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全球油气资源分布与勘探发现趋势

2018-07-30姜向强田纳新殷进垠陶崇智王大鹏

当代石油石化 2018年6期
关键词:资源量储量盆地

姜向强,田纳新,殷进垠,陶崇智,王大鹏

(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083)

1 全球油气资源及分布

据BP、IHS、USGS、EIA等机构数据[1-3]和自有评价结果统计,全球石油总可采资源量为6.89万亿桶,其中已发现石油储量2.78万亿桶,占40.3%;待发现常规石油资源量0.77万亿桶,占11.2%;非常规待发现可采资源量3.34万亿桶,占48.5%。非常规资源丰富,但油砂、油页岩等资源开发成本高,开采难度大。

天然气总可采资源量为4.45万亿桶油当量,已发现天然气储量占44%,待发现常规天然气资源量占21.3%,非常规待发现资源量占34.7%。

1.1 全球油气资源分布贫富不均

1.1.1 全球常规油气勘探总体处于中等水平,已发现油气集中于少数地区与盆地

全球已发现油气2P可采储量约47 348亿桶,除陆上传统勘探区外,大部分地区勘探程度仍然较低,且极不均衡。海域探井密度大多小于2口井/万平方千米,主体基本处于风险勘探阶段。

世界已发现油气主要集中在中东、中亚—俄罗斯和北美3个大区,分别占全球油气2P总可采储量的31%、20%和16%。目前在全球148个国家和地区有油气发现,但油气在各个国家的分布非常不均一,主要集中在少数几个国家,排名前5个国家和地区的储量占全球的50%,排名前10个国家和地区的储量占全球的70%。全球已探明油气资源主要分布在大型富油气盆地,全球前20含油气盆地的油气储量约占全球油气总储量的75%。

根据储层岩性,可划分为碎屑岩、碳酸盐岩、火成岩、变质岩和煤5种类型。前两者是最重要的储层类型。碎屑岩已发现油气当量约为24 712亿桶,占全球已发现油气储量的57.37%;碳酸盐岩已发现油气储量为18 148亿桶,占42.14%。火成岩已发现油气储量为120亿桶,占0.28%;煤型储层已发现油气储量主要为煤层气,约76亿桶,占0.18%;变质岩储层已发现油气储量约15亿桶,仅占0.03%。

从含油气层系看,前寒武系至第四系都有发现,但分布非常不均。中生界最富集。白垩系是油气储量发现最多的层系,占全球的34.8%。侏罗系油气储量位居第三,占全球的15.3%。新生界也有较多的油气发现。新近系是油气储量第二富集的层系,占全球的24.8%。古近系占全球的5.1%。古生界及前寒武系油气发现储量较少。二叠系油气储量位居全球第四,且以天然气为主,占全球的12.6%。

从埋深看,油气储量分布具有随深度先增加后减少的趋势。94.52%的油气储量分布于深度小于4 000 m的地层中。全球油气储量的32.14%和33.82%分布于1 000~2 000 m和2 000~3 000 m的深度域。3 000~4 000 m深度发现的油气储量占14.69%。深度小于1 000 m的地层中发现油气储量约占13.87%。深度在4 000 m以下属于深层油气藏,已发现油气储量较少,且以天然气为主。4 000 m以下各深度域油气储量均小于5%。

1.1.2 全球常规待发现油气资源潜力很大

据USGS对全球389个盆地评价结果,待发现常规油气可采资源总量1.7万亿桶,为已发现油气资源的36.3%。其中石油7 741亿桶,天然气9 466亿桶油当量。主要分布在中亚-俄罗斯、中东-北非、非洲、中南美、北美和亚太地区。待发现资源主要分布在被动陆缘盆地、裂谷盆地和前陆盆地,合计占比92.1%。地域上,全球待发现油气资源量主要分布在海域和北极地区(见图1)。

图1 全球待发现油气资源量盆地分布

石油待发现资源量大于100亿桶的前18个含油气省,其待发现石油资源量占54.5%,其中14个分布在海域或北极。天然气待发现资源大于100亿桶油当量的前18个油气省,其待发现天然气资源量占56.7%,其中17个分布在海域或北极。

1.1.3 全球非常规油气资源雄厚,可作为常规油气资源的有序接替

非常规资源类型多、资源量大。非常规有几倍于常规待发现资源规模,是未来油气开发利用的重要领域。非常规石油资源类型包括致密油、重油、油砂和油页岩,待发现可采资源量4 226亿吨。其中,油页岩油1 978亿吨,重油1 248亿吨,油砂636亿吨,致密油364亿吨。

