門相勇 王陸新 王 越 婁 鈺 郭 威
( 自然資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心 )
21世紀(jì)以來,我國油氣勘探開發(fā)取得了積極進展,石油探明地質(zhì)儲量持續(xù)增長、天然氣快速發(fā)展;非常規(guī)油氣實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模開發(fā),生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大;陸上西部和海域發(fā)現(xiàn)了一批大油氣田,在我國油氣增儲上產(chǎn)中的貢獻進一步增強,油氣勘探開發(fā)格局呈現(xiàn)新趨勢。與此同時,我國是世界油氣消費增長較快的國家,國內(nèi)石油、天然氣產(chǎn)量增長仍落后于同期消費需求增長,油氣供需缺口日益增大,2020年我國石油、天然氣對外依存度分別達(dá)到73%和43%。預(yù)計在未來較長一段時期內(nèi),由于新的低碳、廉價和商業(yè)化能源難以形成規(guī)模,油氣仍是我國能源消費中不可替代的戰(zhàn)略能源資源[1-2]。當(dāng)前,國內(nèi)油氣增儲上產(chǎn)難度加大,勘探目標(biāo)日趨復(fù)雜,開發(fā)難度不斷增加,國際油氣市場不確定性和充分利用“兩種資源、兩種市場”保障我國油氣供應(yīng)的風(fēng)險也在加大[3-4]。面對新形勢新挑戰(zhàn),在構(gòu)建國內(nèi)國際雙循環(huán)新發(fā)展格局中,如何做好國內(nèi)油氣勘探開發(fā)“大文章”,夯實我國油氣供應(yīng)基礎(chǔ),是需要認(rèn)真研究的重大關(guān)鍵問題。本文全面總結(jié)21世紀(jì)以來我國油氣勘探開發(fā)格局變化,深入研判未來發(fā)展趨勢,為科學(xué)編制油氣發(fā)展規(guī)劃、研究制定中長期發(fā)展戰(zhàn)略奠定基礎(chǔ)。
(1)我國天然氣(含常規(guī)和非常規(guī)天然氣)儲量、產(chǎn)量(簡稱儲產(chǎn)量)保持快速增長。
2000年我國天然氣新增探明地質(zhì)儲量和年產(chǎn)量分別為5346×108m3和277×108m3,2020年天然氣新增探明地質(zhì)儲量和年產(chǎn)量分別為12948×108m3和1888×108m3,年均增長率分別為4.5%和10.1%。“十五”“十一五”“十二五”和“十三五”期間,天然氣平均年新增探明地質(zhì)儲量分別達(dá)到 5431×108m3、6244×108m3、9629×108m3和11181×108m3(圖1),主 要 來 自鄂爾多斯、 四川、塔里木和渤海灣等盆地;天然氣平均年產(chǎn)量分別 達(dá) 到 375×108m3、775×108m3、1191×108m3和1601×108m3,儲產(chǎn)量均呈現(xiàn)持續(xù)上升態(tài)勢。
圖1 2000年以來我國油氣增儲上產(chǎn)情況統(tǒng)計Fig.1 Statistics on domestic oil and gas reserves and production increase since 2000
(2)我國石油儲產(chǎn)量前期小幅增長,后期高位波動。
2000年我國石油新增探明地質(zhì)儲量和年產(chǎn)量分 別 為 8.3×108t和 1.60×108t,2020年 石 油 新增探明地質(zhì)儲量和年產(chǎn)量分別為13.24×108t和1.95×108t,年均增長率分別為2.4%和1.0%。其中,2010年石油產(chǎn)量突破2×108t,2015年產(chǎn)量達(dá)到2.15×108t的峰值,此后,受低油價影響,石油年產(chǎn)量跌破2×108t[5]。目前,石油儲產(chǎn)量均表現(xiàn)出高位波動運行態(tài)勢,產(chǎn)量有望回升至2×108t/a?!笆濉薄笆晃濉薄笆濉焙汀笆濉逼陂g,石油平均年新增探明地質(zhì)儲量分別達(dá)到10.0×108t、11.5×108t、12.3×108t和10.4×108t,主要來自鄂爾多斯、渤海灣、準(zhǔn)噶爾、松遼和塔里木等盆地;石油平均年產(chǎn)量分別達(dá)到1.71×108t、1.90×108t、2.09×108t和 1.93×108t[6]。
(3)我國“油氣并舉”的勘探開發(fā)戰(zhàn)略格局已經(jīng)形成。
