全球油气工业预测的生命周期为300年,目前已走过了150年。随着世界经济对能源需求的持续增长,全球常规油气向非常规油气快速转化成为必然。
这是一场新的科技革命:传统油气资源面临非常规油气资源的新挑战,非常规油气正转变为“新常规”,从而不断延长石油工业的生命周期。
统计显示,全球非常规油气资源规模达4500亿吨,与常规油气资源基本相当;全球非常规天然气资源规模达4000万亿立方米,是常规天然气资源的8倍。近年来,非常规油气产量快速上升,2011年美国页岩气产量达1700亿立方米、致密油产量达3000万吨。
目前,全球油气工业发展由陆地向超深水、由中浅层向超深层、由常规向非常规超致密油气延伸。海洋超深水的新区、陆地超深层的新层系、非常规超致密油气的新类型,是石油工业发展“三超”、“三新”资源。
非常规油气突破源于三大科技创新:纳米孔喉储层系统连续型油气聚集地质理论的创新、人造渗透率水平井多级压裂的核心技术创新和平台式“工厂化”经济开发模式的创新。
非常规资源需要利用更先进的技术去开采。钻井界应以安全、环保和更经济的方式,从科技、人才和可持续性三方面入手开发能源。非常规油气的勘探开发已经成为全球能源经济的重要议题。未来20年,世界石油领域需要在科技上加大投入,研发更多先进技术,攻克更具挑战性的油藏。
非常规油气突破具有重大的科学意义。以页岩气突破“三个传统”价值为例,第一是突破了传统资源禁区,增加了资源类型与资源量。常规勘探开发中将页岩作为生气层,而非储层,并没有把页岩气作为一种有效资源。第二是突破了传统成藏理论,挑战了常规储层下限和传统圈闭成藏理论,证实了页岩中发育纳米级孔喉系统,没有圈闭也能聚集天然气。第三是突破了传统开采技术,带动了全球常规与非常规技术的升级换代。
石油地质学创新和技术发展推动非常规油气不断突破,改变了全球传统能源格局。北美以“海相”为主的非常规模式,引领了世界非常规油气勘探开发进程;我国以“陆相”为主的非常规模式,将为陆上非常规油气勘探开发提供理论依据。
目前世界基本形成了以中东地区为主的东半球“常规油气版图”、以美洲地区为核心的西半球“非常规油气版图”。油砂、重油、致密气、煤层气等成为全球非常规油气发展的重点领域,其中页岩气成为全球非常规天然气中发展的热点方向,而致密油则成为全球非常规油气中发展的亮点类型。
根据勒克斯研究公司于2012年10月1日发布的报告,认为替代生产每桶石油的相关费用在13年内已高达350%,已从1998年的每桶6美元上升到2011年每桶27美元。
作为生产商,返回到2008年前的水平,其上游支出,不包括国家石油公司和欧佩克组织,预计在2013年将需花费近2700亿美元。来自世界上最大油田生产量的下降在风险状态下占世界石油生产量的12%,同时在石油价格范围内,大量的资金预算支出预计将达到2020年3000亿美元和2033年4000亿美元。然而,生产仍只能保持相对持平。
非常规石油将是生产商关注的一个关键的重点领域。美国日益上扬的致密石油部门已在推动能源独立之中,但越来越多的海上钻井投资正在向增加储量方向倾钭。美国地质调查局(USGS)的研究表明,重大的储量仍等待在世界各地深水被发现。2012年,非常规资本支出的62.5%将是在海上,而32%将是针对页岩区块,另有5.4%在油砂领域。
世界各地的政府决策者于2012年11月13-14日在华盛顿参加IHS论坛,研讨非常规石油和天然气开发。美国联邦、州和地方政府2012年在非常规石油和天然气活动中的营业收入估计超过620亿美元/年,到2035年可望上升至超过1240亿美元/年。报告称,预计政府的营业收入,从2012至2035年累计可能会超过2.5万亿美元。从事上游业务的非常规人员可望从2012年超过170万人增加到2035年接近350万人。
