平井體積壓裂等工程技術(shù)取得重大進展，尤其是海相頁巖氣和陸相頁巖油的開發(fā)，非常規(guī)油氣展示出光明的前景。

2000年蘇里格氣田的發(fā)現(xiàn)，拉開了鄂爾多斯盆地致密氣勘探開發(fā)的序幕?，F(xiàn)年產(chǎn)氣量已突破300億立方米，成為我國最大的氣田，并進入世界十大氣田行列。鄂爾多斯盆地致密油和頁巖油資源豐富，長6、長8是致密油主力產(chǎn)層，長7頁巖油開發(fā)取得了重大突破，未來是我國石油增產(chǎn)的重點。

川渝地區(qū)強化頁巖氣甜點評價及工程技術(shù)攻關(guān)，3500米以淺頁巖氣探明長寧、威遠、昭通、涪陵、威榮、金川六個工業(yè)化穩(wěn)產(chǎn)區(qū)，累計探明2.19萬億立方米；3500米以深勘探取得重大突破，探明瀘州5138億立方米。寒武系筇竹寺組深層頁巖氣取得重大戰(zhàn)略突破，資源量達10萬億立方米。

在全油氣系統(tǒng)理論的指導(dǎo)下，準噶爾盆地西部凹陷風(fēng)城組深層頁巖油氣獲重大突破，源巖厚度大于150米的面積2272平方千米，生油量766億噸，生氣量50萬億立方米。瑪湖凹陷以油為主，盆1井西凹陷油氣共生，沙灣凹陷以氣為主。

總體來看，我國非常規(guī)油氣開發(fā)已經(jīng)取得了重大進展。非常天然氣開發(fā)，2022年致密氣產(chǎn)量579億立方米、頁巖氣245億立方米、煤層氣48億立方米，合計872億立方米，占全國天然氣產(chǎn)量2200億立方米的40%。預(yù)計2030年，非常規(guī)天然氣產(chǎn)量1500億立方米，占全國產(chǎn)量3000億立方米的50%。非常規(guī)石油開發(fā)，2022年致密油產(chǎn)量1400萬噸、頁巖油約300萬噸，合計1700萬噸，占全國石油產(chǎn)量2.04億噸的8.3%。預(yù)計2030年，全國石油保持2億噸穩(wěn)產(chǎn)，其中致密油1730萬噸、頁巖油1300萬噸，合計3030萬噸，占全國的15%，頁巖油將成為石油穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的主力。

中國石油石化：非常規(guī)油氣勘探開發(fā)面臨著怎樣的挑戰(zhàn)？

賈承造：我國頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)已基本成熟，但深層、新層系、新地區(qū)以及陸相/海陸過渡相等新領(lǐng)域的勘探開發(fā)面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)。陸相頁巖油沉積體系具有多樣性，儲層非均質(zhì)性強，甜點小而多，已開發(fā)油區(qū)的氣油比低、部分原油流動性差、高蠟、單井產(chǎn)量低、EUR偏低，因此生產(chǎn)成本高、投資收益率低。

頁巖油氣是我國油氣下一步穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的主要發(fā)展點，需要加速進行、科學(xué)組織、統(tǒng)一評價規(guī)劃開展陸相頁巖油地質(zhì)理論與開發(fā)理論研究，攻關(guān)陸相頁巖油提高采收率技術(shù)、優(yōu)快水平井“一趟鉆”鉆井工程技術(shù)、體積壓裂工程技術(shù)、地質(zhì)工程一體化技術(shù)，提高頁巖油開發(fā)效益，積極推進陸相頁巖油規(guī)模開發(fā)建產(chǎn)。

