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9月19日~20日,由中國工程院、國家能源局主辦的第五屆能源論壇在京召開,來自全球1000余名業內人士參會。論壇上,圍繞“油氣安全戰略與海洋油氣創新發展”這一主題,50余位院士、專家展開討論。
如何保障國家油氣供應安全?院士、專家紛紛支著兒,謝克昌院士根據我國資源稟賦現狀提出煤替油氣戰略,趙文智院士認為中國陸相頁巖油革命將對我國油氣工業帶來根本改變,李陽院士指出深層超深層是未來油氣勘探開發的現實領域。
謝克昌院士:推進煤替油氣可降低油氣對外依存度
當前,能源的清潔性挑戰、低碳性挑戰、安全性挑戰、高效性挑戰巨大,而新能源技術達到產業規模尚需時日。
根據中國工程院的研究和預測,我國能源革命將分三個階段:2020年前為能源結構優化期,2020年煤炭、油氣、非化石能源消費比例為6∶2.5∶1.5,能源消費總量約50億噸標準煤;2020~2030年為能源領域變革期,2030年煤炭、油氣、非化石能源消費比例為5∶3∶2,能源消費總量在60億噸標準煤以內;2030~2050年為能源革命定型期,2050年煤炭、油氣、非化石能源消費比例為4∶3∶3,能源消費總量約57億噸標準煤。
清潔的內涵是,能源的開發利用全過程最大程度減少對生態的破壞和對環境的污染。
低碳的內涵是,在能源的生產和消費過程中最大程度減少碳排放。能源低碳化包括提高非化石能源比重、高碳能源的低碳化利用、化石能源的清潔高效轉化。
高效的內涵是,能源生產、轉化、利用的效率都要高。2018年,我國單位GDP能耗是世界平均水平的1.4倍,節能提效潛力巨大。如果我國能源利用效率達到世界平均水平,就可以減少消耗13.3億噸標準煤,并可減少34.6億噸二氧化碳排放,占我國2018年95億噸排放量的1/3多。
推進能源革命,煤、油要控量清潔轉型。煤炭方面,嚴格控制煤炭產量,推進煤炭生產合理布局,加大落后產能淘汰力度,大力推廣綠色開采技術,有效推進煤炭綠色發展。石油方面,控制國內低效、邊際成本較高的石油產量,充分利用低油價機遇期加大石油進口量,增強石油儲備能力,建立健全能源應急保障體系。天然氣方面,常規與非常規并舉,加強國內天然氣開發,統籌消費市場與基礎設施建設,科學謀劃引進國外天然氣,大幅提高天然氣消費比重。
非化石能源要加快突破瓶頸,提高占比。水能方面,堅持生態環境優先,科學布局,實現有序開發。風能方面,重點是突破大型高空風電機組關鍵技術、10兆瓦級及以上海上風電機組技術,以及大規模儲能產業化關鍵技術。太陽能方面,重點突破更高效、更低成本晶體硅電池及薄膜電池產業化關鍵技術,開發關鍵配套材料。生物質能方面,重點突破先進生物質能源與化工技術,提高能源轉化效率,形成先進生物質能源化工產業鏈和生物質原料可持續供應體系。核能方面,堅持立足自主、多元并舉,推進高效發展。
能源技術方面,應用推廣燃煤發電機組超低排放、油氣田高效勘探開發、三代壓水堆、可再生能源與建筑集成系統、特高壓交直流輸電等相對成熟技術,示范試驗煤基多聯產、復雜油氣田提高采收率、大型先進壓水堆、海上風電規模化開發、大容量柔性直流輸電等技術,集中攻關超高參數燃煤發電、“兩深一非”油氣高效開發、核燃料后處理、可再生能源高效發電和大規模并網、大規模儲能等重大前沿技術。
應正確認識能源轉型,化石能源未來在能源結構中仍占據主導地位。中國工程院和國外機構的戰略研判均表明,到2030年,化石能源在中外一次能源中占比都在80%左右,其中煤炭占中國一次能源結構的50%左右。優化能源結構,要在能源體系框架下進行轉型和優化,實現以煤為主的化石能源的清潔高效可持續開發利用,建設多能互補集成優化示范工程,調整產業結構,提升用能終端電氣化率,建立泛能源互聯網。
