我国油气超前储备技术战略对策的探讨.pdf

一 若 _ _ 、 蛐 J}L 廿 翅 圃 帮 第二 次突破 大 型非均质砂岩 油 田 开 发 理 论 与 开 采 技术 、 渤海 湾复式油气 区滚动勘探开 发技 术 第一 次 突破 陆相 石油地质理论 第四次突破化学驱、复 杂油藏开发技术、气藏开 发技术 第 三次 突 破 稳 油控 水技术、综合调整技术 1 98 0 年份 图 1 我国油气 科技 的 4次 突破 以大庆为龙头 ，带动了许多高含水油 田的持续稳产。 第 四次突破集 中体现在化学驱和气藏开发两个 方面。1 9 9 6 年聚合物驱在大庆油田规模化推广 ，一直 到 2 0 0 6年转变为三元复合驱技术 ，使大庆油 田稳产 5 0 0 0 X 1 0 4 t 达到 2 7年 ，并且为继续保持高产稳产作 出贡献 ；进入 2 1 世纪后 ，随着气藏勘探开发技术的 突破 ，天然气 产量 由 2 0 0 0年的 2 5 0 1 0 s m ， 快 速上升 为 2 0 1 0年的近 9 0 01 0 8 ms ，为由石油时代向油气综 合战略时代稳步转变奠定了基础 。 2世界领先技术 在我 国油气 突破 的历程 中 ，我 国形 成 的 6项配套 技 术 处于世 界 领先 水平 。 2 ． 1 陆 相 石 油 地 质 理 论 包括陆相沉积盆地形成机制及含油气区和盆地分 类理论 ；陆相湖盆沉积理论 ；陆相盆地油气藏形成和 复式油气聚集理论 ；陆相沉积地球化学和生油理论 、 低熟油理论 、煤与煤系地层成烃理论等。形成了与世 界海相生油及油气藏形成理论并列的石油地质理论体 系，有效地指导 了我国油气资源的勘探开发。 2 _ 2 大 型 非 均 质 砂 岩 油 田的 开 发 理 论 与 开 采 技 术 陆相沉积是我国陆上油气田的基本成因，在多年 的开发实践中，形成了以细分沉积相为主要 内容的陆 相湖盆沉积理论 、储层孑 L 隙结构与评价方法、非均质 油层水驱油机理与层 内多相流体渗流理论 ，以及油层 压力与能量平衡理论 等。针对陆相油气 田含 油层系 多 、储层变化大 ，层间 、层内和单层平面展布上孑 L 隙 结构存在很大差异，以及原油黏度、含蜡和凝固点偏 2 石 油科技论 坛 - 2 0 1 2年 第 5期 2 O1 O 高 ，油田原始地层压力低 、天然能量小等特点，提出 了早期注水 、内部注水 、分层开采等开发模式。 2 ． 3 渤海湾盆地 复式含油气 区滚动勘探开发 技 术 渤海湾盆地复杂断块体油藏 以多断陷、多断块 、 多含油层系和多种油气藏类型为基本特征，渤海湾盆 地是一个复式含油气盆地。在勘探开发的实践 中，形 成了滚动勘探开发理论与技术 ，对复杂断块油藏有很 强的针对性和适应性 ，运用高分辨率地震勘探查明主 要断层和构造断裂带的形态 ，采用油藏描述技术进行 油藏早期评价，结合开发井 网的设计布置详探井 ，不 断深化对其地层特征的认识 ，在此基础上进行调整 ， 逐 步形 成开 发系 统 。 2 ． 4 砂岩油 田综合注水配套理论与技术 在陆上油田快速增产的过程中，针对砂岩油藏的 高度非均质 、低渗透 、孔隙结构复杂 、流体成分多样 等特点，形成了以早期注水、分层开采、加密调整 、化 学驱等为主导的系列开采技术 ，在很大程度上支撑了 我国石油产量的长期稳定供给，整体配套理论与技术 在 国际上达 到领 先水平 。 