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21世紀我國石油地質學家面臨的機遇與挑戰

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  為什么頁巖氣革命發生在美國?在我國哪些油氣領域有類似革命性突破的前景?我國新一代石油地質學家的使命和夢想是什么?21世紀初,這幾個問題值得我國石油地質學家嚴肅思考。
 
  美國頁巖氣開發分為偶遇發現階段(1821~1976年)、開發探索與技術研發階段(1976~2005年)、油氣快速發展階段(2006年至今)。到2012年,美國頁巖氣產量已突破2300億立方米,極大緩解了常規油氣勘探壓力,彌補了經濟快速發展形成的油氣需求缺口。這場革命發生在美國,主要有五方面的原因。
 
  一是需求的推動。上世紀70年代初,能源危機和美國油氣產量高峰后的下滑,引發了對美國油氣能源供應安全的擔憂,美國政府決定開始非常規油氣資源的探索,以保障油氣供應。二是有豐富的頁巖氣資源作為基礎。2012年,據美國能源情報署(EIA)統計,美國本土48州頁巖氣技術可采資源量為750萬億立方英尺。三是技術的支持。水平井分段壓裂等核心技術的突破,為其發展鋪平了道路。四是體制的保障。圍繞頁巖氣革命,美國政府、跨國能源巨頭、中小企業公司、技術服務公司發揮各自作用,在資助基礎科研項目、制定稅收政策、促進頁巖氣產業規模化、技術商業化、資源資產化、技術服務專業化等方面均有完善的體制和機制。五是創新文化的作用。近五年我兩次參加美國石油地質家(AAPG)年會,從2009年報告的微地震到2013年提出的雷電與油氣關系研究,他們均體現出強烈的創新意識。
 
  在我國油氣地質研究中,哪些領域也具備類似美國頁巖氣一樣的革命性突破的巨大空間?我國石油地質學家面臨怎樣的機遇與挑戰?結合我國實際地質背景和油氣資源分布特征,可以概括為以下五個值得我國石油地質學家思考和深入研究的領域。
 
  一是疊合盆地領域。我國大地構造的基本特征為穩定地塊小,活動性強,海相、海陸過渡相、陸相疊合,形成了我國獨特的疊合盆地。油氣疊合盆地經歷了多期構造活動、發育多套烴源巖、多期成藏、多期油氣聚散過程等,成盆動力學機制、巖相古地理重建、埋藏史與生烴史耦合關系及油氣成藏聚散過程恢復、成藏體系分析、剝蝕量恢復等重要科學問題,亟待石油地質學家深入研究。
 
  二是海相碳酸鹽巖領域。我國陸上海相面積約為330萬平方公里。全國海相油氣資源為359億噸(油當量),其中原油135億噸,天然氣22.4萬億立方米,油探明率約17%,氣約10%,剩余資源量大。但由于我國海相碳酸鹽巖主要分布在疊合盆地,且形成時代早、埋藏深,開發海相碳酸鹽巖油氣仍面臨油氣源對比與示蹤、優質儲層發育機理、保存與蓋層動態評價、運移表征與描述、選區評價方法等諸多方面的問題。
 
  三是深層油氣領域。隨著中淺層油氣勘探越來越困難,深層油氣勘探已引起全世界石油地質學家的極大關注。2013年AAPG年會的主題就是“Go Deep”,足以顯示深層油氣領域的重要性。最近,邱中建院士在深層與非常規國際研討會上指出:“深層油氣將像頁巖氣一樣為人類做出重要貢獻。”根據有關資評結果,我國深層石油資源量為304億噸,天然氣26.88萬億立方米,探明儲量僅為17.93億噸和1.64萬億立方米,剩余資源量極為豐富。但是深層油氣因埋藏深,烴類相態、成藏動力學機制等石油地質科學問題仍需研究。
 
  四是頁巖氣與頁巖油領域。頁巖氣相關研究已經很多,在這里不再贅述。而我國富含有機質的湖相頁巖分布廣泛,地質時代相對年輕,總有機碳含量高、厚度大、埋藏淺、熱成熟度低,顯示出良好的頁巖油資源潛力。但頁巖油領域仍存在賦存機理與資源評價、頁巖油流動機理與優化設計、儲層形成機制與分布預測、鉆井工程與儲層改造等科學問題,需要石油地質學家重點攻關。總而言之,我們必須明確,美國頁巖氣革命理論與技術成功的經驗可以借鑒,但不能照搬,我國大規模頁巖油氣開發還需要數年理論、技術、地面設施、政策等方面的準備。
 
  五是有機無機復合生烴領域。油氣的有機論與無機論已經爭論了幾個世紀,有機論已經被石油地質學界廣泛接受并指導了油氣工業的重要發展,而無機論仍然存在極大爭議。概括起來,無機論主要包括地幔脫氣(幔源氣)和費托合成(蛇紋石化)。戴金星院士通過深入細致的地質、地球化學工作,證明了松遼盆地無機成因氣存在并具有相當的工業規模。關于深部流體及其攜帶的熱能量除了促進烴源巖熱生烴以外,對沉積盆地有機質生烴、成藏過程會產生怎樣的影響,國內外研究薄弱,而該領域又具有極強的前瞻性、探索性,石油地質學家應予關注。
 
  總之,勘探實踐和理論研究表明:疊合盆地、海相碳酸鹽巖、深層油氣、頁巖油氣,以及有機無機復合成烴是油氣資源研究的重要方向和領域,石油地質理論創新和工程技術的進步,必將帶來新的油氣大發現和產量的持續增長。
 
  我國石油地質學家的使命與夢想應是提高我國在全球獲取油氣資源的能力,提高油氣自給率,縮小能源供給與需求之間的差距。我們必須創新石油地質理論,創新相關工程技術,為中華民族的偉大復興,為人類經濟與文化的繁榮,做出應有的貢獻!