HIS于2012年12月20日发布非常规石油和天然气给美国带来生产经济效益的研究结果,该项研究估算,下48州非常规石油和天然气总生产在2012年内为联邦、州和地方税收收入带来630亿美元,到2020年将上升到近1130亿美元。2012年近2380亿美元贡献给美国国内生产总值(GDP),预计将增长到2020年超过4160亿美元,这项研究计测了就业人员、经济价值和政府的财政收入。非常规石油和天然气生产到2020年将可支持近300万人就业机会。按就业人数排名的前10位非生产性州为:纽约州,伊利诺伊州,密歇根州,佛罗里达州,新泽西州,明尼苏达州,北卡罗莱纳州,佐治亚州,密苏里州和威斯康星州。缺乏重大的非常规石油和天然气活动的下48州中的32个州,将通过销售商品和服务业贡献近50万个就业机会。虽然经济的贡献主要受到16个州生产活动的驱动,但经济活动的重要部分仍在非生产性州。非常规石油和天然气革命在全国范围内产生了极大的影响,包括在非生产性州。IHS表示,在对经济作出贡献的地区,最大的来自得克萨斯州和宾夕法尼亚州。纽约州和伊利诺伊州与非常规石油和天然气生产很少或根本没有关系,但这些州通过生产关键商品和服务直至供应链而对经济作出了大的贡献。研究称,16个生产性州贡献了近130万个就业岗位。前10个生产性州:得克萨斯州,北达科他州,加利福尼亚州,科罗拉多州,俄克拉何马州,宾夕法尼亚州,犹他州,路易斯安那州,俄亥俄州,阿肯色州贡献了近120万个就业岗位。展望未来,潜力是非常规石油和天然气革命对美国经济业将产生更广泛的影响。通过降低关键工业如天然气的投入成本,这种非常规的革命可望帮助美国制造业带来复兴,并为提高在全球经济中的竞争力奠定基础。BP公司于2013年2月6日发布2030能源展望,指出北美页岩气和致密油革命将重塑全球市场,并面对不断变化的经济预期和贸易流向的重新平衡。
BP美国公司全球能源市场和美国经济部总经理马克·芬利(MarkFinley)表示,到2030年,美国的自给率将达99%,其贸易和服务缺口的石油进口份额将接近于零。马克·芬利在战略与国际问题研究中心表态,北美将继续主导页岩气和致密油产量增长,在此期间,因为拥有这么多的资源基础,钻井承包商、服务和供应公司,以及其他支持性行业都已大力投入。马克·芬利表示,研究表明,北美将保持非常规资源开发的驱动力。美国的非常规石油和天然气生产现在已等于阿根廷总的石油和天然气产量(但钻有更多的井),预计北美仍将占主导2030年的生产,其他地区也将逐步开发自己的资源。BP的能源展望显示,在世界范围内,估计有2400亿桶技术上可采致密油资源和200万亿立方米页岩气。亚洲的资源总量估计有500亿桶致密油和57万亿立方米页岩气,相比北美为700亿桶致密油和47万亿立方米页岩气。马克·芬利表示,虽然技术和政策将继续影响全球能源结构,但价格仍将是最重要的因素。原油占总市场的份额已连续13年下降,并且2007-2011年平均的年实际油价是1997-2001年平均值的220%。BP预计,随着天然气和可再生能源的增长,到2030年原油将继续减小所占市场份额。在交通运输发展趋势方面,石油有一个虚拟的垄断,现占全球市场的94%。可以预计,到2030年其份额将达80%左右。由于存在竞争,石油正在减小其市场份额。BP预计,运输能源需求的年增长率将从1990-2010年的1.9%下降到至2030年的1.2%,主要由于加快了燃油经济性的提高。这将不只是政府的标准,而且还来自消费者的意愿。
全球非常规油气突破带来了以下几方面的重要启示:
一是非常规油气发展要分层次展开并进行工业化试验。我国非常规油气近期优先发展的是致密气、致密油,而煤层气、页岩气需要坚持基础研究和工业化试验建设。
二是需要技术突破与规模化应用。能源研究机构应重点关注全球三维地震、直井多级压裂、水平井分段压裂与微地震监测等核心技术的发展。
三是建立了经济的开发模式。采用平台式“工厂化”低成本开发模式,可实现工业化效益开采。四是非常规油气的重大突破,需要长期资金投入和基础研究持续创新。