向深層深水進軍

中國石油石化：我國已成為全球陸上最大的深層超深層油氣勘探生產(chǎn)區(qū)。在這一領(lǐng)域，我們還要著重攻克哪些難點？

賈承造：近20年來，深層超深層已成為我國油氣探明儲量的主體。例如，塔里木盆地在庫車前陸沖斷帶深層鹽下大北克拉蘇構(gòu)造帶新發(fā)現(xiàn)了18個大中型油氣藏，形成了2個萬億立方米規(guī)模氣區(qū)，探明天然氣地質(zhì)儲量4436億立方米、凝析油730萬噸，埋藏深度在6000～8000米。再例如，四川盆地安岳特大氣田已累計探明地質(zhì)儲量1.47萬億立方米，建成了170億立方米產(chǎn)能，埋藏深度在5500米左右。目前，深地塔科1井正在塔里木盆地向萬米超深層碳酸鹽巖礁灘勘探目標進軍。

成績顯著，但我國深層超深層油氣勘探面臨著工程技術(shù)、地質(zhì)科學(xué)上的難題與挑戰(zhàn)。

根據(jù)目前掌握的超深層油氣資源的特點，我國超深層油氣資源主要可以分為三類：天然氣；輕質(zhì)油、凝析油、少部分黑油；非烴氣資源，如氦氣、氫氣等。隨著勘探開發(fā)轉(zhuǎn)向深層超深層，未來輕質(zhì)油、凝析油在原油產(chǎn)量中的占比將持續(xù)上升，天然氣中油型氣的占比將上升。因此，需要加強輕質(zhì)油、凝析油氣、濕氣資源的評價和勘探開發(fā)工作。

工程技術(shù)裝備、成本及經(jīng)濟性，將會限制超深層油氣勘探的深度下限。需要解決深層超深層油氣勘探開發(fā)的工程技術(shù)問題，研究先進高效的萬米鉆井技術(shù)裝備、8～12公里深度提高信噪比與分辨率地震技術(shù)裝備、適應(yīng)深層超深層高溫高壓高地應(yīng)力環(huán)境的壓裂技術(shù)裝備等。

中國石油石化：深水領(lǐng)域的情況如何？

賈承造：目前，世界油氣勘探已由陸地向深水領(lǐng)域發(fā)展。南海油氣資源豐富，資源量545億噸油當量，其中南部440億噸、北部105億噸，勘探潛力大，是我國唯一和現(xiàn)實的深水油氣勘探領(lǐng)域。

但是，深水油氣勘探開發(fā)同樣面臨著理論技術(shù)的挑戰(zhàn)，包括海洋深水油氣成藏機制與大油氣田分布規(guī)律、海洋地球物理關(guān)鍵技術(shù)與裝備、深水安全高效鉆完井工程技術(shù)與裝備、深水油氣田水下系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備、深水大型浮式油氣生產(chǎn)裝置、海上油氣田提高采收率及致密油氣開發(fā)技術(shù)裝備等。

例如，我國對南海大中型油氣田的油氣地質(zhì)條件認識程度低，對南海地區(qū)上、下2套成藏組合以及大中型油氣田形成的成藏模式還不清楚。我國需要開拓新領(lǐng)域新類型，爭取南海油氣勘探新突破。再例如，海洋油氣裝備是開發(fā)海洋油氣、建設(shè)海洋強國的國之重器。我國淺水油田鉆采設(shè)備基本實現(xiàn)了自主化，但深水鉆機、深水防噴器等部分關(guān)鍵核心裝備仍需要依賴進口，自主化程度不高。缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)的船型設(shè)計，船型相對單一，核心技術(shù)仍掌握在國外少數(shù)專業(yè)公司手中，我國企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈中低端。這些都是我國石油工業(yè)致力發(fā)展深水油氣面臨的工程技術(shù)裝備問題。

著力提高采收率

中國石油石化：老油氣田是穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的基本盤。為提高采收率，老油氣田做了很多工作。您認為成效如何？需要從哪些方面發(fā)力？