我國石油與天然氣新增探明地質(zhì)儲量(油當(dāng)量)比值從2000年的2.0下降到2020年的1.3,年產(chǎn)量(油當(dāng)量)比值從2000年的7.2下降到2020年的1.3。綜上所述,天然氣儲產(chǎn)量保持快速增長趨勢,石油儲產(chǎn)量增長相對穩(wěn)定,天然氣產(chǎn)量(油當(dāng)量)已經(jīng)與石油產(chǎn)量基本持平,“油氣并舉”的新格局已經(jīng)形成。
非常規(guī)天然氣(包括煤層氣和頁巖氣,不包括致密氣)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展,已成為我國天然氣供應(yīng)增長的重要組成。隨著技術(shù)進步,我國油氣勘探開發(fā)對象實現(xiàn)了由“源外”向“源內(nèi)”的重大轉(zhuǎn)變,“源內(nèi)”產(chǎn)量快速增長[7-8]。2020年,我國非常規(guī)天然氣新增探明地質(zhì)儲量和年產(chǎn)量分別為2591×108m3(其中煤層氣為673×108m3、頁巖氣為1918×108m3)和256×108m3(其中煤層氣為56×108m3、頁巖氣為200×108m3),分別占全國天然氣新增探明地質(zhì)儲量和年產(chǎn)量的20.0%和13.6%。其中,2020年非常規(guī)天然氣年產(chǎn)量增速達(dá)22.5%,而同期常規(guī)天然氣產(chǎn)量增速僅為6.7%。2006年,煤層氣產(chǎn)量突破1×108m3,煤層氣進入規(guī)模商業(yè)勘探開發(fā)階段[9-10]?!笆晃濉薄笆濉焙汀笆濉逼陂g煤層氣年均新增探明地質(zhì)儲量分別為332×108m3、701×108m3和313×108m3(圖2);煤層氣平均年產(chǎn)量分別為7×108m3、16×108m3和 48×108m3。2011 年年底,國務(wù)院批準(zhǔn)頁巖氣為新獨立礦種,自此以四川盆地為主體的海相頁巖氣勘探開發(fā)進入快速發(fā)展階段。2014—2020年,頁巖氣共新增探明地質(zhì)儲量20018×108m3,年均為2860×108m3。頁巖氣產(chǎn)量快速增長,2020年我國頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到200×108m3,同比增長29.9%,約占當(dāng)年全國天然氣產(chǎn)量的10.6%,在世界四大頁巖氣生產(chǎn)國(美國、中國、加拿大和阿根廷)中年產(chǎn)量僅次于美國[11]。
圖2 2000年以來我國非常規(guī)天然氣增儲上產(chǎn)情況統(tǒng)計Fig.2 Statistics on domestic unconventional natural gas reserves and production increase since 2000
非常規(guī)石油主要指頁巖油,我國頁巖油已進入工業(yè)化開發(fā)起步階段,是我國石油產(chǎn)量回升至2×108t/a并長期穩(wěn)產(chǎn)的重要希望。我國頁巖油在2009年以后才開始實質(zhì)性勘探開發(fā),目前已在準(zhǔn)噶爾、渤海灣、鄂爾多斯、三塘湖、松遼和江漢等盆地獲得勘探進展[12-13]。中國石油在準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷和渤海灣盆地滄東凹陷初步實現(xiàn)工業(yè)化開采,預(yù)計2025年可實現(xiàn)頁巖油產(chǎn)量250×104t/a,是今后相當(dāng)長一個時期內(nèi)支撐原油產(chǎn)量穩(wěn)定的重要領(lǐng)域。
(1)陸上西部是指我國鄂爾多斯盆地和四川盆地及其以西地區(qū),已成為我國油氣增儲上產(chǎn)的重要地區(qū),其中西部天然氣在全國天然氣勘探開發(fā)格局中處于絕對優(yōu)勢地位。
在“十五”“十一五”“十二五”和“十三五”前4年期間,陸上西部石油年均新增探明地質(zhì)儲量 分別為4.12×108t、5.25×108t、7.34×108t和5.99×108t,分別占同期全國總量的41%、46%、60%和62%;陸上西部石油平均年產(chǎn)量分別為0.38×108t、0.55×108t、0.69×108t和 0.66×108t,分別占同期全國總量的22%、29%、33%和34%,主要產(chǎn)自鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地。