2 ．5 高含水 油田化 学驱油理论 与技术 经过国际三次采油的方法对比与筛选 ，通过我国 陆上油 田的基本特征适应性研究 ，确定选用化学驱提 高采收率，我国已形成聚合物驱 、三元复合驱 以及泡 沫复合驱逐级提升的高含水化学驱油理论与技术 ，位 于世界前列，这使中国成为世界最大的三次采油基地。 2 ． 6 致密 低渗 油气藏开发理论与技术 在油气持续发展过程 中，常规油气藏的开发已明 显呈现出后备资源不足，而起到较大替补作用的资源是 咖 咖 0 8 6 4 2 O 8 6 4 2 致密 低渗 油气藏。以长庆油田为代表的特低渗或超 低渗等致密油气藏开发理论与技术推动了我国油气的稳 定发展 ，在世界油气科技发展中也位于前列 ，许多其他 油田的资源接替中占比例最大的也属致密 低渗 油气 藏 ，并且在未来的发展趋势中，其作用将更加明显。 3 国内外优劣势对 比 与国际对 比来看 ，多层砂岩油田早期注水分层开 采技术 、高含水油田改善水驱技术 、聚合物驱提高采 收率技术 、复杂断块油 田滚动勘探开发技术 ，低渗一 特低渗透油气 田开发技术居国际领先地位 ，特殊类型 油 田开发技 术 已工业化 应用 ，达 到或接 近 国际先进 水 平。在显示优势的同时，也要看到实际面对的差距 ，其 具体表现在 以下几个方面 。 3 。 1 地 质 理 论 我 国以陆相砂岩油藏地质理论为基础的一系列理 论与技术都居于世界前列 ，与国际油气资源全球化趋 势不相适应 的是海相碳酸盐岩油藏地质理论及其相应 的开发配套技术严重缺乏 ，而且世界石油技术早已从 2 0世纪 5 0年代的槽台说 、背斜说找油 、海相生油论 、 生物地层学发展到全球地球科学数据库与综合评价体 系、四维地质模拟和油气成藏动力学层面，而国内则 仍停 留在地体构造 、层序地层学阶段。 3 ． 2 油 层 物 理 化 学 及 渗 流 理 论 至 2 0 世纪 8 O 年代后期 ，我国油层物理及渗流实验 的装备水平 已接近同期 国际水平。然而 ，就基础理论 研究水平而言 ，与国外同行的差距仍然非常显著。差 距最为显著的当属微观油层物理及渗流模型理论 、宏 观渗流模型理论 、多相渗流理论 、孔隙网络模拟与裂 缝及各向异性岩石系统的油层物理及渗流等。对比国 外 同行的工作 ，我国在油层物理及渗流研究上的工作 缺乏系统性及延续性 ，较多的工作局限于对传统测试 手 段 的完善 和测试 方法 的改进 ，对 采用新 的研究 方法 及研 究 手段来 研究 油 田开 发 中的基 础性 问题缺乏 足够 的重视 。研究课 题 的设立 缺乏较 系统 的长 远规划 ，所 取得的基础研究成果也与油 田现场 的生产实践脱节。 3 ． 3 储 层增产改造理论 与技术 虽然 国内压裂酸化技术 已经初步建立了配套的技 术体系 ，尤其是低渗透油藏总体压裂技术已经达到了 郭小哲 等 我国油气超前储备技术战略对策的探讨 国际水平 ，但与国外相比，在基础理论研究 、压裂设 备 、裂缝 诊断 、新型 压裂材 料 、碳 酸盐岩及 砂岩 的酸 化技术等方面仍存在较大的差距。 3 ． 4 高含水油 田开发 我国注水开发油田高含水后期精细油藏描述 、剩 余油预测和改善水驱开采技术已达到国际水平 ，但在 高含水后期井间预测方面还不能满足改善水驱的需 要 ，在静 、动态结合 的综合地质建模方面与国外先进 技 术 相 比 尚存 在一 定差 距 。 