近年世界钻机数量变化分析及启示

武明辉

中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京 100083

近年世界钻机数量变化分析及启示

武明辉

中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京 100083

20世纪70年代以来，世界钻机数量的发展可以分为三个阶段：第一阶段20世纪70年代中期至80年代中期的高峰期；第二阶段20世纪80年代中期至本世纪初低谷期；第三阶段21初至今钻机数量逐渐恢复形成又一个高峰期。同期钻机数量与油价、与石油地质理论和勘探开发技术的发展存在内在联系。钻机数量的多少受同期油价和勘探开发技术条件双重影响。石油价格与钻机数量有正相关关系，石油价格对钻机数量增长的刺激作用受客观石油地质条件与勘探开发技术的限制。

钻机数量；油价；石油地质理论；勘探开发技术

0 引言

石油勘探目标最终是要靠钻井落实，一方面，钻机数量的多少在一定程度上反映了对石油需求的大小：需求大，则钻机数量增加，需求减少，则钻机数量减少，而供需关系的变化最直接的反映在石油价格的波动上; 反之，石油价格的高低又在一定程度上对钻机数量的多少形成刺激，石油价格高，则钻机数量增加，价格低，则钻机数量减少。另一方面，石油的形成过程与形成条件是复杂的，地质学家对各种石油地质理论的形成也是逐步深入的，石油工程学家对石油勘探开发的各种应用技术是逐步积累开发起来的，因此，石油地质理论与工程技术条件的发展指导同时也制约着石油地质勘探的历程，进而影响着不同时期钻机的数量变化与钻井成功率。

1 世界历年钻机数量分析

自从1859年美国宾夕法尼亚成功钻探第一口石油探井的一个半个世纪以来，美国主导了世界石油勘探发展的方向。表现在钻机数量上，美国具有绝对优势，自1975年以来，每年美国年均钻机数量大约占世界总和的50%。并且，自1975年以来世界范围内年均钻机数量大致呈现3个阶段（图1）。第一阶段：20世纪70年代中期至20世纪80年代中期（1975～1985年），随着70年代中后期世界能源危机的发展，以及世界工业对石油需求的增长，世界钻机数量处于历史高峰期，并经过了1981年的钻探高峰后，随后5年快速滑落至年均2 000口水平；第二阶段：20世纪80年代中期

至本世纪初（1986～2004年），世界年均钻机数量处于低谷，基本徘徊在年均 1 000口以下；第三阶段：本世纪初至今（2005年至今），钻机数量逐渐恢复，形成又一个高峰期，接近年均2 000口的水平。尤其是页岩气钻井压裂技术的突破促进了页岩气钻井的快速发展，从美国5大商业性页岩气生产盆地之一的Fort Worth盆地(Barnett页岩)的开发井数量变化情况可以明显看出这种趋势（图2）。开发技术的创新尤其是水平井钻井、压裂技术以及裂缝综合诊断技术的进步与广泛运用在推动沃斯堡盆地Barnett页岩气藏的快速发展中起着至关重要的作[1,2]。

图 1 钻机数量与油价关系图Fig.1 Relationship between rig number and oil prices

图 2 Fort Worth盆地生产井分类图(据Barnettshalenews，2010)[5]Fig. 2 Classif cation of Fort Worth Basin production wells (According to Barnettshalenews, 2010)[5]

2 石油价格与钻机数量的关系分析

从19世纪50年代至70年代，世界石油价格基本稳定在3美元/桶。20世纪70年代中期至今，世界油价也可分为三个阶段（图1），第一阶段是1975年，随着世界范围石油危机的发展，原油价格迅速攀升至1980年的近40美元/桶,第二阶段是随后5年快速滑落至20美元/桶的相对低位，并大致保持了近20年，同期，世界范围年均钻机数保持在年均2 000口的相对较低水平,第三阶段是本世纪初开始，受石油供需关系影响，油价开始上涨，至2005年，油价快速上涨至历史高位，世界范围内钻机数量也重新步入上涨期。从中可以看出，一方面，由于钻井周期较长，钻机数量变化不及价格变化迅速，因此在变化趋势上，油价对钻机数量的影响具有超前的预测性，钻机数量的高低往往随着油价的高低而变化，油价高时，钻机数量较多，油价低时，钻机数量减少，表现出较强相关性；另一方面，在2000年之后油价再创历史新高时，钻机数量虽然也在上涨，但并没有超过1981年的峰值，甚至只有后者的一半，同期增长最快的是页岩气钻井，说明油价对钻机数量的刺激同时受客观的石油地质理论与勘探开发技术的制约。

3 石油地质理论与勘探开发技术对钻机数量的影响

石油地质理论与勘探开发技术的发展是在油气勘探开发实践中不断提出新问题，通过认识和解决这些问题，不断积累发展的过程。20世纪70年代以前，石油地质学家对成烃成藏的基本条件和形成过程形成了初步认识。20世纪80年代，随着钻井数量的积累，石油基础地质理论研究也开始表现的异常活跃，并且在这个时期，经典的石油地质理论逐渐完善，主要表现在：第一在油气生排烃方面，从有机质类型、丰度、演化程度等方面对生、排烃进行了系统的评价研究[6,7]，尽管受到近年学者对其生烃理论的质疑[8-10]，Tissot的干酪根生烃模式仍有效地指导了上个世纪后期油气勘探和石油地质研究。第二在油气的二次运移和聚集机理方面，对油气二次运移的相态、动力、方向、运移通道、运移距离以及运移时间等到方面进行了大量的研究，取得了许多成果[11～13]。第三在勘探技术方面，定