在“十五”“十一五”“十二五”和“十三五”前4年期間,陸上西部常規(guī)天然氣年均新增探明地質(zhì)儲量分別為 4971×108m3、5352×108m3、6482×108m3和6277×108m3,分別占同期全國總量的87%、84%、83%和85%;陸上西部常規(guī)天然氣平均年產(chǎn)量分別為 240×108m3、609×108m3、946×108m3和 1148×108m3,分別占同期全國總量的66%、79%、83%和84%,主要產(chǎn)自鄂爾多斯盆地、四川盆地和塔里木盆地。其中,深層、超深層油氣勘探開發(fā)取得了積極進展,先后在塔里木、四川等盆地發(fā)現(xiàn)塔河、順北、哈拉哈塘、克拉2、元壩、安岳和普光等大型油氣田,近期以準(zhǔn)噶爾盆地高探1井、塔里木盆地滿深3井為代表的一批風(fēng)險探井取得重大突破,揭示了陸上西部深層勘探開發(fā)良好前景。綜上所述,陸上西部油氣儲產(chǎn)量對我國油氣增儲上產(chǎn)的貢獻越來越大,尤其是天然氣處于絕對優(yōu)勢地位。
(2)陸上東部是中國重要的石油生產(chǎn)基地,但總體處于開發(fā)中后期,增儲上產(chǎn)能力不斷下降。
在“十五”“十一五”“十二五”和“十三五”前4年期間,陸上東部石油年均新增探明地質(zhì)儲量分別 為 3.86×108t、4.87×108t、2.21×108t和 1.84×108t,分別占同期全國總量的39%、42%、18%和19%;陸上東部石油平均年產(chǎn)量分別為1.09×108t、1.04×108t、0.96×108t和0.83×108t,分別占同期全國總量的64%、55%、48%和43%,主要產(chǎn)自渤海灣盆地(陸上)和松遼盆地。
(3)陸上“東西聯(lián)動”的勘探開發(fā)格局已經(jīng)形成。
陸上東部油氣田正在積極采取老區(qū)挖潛、提高采收率等措施,最大限度延緩石油產(chǎn)量下降的速度。與此同時,陸上西部加大油氣勘探開發(fā)力度,2011—2019年,累計發(fā)現(xiàn)了姬源、慶城等16個億噸級油田和安岳、蘇里格、克拉蘇等16個千億立方米級氣田,分別占全國同期發(fā)現(xiàn)個數(shù)的94%和76%。“東西聯(lián)動”的勘探開發(fā)戰(zhàn)略格局為我國油氣供應(yīng)安全保障做出了積極貢獻。
海域油氣儲產(chǎn)量不斷增長,發(fā)現(xiàn)了一批大油氣田,未來增儲上產(chǎn)潛力巨大。在“十五”“十一五”“十二五”和“十三五”前4年期間,海域石油年均新增探明地質(zhì)儲量分別為 1.97×108t、1.38×108t、2.72×108t和1.82×108t,分別占同期全國總量的20%、12%、22%和19%;海域石油平均年產(chǎn)量分別為0.23×108t、0.32×108t、0.41×108t和0.44×108t,分別占同期全國總量的13%、17%、20%和23%。近10年來,我國在渤海、東海和南海海域發(fā)現(xiàn)了一批新油氣區(qū),其中包括蓬萊19-1億噸級油田,以及渤中19-6、寧波17-1和陵水17-2等多個千億立方米級氣田[14]。我國深水領(lǐng)域已累計發(fā)現(xiàn)14個大中型深水油氣田,預(yù)計2025年油氣產(chǎn)量有望突破1200×104t油當(dāng)量,增產(chǎn)量約占同期全國的8%[15]。我國海域油氣資源豐富,資源探明程度較低,石油探明率平均為22%、天然氣為7%,具備可持續(xù)發(fā)展的資源基礎(chǔ),未來增儲上產(chǎn)潛力巨大[16]。由上可知,我國海域油氣增儲上產(chǎn)能力不斷提高,“陸海統(tǒng)籌”的勘探開發(fā)空間格局初步形成。
我國油氣勘探開發(fā)面臨諸多新挑戰(zhàn)。從國際上看,在新冠疫情影響下,全球油氣市場仍將面臨供需雙重沖擊,國際油價長期中低位波動將成為常態(tài)。從國內(nèi)看,碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下我國的石油需求規(guī)模還將在一段時間內(nèi)保持高位,天然氣需求規(guī)模將大幅增加。由于新增資源劣質(zhì)化、低油價等原因,國內(nèi)油氣產(chǎn)量增速將持續(xù)低于需求增長。近年來,國家多次就加強油氣勘探開發(fā)、保障能源安全等提出明確要求,因此,加大國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度將成為今后一段時期的主要工作方向[17]。