3 ． 5 三次 采油 我国三次采油技术 ，特别是聚合物驱和化学复合 驱方面，无论是技术水平或是应用规模都达到国际领 先水平。与国际三次采油先进水平对比，在化学驱油 剂研制 、气体混相驱工业化应用 、微生物驱及物理采 油方法等方面尚存一定 的差距。 3 ． 6 复 杂 结 构 井 我国复杂结构井技术发展较晚，但发展很快 ，研 究成果在低渗油气 田、高含水油田及稠油油 田都有较 好应用效果。截至 2 0 l 0 年 ，钻井技术已可以满足多分 支水平井的需要 ，但完井技术 、油藏工程及采油工艺 技术需要在借鉴国外成功经验基础上，开展协同攻关。 3 ． 7 气藏 开发 近 2 0 年来 ，我国在天然气开发理论、开采工艺技 术和实验手段上都有了很大的进展，如流体相态实验技 术、高含蜡凝析气固相沉淀特征研究 、流体在多孔介质 中相态及渗流规律研究 、高压循环注气的工业试验等 ， 为天然气开发技术进入世界先进行列奠定了基础。但是 在低渗透气藏 、凝析气藏、超高压气藏、高含硫气藏的 勘探开发理论与综合配套技术上仍与国外有一定差距。 3 ． 8 非常规油 气藏 如可燃冰、煤层气、页岩油、页岩气及水溶气等， 其勘探开发基础理论与国外有很大差距 ，至于开发技 术 ，除煤层气外 ，其他都很薄弱 ，借鉴国外技术 ，一 边探索一边开发成为产业发展的主要模式 。因此 ，未 来 多元化 的油 气资源 前景对 这些领 域 的挑 战将进 一步 加大 ，科技创新 的步伐应该呈跨越式发展。 4 超前储备技术应具有的特征 4 项技术突破成为我国油气发展的奠基石，6 项世 2 0 1 2年第 5期 石油科技论坛 3 界领先技术为我国油气发展起到了龙头作用，结合我 国与国际的差距，基于油气多元化、持续化 、高效化、 节能化、环保化等宏观背景，超前储备技术应该具有 以下 7个特点 1进一 步提 高各种 类 型 已开 发油 气藏 的采 收率 ； 2保障油气的持续增产或稳产 ； 3尽可能降低开发成本 ； 4提高油气开发某一方面的工作效率； 5能够为节能降耗 、环保安全作出较大贡献 ； 6能够拓宽能源资源的类型，减缓传统油气开 发的压力 ，并为可持续发展作出贡献 ； 7可大大提升油气企业核心竞争力，为进入海 外油气市场创造优势条件 。 5 战略发展 目标 1 应用新技术和新设备 ，结合微观油藏模型及 宏观油藏物理模型，发展完善高含水及复杂断块 岩 性油气 田 老油田油藏虚拟现实的精细描述技术 ；研 究储层物性变化规律 ，提高剩余油分布预测精度 ；应 用多学科协同工作【9 _ ，研究化学驱后提高采收率技术 及复杂结构井技术 ，进一步提高采收率 ；研究基于节 能降耗 、环保安全的高效采油工艺及套损预测技术 ， 降低 开发 成本 。 2促进裂缝性致密油气藏高效开采技术有较大 发展 ，这方面有低渗透油气田、页岩油及页岩气裂缝 性低渗透油藏描述建模技术，油藏整体压裂开发配套 技术 ，低成本开采与集输配套技术以及水平井 、小井 眼丛式井开采技术和注气开采技术等新技术。由此增 加低渗油气藏利用效率 ，增加单井产能 ，降低开采成 本 ，实现页岩油气的有效开发与利用 。 