石油和天然氣是化石能源中的優質能源,加速我國油氣資源勘探開發,發展油氣產業,對保障我國能源安全、優化能源結構及推動經濟增長具有重大意義。
2008年我國組織實施了“大型油氣田及煤層氣開發”的國家科技重大專項。專項實施至今,突破了一批天然氣勘探開發的核心關鍵技術,發現與建成一批大型氣田,我國石油產量穩中有升,天然氣產量跨越式發展。原油產量從2007年的1.85億噸穩步增長至2016年的1.98億噸,我國繼續保持第五大產油國地位;天然氣產量從2007年的677億方快速上升至2016年的1371億方,成為世界第六大產氣國。
創新技術,向下勘探8000米!
對於油氣開採而言,地質條件決定了勘探開發的難度。而我國的油氣開採,面臨著非常複雜的地質條件,不少油氣資源低滲透、大埋深、勘查開採利用難度大,特別是跟中東、北美等地區相比,我國油氣開發的“先天劣勢”加明顯,直接拉昇了本國油氣身價,形成與國際市場價格倒掛的不利局面。
“就拿塔里木盆地庫車天然氣來說,一般的井埋深2000米到3000米,而它埋深從6000米到8000米。開發油氣田首先要通過地震勘探技術,把地下面貌刻畫出來,這項技術埋深越大越難,而對於鑽井而言,8000米超深層的鑽井在深度和難度上排名肯定世界前三。” 油氣開發專項技術總師賈承造說,“我們依靠自己的技術搞清了地下的面貌,確定了鑽探的目標,依靠自己的鑽井技術,成功在庫車深層發現5個千億方大氣田,形成萬億方規模大氣區。這是通過國家專項的攻關,集聚了全國石油工業各方力量所實現的。”
伴隨著專項的推進,諸如“向下勘探8000米”這樣的神話不斷被締造。我國不僅在深層天然氣成藏理論及配套技術方面取得重大進展,形成前陸深層成藏理論及複雜山地地震、超深層高溫高壓鑽井等勘探關鍵技術,而且還創新發展古老海相碳酸鹽巖油氣成藏理論和儲層預測技術,使得我國地層最古老的特大型氣田安嶽氣田浮出水面,成為我國天然氣發展史上的最重大發現。
原來挖不到、採不出、找不到的資源被利用起來,一批新的大油氣田的發現,有力支撐了油氣儲量不斷增長。同時,對於已有油田,也要珍惜和合理利用,避免粗放發展。據國家能源局副局長李凡榮介紹,專項實施後,在陸上油氣開發領域,高含水油田和複雜油氣田開發技術不斷創新,支撐大慶、勝利、長慶等油田可持續發展。以三元複合驅為核心的三次採油技術國際領先,成為新一代戰略接替技術,主力油田採收率突破50%,有力保障大慶油田可持續發展。特低滲透-緻密油氣開發理論與關鍵技術,助推長慶油田2013年油氣上產5545萬噸,並實現了5000萬噸以上持續高效穩產,鑄就了我國石油史上新豐碑。
伴隨著技術的創新,我國在海洋油氣勘探開發領域逐步從近海走向深海,深水油氣工程技術躋身國際先進水平。3000米深水半潛式鑽井平臺在我國南海深水鑽探成功,實現了作業水深從500米到3000米的跨越。深水油氣工程技術取得重大突破,開發了南海1500米深水荔灣3-1大氣田。海上稠油開發新技術提高採收率5~10%,“十二五”末我國海洋油氣年產量突破5000萬噸。
此外,在非常規油氣勘探開發領域,我國也實現煤層氣產業化和煤礦區採氣採煤協調開發,引領了頁岩氣 新興產業的發展。 形成煤層氣低成本勘探開發技術,建成沁水、保德2個煤層氣產業化基地,2016年地面產量45億方。煤礦區採氣採煤協調開發保障了煤礦生產安全,2016年井下抽採128億方。初步形成頁岩氣開發關鍵技術,建成了涪陵、長寧-威遠等產業化示範區,2016年頁岩氣產量78億方。
創新模式,企業帶頭闖難關
與以往的重大專項不同,“大型油氣田及煤層氣開發”是唯一由企業牽頭組織實施的國家科技重大專項。
“中國石油工業作為一個完整的石油工業體系,在全球是不多見的。中石油、中石化、中海油是全球排名前幾位的超大型石油企業,他們代表企業自身,也代表了我國石油行業整體水平。” 李凡榮說,“中石油作為油氣開發專項牽頭組織單位,聯合中石化、中海油等石油企業,以及高校和科研院所,積聚社會優勢力量,組成產學研用聯合攻關團隊,加快成果轉化與應用,取得了良好成效。”
