胡文瑞

以石油、天然氣勘探開發(fā)理論及其配套技術(shù)體系為核心的石油工程在世界石油工業(yè)150余年的發(fā)展過程中，不但加速了新油氣資源的發(fā)現(xiàn)，極大地滿足了社會發(fā)展對油氣能源的需求，也促進(jìn)了油氣藏開采技術(shù)的提高，為世界各國經(jīng)濟(jì)和社會持續(xù)發(fā)展提供了不竭的動力。因此，從歷史演化角度分析當(dāng)前石油、天然氣勘探開發(fā)工程面臨的問題與挑戰(zhàn)，總結(jié)國內(nèi)外石油工程近年來的技術(shù)發(fā)展，對于預(yù)測石油工程未來發(fā)展方向，確定我國油氣勘探開發(fā)工程戰(zhàn)略具有一定的借鑒意義。

在低碳、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展日益成為人類與自然和諧發(fā)展的今天，在面臨巨型油氣藏發(fā)現(xiàn)概率逐年降低、成熟盆地潛力巨大和非常規(guī)油氣資源為勘探開發(fā)熱點(diǎn)的格局下，石油、天然氣勘探開發(fā)工程主要的發(fā)展趨勢發(fā)生了很大變化。

自從1905年賓夕法尼亞Bradford油田進(jìn)行注水開發(fā)試驗(yàn)、1911年Dunn油田進(jìn)行注氣提高采收率現(xiàn)場作業(yè)以來，如何大幅度提高油氣藏采收率就成為了油田工程的一個永恒主題。目前，提高石油、天然氣采收率技術(shù)主要是以可動油為目標(biāo)的改善采油技術(shù)（IOR）和以不可動油為目標(biāo)的強(qiáng)化采油技術(shù)（EOR）。強(qiáng)化采油技術(shù)主要包括熱采技術(shù)、注氣技術(shù)、化學(xué)驅(qū)三大技術(shù)和微生物采油技術(shù)。熱采技術(shù)在美國、加拿大廣泛應(yīng)用。注氣技術(shù)是應(yīng)用程度僅次于熱采的另一項(xiàng)EOR技術(shù)，它不僅可用于新油藏的開發(fā)，也可作為三次采油的手段用于水驅(qū)后油藏提高采收率。

深海、深層、極地油氣資源的勘探也是業(yè)界謀求突破的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來，隨著勘探、開發(fā)技術(shù)的完善，特別自上世紀(jì)70年代以來，分布于深海、深層、極地等極端環(huán)境下的大型甚至巨型油氣藏逐漸成為勘探開發(fā)工程發(fā)展的主要方向。深海主要在墨西哥灣、巴西海域、尼日利亞海域、南中國海域取得了突破性進(jìn)展。深層油氣勘探可鉆深達(dá)1萬多米，深層勘探以國際石油公司為主栽技術(shù)取得了實(shí)質(zhì)性的突破，中國在深層近年也做了積極的探索。極端地帶如西伯利亞凍土地帶、阿拉斯加州、北極、青藏高原、沙漠無人區(qū)等也取得了突破。中國塔里木沙漠油氣勘探開發(fā)規(guī)模走向了更成熟的階段。

與此同時(shí)，油氣資源的二次開發(fā)也成為了我國緩解資源壓力的一個良策。近年來，中國石油針對注水開發(fā)老油田開發(fā)效益降低和剩余可采儲量依然豐富的矛盾和現(xiàn)實(shí)，以“重建地下認(rèn)識體系、重構(gòu)井網(wǎng)結(jié)構(gòu)、重組地面工藝流程”為核心的“二次開發(fā)”工程為大幅度提高老油田采收率、整體改善老油田開發(fā)效果指明了發(fā)展方向。新疆克拉瑪依礫巖油藏二次開發(fā)試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)油由實(shí)施前的260t/d提高到1030t/d。吉林扶余油田采收率由27%提高到36%。

其實(shí)非常規(guī)油氣資源也是我國突破能源瓶頸的一個重要途徑。從世界范圍來講，非常規(guī)油氣資源是極其豐富的，是常規(guī)油氣的最佳補(bǔ)充能源。據(jù)美國能源部能源信息署統(tǒng)計(jì)，世界頁巖油資源量可達(dá)4110億噸，比傳統(tǒng)石油資源量多50%以上，世界油砂可采資源量約為1171億噸，占世界石油可采總量的32%，已經(jīng)成為世界能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。全球頁巖氣資源量為456.24萬億立方米，致密氣資源量為209.72萬億立方米。頁巖氣年產(chǎn)量超過200億立方米，致密砂巖氣年產(chǎn)量超過1000億立方米。針對非常規(guī)油氣藏成藏條件復(fù)雜，儲層致密，非均質(zhì)性強(qiáng)，不同類型資源各具特點(diǎn)的實(shí)際，國內(nèi)外在非常規(guī)油氣資源開發(fā)過程中初步形成了特色技術(shù)體系，例如頁巖氣井低密度支撐劑壓裂技術(shù)、頁巖氣井二次壓裂技術(shù)、油頁巖干餾技術(shù)、油砂干餾工藝等。這些特色技術(shù)極大促進(jìn)了非常規(guī)油氣資源的開發(fā)，也是未來石油發(fā)展的主要方向和趨勢。