3稠油开发形成水平井及各种辅助重力泄油技 术工业化规模 ，同时发展稠油火烧油层、溶剂萃取等 多元技术研究 ；深层油气藏 、碳酸盐岩油气藏在开发 理论与工艺上有更深入研究；凝析气藏、含硫气藏、高 压气藏 、产水气藏在开发效率上有较大突破。 4煤层气开发形成有效的开发采气配套理论与 方法，可燃冰开采理论与技术现场实验取得突破 ，水 溶 气理 论 与室 内实验 有所 突破 。 4 石油科技论坛 2 0 1 2年第 5期 5能够使高含水油 田注水或三次采油提高采收 率 2 ％～3 ％，保持原油产量稳定；低渗透油气 田单井 产能达到目前 1 ～2 倍 ，难采动用程度达到2 5 ％～ 3 0 ％ 降低勘探开发成本 1 0 ％，降低能源消耗 1 0 ％～ 2 0 ％；融 合现代科技元素再形成 3～5 个世界领先技术。 6战略保障措施 6 ． 1 凝聚力量 ，突出特 色 ，建 立若 干产 业集 群创新基地 ，以当龙头 建立如下产业集群创新基地 大庆高含水油 田 开发工程科技创新基地 ；胜利岩性油藏开发工程科 技创新 基地 ；四川高 危气 田开发工程 科技 创新基 地 ；长庆低渗油气 田开发工程科技创新基地 ；塔里 木深层油气藏开发工程科技创新基地 ；辽河稠 油油 田开发工程科技创新基地 ；滇黔海相油气藏开发工 程科技创新 基地 ；沁水煤层气开发工程科技创新基 地 ；重庆页岩气开发工程科技创新基地 ；茂名 页岩 油开发工程科技创新基地 ；青海可燃冰开发工程科 技创新基地 ；柴达木三湖地 区水溶气开发工程科技 创新基地 。 6 ． 2 产学研相结合 ，推动技术全 面发展 企业重视挖掘存在关键问题及解决趋势，提供现 场实验及推广应用基地 ；高校立足研究基础理论与方 法 ，提 出解决 问题 的前 瞻技术 ，设计 创新技 术 的实 验 与应用 ；研究机构重在研究企业 的常规应用技术改善 或者改进，为企业生产实际做技术支持。同时，超前 储备技术研究项 目实施研究机构与高校合作模式 ，突 出高校基础性研究特点。 6 ． 3 实施 多学科协 同工作模式下的油藏管理 模式 。重视 交叉学科 的发展 实施 “ 承包责任制式”的多学科协同工作组集 中 管理油藏开发的工作模式 ，建立油藏的扁平化组织机 构 ，实现 技术 的前 瞻选用 与风 险性 应用 的 自主权 ，也 为技术创新的实验基地提供了方便 。 6 ． 4 加快成果转化 ，重视科技成果产业化监督 石油企业勇于承担科技创新成果试验的风险，勇 于接受新挑战 ，拿出一部分区块用做实验储备 ，减小 对产量 目标的依赖 。加强科技管理 ，增加科技研究的 论证效率，提高研讨的真正效果。 郭小哲等 我国油气超前储备技术战略对策的探讨 6 ．5 加强知识产权保护 ，选择 自主创新模式 ， 维护 技术 的领先 把握超前储备技术的先进性与成熟性原则 ，力争 原创 ；加强超前储备技术的研究，力争拿下几个世界技 术制高点 ；及时进行知识产权保护，维护技术的依赖与 权威 ；认识到技术的升级与换代应该 比原创更为重要。 6 ． 6 推动超前储备技 术的国际合作 ，拓宽资 源类型领 域 多个方面的国际化合作已经成为发展趋势 ，基于 我国本土有较少的海外油气资源类型 ，技术研发有赖 于国际合作，同时非常规油气资源研究落后于世界水 平 ，重视合作与 自主创新有利于赶超。 