中国天然气勘探发展战略问题探讨

摘 要

摘要：近年来，全球巨型气田持续发现，勘探技术不断进步，勘探领域向寻找岩性地层气藏、深水油气藏等方向发展，非常规天然气已成为重要的补充资源类型。中国天然气资源相对丰富，常规天
摘要：近年来，全球巨型气田持续发现，勘探技术不断进步，勘探领域向寻找岩性地层气藏、深水油气藏等方向发展，非常规天然气已成为重要的补充资源类型。中国天然气资源相对丰富，常规天然气资源探明程度低，正处于快速发展阶段；非常规天然气勘探开发刚刚起步，正处于探索阶段。在充分调研国外天然气勘探经验与发展趋势的基础上，对比国内天然气勘探现状及特点，对中国天然气勘探发展的一些战略问题进行了探讨并得出以下认识：①2000年以来年均探明储量5000×108m3以上，大气田是储量增长的主要推动力(大气田探明储量占总数的70%左右)；②地质条件相对复杂，勘探难度逐渐加大，低品位储量占90%以上，勘探工作更具长期性，需持之以恒；③必须认识到勘探思维创新和技术进步的必要性，加大针对性技术攻关是推进天然气科学发展的有力措施；④发展非常规天然气是确保我国天然气可持续发展的必由之路。
关键词：中国；天然气；非常规天然气；勘探；储量；勘探技术；大气田；战略问题
    近年来，全球天然气消费量增长迅速，天然气探明储量、产量、投资和贸易量也迅速增长，21世纪世界将进入“天然气时代”。中国天然气消费以年均15%以上的速度增长，我国已进入天然气工业快速发展的新阶段。
1 国外天然气发展特点
1.1 与石油相比，天然气资源潜力具备后发优势
    据AAPG(2000)、Campbell(1999)和Laherrere(1999)的数据分析，未来世界常规石油总产量在1×1012～1.6×1012桶之间，非常规石油总产量在7000×108桶左右；未来世界常规天然气总产量约为310×1012m3(折合1.8×1012桶油当量)，非常规天然气总产量在922×1012m3(折合5.4×1012桶油当量)；相对而言，天然气的增产潜力高于石油，具有资源优势，在未来能源中所占比例将越来越大。
1.2 大型、巨型气田是储量增长的主要推动力
   20世纪90年代初，全球天然气可采储量大于1×1012m3的巨型气田有16个，当时最大的乌连戈依(Urengoy)气田储量为8.06×1012m3。经过10年的勘探，巨型气田的数量、储量及占全球天然气总储量的比例都明显增加。21世纪初巨型气田增至22个，巨型气田储量占全球天然气总储量的40%左右，其中最大的北方-南帕尔斯(North-South Pars)气田跨越卡塔尔和伊朗两国，天然气储量达13.45×1012m3，排名第2的乌连戈依气田储量升至10.2×1012m3，两大巨型气田储量占全球天然气储量的14%；(2～10)×1012m3的气田10个，占全球天然气储量的18.4%[1]。
1.3 勘探向寻找岩性地层气藏、深水油气藏等领域发展
    随着勘探程度的深化及勘探技术的进步，岩性地层油气藏的发现越来越多。据AAPG(2005)统计，岩性地层油气藏与构造型油气藏(田)的比例不断变化，岩性地层油气藏比例不断上升，1990年达37%，并且仍有上升的趋势。
    随着深水钻探技术的进步，全球深水油气钻探进一步活跃。2005年全球深水钻井420口，约占当年全球海上钻井总数的12%。目前，墨西哥湾北部、西非、巴西东南部和澳大利亚海域是世界深水油气勘探开发的热点区域，集中了全球深水总投资的50%以上、全球深水钻井井数的近一半。另外，东南亚、挪威及埃及等深水油气勘探发展也比较快，正逐步成为重要的深水油气勘探领域(表1)。未来随着钻井等新技术的不断应用，在全球大陆周围的深水环境中发现大型油气田会越来越多。
表1 全球主要深水区油气储量统计表
国家或地区
盆地或海域
深水油气当量(108t)
石油(108t)
天然气(108m3)
美国
墨西哥湾北部
21.0
15.0
6000
巴西
东南部海域
27.3
23.2
4100
西非
尼日尔三角洲
28.6
24.5
4100
澳大利亚
西北陆架
13.6
0.5
13100
东南亚
婆罗洲
5.3
2.0
3300
挪威
挪威海
5.1
1.1
4000
埃及
尼罗河三角洲
4.8
 