據預測,我國2040年仍是全球第一大能源消費國,能源消費總量是第二名美國的1.8倍、第三名印度的兩倍。降低油氣對外依存度,可推進煤替油氣,方式包括:以煤為原料生產燃料替代油氣燃料,如煤直接液化、煤間接液化、煤制天然氣、煤制甲醇燃料、煤制乙醇燃料等;以煤為原料生產有機化學品替代油氣衍生化學品,如煤制烯烴、煤制芳烴、煤制乙二醇等。
趙文智院士:我國已面臨陸相頁巖油革命的良好機遇
我國油氣資源,總量較為豐富,但不如外界想象的那么多,應客觀認識。
石油方面,樂觀派認為,我國石油地質資源量為1257億噸,截至2018年底已探明393億噸,資源探明率為31%。但用翁旋回模型擬合,全國石油地質資源量大致在753億~906億噸,中值為820億噸,按此測算,資源探明率已接近50%。
天然氣方面,樂觀派認為,我國天然氣地質資源量為90萬億立方米,截至2018年底已探明12.88萬億立方米,資源探明率僅14.3%。但用翁旋回模型擬合,全國天然氣地質資源量大致在49萬億~62萬億立方米,中值為55萬億立方米,按此測算,資源探明率升至23.4%。
務實派判斷,我國石油資源探明率已超過50%。盆地勘探早期,儲量增長大幅波動,油氣藏類型以構造為主,是常規優質資源,資源探明率在25%以下。盆地勘探中期,儲量穩定增長,油氣藏類型是構造加巖性,資源以常規為主,還有中-劣質資源,資源探明率在25%~65%。盆地勘探晚期,儲量增長開始遞減,油氣藏類型以巖性為主,以非常規資源為主,資源探明率超過65%。對各大盆地的資源探明率校正后,渤海灣、松遼等大型含油氣盆地已處于勘探晚期,而全國石油資源探明率已超過50%。
我國石油資源具備穩產2億噸的條件,但規模與效益難以兩全。據預測,到2025年,油價70美元/桶條件下的全國效益產量為1.97億噸,而油價50美元/桶條件下的全國效益產量降至1.92億噸。到2030年,油價70美元/桶條件下的全國效益產量為1.95億噸,而油價50美元/桶條件下的全國效益產量僅為1.85億噸。
堅持兩個加強、做好四篇文章,我國石油產量可重上2億噸。兩個加強,即加強新區預探和老區精細勘探,年新增探明儲量10億噸以上;加強探明未動用儲量動用,目前有93億噸,近期可升級47億噸。四篇文章,即做好已開發油田提高采收率的文章,全國動用地質儲量300億噸,平均采收率29%,如果采收率提高5~8個百分點,可增加可采儲量15億~24億噸,此外還要做好非常規、海域、新疆地區石油增儲上產三篇文章。
2億噸是原油供應安全的壓艙石,國家應給予政策支持,如設立風險勘探基金、對無效益產量給予政策激勵、加強低品位儲量規模利用政策支持、對老油田開發后期尾礦減免稅費、統籌協調油氣開發與環境保護等。
我國天然氣勘探尚處于早中期,探明儲量可保持長期增長,產量有望實現倍增,2035年達到2800億~3000億立方米。
我國陸相頁巖油存在革命的良好機遇。頁巖油,是指埋深大于300米的富有機質頁巖層(熱成熟度大于0.5%)中賦存的石油和多類有機物的統稱,包括地下已形成的石油烴、瀝青和尚未轉化的有機物質。頁巖油包括中低成熟度頁巖油(熱成熟度在0.5%~1.0%)和中高成熟度頁巖油(熱成熟度在1.0%~1.5%)。
中高成熟度頁巖油資源潛力較大,初步評價我國中高成熟度頁巖油地質資源量在145億~215億噸,是2億噸穩產的重要支撐。其具有較好的現實性,目前在準噶爾盆地吉木薩爾凹陷落實儲量11億噸、2019年建產能100萬噸,在鄂爾多斯盆地探明儲量20億噸、2019年建產能100萬噸,在大港油田滄東地區落實儲量8.3億噸、2019年建產能11萬噸;但經濟性有待改進,按油價55~60美元/桶測算,內部收益率低于4%。據預測,2025年中高成熟度頁巖油產量可達850萬~900萬噸,占全國總產量的4%;到2035年可達1500萬噸,占比6%。
