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油气资源不是少了而是多了
——《重新发现石油》选载之一

2018-08-20中国工程院院士胡文瑞

石油知识 2018年4期
关键词:资源量储量油气

■ 中国工程院院士 胡文瑞

曾经的“石油,是流动的黑金、工业的血液,是世界经济发展的基石、人类物质文明的中枢”。现在,似乎石油已经走到了自己的巅峰时期,开始缓慢地走向“下坡路”阶段。石油的消费曲线出现增长乏力现象,发达国家从它的顶峰开始往下行曲线慢慢地“滑落”。石油已经辉煌了近150年,这一切似乎即将成为过去。

本部分是本书的重头戏。为了更好地回答这些问题,下面将从六个方面的变化或者说用事实回答:为什么说要“重新发现石油”“重新认识石油”?为什么说“石油将缓慢地失去青睐度”?

一、油气资源不是少了而是多了

人们认识自然是一个从简单到复杂、逐渐深化的过程。首先认识了地表的东西,利用薪柴可以做饭;通过技术进步,逐渐认识到地下的东西,如煤炭、石油等。在深海、地下深层,由于技术的限制,我们现还没完全认识。人类认识了薪柴,发现了“火”,世人称之为能源一次革命;发现了“煤炭”,带来了能源的二次革命;发现了“石油和天然气”,使人类迅速进入现代社会,对于现代社会来说,没有石油,现代文明就无法运行。现在人们还在不断地“发现新的油气资源”。

5万亿吨

全球油气资源总量5万亿吨(5×1012t)。中国著名地质学家翟光明院士及其研究团队,承接的中国工程院《中国油气供给与管道发展战略》重大课题,20多位院士及100多位专家学者,历时约3年(2012年底—2015年中)得出结论,其结论主要是:全球油气资源总量约5万亿吨。

对油气资源的认识也是一个逐渐深化的过程,世界的油气资源是随着技术的进步及认识的深化逐步增加的。人们首先认识到常规油气资源、地表油气苗、构造圈闭、地层岩性圈闭,然后认识到连续型油气藏、非常规油气资源。

根据目前的认识和技术条件,全球常规石油资源为4878亿吨,非常规石油资源为6200亿吨;全球常规天然气资源471万亿立方米,非常规天然气资源为3922万亿立方米。且非常规油气资源大大多于常规油气资源。

图5-1全球历次油气可采资源评价结果

翟光明院士及其研究团队回顾了全球历次油气可采资源评价,其评价结果见图5-1。随着地质认识的深化和技术的进步,全球油气资源是逐步增加的,从20世纪的50年代到21世纪的2011年,全球石油资源由1.3万亿吨增加到2011的5万亿吨,石油资源平均每20年增长57%;全球天然气资源由20世纪50年代初的138万亿立方米,增加到2011年的474万亿立方米,天然气平均每20年增长51%。

根据目前的认识,全球常规油气资源(加上非常规油气资源)油当量为5万亿吨。随着深海、极地等地区的油气开发,非常规油气资源的快速进展,今后全球油气资源总量肯定还会有很大的增长,现在看来是必然的。全世界已产出石油87.7亿吨,剩余储量约2260亿吨,其中探明储量1401亿吨,潜在储量859亿吨,世界石油剩余储量尚够开采65年,世界石油探明储量还可开采40年。世界天然气的探明储量若以年消费量2万亿立方米计算,够用70年,潜在储量够用126年。如果加上非常规油气资源,在世界上使用的时间会更长。

全球油气资源除了大家都知道的中东外,美国的油气资源也非常丰富。美国沉积岩面积约803万平方千米,有阿巴拉契亚、墨西哥湾、加利福尼亚、阿拉斯加等10大油气区。截至2012年底,美国探明石油储量262亿桶,占世界总储量的23%;探明天然气储量177万亿立方米,占世界总储量的41%;其中80%以上储量集中在4个州;得克萨斯州(24%)、阿拉斯加州(22%)、路易斯安那州(20%)和加利福尼亚州(19%)。已发现的含油气层系十分广泛,古生界到新生界均有发现(深度500~6000米),其中石油储量主要分布于泥盆系和白垩系,两个层系已发现储量占总储量的98%;天然气储量主要分布于泥盆系、侏罗系、白垩系和石炭系,各层系已发现储量分别占总储量的47%、25%、13%和12%。

