油气开发:从“战天斗地”到科技给力


日期:2011年03月09日     科技日报

作者: 滕继濮

  中科院院士、“大型油气田及煤层气开发重大专项(以下简称油气开发专项)”技术总师贾承造的办公室里到处都是石头标本,这些来自地下的石头都曾是石油的藏身之处,这完全打破了记者对于石油始终呈液态的固有印象。
  石油要么藏在湿漉漉的油砂中,要么隐匿于岩石的孔缝中,要么黏稠地埋在地底,要么就是薄薄一层平铺在深处。找到它,开采它,用什么装备开采,还有曾经被列为祸害的煤层气,就是“十一五”期间油气开发重大专项的主要内容。
  油气开发专项的实施将突破陆上油气、海洋油气、煤层气等勘探开发关键技术,整体提升我国石油天然气和煤层气产业的自主创新和开发能力,为国家油气需求提供可靠保障。
  专项实施集中给力工业研发
  在贾承造看来,重大专项的实施拉近了科研与生产间的距离。在2011年初的科技工作会议上,国务委员刘延东指出,科技经济“两张皮”的问题依然存在。对此,身为院士的贾承造也有体会——每次去开科技会,他总觉得很多人讲的问题“很远”:一边在大量发表SCI论文,一边大量的技术还依靠进口。
  “强大的科技能力,不仅仅表现在有诺贝尔奖获得者。科研应该真正解决工业生产中的关键问题。”贾承造告诉科技日报记者,我国与发达国家相比,科研能力的差在两方面,一是基础科学研究的差距,这包括数学、物理、化学、材料等方面;另一个就是工业基础研发能力之差距,欧美的工业化早了我们200多年,在深厚的基础上一直延续至今,并不断延伸出新产业,显示出强大的研发生命力。
  因此,贾承造极大地肯定了重大专项的实施,认为这是真正从工业基础研发方面给力科研,而且是国家集中力量,统一推动与强化。
  全力保障国家能源安全
  “设置油气开发重大专项,最大的意义是保障国家能源供应安全。”贾承造表示,20多年来,随着全球经济形势的变化,能源需求快速增长。经济形势的晴雨表不再拘泥于金价股指,原油价格曲线最是牵动人心。
  全球超过60%的能源消耗来自于石油。因为就目前而言,石油有着诸多唯一性。首先石油做化工原料就不可替代,尽管煤化工也在发展,但煤化工效率低、污染严重的缺点尚难克服;另外就是运输,海陆空运皆是靠石油燃料;从环保角度说,一般1千克石油燃烧产生1万大卡热量,而1千克最好的煤也不过6000大卡,且伴有大量污染物产生。
  根据国家统计局近日发布的《中华人民共和国2010年国民经济和社会发展统计公报》,2010年我国原油消费量增长12.9%,天然气消费量增长18.2%,进口原油2.39亿吨,同比增长17%。石油对外依存度上升了3个百分点,超过55%,使得我国成为仅次于美国的第二大石油进口国与消费国。
  另据国土资源部《全国矿产资源规划》(2008—2015年)显示,中国自1993年就已成为石油净进口国,石油进口量每年递增,预计到2020年我国将消耗石油5亿吨。
  从目前的能源形势看,我国石油、天然气资源的供求矛盾将长期存在,仅靠常规油气供应已很难满足经济发展的需要。而我国的非常规油气分布“点多、面广、开采难度大”,如我国煤层气资源总量相当于常规天然气资源总量的66%,位居世界第三位,但相应的开采技术还不成熟。
  由此,我国以重大科技专项的方式加以推进油气开发,将有利于该领域内的技术创新,进一步突破能源与资源瓶颈,确保我国经济持续稳定发展。
  油气探采向广度深度开掘
  “找个油田比在天上找架隐形飞机难多了。”贾承造介绍,随着石油工业的发展和更多油田的被发现,石油埋得越来越深,“藏”得越来越隐蔽。