6 _ 7 加快人才培养模式的改革 ，实现厚积薄发 科技 的发展与突破最 主要 的是依赖人的智慧创 造，复合型人才 、应用型人才、创造型人才、前沿型 人才 、学术型人才 、专业型人才等各有侧重的发展将 给科技的发展带来更广阔的机遇和前景 ，这就需要国 家 、高校与企业相结合各有侧重地加 以培养 。 6 ．8 解放思想 ，实事求是 ，推动基础理论创 新 性 发 展 在实事求是的基础上 ，鼓励畅所欲言，百花齐放 ， 开拓创新思路 ，从资金 、人才与物力上大力支持具有 实际意义和创新价值的基础理论研究 。 6 ．9 重视油气产业技术向能源产业技术战略转型 从全球的低碳经济、环境保护、社会和谐等各层面 来看，未来化石能源将受到越来越大的限制，而新能源 与可再生能源将得到青睐，因此 ，在实质性转型之前 ， 做好多元的能源开发科技储备将有利于优势发展。 7结论与展望 经过 2 0 1 0 2 0 2 0 年 1 0 年的经济发展以后 ，传统 油气资源将大大消耗 ，可发现新的资源将 明显人不敷 出，但对油气 的需求达到峰值 ，可以接替的资源一方 面是非常规资源开采的突破性有效利用 ，如可燃冰 、 页岩油气 、深层油气、水溶气 、煤层气等 ；另一方面 则是化石能源向新 能源及可再生能源转变 ，如氢能 、 太阳能 、地热能、海洋能 、风能等。随着低碳经济及 环境保护的要求 ，新能源及可再生能源在 2 0 2 0年后将 得到快速发展 ，化石能源将处在被 慢慢替代 的处境 下 ，但需求仍然较高。因此，2 0 2 0 2 0 3 0年油气科技 将呈现出以下特点 1提高采收率难度加大 ，非常规资源大规模 开 发 ； 2辨识油藏及描述油藏将更为准确，理论 、方 法和工具更精细化和现实化，多学科交叉更复杂； 3以电磁学 、声学、光学 、生物学、量子学为 基础的驱油及采油理论与技术将更普遍 ； 4各种形式的气态能源开发技术将得到较陕发展； 5以化学驱为代表的化学剂的应用技术将越来 越被避开 ，转而向清洁生产及低能耗方式发展； 6油气科技将向新能源与可再生能源转变 ，实 现油气产业的可持续发展战略转型。 基于以上认识 ，我 国油气需要充分重视多元化的 超前储备技术研究 ，以利于后期的健康 、稳定 、可持 续发展。 【 参考文献 】 f 1 ] 冯连勇． 国际石油经济学【 MJ ． 北京 石油_T - ,i k 出版社， 2 0 0 9 ． 【 2 】 中国油气田开发若干问题的回顾与思考编写组． 中国油气 田开发若 干 问题 的回顾 与思考[ MJ ． 北京 石 油 工 业 出版 社 ． 2 0 0 3 ． [ 3 】 中国科学技术协会_ 石油与天然- -r , _ r ． ． ,f l 学科发展报告 [ M】 ． 北京 中国科学技术出版社， 2 0 0 8 ． [ 4 ] 刘振 武， 方朝 亮． 2 1 世 纪初 中国油气关键技 术展 望 1 ． 北京 石 油工业 出版社， 2 0 0 3 ． [ 5 ] 袁士义． 油气藏工程技术进展【 M】 ． 北京 石油工业出版 社 ． 2 0 0 6 ． [ 6 1 刘玉章， 郑俊德． 采油工程技术进展[ M] ． 北京 石油工 业 出版 社 ． 2 0 0 6 ． [ 7 ] 沈平平． 提 高采收率技 术进展 【 M】 ． 北 京 石 油工业 出版 社 ． 2 0 0 6 ． [ 8 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