据《2013年BP世界能源统计年鉴》,2012年底,俄罗斯石油剩余可采储量约为119亿吨,约占世界石油剩余可采储量的5.2%,位居世界第七。俄罗斯每五年进行一次油气资源量评价,最近一次的资源评价于2012年完成。按照俄罗斯2013年7月公布的资料,截至2012年初,石油探明储量为287亿吨,其中A+B+C1级178亿吨,C2级109亿吨,这是俄罗斯官方历史上首次公布其探明石油储量。

俄罗斯拥有丰富的天然气资源,据1993年俄罗斯第8次油气资源评价结果,俄罗斯天然气原始远景资源量为236.15万亿立方米,其中,陆地占67.9%,海域占32.1%。俄罗斯的天然气探明可采储量为47.57万亿立方米,占世界总储量的27.5%,居世界第一位。按现有的开采水平,俄罗斯天然气证实储量可供开采79年。

中国国土资源部2016年6月13日的通报显示,2015年完成的新一轮全国油气资源潜力评价范围覆盖全国,包含对常规油气资源和非常规油气资源评价。评价结果表明,中国的石油地质资源量为1257亿吨、可采资源量为301亿吨,目前资源探明率刚超过30%;天然气地质资源量90.3万亿立方米、可采资源量50.1万亿立方米,探明率14%。与上一轮全国油气资源评价结果相比,石油地质资源量与可采资源量分别增加64%和42%,天然气地质资源量与可采资源量分别增加158%和127%。这主要是因为勘探工作量增加和地质认识深化及技术进步降低了资源门槛。

四川盆地天然气地质资源量为20.7万亿立方米、可采资源量11.2万亿立方米,比上一轮评价分别增长2.8倍和2.3倍,为西南地区能源结构调整和区域经济发展提供了保障。中国海域各盆地天然气地质资源量为20.8万亿立方米、可采资源量为12.2万亿立方米,与上一轮评价比分别增长55%和57%,为海洋强国战略提供了重要支撑。

评价还表明,中国非常规油气资源潜力可观。全国埋深4500米以浅页岩气地质资源量为122万亿立方米,可采资源量为22万亿立方米。累计探明地质储量为5441亿立方米,探明率仅为0.4%。埋深2000米以浅煤层气地质资源量为30万亿立方米,可采资源量为12.5万亿立方米,累计探明地质储量为6293亿立方米,探明率仅为2.1%。

随着高品质资源逐步开采消耗,中国剩余的常规油气资源品质整体降低,80%为低品质、高风险类型。随着勘探开发对象复杂化,资源隐蔽性增强,发现难度加大,施工难度增加,对技术装备水平的要求和勘探开发成本不断提高,生态文明建设也对油气勘探开发提出了更高要求。

最新一次全国油气资源潜力评价结果显示,中国的石油地质资源量达1257亿吨,天然气地质资源量为90.3万亿立方米。中国油气资源总量近2000亿吨油当量,油气比约为1∶0.6。

总体来看,全球油气资源十分丰富。随着人们认识的加深,油气勘探开发技术的进步,还可发现更多的石油,可供人类使用很长一段时间。

2∶8

翟光明院士及其研究团队认为,常规油气资源与非常规油气资源比例为2∶8(数据统计分析)。即常规油气资源占20%,非常规油气资源占80%。常规油气资源开发了30.8%,非常规油气资源仅仅开发了5%(仅中国和美国开发了部分非常规油气资源,包括页岩油气资源)。