向钻井技术和三维数字地震技术的开发利用极大的促进了这个时期石油勘探的发展。

20世纪80年代后期，随着油价的下滑，世界钻机数量随之下滑，对石油地质理论的研究也进入了相对平静期，这个阶段主要是不同学科间的技术交叉应用与综合完善，其中以含油气系统的提出为代表[14]，它是融汇多学科新理论新技术在石油地质理论上的全面综合应用的成果。同期计算机技术全面渗透到石油勘探开发的各个领域，形成多项研究方向，具有代表性的一是计算机模拟技术的逐渐应用，在石油盆地三维数值模拟的研究上取得较多研究成果[15,16]，另外，结合计算机的应用对油气资源评价方面涌现出多种类型的评价方法与评价系统[17～19]。

到1998年，乔治的技术团队在完井技术上取得了重大突破，用水基压裂液代替了凝胶压裂，对Barnett页岩气井重新实施了增产措施，极大地提高了产量，在很多情况下，对老井重新采取重复压裂可使产量超过初始产量，增产措施在某些不具经济价值的井也获得了成功[20]。美国能源信息署的数据显示，在2000年，页岩气产量还只占美国天然气产量的不到1%；到2012年，这一比例变成了39%[21]。21世纪初以来，随着“页岩气革命”在美国的发生发展，世界钻机迅速提高到年均3 000口的水平，这主要是增量的页岩气钻井起作用的原因。

4 结论

纵观20世纪70年代以来世界石油钻机数量的变化，可以看出其与油价、石油地质理论与勘探开发技术的内在关系：

（1）世界范围内石油价格与钻机数量有正相关关系，油价高时，钻机数量较多，油价低时，钻机数量减少；

（2）石油价格对钻机数量的刺激作用受客观石油地质条件与勘探开发技术的限制，不可能无限扩大；

（3）钻机数量的多少受油价和勘探开发技术条件双重影响。随着油气地质资源的开采，剩余的地质储量不断减少，随着勘探开发技术的不断进步，原来不具备勘探开发条件的油气田，逐步具有了条件，在油价合适时，达到一定经济门限价值，即可具有开发价值。

（4）世界范围常规油气的勘探开发难度越来越大，地质理论上的突破性进展越来越少，未来若干年，石油勘探开发的突破将更多的依赖于各项新技术在石油地质领域的应用，以及非常规油气的勘探开发，这两项因素将共同延缓世界油气产量的下降进程。

[1] 黄玉珍, 黄金亮，葛春梅，等. 技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键[J]. 天然气工业. 2009. 29(5):7-11.

[2] 李新景, 胡素云, 程克明. 北美裂缝性页岩气勘探开发的启示[J]. 石油勘探与开发. 2007, 34(4):392～400.

[3] Baker Hughes. International data [ EB/OL ]. http://phx. corporate-ir.net/ phoenix.zhtml? c=79687 &p=irolreportsother, 2013.

[4] Chartsbin. International data [ EB/OL ]. http://chartsbin.com/ view/oau, 2013

[5] Barnettshalenews. Number of Vertical and Horizontal Producing Wells in the Barnett Shale as of January 1, 2010 [EB/OL]. http://www.barnettshalenews.com/ documents/ 2010% 20charts/ VH%20Chart% 20to%201-1-2010.pdf. 2010.

[6] John M. Hunt. Petroleum Geochemistry and Geology(second edition )[M]. New York：W.H. Freeman and Company, 1996.1-141.

[7] Tissot, B.P.,Welte, D.H. Petroleum formation and occurrence: a new approach to oil and gas exploration[M]. Berlin and New York: Springer-Verlag, 1978: 1-208.

[8] 李志明, 郑伦举, 马中良, 等. 烃源岩有限空间油气生排模拟及其意义[J]. 石油实验地质, 2011, 33(5): 447-451.

[9] 关德范,徐旭辉,李志明,王 捷. 成盆成烃成藏理论思维与有限空间生烃模式 [J]. 石油与天然气地质. 2008 (06): 709-715.

[10] 关德范,王国力,张金功,王 捷. 成烃成藏理论新思维 [J].石油实验地质. 2005 (05):426-432.

[11] 金之均，张发强.油气运移研究现状及主要进展[J] . 石油与天然气地质.2005，26（3）：263-270.

[12] Schowalter T T. Mechanics of secondary hydrocarbon migration and entrapment [J]. AAPG Bull, 1979,63(5): 723-760.

[13] 李明诚. 石油与天然气运移研究综述[J]. 石油勘探与开发, 2000, 27(4): 3-10.

[14] Magoon L B, Dow W G. The petroleum system [M]. AAPG Memoir 60, 1994.:3-24.

[15] 罗晓容，数值盆地模拟方法在地质研究中的应用[J].石油勘探与开发，2000, 27：（1），6-10.

[16] 石广仁, 郭秋麟. 盆地综合模拟系统 BASIMS[J]. 石油学报, 1996, 17(1): 1-9.

[17] 翟光明，等译，D. D. 赖斯编.油气评价方法与应用[M].北京：石油工业出版社, 1992.

[18] 郭秋麟, 胡素云, 倪何艳, 等. 油气勘探目标经济评价与决策系统 EDSys1.0 [J]. 石油勘探与开发, 2005, 32(6): 116-120.

[19] 武守诚, 石油勘探. 油气资源评价导论: 从 “数字地球”到“数字油藏”[M].北京：石油工业出版社, 2005：341-365.

[20] 唐代绪, 赵金海, 王 华, 等. 美国 Barnett 页岩气开发中应用的钻井工程技术分析与启示[J].中外能源, 2011, 16:（4）：47-52.

[21] U.S. Energy Information Administration (EIA). International data [ EB/OL ]. 2013. http://www.eia.gov/.

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

武明辉（1976—），男，山东聊城人，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院高级工程师.

1001—2427（2015）01 - 112 -4