中低成熟度頁巖油潛力巨大,一旦突破將帶來一場革命。中低成熟度頁巖油主要采用原位轉化技術開采,即通過人工加熱至450攝氏度,使地層中多類有機物向油氣轉化,可稱為“地下煉廠”。其技術優勢是可生成輕質油和氣,可產生裂縫,采收率高達60%~70%,無須壓裂,焦炭等廢棄物留在地下。其關鍵技術包括加熱器材料與制造、超長時連續加熱控溫技術,以及小井眼、小井距水平井高精度磁定位與導向鉆井技術。
目前看,頁巖油原位轉化的條件包括:選取頁巖集中段,總有機碳含量大于6%,厚度大于15米,埋深小于3000米,連續分布面積大于50平方千米,遮擋層厚度大于2米,斷層不發育,且地層含水率小于5%,不存在活動水體。據此初步評價,我國中低成熟度頁巖油技術可采資源量在200億~250億噸,與常規石油技術可采資源總量相當。
我國陸相頁巖油革命,是資源類型的革命,是把已經形成的液態烴輕質化,對多類瀝青物和固體有機質進行降質改造,形成氣態和液態烴;是開發技術的革命,采用地下人工加熱改質技術;是開采方式的革命,無須水力壓裂,實現綠色開采;是資源地位的革命,只要突破技術關和經濟關,就可以支撐我國石油工業長期穩定發展。
因此,中國陸相頁巖油革命的地位不亞于美國海相頁巖革命,前景值得期待,一旦突破,將根本改變我國油氣供應安全現狀
李陽院士:深層超深層是油氣勘探開發的現實領域
向地球深部進軍、拓展深層油氣資源,對筑牢我國能源安全的資源基礎具有重要的現實與戰略意義。據評價,全國深層超深層油氣資源達671億噸油當量,占資源總量的34%,是未來油氣勘探開發的現實領域。經多年勘探開發實踐,我國深層超深層油氣勘探開發取得了重要進展,為我國石油工業的發展拓寬了新領域。
國際上通常將埋深超過4500米定為深層。我國東、西部地質有差異,工程標準也不同。東部盆地3500~4500米為深層,大于4500米為超深層;西部盆地4500~6000米為深層,大于6000米為超深層。此外,深層頁巖氣的埋深大于3500米。國內深井劃分,垂深4500~6000米為深井,垂深超過6000米為超深井,垂深超過9000米為特深井。
隨著勘探開發理論發展及技術進步,向更深、更古老層系尋找油氣資源已成為油公司的重要目標。據報告,全球前寒武系-下寒武統烴源巖生成了468億桶油當量的探明和控制(2P)常規油氣可采儲量,前寒武系-下寒武統原生油氣藏油氣儲量約300億桶油當量。深層已成為近10年來全球探明儲量增長的主體。
截至2018年底,世界范圍內已發現28個深度超過8000米的油氣藏;全球深度超過9000米的井有9口,最深為蘇聯1994年完成的科拉3井,井深12869米。
我國深層油氣勘探始于上世紀60年代,1998年以來以塔河海相油田、庫車山前克拉2氣田開發為標志,深層油氣進入規模增儲上產階段。截至2018年底,我國共發現深層油田21個,累計探明地質儲量40.66億噸,累計產油5.66億噸,占同期全國產量的8%;共發現深層氣田14個,累計探明地質儲量4.65萬億立方米,累計產氣4351億立方米,占同期全國產量的21%。
截至2018年底,中國石化超過7000米深的井達105口,其中超過8000米深的井有4口。今年2月,順北鷹1井剛創造8588米的亞洲最深井紀錄,7月輪深1井即以8882米的井深刷新這一紀錄。
中國石化不斷加大深層油氣資源勘探開發力度,在中西部地區勘探開發了塔河、順北、普光、元壩等油氣田,在東部深層、前中生界潛山勘探開發取得了重要進展。截至2018年底,中國石化累計探明深層石油儲量16.31億噸,累計采油9587萬噸;累計探明深層天然氣儲量7982萬億立方米,累計采氣663億立方米。
這些實踐啟示:近年來深層大突破、大發現不斷涌現,是增儲上產的重要陣地;疊合盆地成烴物質基礎雄厚、資源潛力大、成藏類型多樣,勘探開發領域廣闊;理論和工程技術進步為深層勘探開發提供了重要支撐;加大深層勘探開發力度是保障國家能源安全的重要舉措。
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