常规与非常规油气地质理论,揭示了油气资源的形成与分布规律,有效指导油气勘探不断获得新发现。1934年,McColough提出的“圈闭学说”是常规圈闭油气成藏理论形成的重要标志,推动了常规油气勘探的发展。1995年,Schmoker等提出“连续型油气聚集”理论,树立了非常规油气地质理论的里程碑,为非常规油气勘探提供理论指导。

1956年,美国学者Hubbert预测美国油气产量,在1970年前后达到高峰,然后石油工业将进入衰竭阶段,而这一预测在当时看来没有问题,但80年代以后,很快被证明是错的,成为一种笑话和人们反议的话题。

随着计算机、新材料等应用于油气工业和勘探开发,使板块构造学、有机生油论等不断焕发新的生机,在沙漠、山前、海洋等地区不断发现大油气田;尤其是连续型油气聚集理论、高分辨率三维地震、水平井体积压裂等科技创新使页岩气、致密油等非常规油气的勘探开发获得突破。

近年来,全球油气资源量大幅增加,油气产量不断创新高,2013年世界石油产量41.5亿吨、天然气产量3.4万亿立方米。2016年全球原油年产量43.82亿吨,年消费44.18亿吨;全球天然气年产量3.55万亿立方米(不包括天然火炬和再循环),如果不包括气转燃料,但包括煤的衍生物以及气转液中消耗的天然气,全球天然气年产量为32.1亿吨油当量,全球年消费天然气32.04亿吨油当量。从上数据分析,全球油气产量还在增长,但这种增长大部分来自非常规油气资源。所以说非常规油气革命延长了石油工业的生命。

常规油气资源与非常规油气资源之比为2∶8。这是一个非常重要的结论,总体上符合客观实际。常规油气藏资源品质高,但总量较小;非常规油气资源包括重油、油砂、致密油、页岩油、油页岩油、致密气、煤层气、页岩气、天然气水合物等资源。

300年

翟光明院士及其研究团队认为,全世界油气资源可持续发展300年。现代石油工业从美国“德雷克井”(1858年)开始到现在,经历了近150年的辉煌时期,按现在的认识和发现的油气资源,还可以持续发展150年(可到2168年),并保持小幅增长。20世纪中后期,许多人认为的石油“枯竭论”“峰值伦”似乎都不成立。

据最新资料,世界常规石油可采资源量为4138亿吨,目前石油探明总储量为1567亿吨。以目前的开采速度计算,全球常规石油储量可供开采30至40年。非常规石油资源为6200亿吨。常规油气资源与非常规油气资源二者加在一起,再开采150年是有资源基础的。

从静态的观点分析,全球石油资源是丰富的,发展潜力很大。然而全球油气储量的分布却很不均匀,从石油储量分布情况来看,中东地区储量仍然稳居第一,远远高于其他地区。它们主要是:沙特阿拉伯(占全球20%)、伊朗(占全球10%)、伊拉克(占全球9%)、阿拉伯联合酋长国(占全球8%)、科威特(占全球8%),中东国家的石油储量就占全球石油储量的55%。

石油供求区域结构也不平衡,资源竞争日趋激烈,油气资源作为天然的自然禀赋资源,全球分布极不均匀,由于全球资源分布和消费格局的不一致,围绕石油资源的竞争还将会日趋激烈。目前,世界石油市场的结构失衡,主要体现在以下两个方面:一是世界石油供应过度集中,二是石油资源的供应、生产和消费三者间存在着严重的地区失衡。

中东是世界油藏最丰富的地区,作为世界石油市场的主要供应者,OPEC国家虽然今不如昔,但在世界石油供应中占举足轻重的地位。2005年,世界已探明的石油储量的2/3在OPEC国家,远高于1980年65%的水平,处于历史高位。而在经济全球化的形势下,世界石油市场供需地理上的失衡与不对称,更加凸显了世界石油供需格局的紧张局势,势必使世界主要石油消费国围绕着国际油气资源竞争加剧,从而使国际石油市场的变化越来越与国际政治经济的变化紧密联系在一起,其波动日趋频繁。