非常规天然气资源主要包括页岩气、致密气和煤层气,待发现可采资源量为192万亿立方米。其中,页岩气为153万亿立方米,致密气为7万亿立方米,煤层气为32万亿立方米。

非常规资源分布不均,高度集中于美国、俄罗斯、加拿大等国。致密油主要分布在美国和俄罗斯,可采资源量分别为70亿吨和77亿吨[4],分别占全球的19%和21%;油砂高度富集于加拿大,可采资源量达385亿吨,占全球的60%,其次是俄罗斯和法国,可采资源量分别为124亿吨和76亿吨,占比19%和12%;重油主要分布于委内瑞拉、美国、沙特、墨西哥、俄罗斯和法国,可采资源量分别为302、182、170、136、88和75亿吨,占比分别为24%、14.5%、13.6%、10.9%、7.0%和6.0%;页岩油主要分布于美国、俄罗斯和乌克兰,可采资源量分布为690亿吨、570亿吨和189亿吨,占比分别为34.9%、28.8%和9.6%,美国页岩油已经开始大规模开采。

页岩气主要分布于美国、中国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、伊朗、沙特、阿尔及利亚、阿根廷、巴西、哈萨克斯坦、波兰和印度13个国家;煤层气主要分布于俄罗斯、加拿大、美国和澳大利亚,可采资源量分别为13万、9万、8万和3万亿方,占比分别为40.6%、28.1%、25.0%和9.4%。全球前8大页岩油气盆地依次为墨西哥湾盆地、西西伯利亚盆地、内乌肯盆地、西加盆地、三叠/古达米斯盆地、卡鲁盆地、四川盆地和坎宁盆地,这8个盆地的页岩油气技术可采资源量占全球总量的51.1%。

1.2 全球剩余油气储量及分布状况

1.2.1 全球已发现剩余油气储量大,以常规油气为主,中东最富

据BP数据(截至2016年底),全球已发现剩余石油可采储量17 067亿桶,储采比50.6。其中加拿大油砂1 671亿桶,委内瑞拉重油1 989亿桶,美国页岩油400亿桶,三者占23.8%。

全球已发现剩余天然气186.6万亿立方米(约10 981亿桶油当量),储采比52.5。其中美国页岩气11万亿立方米,澳大利亚煤层气0.9万亿立方米,两者占6.3%。

从大区来看,已发现剩余油气储量主要分布在中东、南美和北美地区。中东石油储采比为69.9,南美储采比119.9(扣除委内瑞拉重油资源,南美储采比46.7),非洲44.3,北美、中亚-俄罗斯、亚太储采比较低,分别为32.3、24.9和16.5。中东和中亚俄罗斯地区天然气储量最为丰富,储采比较高,分别为124.5和56.7;非洲地区由于东非等多个地区天然气未动用,储采比较高,为68.4;亚太和北美地区储采比较低,分别为30.2和11.7。

1.2.2 俄罗斯、南美(除委内瑞拉)、非洲、北美等部分产油国储采比较低,储量基础堪忧

从国家分布上看,石油剩余储量排名前10的国家为委内瑞拉、沙特、加拿大、伊朗、伊拉克、俄罗斯、科威特、阿联酋、利比亚和美国,石油储量占全球的85%(见图2)。部分产油国储采比低,储量基础堪忧,如巴西、哥伦比亚、俄罗斯、安哥拉、埃及和墨西哥的储采比分别为13.3、5.9、26.6、17.5、13.7、8.9。

剩余天然气储量排名前10的国家为伊朗、俄罗斯、卡塔尔、土库曼斯坦、美国、沙特、阿联酋、委内瑞拉、中国、尼日利亚,天然气储量占全球的79%(见图2)。

2 近年全球勘探发现特征

近年全球油气勘探发现特点:新区新领域抢眼,富油气盆地挖潜,非常规潜力彰显。

从全球历年新增常规油气储量和野猫井数可以看出,2008年以来全球野猫井数量持续减少,在2010-2014年的高油价时期,野猫井的数量也徘徊在历史的低点,同2000年左右的低油价时期相当,说明全球常规油气可供勘探的地区在减少。

随着勘探工作的减少,全球新增常规油气储量也在逐年下降。尤其是2014年下半年油价大幅下降,石油公司大幅消减勘探投资。2016年全球共取得62个油气发现,下降到自1956年以来的最低水平。2016年发现的油气可采资源量约61.1亿桶油当量,其中石油资源量为31.9亿桶,天然气资源量29.2亿桶油当量。海域是2016年全球油气勘探发现的主要领域,全球海域发现了36个油气田,油气资源量约54.9亿桶油当量,陆上发现了26个油气田,油气资源量仅6.2亿桶油当量。