  因此,为寻找大型油气田提供理论指导和技术支持,一直是油气开发专项的重点。专项围绕岩性地层、前陆盆地等重点勘探领域,对大型油气田形成条件、分布特点、成藏规律和勘探技术进行了系统梳理和研究,并取得了一些理论突破和勘探技术进步。
  陆相大型浅水三角洲为核心的岩性地层油气藏地质理论指导了鄂尔多斯盆地苏里格示范区新增探明天然气储量2.25万亿立方米和陇东示范区新增探明石油储量5.22亿吨。
  地质理论新认识和勘探技术新成果指导了四川川中、新疆克拉美丽、南海流花等7个千亿方级大气田和新疆塔河等6个亿吨级油田的发现,证实了我国南海深水具有万亿方大气区资源潜力,为我国近几年新增油气地质储量36亿吨和1.9万亿立方米提供了理论指导和技术支持,推动我国石油工业进入以天然气发展为主的第二次快速增长期。
  在今年1月份举行的科技奖励大会上,“大庆油田高含水后期4000万吨以上持续稳产高效勘探开发技术”获得国家科技进步特等奖。专家评论说,“现在的4000万吨稳产,并不比当年的5000万吨容易。”
  以前,大庆主力油田油厚到一喷就是几十米,还要时刻预防井喷;而现在,有的油井出现了有油不出的现象。大庆、胜利等老油田经过几十年开采,已进入高含水、高采出阶段,年自然递减达10%以上,稳产难度很大。针对以大庆油田为代表的特高含水油田,专项人员在水驱油开发规律等理论、0.2米级薄层剩余油精细描述等技术取得了重大进展,提高了水驱采收率1%—1.5%,同时研发形成的二类油层聚驱技术和复合驱技术可提高采收率10%以上,有力地保障了大庆油田原油4000万吨持续稳产。
  而我国自主研发的新型驱油化学剂和配套技术工艺,使高温高盐油藏提高采收率8%以上,为胜利油田2600万吨稳产提供了重要的技术支撑;低渗透和特低渗油气田开发配套技术取得的突破,则为鄂尔多斯盆地快速上产提供了技术支持;形成的超深层礁滩相储层预油等8项关键技术,使国内难以开发的高含硫气藏首次得以开发,由此建成我国第一个年产百亿方普光高含硫大气田。
  特别是国内首个工业规模的CO2驱油和埋存试验基地,“这个是‘十一五’油气开发专项最重要的成果之一。”贾承造说,这是我们找到一条既能保护环境,又能使经济发展不停的一条路。这同时大大提升了我国在CO2驱油与减排的国际影响和主导地位。预计我国适合CO2驱油的原油地质储量130亿吨,可提高采收率8%以上,同时具有巨大的CO2埋存潜力。
  “原来找油,基本上都是在比较平坦的地方,这些地区已经找的差不多了,现在找的都是山区、深水。目前每年国际上的大发现,绝大多数都在海洋,这样就要求更高的技术与装备。”贾承造说。
  全数字万道地震数据采集系统主机研制成功,“地震仪器是物探行业的必备装备,中国目前全部依赖进口,大型地震仪研制成功,将突破国际技术壁垒,逐步摆脱对核心装备的进口依赖”。
  “煤层气、页岩气等都被称作非常规天然气。”贾承造解释道,非常规天然气资源开发在全球范围内方兴未艾。我国煤层气产业发展相对滞后,技术装备还相当落后,专项攻关取得的多项成果,对加速煤层气产业化进程起到了积极推动作用。
  通过专项攻关,专项建立了沁水煤层气田富集成藏模式,形成了空气欠平衡钻井技术等高阶煤煤层气钻井技术、大规模水力加砂压裂等增产改造技术等低成本开发技术系列。为“十一五”新增煤层气探明储量3000亿方、新建产能25亿方提供了理论和技术支持,在沁水盆地南部建成第一个数字化规模化煤层气田,标志着中国煤层气生产逐步进入产业化发展新阶段。
  “十二五”攻关瞄准四个方面
  “‘十一五’是一个起步阶段,‘十二五’很关键,如果进展顺利,那么成果应该大都在此间出炉,‘十三五’就是推广了。”贾承造说道。因此,尽管专项启动实施以来,在重大理论与重大装备方面取得了阶段性的重大进展,但总体来说,我国的勘探开发还需继续创新思路。