全球油气资源产量、供给与需求之间存在严重的区域失衡。从全球石油的供需对比来看,中东和亚太是失衡最严重的两个地区,但是两者失衡的方向截然相反,中东地区是严重的供过于求,而亚太地区是严重的依赖于供给。目前亚太地区剩余探明可采储量占比4.2%,石油产量仅占世界总量的10.4%,消费却占世界的26.45%。2005年亚太地区每天需要石油2344.6万桶,而亚太地区日均生产792.8万桶,只能满足消费量的1/3。2016年,亚太地区日均石油消费量为33577千桶,比之2005年大幅度增加。

依据2004年的数据,北美地区的石油消费量相当于其石油产量的1.74倍。这意味着,为了满足2461.9万桶的日需求量,当时北美地区国家不得不每天进口近1000万桶石油。但到了2016年,随着北美新的油气供给中心的诞生,美国年产石油543.0百万吨,加拿大年产石油218.2百万吨,墨西哥年产石油121.4百万吨,北美合计年产882.6百万吨,而石油日消费量美国为19631千桶,加拿大石油日消费量2343千桶,墨西哥石油日消费量1869千桶,北美合计石油日消费量23843千桶,约为1187.3百万吨/年。北美的石油自给率达到了74.3%,与2004年相比北美石油对外依赖度大幅缓解,所需的部分从南美进口一部分就可以保证北美石油消费供给。由于全球石油供给在北美出现的新变化,全球石油消费供给格局也随之出现重大变化。下一步围绕石油资源的竞争都可能将集中在中东、中亚、俄罗斯、中国南海等地区。

未来150年,石油可能仍然保持世界重要能源的地位,但能源需求结构将发生变化。尽管全世界可供开发的油气资源约有5万亿吨,2016年全世界每年消耗石油44.183亿吨,油气合计消耗76.22亿吨油当量,若维持这样的消耗,目前全球可供开发的煤、石油和天然气等资源可供应全世界使用1200年。但是现在全球化石燃料的消耗却以每年大于3%至4%的速度增长着,但是从发达国家看,需求在下降。

目前,石油储量前五强是委内瑞拉(408.7亿吨)、沙特阿拉伯(364.1亿吨)、加拿大(236.3亿吨)、伊朗(216.2亿吨)和伊拉克(197.5亿吨),这5个国家石油总储量1422亿吨,占全球总储量的62.7%。天然气储量前5强是俄罗斯(47.8万亿立方米)、伊朗(34.0万亿立方米)、卡塔尔(24.7万亿立方米)、美国(9.6万亿立方米)和沙特阿拉伯(8.3万亿立方米),这5个国家天然气储量合计为124.3万亿立方米,占全球总储量的63.1%。2014年全球石油储量略增0.5%,达到2268.4亿吨,天然气储量增长0.3%,达到197.1万亿立方米。全球油气资源仍主要集中在中东、美洲及俄罗斯地区。

《BP世界能源展望((2017)》报告预测,到2035年,世界能源需求变化将持续增长,届时石油仍然是世界主要消耗能源,目前,新能源和可再生能源在能源结构中所占比例还较小。未来20年,世界一次能源总需求量(化石能源)将以年均2%左右的速度增长,预计从1997至2020年世界一次能源总需求量将增长57%。到2030年,世界能源需求将比现在高60%以上,而石油需求将增长60%,每年达到400亿桶(54.57亿吨)。预测在全球对初级能源的最终消费中,各种能源所占比例变化不大,其中,石油仍然是最大的燃料来源,其所占的份额将从2002年的34.9%,可能略升至2030年的35.30%。天然气将成为增长最快的能源,年均增速将达2.7%,2030年天然气在一次能源消费结构中将提高到25%(图5-2)。

所以说“油气资源不是少了而是多了”。这个研究结论是著名地质学家翟光明院士带领20多位院士、100多位专家学者,历时3年(2012年底至2015年中)研究得出的,这是因为技术进步,认识进步,“重新发现石油和天然气”的概率大大增加了。

图5-2 全球一次能源消费历史及预测

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