根據(jù)“十五”“十一五”“十二五”和“十三五”期間油氣儲量發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù),利用不同勘探階段儲量發(fā)現(xiàn)規(guī)律和生命旋回等方法,從資源角度進行油氣儲產(chǎn)量預(yù)測。根據(jù)油氣資源探明程度不同,勘探階段大體上可分為早期(探明率小于20%)、中期(探明率為20%~60%)和晚期(探明率大于60%)3個階段,各階段儲量發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)不同特點。早期發(fā)現(xiàn)少量油氣田或個別較大油氣田;中期處于發(fā)現(xiàn)大中型油氣田階段,儲量保持高位增長;晚期發(fā)現(xiàn)的油氣田規(guī)模較小。生命旋回預(yù)測方法是目前運用廣泛、技術(shù)成熟的儲產(chǎn)量趨勢預(yù)測方法,主要采用龔帕茲模型、高斯模型、HCZ模型和特爾菲法等,結(jié)合儲產(chǎn)量歷史趨勢與近年勘探開發(fā)進展,綜合預(yù)測重點區(qū)域及全國油氣儲產(chǎn)量。
截至2020年年底,我國石油資源累計探明率為32.8%,處于勘探中期,21世紀(jì)以來每5年的平均探明率為0.78%~0.97%。天然氣資源累計探明率為18.7%,處于勘探早期,每5年的平均探明率介于0.59%~0.87%,預(yù)計2035年以前,我國石油年均探明率將保持高位,天然氣年均探明率總體呈增長態(tài)勢。從區(qū)域看,東部松遼盆地、渤海灣盆地(陸上)和西部鄂爾多斯盆地石油累計探明率較高,均在40%以上。西部鄂爾多斯盆地天然氣累計探明率超過30%,四川盆地、塔里木盆地和準(zhǔn)噶爾盆地探明率均低于30%,未來仍有較大增儲上產(chǎn)潛力。
(1)“油氣并舉”將在較長時期內(nèi)成為我國油氣發(fā)展的主旋律,但天然氣產(chǎn)量油當(dāng)量將逐漸超過石油。
初步判斷,2035年以前,我國油氣儲產(chǎn)量將邁向新臺階,預(yù)計石油年均新增探明地質(zhì)儲量達(dá)10.6×108t,天然氣年均新增探明地質(zhì)儲量達(dá)11000×108m3,石油與天然氣新增儲量(油當(dāng)量)比值為1.2,勘探格局更加均衡;油氣產(chǎn)量總體繼續(xù)保持“油氣并舉”格局,但呈現(xiàn)“油穩(wěn)氣增”發(fā)展態(tài)勢,石油產(chǎn)量將長期穩(wěn)定在2×108t/a左右,天然氣年產(chǎn)量將繼續(xù)保持較快增長,2035年預(yù)計達(dá)到3100×108m3左右,石油與天然氣產(chǎn)量(油當(dāng)量)比值逐漸降至2025年的1.1,2035年的0.87(圖3和圖4),天然氣產(chǎn)量油當(dāng)量預(yù)計在“十五五”超過石油,成為規(guī)模僅次于煤炭的第二大化石能源。
圖3 2005—2035年我國石油大區(qū)產(chǎn)量及占比Fig.3 China’s oil production and regional distribution from 2005 to 2035
圖4 2005—2035年我國天然氣大區(qū)產(chǎn)量及占比Fig.4 China’s natural gas production and regional distribution from 2005 to 2035
(2)隨著油氣資源劣質(zhì)化狀況加劇,我國“常非并進”的油氣增儲上產(chǎn)格局將成為常態(tài),非常規(guī)氣對產(chǎn)量增量的貢獻將超過常規(guī)氣。
初步判斷,2035年以前,我國常規(guī)和非常規(guī)天然氣年均新增探明地質(zhì)儲量分別為7700×108m3和3300×108m3。其中,常規(guī)氣(含致密氣)占比為70%,仍是儲量增長主體,但非常規(guī)氣在天然氣上產(chǎn)過程中將發(fā)揮更大作用。預(yù)計到2035年,非常規(guī)氣年產(chǎn)量將達(dá)到950×108m3,約占全國天然氣總量的30.6%,占比較2020年(13.6%)提升2.25倍;到2035年,全國天然氣產(chǎn)量將在2020年基礎(chǔ)上增加約1200×108m3,其中,非常規(guī)天然氣在總增量中占比將達(dá)到57.8%,天然氣總體保持“常非并進”發(fā)展格局,但非常規(guī)氣對產(chǎn)量增長的貢獻將逐漸超過常規(guī)氣,我國天然氣將逐漸進入非常規(guī)時代[18-19]。此外,我國南海神狐海域天然氣水合物勘查、試采進程加快,2020年2月第二輪試采成功突破了水平井鉆采技術(shù),有望成為天然氣增儲上產(chǎn)的戰(zhàn)略接替領(lǐng)域。
