武明輝

中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083

近年世界鉆機數(shù)量變化分析及啟示

武明輝

中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083

20世紀70年代以來，世界鉆機數(shù)量的發(fā)展可以分為三個階段：第一階段20世紀70年代中期至80年代中期的高峰期；第二階段20世紀80年代中期至本世紀初低谷期；第三階段21初至今鉆機數(shù)量逐漸恢復形成又一個高峰期。同期鉆機數(shù)量與油價、與石油地質理論和勘探開發(fā)技術的發(fā)展存在內(nèi)在聯(lián)系。鉆機數(shù)量的多少受同期油價和勘探開發(fā)技術條件雙重影響。石油價格與鉆機數(shù)量有正相關關系，石油價格對鉆機數(shù)量增長的刺激作用受客觀石油地質條件與勘探開發(fā)技術的限制。

鉆機數(shù)量；油價；石油地質理論；勘探開發(fā)技術

0 引言

石油勘探目標最終是要靠鉆井落實，一方面，鉆機數(shù)量的多少在一定程度上反映了對石油需求的大小：需求大，則鉆機數(shù)量增加，需求減少，則鉆機數(shù)量減少，而供需關系的變化最直接的反映在石油價格的波動上; 反之，石油價格的高低又在一定程度上對鉆機數(shù)量的多少形成刺激，石油價格高，則鉆機數(shù)量增加，價格低，則鉆機數(shù)量減少。另一方面，石油的形成過程與形成條件是復雜的，地質學家對各種石油地質理論的形成也是逐步深入的，石油工程學家對石油勘探開發(fā)的各種應用技術是逐步積累開發(fā)起來的，因此，石油地質理論與工程技術條件的發(fā)展指導同時也制約著石油地質勘探的歷程，進而影響著不同時期鉆機的數(shù)量變化與鉆井成功率。

1 世界歷年鉆機數(shù)量分析

自從1859年美國賓夕法尼亞成功鉆探第一口石油探井的一個半個世紀以來，美國主導了世界石油勘探發(fā)展的方向。表現(xiàn)在鉆機數(shù)量上，美國具有絕對優(yōu)勢，自1975年以來，每年美國年均鉆機數(shù)量大約占世界總和的50%。并且，自1975年以來世界范圍內(nèi)年均鉆機數(shù)量大致呈現(xiàn)3個階段（圖1）。第一階段：20世紀70年代中期至20世紀80年代中期（1975～1985年），隨著70年代中后期世界能源危機的發(fā)展，以及世界工業(yè)對石油需求的增長，世界鉆機數(shù)量處于歷史高峰期，并經(jīng)過了1981年的鉆探高峰后，隨后5年快速滑落至年均2 000口水平；第二階段：20世紀80年代中期

至本世紀初（1986～2004年），世界年均鉆機數(shù)量處于低谷，基本徘徊在年均 1 000口以下；第三階段：本世紀初至今（2005年至今），鉆機數(shù)量逐漸恢復，形成又一個高峰期，接近年均2 000口的水平。尤其是頁巖氣鉆井壓裂技術的突破促進了頁巖氣鉆井的快速發(fā)展，從美國5大商業(yè)性頁巖氣生產(chǎn)盆地之一的Fort Worth盆地(Barnett頁巖)的開發(fā)井數(shù)量變化情況可以明顯看出這種趨勢（圖2）。開發(fā)技術的創(chuàng)新尤其是水平井鉆井、壓裂技術以及裂縫綜合診斷技術的進步與廣泛運用在推動沃斯堡盆地Barnett頁巖氣藏的快速發(fā)展中起著至關重要的作[1,2]。

圖 1 鉆機數(shù)量與油價關系圖Fig.1 Relationship between rig number and oil prices

圖 2 Fort Worth盆地生產(chǎn)井分類圖(據(jù)Barnettshalenews，2010)[5]Fig. 2 Classif cation of Fort Worth Basin production wells (According to Barnettshalenews, 2010)[5]

2 石油價格與鉆機數(shù)量的關系分析

從19世紀50年代至70年代，世界石油價格基本穩(wěn)定在3美元/桶。20世紀70年代中期至今，世界油價也可分為三個階段（圖1），第一階段是1975年，隨著世界范圍石油危機的發(fā)展，原油價格迅速攀升至1980年的近40美元/桶,第二階段是隨后5年快速滑落至20美元/桶的相對低位，并大致保持了近20年，同期，世界范圍年均鉆機數(shù)保持在年均2 000口的相對較低水平,第三階段是本世紀初開始，受石油供需關系影響，油價開始上漲，至2005年，油價快速上漲至歷史高位，世界范圍內(nèi)鉆機數(shù)量也重新步入上漲期。從中可以看出，一方面，由于鉆井周期較長，鉆機數(shù)量變化不及價格變化迅速，因此在變化趨勢上，油價對鉆機數(shù)量的影響具有超前的預測性，鉆機數(shù)量的高低往往隨著油價的高低而變化，油價高時，鉆機數(shù)量較多，油價低時，鉆機數(shù)量減少，表現(xiàn)出較強相關性；另一方面，在2000年之后油價再創(chuàng)歷史新高時，鉆機數(shù)量雖然也在上漲，但并沒有超過1981年的峰值，甚至只有后者的一半，同期增長最快的是頁巖氣鉆井，說明油價對鉆機數(shù)量的刺激同時受客觀的石油地質理論與勘探開發(fā)技術的制約。