賈承造：我國的老油氣田歷經(jīng)幾十年開采，面臨著資源品位降低、儲量接替矛盾突出、油井產(chǎn)量下降、綜合含水率上升等一系列難題。盡管如此，以大慶油田、勝利油田等為代表的老油氣田在不斷努力突破開發(fā)極限，保持產(chǎn)量硬穩(wěn)定。

我國油田主要采用注水開發(fā)方式，目前相當比例的老油田綜合含水率已超過90%，可采儲量的采出程度已超過80%，開發(fā)效率和效益逐年降低。但是，已開發(fā)油田的標定平均采收率僅約為30%，約2/3的地下儲量在現(xiàn)有水驅(qū)技術(shù)下難以采出，迫切需要依靠和發(fā)展提高采收率技術(shù)，以保持我國原油產(chǎn)量的穩(wěn)定和增長。

提高采收率工作貫穿油氣田開發(fā)的始終，是油氣田開發(fā)的永恒主題，更是油氣田開發(fā)領(lǐng)域的戰(zhàn)略性工程。對于高含水油藏來說，未來有水驅(qū)、氣驅(qū)與化學(xué)驅(qū)三個方向。低滲透超低滲透油藏實現(xiàn)精細水驅(qū)、突破氣驅(qū)及化學(xué)驅(qū)技術(shù)，將使低滲透油藏的采收率從20%提高到35%，超低滲透油藏的采收率從15%提高到25%。

氣藏在未來同樣面臨著提高采收率的難題。常規(guī)水驅(qū)氣藏可通過精細氣藏描述、控水均衡開發(fā)、優(yōu)化生產(chǎn)制度、提高廢棄壓力、提高壓力衰竭效率等方法提高采收率。致密氣藏可通過加密井網(wǎng)提高儲層動用程度、多級多段壓裂和提高壓降波及系數(shù)，或在生產(chǎn)后期增壓開采的方法提高采收率。頁巖氣藏的采收率普遍偏低，未來可通過立體開發(fā)提高儲量動用程度，或通過控壓生產(chǎn)提高壓降波及系數(shù)等方法提高采收率。

未來，我國油氣行業(yè)將進一步大幅提高采收率，達到國際領(lǐng)先水平。

中國石油石化：目前，二氧化碳驅(qū)油提高采收率技術(shù)被廣泛看好。您如何看待這一技術(shù)的前景？

賈承造：在2060年碳中和的愿景下，我國每年CCS/CCUS碳封存量要達到5億～26億噸。石油工業(yè)有封存二氧化碳的優(yōu)勢，可利用二氧化碳驅(qū)替油氣。油氣田封存二氧化碳提高石油采收率，可促使采收率增加10%～20%，并實現(xiàn)二氧化碳循環(huán)利用，最終被封存在廢棄的油氣層里。推進CCS/CCUS，加大二氧化碳封存量，已成為石油工業(yè)的重要挑戰(zhàn)。因此，以“三桶油”為代表的石油企業(yè)高度重視發(fā)展大規(guī)模CCS/CCUS，加強科技攻關(guān)。

但是，整體來說任重道遠。我國的二氧化碳地質(zhì)封存技術(shù)還處于示范階段，二氧化碳捕集運輸技術(shù)裝備、封存方案與選址技術(shù)、超長期地下封存科學(xué)基礎(chǔ)與技術(shù)裝備、驅(qū)油與封存技術(shù)裝備、安全風(fēng)險評價與監(jiān)測技術(shù)等亟須進一步發(fā)展。

盡管我國油氣勘探開發(fā)面臨著來自深層、深水、非常規(guī)油氣、老油氣田提高采收率和CCS/CCUS五大領(lǐng)域的理論與技術(shù)挑戰(zhàn)，但通過加強科技研發(fā)工作，高度重視理論創(chuàng)新與新技術(shù)、新裝備的持續(xù)研發(fā)，我們一定能推動油氣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展再上新臺階。

責任編輯：石杏茹

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