北极地区是66°33N 以北的广大区域,包括北冰洋、边缘陆地海岸带及岛屿、北极苔原带,总面积约为2100×104平方公里,陆地(岛屿)约800×104平方公里,北极大陆架分布十分广泛,约占北冰洋面积的40%,行政上涉及俄罗、加拿大、美国、丹麦、挪威、冰岛、芬兰和瑞典8个国家。北极地区是世界上重要的含油气地区之一,北极圈内陆和周缘陆架上发育含油气盆地20多个。在过去的75年里,在66°33N 以北已经发现约450个油气田,常规石油储量占世界的2.5%,常规天然气占到了15.5%,随着未来能源格局、供给的不确定性和一系列常规区域开采所导致的环境问题,加上北极冰层不断消融增加了地质研究和石油勘探的可实施性,北极地区的油气资源将越来越成为人们关注的热点。
北极的油气资源分布在哪里?
人们在近百年前就已了解北极圈所蕴含的油气资源,但是直到近几年才开始对北极圈油气资源进行全面的开发和探测,北极圈内拥有一片巨大的蕴藏着丰富石油和天然气资源的沉积盆地和大陆架。据美国联邦地质调查局估计,北极蕴藏着世界上13%的未被发现的常规石油资源和约30%的常规天然气资源。北极圈总面积只占地球表面的6%,但是却拥有了全球未探明但可开采石油和天然气资源总量的20%。北极地区约三分之一的地方是大陆架,都很少进行过勘探。但是,北极大陆架恰恰是地球上那些仍未开发的资源的理想蕴藏区。另有三分之一的区域是深水区,深度超过500米,从未被勘探过。很多对北极的地质勘探都是在陆地上展开的。这项工作最终在阿拉斯加发现了普拉德霍湾油田、俄罗斯的塔佐夫斯克油田和数百个小油田,其中大部分都分布在阿拉斯加北坡。
美国联邦地质调查局估计,这些在北极圈以内未被发现的、技术上可采的常规石油、天然气和天然气凝液资源的蕴藏量可能为4120亿桶油当量。他们认为,其中的87%(3600亿桶油当量)主要分布在七个北极盆地:美亚盆地、北极阿拉斯加盆地、东巴伦支海盆地、东格陵兰盆地、西格陵兰东加拿大海盆、东格陵兰裂谷盆地、西西伯利亚盆地和叶尼塞盆地。北极地区的资源主要是天然气和天然气凝液,而且北极靠近亚洲的一侧拥有的资源比例最高。北极油气勘探可以追溯到20世纪30年代,第一口钻探井位于俄罗斯的拉普捷夫海的南岸。在过去的几十年内,北极已经发现近450个油气田,已发现石油量占全球的5%,常规天然气占全球15.5%。
北极地区为什么有油气?
北极地区的烃源岩具有横向上分布广泛,纵向上跨越时代长的特点。从寒武纪到古近纪均有发育,但是目前发现的含油气系统中的烃源岩大部分集中在泥盆系、三叠系、侏罗系,侏罗系的烃源岩最为广泛,主要为海相、湖相泥页岩,局部发育煤系地层。与烃源岩的特点相似,北极地区的储层也具有分布范围广、跨越时代长的特点。储层从古生界到新生界均有分布,但以中生界侏罗系和白垩系为主。储层类型主要为砂岩,局部存在生物礁灰岩等海相碳酸盐岩。此外有些地层既充当着烃源岩,也有储层的潜力。北极地区的盖层以中生界泥页岩、泥灰岩为主,局部地区以古生界和新生界地层为盖层。不同的盆地中由于不同的演化史,其构造、地层特征也不同,盆地中的油气藏圈闭特征也出现差异,但北极地区大部分含油气盆地以构造圈闭为主,尤其是构造圈闭中的背斜圈闭和断层圈闭,此外有地层圈闭,复合圈闭。一些烃源岩进入成熟后,生成的油气沿断层垂向运移到相邻的圈闭中聚集成藏;然而有些油气要经过长达几千米的横向或纵向运移才能聚集成藏。许多油气藏具有多样叠置、多元混合的特点,深度跨度从几百米到几千米不等。