4800
中国
南海北部
1.0
 
1000
印度
东海海域
1.6
 
1600
数据来源于Petroleum Systems of Deepwater Settings(2004年)。
1.4 勘探技术进步是储量快速增长的保障
    近年来，油气田的发现和储量增长都建立在地质认识深化的基础上，很大程度上取决于勘探技术的进步。以美国为例，1993～2004年间发现的10个主要气田中，有8个气田的发现与地质认识深化有直接关系，9个气田的发现与欠平衡钻井、深水钻井、超深井、水平井技术密切相关，3个气田的发现与地震技术提高有关。
1.5 非常规天然气将在未来天然气消费中占重要地位
    非常规天然气主要包括致密砂岩气、煤层气、页岩气、天然气水合物等。据美国地质调查局(USGS，2000)、BGR(BlackRock Global Energy & Resources Trus)(2004)和法国石油学会(IFP，2006)数据，上述4种类型非常规天然气资源量合计为780×1012m3，大约是常规天然气资源量的1.8倍，资源潜力巨大。其中，致密砂岩气、煤层气、页岩气在美国和加拿大等国家已得到较好的开发利用，已成为重要的补充资源类型。
    近年来，全球能源消费量不断增长，油气价格持续上涨，油气供需矛盾为非常规天然气的开发利用提供了巨大的发展空间。以美国为例，据美国能源情报署(EIA)数据，20世纪90年代美国陆上发现的前10个气田中有8个是非常规天然气田(表2)。目前，非常规天然气资源已成为美国天然气重要的供应来源之一。根据EIA的资料，美国天然气产量从2000年的5400×108m3增加到2006年的6131×108m3，其中非常规天然气生产量增加了870×108m3。致密砂岩气产量从1120×108m3增加到1641×108m3；煤层气产量从392×108m3增加到540×108m3；页岩气产量从112×108m3增加到311×108m3。
表2 20世纪90年代美国陆上发现的前10大气田表
序号
气田名称
可采储量(108m3)
气藏类型
1
Newwark East-Barentt
7415
页岩气藏
2
粉河气田
6792
煤层气藏
3
Jonah
934
盆地中心气藏
4
Pinedale
566
致密砂岩气藏
5
Madden(常规)
566
构造气藏
6
Vernon
506
致密砂岩气藏
7
Ferron Coal play Utah
425
煤层气藏
8
Freshwater Bayou(常规)
425
构造气藏
9
Dew-Mimms
340
致密砂岩气藏
10
Bob West
311
构造/致密砂岩气藏
2 对中国天然气勘探一些战略问题的探讨及认识
2.1 我国天然气资源较丰富，当前正处于大气田发现的重要机遇期
    据新一轮全国油气资源评价结果，除南海南部14个盆地外，我国陆地和近海海域天然气资源量为55.89×1012m3。随着天然气勘探成果和地质认识的不断丰富与深化，全国天然气的资源量还会进一步增加。此外，我国非常规天然气资源潜力巨大，非常规天然气(煤层气、页岩气、天然气水合物和水溶气)资源量合计为258×1012m3，约是常规天然气资源量的4.6倍。
    2000年以来，国内天然气勘探进入快速增长阶段，年均探明天然气储量在5000×108m3以上，探明储量以大气田(探明地质储量在300×108m3以上)发现为主，大气田探明储量占总数的70%左右，当前正处于大气田发现的重要机遇期。截至2006年底，大于1000×108m3的气田探明储量总计2.11×1012m3，占探明储量总数的39%；(300～1000)×108m3气田探明储量总计1.49×1012m3，占探明储量总数的28%。
    “十五”以来，岩性地层油气藏、火山岩气藏成藏等理论，以及复杂山地构造圈闭识别和描述、火山岩和碳酸盐岩储层评价、欠平衡钻井等技术的出现，为勘探领域不断扩大、发现和探明千亿立方米以上规模的大气田打下了坚实的基础。松辽盆地深层天然气勘探在盆地北部徐深1井和南部长深1井相继获重大突破，发现国内陆上第5个大气区；鄂尔多斯盆地上古生界天然气勘探规模不断扩大，探明国内最大的气田——苏里格气田；四川盆地上三叠统须家河组勘探获重大突破，已成为四川盆地内重要的勘探领域；塔里木盆地库车坳陷勘探不断获得发现，进一步夯实了“西气东输”的资源基础。四川盆地的“开江-梁乎”海槽礁滩体和磨溪地区的台内礁滩体相继获重大发现和突破，打开了四川盆地飞仙关组鲕滩和长兴组生物礁天然气勘探的新局面；准噶尔盆地陆东-五彩湾地区石炭系天然气勘探也获突破。
2.2 我国天然气勘探地质条件相对复杂、勘探难度正逐渐加大