企業牽頭的創新模式讓油氣專項的實施呈現出鮮明的特點。賈承造表示,一方面,以“三桶油”為代表的龍頭企業充分發揮已有的科技創新管理體系,在項目管理、力量配置、協同組織等方面表現得力;另一方面,模式的創新讓國家目標和企業目標的緊密結合。企業有產業和利潤目標,也有科技攻關目標,這些目標和國家目標能否結合好,是很重要的問題。國家的經費投入不是很多,但是發揮了引領作用,都用在點上了,同時把企業也帶動起來了,加大投入。
“此外,模式的創新便於在部署研究項目的同時設置示範工程,其中最大的優勢和作用是研發的成果可以及時到示範工程現場進行試驗,及時解決生產中的重大技術問題,縮短成果轉化流程。” 賈承造說。
協同創新強化項目與示範工程結合,使得專項形成了6大技術系列20項關鍵技術,研製了13項重大裝備,建設了22項示範工程。而中石油、中石化和中海油充分利用國家科技重大專項這個平臺,加強聯合攻關,整體提升了石油科技自主創新能力,促進了國家創新體系建設。
據賈承造介紹,項目形成了全面覆蓋石油工業上游科技的百家企業與教育部50多所高校、中科院20多個科研院所聯合攻關的高水平研發團隊,其中10人當選兩院院士;依託國家“千人計劃”引進19名海外高層次人才;建設9個國家級、23個省部級重點實驗室和研發中心等高水平創新平臺。相關成果獲國家科技進步特等獎3項、一等獎5項、二等獎19項,申請發明專利2143件,制定國家、行業標準185項,登記軟件著作權722項。
創新思路,能源結構更優化
當前和未來較長一個時期,化石能源的主體地位不會發生大的改變,但是化石能源不可再生的特徵以及帶來的環境汙染和氣候變化問題,已經引起全社會的高度關注。
專家表示,天然氣是一種清潔、高效、豐富和廉價的主要能源,且剩餘探明和待發現資源還很豐富,是未來相當長時期內保障我國能源安全、改善能源結構的最現實品種。加速我國天然氣勘探開發,是我國石油工業面臨的重大任務。
據賈承造介紹,專項實施前,天然氣僅佔我國一次能源消費的2%—3%,而天然氣佔全球一次能源消費的三分之一。世界能源消費大國中,美國和俄羅斯油、氣消費當量比例均為1∶1;而我國能源基本格局是“缺油、少氣、多煤”,其中專項實施前,煤炭佔比近70%,餘下30%中,氣200億方、油1億噸,油、氣比為7∶1。“國家最緊迫的需求就是改變以煤為主的不可持續能源結構,加大天然氣的一次能源消費比重,爭取‘十三五’末提升到8.3~10%。”
而從企業角度,低油價條件下,油的成本太高。賈承造透露,現在“三桶油”的利潤基本集中在下游煉化板塊,而上游則主要靠天然氣,因為相比油價,“氣價更堅挺”。
油氣開發專項不斷創新和發展我國海相、深層、深水及非常規天然氣地質理論和勘探開發關鍵技術,發現與建設一批大型氣田,為天然氣儲產量持續增長提供理論技術支撐。我國天然氣的行業發展水平大幅度提升。
“天然氣產量在專實施項期間實現翻番,由677億方到去年年底的1371億方,累計探明儲量也實現翻番,由2007年的約六萬億方,增長到去年年底的13萬億方。這兩個翻番使我國在國際油氣行業中的地位得到很大提升,我們國家的天然氣產量從2007年全球第九位上升到去年的第六位,累計探明儲量由第14位上升到第9位。”李凡榮說。
在專項實施期間,我國天然氣在一次能源消費結構中佔比已經提升到6%。專家表示,天然氣的跨越式發展,取得了巨大的社會經濟效益,為我國能源結構優化、環境改善以及美麗中國的建設做出重大貢獻。
未來幾年,我國天然氣消費量將持續增長,據中國工程院等單位預測,2020年、2030年我國天然氣消費量分別是2800億方、4500億方,天然氣勘探開發任務依然很艱鉅。(中國經濟網記者 杜芳)