  油气开发专项“十二五”实施计划将继续围绕“整体提升勘探开发技术核心竞争力、为保障国民经济快速发展和国家能源安全提供支撑”这一总体目标,进一步集中主攻方向,分勘探、开发、装备、煤层气四个方面,进行重点攻关。
  勘探项目研究的战略重点是以寻找大油气田为主攻方向,开展地质理论集成创新;开发项目研究的重点是以形成新一代提高采收率技术优势为主攻方向,开展前沿技术攻关;装备项目研究的战略重点是以打造具有国际竞争力的油田服务战略型产业为主攻方向,整体提升技术装备自主研发能力和创新能力;煤层气项目研究的战略重点是尽快形成煤层气战略性产业为主攻方向,开展地质理论研究和勘探开发技术攻关。
   ■管理新举
  由企业牵头实施
  项目验收从“纸面”搬到现场
  “我们充分利用了大型国企现有的一套科学管理体系。”据贾承造介绍,作为唯一由企业组织牵头的专项,企业原来就有一个很严密的科技管理体系,包括经费管理、项目管理、成果验收及转化等各方面。油气开发涉及六大领域,设置了43个项目(含237个课题),如果从头构建一个管理体系,难度非常大,“充分运用原有体系,这是一个特点”。
  非常重视成果转化是油气开发专项管理工作的第二个亮点,“十一五”期间,油气开发专项启动了20个示范工程。“直接包括了从研发、到实验到转化,最后验收不是在纸面上,而是在示范工程现场。”贾承造告诉记者,刘延东国务委员曾为此表扬过该专项两次。
  第三个亮点是专项跟企业科技发展规划结合地比较好。“企业自己过去都有科技发展规划,我们并不是简单将两者捆在一起,而是让专项成为企业规划的一部分,这样就避免了‘两张皮’。比如专项发展提高采收率,企业本身就要搞发展采收率。”专项的设置完全是为了生产而服务,企业发展的核心部分与专项便有机地结合起来。
   ■数字说话
  7个
  新领域勘探集成与配套技术取得重大进展,大幅度提高了新领域油气资源勘探的竞争力,成功发现7个规模油田,新增探明、控制石油地质储量9.58亿吨、天然气2210亿立方米。
  57个
  作为唯一由企业牵头组织实施的重大专项,油气开发专项突出了企业创新主体地位,依托企业自身科研体系进行任务攻关。“十一五”期间,65个项目和示范工程中,有57个由中石油、中石化、中海油和中联煤四大企业牵头,占项目数量的88%。
  8000米
  深井钻录、测试技术和配套装备取得了一批标志性成果,大幅度提升了钻井技术对勘探生产的支撑保障能力和核心竞争力,推动中国石油深井超深井钻井技术上新台阶,钻深能力由6000米提高到8000米(塔里木盆地克深7井),5000米以上的平均钻速提高50%以上,为加快塔里木等地区深层油气资源勘探开发进程提供了强有力的技术支撑。
  3000米
  由中国海洋石油有限公司自行建造的第六代超深水半潜式钻井平台“海洋石油981”,将于今年6月份完工交付使用。这是国内首次建造完成的顶级深水半潜式钻井平台,基本形成了3000米水深作业能力,标志着我国实现从500米到3000米海洋深水的重大跨越。
  1.6万人
  “十一五”期间,参与油气开发专项任务实施的各类科研人员共计1.6万人。其中高级职称人员占53%,研发团队中吸纳了大批科研院所和高校的优秀学生;项目负责人多为年富力强,学历高、理论造诣深、善于开拓创新攻克难关和生产实践经验丰富的科研领军人物,46—55岁的项目负责人占75%。
  339.78亿元
  “十一五”期间,油气开发专项投入总经费339.78亿元,其中中央财政60.65亿元,企业自筹279.13亿元。2008年立项项目设计中央财政投入55.33亿元,2009年立项项目涉及中央财政投入5.32亿元。