     我国天然气勘探对象普遍具有埋深大、物性差、圈闭条件复杂的特点。寻找大气田重点勘探领域的四川盆地川东飞仙关组鲕滩、塔里木盆地库车坳陷、塔里木盆地塔西南山前带及塔中塔北隆起碳酸盐岩、鄂尔多斯盆地上古生界、东海盆地和琼东南盆地主要目的层的埋深均大于3000m；国内碎屑岩储层岩性复杂，岩石的结构成熟度和矿物成熟度普遍较低，导致储层非均质性强。如鄂尔多斯盆地上古生界砂岩储层主要以低孔、低渗为特征，一般需压裂改造后才能获得工业产能；塔里木盆地库车坳陷第三系、白垩系砂岩储层物性普遍较好，但随着埋深加大物性变差，也需要通过储层改造才能提高产能；碳酸盐岩储层由于时代较老，多进入成岩作用晚期阶段，基质孔隙度和渗透率都较低，因裂缝和溶孔的存在，对储层物性有所改善，但未能从根本上改变低孔、低渗的特征。此外，随着勘探程度的提高，易于发现的简单构造圈闭越来越少，复杂类型的圈闭将成为主要钻探目标。如鄂尔多斯盆地圈闭类型主要为大面积岩性圈闭，预测难度大；四川盆地主要勘探对象为构造-地层、构造-岩性圈闭，受地面构造(高陡)的影响，准确识别的难度大；塔里木盆地库车坳陷及塔西南山前带冲断构造发育，加之地面地形十分复杂，下构造的识别和落实也很困难。
   从已发现储量分析，天然气储量以中、低丰度为主。据对2005年底前国内探明的112个大中型气田统计的结果，共计探明天然气地质储量4.551949×1012m3，平均储量丰度为2.38×108m3/km2。探明天然气储量中，低渗透储量比例逐渐上升(中石油低渗透储量由“八五”期间的45%，上升到近两年的90%以上)；特殊岩性和深层探明天然气储量逐年增加(中石油特殊岩性和深层储量由“八五”初的42%上升至近两年的80%)。
    与国外相比，我国气田规模较小、地质条件复杂、气藏平均埋深大，勘探难度较大，特别是中西部几大含气盆地(除四川盆地外)大规模勘探起步较晚，许多区带的勘探工作相对滞后。因此，勘探工作更具长期性，更需持之以恒。
2.3 必须认识到勘探思维创新和技术进步的必要性
    1) 随着主要勘探对象日趋复杂，地面、地下条件对勘探工作提出了更多新的要求：①从资源条件来看，目前国内剩余资源大部分为低渗透；②从油气藏类型看，岩性地层油气藏占的比例越来越大；③从储层类型看，除了以往常规的碎屑岩、砂岩及局部一些碳酸盐岩以外，火山岩、裂缝性砾岩等一些特殊储层类型的比例在增加，勘探难度很大，进入开发阶段以后又提出了许多新的问题，有许多困难需要克服；④从工区的情况来看，现在山地、滩海、沙漠占的比例越来越大。勘探对象的变化对地质研究、对工作的精细程度、对工程技术等的要求越来越高，对勘探提出了新的挑战[2]。因此，勘探必须解放思想，转变观念，必须有积极进取的精神状态。
    2) 随着新区、新领域的不断扩展，迫切需要对现有技术进行不断的完善和创新：①针对碳酸盐岩、火山岩特殊类型储层和大面积岩性地层气藏，需要加大储层预测和识别、烃类检测等技术攻关力度；②针对山前复杂构造带，需加强复杂构造建模和地球物理识别等技术的攻关；③针对浅层天然气层识别与烃类检测难题，需完善浅层气地球物理勘探技术；④针对复杂地区快速钻井、油气层快速识别的要求，需要加大推广全过程欠平衡、POWER—V等快速钻井技术和以MDT为重点的快速油气层评价技术；⑤针对海上油气勘探快速、高效的要求，需要完善海底测井、深水油气勘探技术。
2.4 发展非常规天然气是我国天然气工业可持续发展的必由之路
    如前所述，我国非常规天然气(煤层气、页岩气、水溶气、天然气水合物和页岩气等)资源量合计为258×1012m3，约为常规天然气资源量的4.6倍。其中：煤层气资源量为36.8×1012m3(2000m以浅)，约占非常规资源的14%；水溶气资源量为38×1012m3，约占14%；天然气水合物资源量为84×1012m3，约占33%；页岩气资源量为(70～100)×1012m3，约占39%[3]。目前，只有煤层气开始得到开发利用，其他非常规天然气的勘探开发基本处于探索阶段。
    我国应加快煤层气的利用步伐。我国已钻煤层气井700口，其开采方式主要为地面开采和井下抽采。2007年地面开发近3.2×108m3，以管汇车运输为主；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发电。目前，中石油、中联煤、晋城煤业及有关国外公司在沁水盆地南部开展规模开发。截至2007年底，我国已在柳林、晋城、铁法、郑庄等含煤区获得了工业气流。在铁法、沁水、郑庄煤田15个区块探明煤层气地质储量1130.29×108m3。煤层气可望成为中国21世纪常规天然气的重要补充来源。如果未来10年我国煤层气年产量达到美国20世纪末的开采水平，就将有效地缓解国内天然气的供需矛盾[4]。
参考文献
[1] 张抗.世界巨型气田近十年的变化分析[J].天然气工业，2004，24(6)：127-130.
[2] 赵贤正，李景明，等.中国天然气勘探快速发展的十年[J].北京：石油工业出版社，2002.
[3] 钱伯章，朱建芳.世界非常规天然气资源和利用进展[J].天然气与石油，2007，25(2)：28-32.
[4] 翟光明，何文渊.煤层气是天然气的现实接替资源[J].天然气工业，2004，24(5).1-3.
 
(本文作者：魏国齐 焦贵浩 张福东 杨冬 杨玉凤 中国石油勘探开发研究院廊坊分院)