石油工程需新思维

以石油、天然气勘探开发理论及其配套技术体系为核心的石油工程在世界石油工业150余年的发展过程中,不但加速了新油气资源的发现,极大地满足了社会发展对油气能源的需求,也促进了油气藏开采技术的提高,为世界各国经济和社会持续发展提供了不竭的动力.因此,从历史演化角度分析当前石油、天然气勘探开发工程面临的问题与挑战,总结国内外石油工程近年来的技术发展,对于预测石油工程未来发展方向,确定我国油气勘探开发工程战略具有一定的借鉴意义.

在低碳、环保、可持续发展日益成为人类与自然和谐发展的今天,在面临巨型油气藏发现概率逐年降低、成熟盆地潜力巨大和非常规油气资源为勘探开发热点的格局下,石油、天然气勘探开发工程主要的发展趋势发生了很大变化.

自从1905年宾夕法尼亚Bradford油田进行注水开发试验、1911年Dunn油田进行注气提高采收率现场作业以来,如何大幅度提高油气藏采收率就成为了油田工程的一个永恒主题.目前,提高石油、天然气采收率技术主要是以可动油为目标的改善采油技术（IOR）和以不可动油为目标的强化采油技术（EOR）.强化采油技术主要包括热采技术、注气技术、化学驱三大技术和微生物采油技术.热采技术在美国、加拿大广泛应用.注气技术是应用程度仅次于热采的另一项EOR技术,它不仅可用于新油藏的开发,也可作为三次采油的手段用于水驱后油藏提高采收率.

深海、深层、极地油气资源的勘探也是业界谋求突破的关键环节.近年来,随着勘探、开发技术的完善,特别自上世纪70年代以来,分布于深海、深层、极地等极端环境下的大型甚至巨型油气藏逐渐成为勘探开发工程发展的主要方向.深海主要在墨西哥湾、巴西海域、尼日利亚海域、南中国海域取得了突破性进展.深层油气勘探可钻深达1万多米,深层勘探以国际石油公司为主栽技术取得了实质性的突破,中国在深层近年也做了积极的探索.极端地带如西伯利亚冻土地带、阿拉斯加州、北极、青藏高原、沙漠无人区等也取得了突破.中国塔里木沙漠油气勘探开发规模走向了更成熟的阶段.

与此同时,油气资源的二次开发也成为了我国缓解资源压力的一个良策.近年来,中国石油针对注水开发老油田开发效益降低和剩余可采储量依然丰富的矛盾和现实,以“重建地下认识体系、重构井网结构、重组地面工艺流程”为核心的“二次开发”工程为大幅度提高老油田采收率、整体改善老油田开发效果指明了发展方向.新疆克拉玛依砾岩油藏二次开发试验区产油由实施前的260t/d提高到1030t/d.吉林扶余油田采收率由27%提高到36%.

其实非常规油气资源也是我国突破能源瓶颈的一个重要途径.从世界范围来讲,非常规油气资源是极其丰富的,是常规油气的最佳补充能源.据美国能源部能源信息署统计,世界页岩油资源量可达4110亿吨,比传统石油资源量多50%以上,世界油砂可采资源量约为1171亿吨,占世界石油可采总量的32%,已经成为世界能源结构的重要组成部分.全球页岩气资源量为456.24万亿立方米,致密气资源量为209.72万亿立方米.页岩气年产量超过200亿立方米,致密砂岩气年产量超过1000亿立方米.针对非常规油气藏成藏条件复杂,储层致密,非均质性强,不同类型资源各具特点的实际,国内外在非常规油气资源开发过程中初步形成了特色技术体系,例如页岩气井低密度支撑剂压裂技术、页岩气井二次压裂技术、油页岩干馏技术、油砂干馏工艺等.这些特色技术极大促进了非常规油气资源的开发,也是未来石油发展的主要方向和趋势.