頁巖油是繼頁巖氣之后我國非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的又一新熱點。其中,中—低成熟度頁巖油資源潛力大,是未來勘探開發(fā)的重大潛在接續(xù)領(lǐng)域。當(dāng)前,中國石油、吉林大學(xué)等機構(gòu)都在開展原位轉(zhuǎn)化技術(shù)研究和先導(dǎo)性實驗,已經(jīng)取得了一定進展。如果原位轉(zhuǎn)化技術(shù)和加熱工具等核心技術(shù)裝備工業(yè)試驗?zāi)軌蛉〉猛黄?,我國有望實現(xiàn)陸相“頁巖油革命”,這對我國油氣穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)、保障能源安全等具有革命性的戰(zhàn)略意義[20]。
(3)“東西聯(lián)動”“海陸統(tǒng)籌”的格局未來將會更加凸顯,陸上西部和海域石油產(chǎn)量將先后超過東部地區(qū)。
從儲量增長結(jié)構(gòu)看,東部盆地勘探進入中后期,發(fā)現(xiàn)整裝規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲量難度加大,西部盆地剩余資源豐富,石油資源探明率低于30%,天然氣資源探明率不到20%,仍具有發(fā)現(xiàn)大中型油氣田的資源條件,將是我國油氣增長的重要接續(xù)區(qū)[21],預(yù)計未來15年我國新增油氣儲量中約60%的石油、80%以上的天然氣來自西部地區(qū)[22]。隨著渤海深層、南海深水勘探持續(xù)深入,我國海域石油、天然氣新增儲量將持續(xù)增長,占比由2020年的18.8%、8.6%分別提升至2035年的19.3%、12.2%,海域重要性日益凸顯。
從產(chǎn)量分布看,到2035年,東部石油產(chǎn)量將繼續(xù)遞減,在全國石油產(chǎn)量中占比將下降至26.3%,西部和海域石油產(chǎn)量將繼續(xù)增長,占比將分別上升至41.9%和31.8%(圖3),有望形成東部、西部和海域“三足鼎立”的勘探開發(fā)格局,其中西部石油產(chǎn)量將率先超過東部,成為我國石油供應(yīng)增長的重要地區(qū)。到2035年前,我國天然氣產(chǎn)量仍集中于四川、塔里木和鄂爾多斯等盆地[23],在非常規(guī)天然氣助力下,預(yù)計西部地區(qū)天然氣產(chǎn)量占比將上升至87.5%,海域和東部合計占比為12.5%(圖4),以“西部為主,海域和東部補充”的勘探開發(fā)格局更加穩(wěn)固。
21世紀(jì)以來,中國油氣勘探開發(fā)在天然氣、非常規(guī)、陸上西部和海域石油4個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大發(fā)展,基本形成了“油氣并舉”“常非并進”“東西聯(lián)動”和“陸海統(tǒng)籌”的勘探開發(fā)戰(zhàn)略新格局。
我國將繼續(xù)保持“油氣并舉”勘探開發(fā)格局,產(chǎn)量呈現(xiàn)“油穩(wěn)氣增”的發(fā)展態(tài)勢。初步判斷,2035年以前,我國石油儲量仍將保持高位增長,年產(chǎn)量將長期穩(wěn)定在2×108t左右,有望形成東部、西部和海域“三足鼎立”的勘探開發(fā)格局;天然氣勘探開發(fā)將邁向新臺階,年產(chǎn)量繼續(xù)保持較快增長,可達(dá)3100×108m3左右,更加確立了以“西部為主,東部和海域補充”的勘探開發(fā)格局。
未來我國油氣勘探開發(fā)將呈現(xiàn)新發(fā)展趨勢。2035年前,我國油氣勘探開發(fā)有望實現(xiàn)“三大超越”,天然氣產(chǎn)量油當(dāng)量將超越石油,非常規(guī)氣增產(chǎn)量將超越常規(guī)氣,陸上西部和海域石油產(chǎn)量將先后超越東部地區(qū)。
為提升我國油氣供給安全保障水平,提出如下建議:一是強化國家“穩(wěn)油增氣”戰(zhàn)略,大力發(fā)展天然氣,加快向綠色低碳能源轉(zhuǎn)型;二是加大對頁巖油氣、煤層氣等非常規(guī)資源的政策支持力度,促進規(guī)模效益開發(fā);三是以陸上西部深層和海域深水等新領(lǐng)域為重點,加大油氣風(fēng)險勘探投入,加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),獲得油氣勘探戰(zhàn)略性突破和油氣大發(fā)現(xiàn),為2035年我國基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化的遠(yuǎn)景目標(biāo)提供強有力的油氣安全保障。