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【名家】贾承造:非常规打破“石油末日”论

日期:2021-05-04 02:09 / 人气: / 发布:

  中国科学院院士贾承造认为,随着石油天然气地质学的发展,尤其是随着非常规油气对经典石油天然气地质学理论的突破,非常规大型油气田不断被发现,油气产量峰值预测结果不断攀升,全球油气生产的生命周期可能超过300年。人类离“石油末日”还很遥远。

  百余年发展

  中国石油(601857,股吧)石化:贾院士,您好!石油天然气地质学作为油气勘探开发的理论基础,经历了怎样的发展历程?

  贾承造:石油天然气地质学作为研究地壳中油气成因、成藏原理和油气分布规律的基础学科,是石油天然气勘探开发的理论核心。人类认识和利用油气的历史悠久,但石油天然气地质学的发展不过百余年而已。

  纵观百年发展历史,可以看到石油天然气地质学有五个重要发展节点,分别是19世纪80年代至20世纪30年的背斜与圈闭理论,20世纪60年代至70年代的有机质生烃与油气系统理论,20世纪40年代至21世纪初的陆相油气地质理论,20世纪80年代至21世纪初的海洋水油气地质理论,20世纪至今的连续型油气聚集与非常规油气地质理论。

  每一个发展节点,既是随着人类大量的油气勘探开发实践活动对有关油气生成、聚集、分布规律等知识的总结,又指导人类进行油气勘探开发活动,促进人类不断深入地利用石油天然气资源,满足人类不断增长的能源需求。

  中国石油石化:哪些因素推动着石油天然气地质学的发展?

  贾承造:在百余年的发展历程中,石油天然气地质学发展历史深受石油工业勘探开发实践、地质学相关基础学科进展和探测与计算机技术发展的推动。

  石油工业油气勘探从背斜圈闭油气藏发展到岩性地层气藏,从陆地推进到海洋,进而到深水,从常规发展到非常规,推动了石油天然气地质学理论的重大突破和新理论、新概念的出现。

  地质学不断出现的重大进展,包括板块构造理论、层序地层学理论、有机质生烃理论被及时融入石油天然气地质学核心理论之中。

  地震与测井等地球物理学勘探技术、地球化学分析技术与计算机技术的飞速发展推动了油气勘探开发技术进步,也推动了石油天然气地质学理论的进步与完善。

  中国石油石化:非常规油气地质研究是如何发展起来的?

  贾承造:众多学者和机构投入非常规油气地质研究,至今方兴未艾。

  1995年,USGS的Schmoker和Gautier等提出了“连续型油气聚集”概念,泛指在含油气的致密砂岩、煤层、页岩等非常规储层中的油气聚集。主要针对非常规气,未涉及非常规油,突出强调资源评价方法应用。

  2002年Law等提出了非常规油气系统概念。2007年SPE、SPEE、AAPG、WPC在《油气资源管理系统》中定义了非常规油气资源相关概念。2007年Loucks和Reed等利用场发射扫描电镜实验分析观测分析,表征了Barnett页岩储集层的有机质微观孔喉特征。

  我国学者引入、吸收国外非常规油气地质理念,结合中国特殊地质条件,创新研发非常规油气地质学理论和方法技术,取得了一批居于国际学科前沿的重要研究成果,也推动了中国非常规油气工业起步和快速发展。

  中国石油石化:能否具体谈谈我国在非常规油气地质研究取得了哪些研究成果?

  贾承造:在非常规油气基础地质理论方面,我国首先发现和表征致密储集层中纳米级孔喉系统,建立油气聚集微纳米孔喉结构模式,突破了页岩、致密砂岩无储集空间的局限认识。揭示了非常规油气“连续型”聚集规律,提出其与常规圈闭油气藏10个特征差异,并创新提出含油气盆地常规―非常规油气“有序聚集”规律。揭示了非常规油气聚集中“非浮力作用”起主导作用,并提出非浮力作用机理,指出该作用的顶底深度界限。建立了陆相湖盆大型浅水三角洲与砂质碎屑及富有机质黑色页岩油气富集的层序特征与分布规律。

  在非常规油气勘探评价与地质规律方面,在具有中国特点的高媒阶煤层气吸附特征、赋予条件和成藏模式、构造演化和水动力控藏作用、高丰度富集区形成机理等方面取得了创新性成果,构建了高媒阶煤层气地质理论体系。重点针对五峰组―龙马溪组和筇竹寺组海相地层页岩气,在笔石生物层对比、页岩储集空间表征、赋存特征及富集机理、资源评价及选区选段、“甜点区”评价预测等方面取得重大进展,初步形成了中国热高演化程度海相页岩气地质理论体系。在致密油基本特征及形成条件、致密储集层储集空间表征、聚集机理及成藏模式、评价标准及资源评价等方面取得重要进展,初步构建了中国陆相致密油地质理论框架。在致密砂岩气地区化学组成特征及气源、生烃动力及成藏机理、评价参数及标准、富集区评价预测等方面取得显著进展,认为中国致密砂岩气主要成因类型为煤成气,提出发育“连续型”和“圈闭型”两类致密砂岩气藏,建立了中国致密砂岩气地质理论体系。

  中国石油石化:非常规油气理论对经典石油天然气地质学的突破有何意义?