近5年来,勘探新增储量主要分布于海域新区、陆上富油气盆地挖潜和非常规领域。其中,海域新增储量766亿桶,占52%,主要位于深水被动陆缘盆地,包括东非、西非、南美东部、墨西哥湾等;陆上富油气盆地新增储量214亿桶,占15%,主要位于特提斯域的中阿拉伯、扎格罗斯、阿姆达林等盆地;非常规新增储量490亿桶,占33%,主要位于美国和加拿大。

图2 全球主要国家剩余油气储量及储采比分布

2.1 全球常规油气勘探热点主要位于海域

1990年以来,全球深水、超深水发现油气田1 107个,新增油气可采储量318亿吨当量,占勘探新发现总储量的28%。2010年以来全球海域油气新增储量远高于陆上,占比约78%。从近5年全球新发现大型油气田分布的盆地变化来看,受盆地勘探程度和勘探投资等多方面因素影响,巴西深水桑托斯和坎波斯盆地、西非深水尼日尔三角洲和下刚果盆地、东非深水鲁伍马和坦桑尼亚盆地的油气勘探大发现的光环逐渐褪去。塞内加尔和圭亚那两个盆地在2015年和2016年连续两年都获得重要油气发现(见图3)。这表明全球油气勘探热点正从南大西洋两岸中段被动陆缘盆地向南段和北段被动陆缘盆地转移。

图3 2012-2016年全球海域重要油气发现盆地分布

2.2 陆上油气发现主要位于中东、中亚和非洲

近5年全球陆上油气发现主要位于中东、中亚和非洲,主要国家包括伊拉克、土库曼斯坦、沙特、伊朗、肯尼亚、坦桑尼亚等国家。发现937个油气田,储量214亿桶油当量,占全球同期发现总量的22%。其中天然气储量125亿桶油当量,占58%;石油储量89亿桶,占42%。重要的盆地包括中阿拉伯、扎格罗斯、阿姆达林、东非裂谷和坦桑尼亚等盆地。

大发现引领了全球油气勘探热点,是储量贡献的主体。全球发现36个大油气田,探明储量454亿桶油当量,占全球发现总量的46%。其中石油储量174亿桶,占38%;天然气储量280亿桶油当量,占62%。

2.3 非常规领域成为全球储量增长的重要组成部分

全球非常规新增储量230亿吨油当量,其中北美186亿吨油当量,全球占比81%。随着页岩油气水平井钻探和压裂技术的成熟,2010年以来,美国的石油和天然气储量大幅提高。美国页岩油气成为全球的勘探热点。

2016年9月,Apache在Delaware盆地南部的Alpine High的Barnett和Woodford层获得巨大发现,同时预计在上部宾夕法尼亚系、Bone Spring层和Wolfcamp层也有致密油的潜力。据USGS在2016年评价,二叠盆地Wolfcamp油藏资源是北达科塔州著名的Bakken页岩的3倍以上。

3 全球油气勘探发现趋势

1980年以来,全球油气储量总体处于增长阶段,除了勘探发现,评价钻探和提高采收率也提供了大量可采储量。2010年以来,全球石油和天然气储量基本呈稳定态势,虽然此阶段美国页岩油气技术突破带来该国油气储量快速增长,但从全球范围来看,油气储量后劲不足,主要是勘探发现逐年减少,多个地区处于开发中后期,滚动增储难度大,2014年以来低油价下,经济可采储量萎缩。

总体判断,虽然全球待发现油气较丰富,但主要是深水、极地和非常规资源,可动用性差,在经济杠杆的调节下,全球油气储量将稳定在当前水平,储量大幅增长难度较大,同时由于低油价下全球勘探工作急剧减少,不排除储量下降的情况。

3.1 全球勘探新增石油储量预测

保守的预测,全球最终可发现的石油可采储量约3.97万亿桶,截至2016年12月已发现石油储量2.78万亿桶,待发现常规石油储量约0.78万亿桶,待发现页岩石油储量0.42万亿桶。通过Hubbert模型预测,全球石油储量发现处于第二个储量增长高峰期的上升阶段,深水和非常规资源仍然有较大的勘探潜力。预计将在2025-2030年前后达到第二个储量增长高峰,但其5年的峰值储量(1 620亿桶)将小于本世纪60年代第一储量增长高峰期5年的峰值储量(3 530亿桶)(见图4)。从统计结果及各大区石油储量发现趋势预测结果看,全球石油储量增长潜力较大的地区包括北美、中东—北非地区、中南美、中亚—俄罗斯、中南美和撒哈拉以南非洲。