3 石油地質理論與勘探開發(fā)技術對鉆機數(shù)量的影響

石油地質理論與勘探開發(fā)技術的發(fā)展是在油氣勘探開發(fā)實踐中不斷提出新問題，通過認識和解決這些問題，不斷積累發(fā)展的過程。20世紀70年代以前，石油地質學家對成烴成藏的基本條件和形成過程形成了初步認識。20世紀80年代，隨著鉆井數(shù)量的積累，石油基礎地質理論研究也開始表現(xiàn)的異?；钴S，并且在這個時期，經(jīng)典的石油地質理論逐漸完善，主要表現(xiàn)在：第一在油氣生排烴方面，從有機質類型、豐度、演化程度等方面對生、排烴進行了系統(tǒng)的評價研究[6,7]，盡管受到近年學者對其生烴理論的質疑[8-10]，Tissot的干酪根生烴模式仍有效地指導了上個世紀后期油氣勘探和石油地質研究。第二在油氣的二次運移和聚集機理方面，對油氣二次運移的相態(tài)、動力、方向、運移通道、運移距離以及運移時間等到方面進行了大量的研究，取得了許多成果[11～13]。第三在勘探技術方面，定

向鉆井技術和三維數(shù)字地震技術的開發(fā)利用極大的促進了這個時期石油勘探的發(fā)展。

20世紀80年代后期，隨著油價的下滑，世界鉆機數(shù)量隨之下滑，對石油地質理論的研究也進入了相對平靜期，這個階段主要是不同學科間的技術交叉應用與綜合完善，其中以含油氣系統(tǒng)的提出為代表[14]，它是融匯多學科新理論新技術在石油地質理論上的全面綜合應用的成果。同期計算機技術全面滲透到石油勘探開發(fā)的各個領域，形成多項研究方向，具有代表性的一是計算機模擬技術的逐漸應用，在石油盆地三維數(shù)值模擬的研究上取得較多研究成果[15,16]，另外，結合計算機的應用對油氣資源評價方面涌現(xiàn)出多種類型的評價方法與評價系統(tǒng)[17～19]。

到1998年，喬治的技術團隊在完井技術上取得了重大突破，用水基壓裂液代替了凝膠壓裂，對Barnett頁巖氣井重新實施了增產(chǎn)措施，極大地提高了產(chǎn)量，在很多情況下，對老井重新采取重復壓裂可使產(chǎn)量超過初始產(chǎn)量，增產(chǎn)措施在某些不具經(jīng)濟價值的井也獲得了成功[20]。美國能源信息署的數(shù)據(jù)顯示，在2000年，頁巖氣產(chǎn)量還只占美國天然氣產(chǎn)量的不到1%；到2012年，這一比例變成了39%[21]。21世紀初以來，隨著“頁巖氣革命”在美國的發(fā)生發(fā)展，世界鉆機迅速提高到年均3 000口的水平，這主要是增量的頁巖氣鉆井起作用的原因。

4 結論

縱觀20世紀70年代以來世界石油鉆機數(shù)量的變化，可以看出其與油價、石油地質理論與勘探開發(fā)技術的內(nèi)在關系：

（1）世界范圍內(nèi)石油價格與鉆機數(shù)量有正相關關系，油價高時，鉆機數(shù)量較多，油價低時，鉆機數(shù)量減少；

（2）石油價格對鉆機數(shù)量的刺激作用受客觀石油地質條件與勘探開發(fā)技術的限制，不可能無限擴大；

（3）鉆機數(shù)量的多少受油價和勘探開發(fā)技術條件雙重影響。隨著油氣地質資源的開采，剩余的地質儲量不斷減少，隨著勘探開發(fā)技術的不斷進步，原來不具備勘探開發(fā)條件的油氣田，逐步具有了條件，在油價合適時，達到一定經(jīng)濟門限價值，即可具有開發(fā)價值。

（4）世界范圍常規(guī)油氣的勘探開發(fā)難度越來越大，地質理論上的突破性進展越來越少，未來若干年，石油勘探開發(fā)的突破將更多的依賴于各項新技術在石油地質領域的應用，以及非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)，這兩項因素將共同延緩世界油氣產(chǎn)量的下降進程。

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Analysis and revelation of the world rig quantity change in recent years

WU Ming-hui
SINOPEC Exploration & Production Research Institute,Beijing 100083,China

Since the 1970 s, the development of world rig number can be divided into three stages:1, The f rst peak stage (from the middle 1970s to the middle 1980s), 2, The low developed stage (from the middle 1980s to the beginning of the 21st century), 3, The third stage so far at the beginning of the 21st rig number gradually recover form another peak. It can be found that the rig number must has inherent relations with the oil price, the development of petroleum geology theory, and the exploration and development technology. Drill number by the dual inf uence of oil prices and the technical conditions of exploration and development. The price of oil has positive correlation with number of drill, oil prices on the stimulating effect of the increase in the number of rigs by the objective geological conditions and limits on the exploration and development technology.

rig number; oil price; geologic theory for petroleum; exploration and development technology

P634.3+1

A

2014-09-05;

2015-01-10

武明輝（1976—），男，山東聊城人，中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院高級工程師.

1001—2427（2015）01 - 112 -4