北极地区以常规资源为主,天然气水合物聚集量也非常可观。在阿拉斯加北坡地区的普拉德霍湾油田发现了两个大型的天然气水合物储层,其中蕴含着大量的天然气资源。根据2008年USGS的评估,北极阿拉斯加未开发天然气水合物中天然气资源量达到85.4×1012立方英尺,该盆地中还发现了页岩油和页岩气。
北极地区的油气资源潜力
对于待发现油气来说,大于70%的石油集中在五个地区中:阿拉斯加北坡盆地、东格陵兰裂谷盆地、东巴伦支海盆地、西格陵兰-东加拿大地区;大于70%的待发现天然气集中三个地区中:西西伯利亚盆地、东巴伦支海盆地、北极阿拉斯加。北极海上地区是资源的聚集地,有大约84%的常规待发现油气。阿拉斯加的北坡和楚科齐海上,60%的待发现原油集中在海上,其他地区例如:马更些三角洲、北巴伦支盆地、格陵兰裂谷盆地等待发现原油大部分都位于海上地区。同样的,大约有2/3的待发现天然气位于海上地区。从地理分布来看,待发现原油资源主要集中在俄罗斯、美国、加拿大、格陵兰和挪威。待发现天然气主要分布在俄罗斯的环北极地区。
阿拉斯加北坡是美国环北极地区重要的含油气地区,同时也是世界上活跃的石油勘探领域。盆地位于阿拉斯加州北部布鲁克斯山脉,从美国-加拿大边境向西延伸到楚科齐海,跨度近1100公里,南北向从布鲁克斯山脉延伸到陆架边缘,跨度从100公里到600公里。
北极地区油气资源丰富,天然气资源蕴含量远大于石油,以常规资源为主,同时阿拉斯加北坡盆地的天然气水合物有巨大潜力。已发现油气资源主要集中在俄罗斯的南喀拉海-亚马尔盆地、季曼-伯朝拉盆地以及美国的阿拉斯加北坡盆地中;待发现油气资源主要集中在俄罗斯的南喀拉海-亚马尔盆地、美国阿拉斯加北坡盆地、丹麦的东格陵兰裂谷盆地、挪威和俄罗斯的东巴伦支海盆地,待发现天然气当量是石油的3倍。北极近海大陆架是世界上最大的勘探潜力区之一。
北极油气勘探的风险与挑战
全球气候变暖导致北极冰川、雪原以及永冻土融化,地震和测井等设备可以覆盖更多的地区,为人类在北极勘探、采油提供了便利。冰川的融化不仅开放了更多可供勘探的海底领域,还能解决能源运输问题,预测陆上油气资源的发展将导致白令海峡的海上运输通道增加,到了2020年,北极西北通道的石油运输量可能达到40×106桶每年。
北极地区油气勘探还存在制度性和生态性障碍。根据《联合国海洋法公约》规定,各国可以向联合国大陆架委员会申请往200海里专属经济区以外的区域扩张海底开发权,且申领时效只能在承认《海洋法公约》生效的十年内,否则就会面临永久失去扩张领土的权利。目前只有俄罗斯和挪威递交了申领申请但未获批准,而加拿大和丹麦则分别须在2013年和2014年以前递交。随着北冰洋冰面不断融化,会出现更多的水域服务于石油航运,必然会引发对相关新航道及其通行权的争议,由此产生的国际争端可能成为阻碍北极资源开发的障碍。北极油气资源开发造成的物种灭绝、全球变暖、漏油事故等,已经招来了全球环保组织和人士的担忧和反对。
对于我国而言,目前极地资源勘探开发技术实力仍比较薄弱,但我国应该高度重视对北极地区丰富油气资源的勘探与开发,清晰地认识到北极“无冰期”带来的商业和战略机遇。我国政府需要着手制定开发利用北极资源的战略和相应策略,要加大经费投入,加强国际合作,在开发和利用北冰洋的资源及构建北极新秩序方面发挥应尽的国际责任。
北极地区机遇与挑战并存,大多数盆地勘探开发仍然处于初级阶段,为了应对能源危机我国也应该积极参与北极油气资源方面的合作,拓宽石油公司的国际业务,为海外油气的勘探提供指导意义。