图4 全球石油储量发现趋势预测

乐观的预测,全球石油总可采资源量为6.89万亿桶,随着庞大的各种非常规资源可以动用,全球石油储量将掀起新的石油发现高峰。通过Hubbert模型预测,2045-2050年将达到新的高峰,5年储量峰值为430亿桶,高于本世纪60年代的第一峰值,但这一理想化的储量发现趋势恐将很难实现,一是重油、油砂和油页岩商业动用难度大;二是随着环保要求的提高,清洁能源和可再生能源比重逐渐加大,在经济杠杆和社会发展的共同作用下,限制了石油储量的增加。石油储量和产量的变化趋势已经不仅是石油行业所能独自决定的,在资源基础、技术进步等行业层面之外,外部环境的影响也不可忽视,甚至决定了油气行业的走向,近几年油气行业的走向也成为业内最热门的话题。

3.2 全球勘探新增天然气储量预测

保守的预测,全球天然气最终可采储量4.45万亿桶油当量,已发现天然气储量1.76万亿桶油当量,常规待发现天然气储量0.95万亿桶油当量,页岩气1.26万亿桶油当量,煤层气0.29万亿桶油当量。通过Hubbert模型预测,全球天然气储量发现目前处于第二个储量增长高峰期的上升阶段,预计将在2030-2035年前后达到第二个储量增长高峰期,5年的峰值储量1 820亿桶油当量(见图5),主要为页岩气和深水天然气。

乐观的预测,全球天然气水合物的天然气储量为1.65万亿桶油当量,最终可采储量达6.1万亿桶油当量。据预测,2040年前后达到第二个储量增长高峰,5年峰值储量为3 940亿桶油当量(见图5),天然气水合物等新的天然气资源占主导。

图5 全球天然气储量发现趋势预测

3.3 “大西洋两岸、两陆、极地、非常规”将是重点增储领域

从目前来看,大西洋两岸、中东、中亚-俄罗斯地区是常规油气重要增储地区。近几年大西洋两岸的巴西海域、圭亚那海域、西非北部海域、墨西哥湾和东地中海是海域的勘探热点地区,勘探热点的变化趋势是由南大西洋两岸逐步向北部转移,加拿大东部海域、爱尔兰海域等地区可能成为新的勘探热点地区。

近5年陆上常规油气重大油气发现主要位于中东、中亚-俄罗斯地区,该地区多个含油气盆地仍具有获得大型油气发现的潜力,尤其是扎格罗斯盆地、东西伯利亚盆地等勘探程度相对较低的盆地,但中东地区政治形势仍然严峻,严重限制了该地区的勘探投资和油气发现。

北极地区增储潜力巨大,2017年在阿拉斯加北坡和俄罗斯叶尼塞—哈坦加盆地都获得大型油气发现,可采油气储量分别达到5亿桶和4亿桶。随着技术的进步、资金和政府的支持,俄罗斯北极和美国北极将成为油气储量增长的重要一极。

非常规主要在北美、南美、俄罗斯和中东地区。技术的突破带来了美国页岩油和页岩气储量和产量的快速增加,预测稠油将是非常规油气中重要的储量增长点,全球重油资源1 248亿吨,现稠油冷采技术已经取得了进展,但未获得具有划时代意义的突破,稠油冷采技术可能是下一个获得大突破的技术。

4 结论

全球油气资源丰富,但分布贫富不均,已发现油气主要集中于少数国家与盆地,待发现油气资源潜力大,常规待发现油气资源主要位于海域和北极,非常规资源丰富,可作为常规资源的有序接替。

全球剩余油气储量大,但部分产油国储采比低,储量基础堪忧。近几年勘探发现大幅减少,尤其是低成本油气发现的减少,储量增长难度加大。

全球常规油气勘探热点主要位于海域,全球勘探热点正从南大西洋两岸中段被动陆缘盆地向南段和北段被动陆缘盆地转移。陆上油气发现主要位于中东、中亚和非洲,新发现油气储量远小于海域。非常规领域成为全球储量增长的重要组成部分,美国页岩油气成为全球的勘探热点。

保守的预测,全球石油储量发现处于第二个储量增长高峰期的上升阶段,预计将在2025-2030年前后达到第二个储量增长高峰,5年的峰值发现储量为1 620亿桶。大西洋两岸、中东、中亚-俄罗斯地区是常规油气重要增储地区,俄罗斯北极和美国北极将成为油气储量增长的重要一极,页岩油气以外,稠油可能获得大的突破。

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