  贾承造:非常规油气理论以发现致密储集层纳米孔喉系统、建立“甜点区”评价方法、创新“连续型”油气聚集、提出“人工油气藏”等为核心,对经典石油天然气地质学在圈闭、储集层、盖层、资源分布、富集规律等基本理论概念方面产生了重大突破,推动油气地质基础研究向全过程生烃、全类型储集层、全成因机制、全种类油气资源转变,对经典石油天然气地质学创新具有重大战略影响。

  非常规油气连续型油气聚集理论,层状储集体可储存油气,大面积连续分布,没有明显的圈闭界限,突破了储集层界限,也打破了传统圈闭成藏的概念。致密储层中发现纳米级孔喉系统突破了传统储层的概念,打破了页岩、致密砂岩“磨刀石”基本无储集空间的局限认识,开辟致密砂岩、致密碳酸盐岩和页岩等非常规油气储集层新类型。非常规油气源储一体,致密储集层、泥页岩本身具有盖层功能,不需要盖层封堵。非常规油气聚集,其运聚动力少数为浮力作用,多数为非浮力作用,油气运聚并不遵循传统的生烃灶、运聚系统、汇聚域的油气系统模式。源内成藏表明残留烃也可成为有效资源。非常规油气生烃层系,控制油气大面积连续分布,局部“甜点区”富集,突破了传统区带聚集概念,非常规油气分布受原型盆地生油岩层系、相带控制,多数分布在盆地斜坡、中心等构造部位。

  中国石油石化:非常规油气地质研究对油气增产又有何现实意义?

  贾承造:非常规油气地质研究为中国乃至世界油气从常规向非常规发展战略提供了理论指导,具有巨大的经济意义。

  随着非常规油气地质研究的不断深入,1956年哈尔伯特提出的石油产量“峰值理论”已被颠覆。常规油气经过100多年的开发,为人类工业发展提供了强劲动力。非常规油气作为新兴资源,目前采储量微不足道,具有巨大的增产潜力。

  非常规大型油气田不断被发现,油气产量峰值预测结果不断攀升,全球油气生产的生命周期可能超过300年,足以支撑人类发展到新能源时代。预计油气工业发展不会因为资源枯竭而终结,而是被更清洁的可再生能源发展逐步代替,以实现人类的绿色环保需求。

  油气资源大幅增加,将对全球能源经济和石油工业产生深远影响,包括从资源竞争转向技术竞争,从产能竞争转向成本竞争,从劳动力成本竞争转向劳动生产率竞争。其中,技术竞争是关键,将产生新的长期技术需求,包括水平井与压裂技术、致密油气藏提高采收率技术、原位改质等油砂重油油页岩开发技术,天然气水合物开发技术等。

  未来展望

  中国石油石化:非常规油气地质理论呈现怎样的发展趋势?

  贾承造:近年来,随着非常规油气勘探开发快速发展,非常规油气地质已成为石油天然气地质学科前沿,非常规油气地质理论研究已全面展开,并呈现新的快速发展趋势。

  如果说1934年McCollough提出的“圈闭说”是常规油气地质理论形成的重要标志,1995年Schmoker等提出的“连续型油气聚集”观点则是非常规油气理论开启的里程碑,并已在生烃研究、储集层研究、油气成因机制研究、油气运移动力研究、油气聚集研究、资源分布研究等方面展现良好的发展前景。

  非常规油气是经过人工压裂才能形成的“人工油藏”,其油气开发流动机理与提高采收率途径极为复杂,尚待更深入研究,人工干预技术尚待进一步发展。

  中国石油石化:在您看来,未来石油天然气地质学将会如何发展?

  贾承造:非常规油气勘探开发突破是世界石油工业的重大变化,为石油天然气地质学创新带来了全新的发展机遇。

  未来石油天然气地质学应是一个新的经过重大发展的理论体系,涵盖常规油气与非常规油气,吸收勘探实践与科学研究的最新进展,着眼于油气全过程规模效益勘探开发。重新定义生、储、盖、圈、运、保等关键地质要素内涵。系统总结常规油气与非常规油气在分布特征、储集层特征、源储组合、聚集单元、运移方式、聚集机理、渗流特征、流体特征、资源特征等方面的显著区别。推动常规―非常规油气整体研究、整体开发。

  未来石油天然气地质学应是一个新的全油气系统理论模型,不局限于“从烃源岩到圈闭”,而从“全油气系统、资源有序聚集”新视角,包括长距离运移烃、近距离运移烃、滞留烃,包括常规与非常规油气两种资源,从烃类生―排―聚全过程定量化研究出发,分析常规―非常规油气聚集机理,实现油气生、运、聚、保全过程分析,科学认识和整体研究评价,立体勘探开发,发现全部类型油气资源,最终实现整个含油气系统内常规―非常规油气最大限度的经济性采出。

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