非常规油气发展前景

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近年来，随着理论认识与勘探开发技术的不断进步，以美国非常规天然气、加拿大油砂、委内瑞拉重油为代表，全球非常规油气勘探开发取得了一系列重大进展，非常规油气产量快速增长，已成为全球油气生产的重要组成部分。据研究，全球非常规油气资源量是常规资源总量的4～6倍，发展前景很大。

我国作为石油、天然气生产与消费大国，尽管常规油气资源比较丰富，但仍难以满足国民经济持续快速发展的需要，油气供需缺口不断加大，安全供应形势日趋严峻。在此情形下，借鉴国外经验，大力发展我国非常规油气成为必然的战略选择。相信随着研究与勘探开发实践的快速推进，非常规油气将逐步成为我国油气生产的重要组成部分，为国民经济的发展提供重要保障。

一、非常规油气的作用

1.21世纪上半叶，传统化石能源仍是能源消费主体

随着世界人口增长、经济发展和人民生活水平的提高，21世纪上半叶全球一次能源消费需求量将保持持续稳定增长态势。据石油输出国组织(OPEC)2009年预测，2030年全球一次能源需求总量将比2007年增长42%，其中石油、天然气、煤炭等化石能源所占比重仍将大于80%。国际能源信息署(IEA)2009年预测，2030年全球一次能源需求总量将比2007年增长40%，能源消费总量将达到168×10⁸t油当量，其中化石能源所占比重将占到80%。总之，2030年以前，新能源和可再生能源虽将快速增长，但受技术发展水平和基础设施制约，在世界一次性能源消费需求结构中的比重很难超过20%，传统化石能源仍是一次能源消费构成的主体。

全球常规化石能源资源丰富，勘探尚处于中等成熟阶段，采出程度还很低，仍具备很大发展空间。截至2009年年底，全球4880×10⁸t(IEA，2008)常规石油和471×10¹²m³(IEA，2009)常规天然气可采资源中，仅分别采出30.8%和18.3%，仍有近70%的常规石油和超过80%的常规天然气资源有待发现与开发。按照目前的油气生产趋势综合预测，全球常规石油产量将在2030年前后达到高峰，常规天然气产量将在2040年前后达到高峰。

2.非常规油气资源潜力远超常规油气资源

Masters et al.(1979)提出了资源三角形的概念，认为自然界的油气资源通常呈对数分布。资源三角形的顶部是常规油气藏，资源品质高，但资源总量较小;中间包括重油、油砂、油页岩、煤层气、致密气和页岩气等非常规油气藏，资源总量远大于常规油气，但资源品位相对较差，对技术要求更高;位于三角形底端的是资源更为丰富、技术难度更大的天然气水合物等未来资源图11-1)。

据有关国际机构估算，全球非常规石油(包括重油、油砂油、沥青、致密油、页岩油和油页岩油)资源量约为4495×10⁸t，基本相当于常规石油资源量;非常规天然气(包括煤层气、致密气和页岩气)资源量约为3922×10¹²m³，相当于常规天然气资源的8.3倍;天然气水合物资源量约为(0.1～2.1)×10¹⁶m³(江怀友等，2008)，相当于常规天然气资源量的2.1～44.6倍。可见，非常规油气资源潜力远超常规油气资源，发展前景非常大。

图11-1 油气资源金字塔分布示意图

3.非常规油气的作用将越来越重要

21世纪，随着理论认识与勘探技术的不断进步，国际油气价格大幅攀升，全球非常规油气勘探开发取得了突破性进展，特别是美国的致密油气、页岩气、煤层气，加拿大的油砂，委内瑞拉的重油发展非常迅速，导致全球非常规油气产量大幅增长。据有关国际机构统计，2008年全球非常规石油产量达到6200×10⁴t，较2001年的3342×10⁴t增长了86%，占全球石油总产量的比例上升到2%;2008年全球非常规天然气产量达到5612×10⁸m³，较2001年的2123×10⁸m³增长了164%，占全球天然气总产量的比例高达18%，已成为天然气供应的重要组成部分。

非常规油气产量的大幅增长，不仅增加了世界油气供应，而且对世界能源供需格局和油气价格产生了重要影响。以美国天然气生产为例，美国天然气年产量于1970年首次突破6000×10⁸m³，1974年达到6400×10⁸m³的历史高峰，之后产量开始递减，1984年产量降至5000×10⁸m³以下。面对产量快速下降的形势，美国政府出台了一系列政策措施，鼓励加强非常规油气的技术研发与生产，先后于20世纪80年代实现致密砂岩气、90年代实现煤层气、21世纪初实现页岩气的大规模发展，使得美国天然气产量于2009年再次超过6000×10⁸m³，重新成为世界第一大天然气生产国，其中非常规天然气产量比例超过了50%，扭转了美国天然气进口量不断攀升的局面，使得天然气进口价格大幅下降。

二、非常规天然气发展前景

1.全球非常规天然气发展前景

全球非常规天然气主要包括致密气、煤层气、页岩气和天然气水合物等。据多家机构研究结果(USGS，2000;IEA，2009;EIA，2004;IFP，2006)，全球非常规天然气资源量近3922×10¹²m³，大约是全球常规天然气资源量的8.3倍，展现出很大的发展前景。

致密砂岩气是最早进行工业化开采的非常规天然气资源。目前，全球已发现或推测有70个盆地发育致密砂岩气，资源量约为209.6×10¹²m³(表11-1)，主要分布在北美、拉丁美洲和亚太地区。美国是致密砂岩气开发最早、最成熟的地区，已在23个盆地发现了900多个致密砂岩气田，探明可采储量5×10¹²m³，2009年致密砂岩气产量约为1890×10⁸m³，占美国天然气总产量的三分之一。

煤层气的开发利用已从最初的煤矿瓦斯抽排发展成为独立的煤层气产业。世界74个主要含煤国家中，已有35个开展了煤层气的研发。全球煤层气资源量约为256.1×10¹²m³(表11-1)，主要分布在前苏联、北美和亚太地区的煤炭资源大国。目前，全球煤层气主要生产国是美国、加拿大和澳大利亚，2009年产量为740×10⁸m³，其中美国煤层气产量为576×10⁸m³。

页岩气是近期全球关注的热点，全球页岩气资源量约为456.2×10¹²m³(表11-1)。目前，北美是全球唯一实现页岩气工业化开发的地区，其中美国已在20多个盆地进行了页岩气勘探开发，2009年产量达930×10⁸m³，占美国天然气总产量的15%。

表11-1 全球致密气、煤层气、页岩气资源分布情况 单位:10¹²m³

(资料来源:Oil ＆ Gas Journal on Line，2007)

天然气水合物目前还处于资源调查和技术攻关阶段，尚未实现工业化开发。世界各地已有120多处发现了天然气水合物，主要分布于大陆边缘陆坡区海底和永久冻土带。目前，天然气水合物资源量估算差异很大，普遍认可的是3000×10¹²m³。

2.中国非常规天然气资源发展前景

我国非常规天然气在过去很长一段时间发展较慢，一方面是受勘探开发关键技术的制约，另一方面是成本高、产量低，技术尚未取得重大突破。近年来，国家和各大石油公司高度重视致密砂岩气、煤层气、页岩气、天然气水合物等非常规天然气的研究和勘探开发工作，我国非常规天然气已进入新的发展阶段。

早在20世纪60年代，在我国四川盆地川西地区就已有致密砂岩气发现，但因技术不成熟，长期没有大发展。近年来，随着大型压裂改造技术的进步和规模化应用，致密砂岩气勘探开发才取得重大进展，发现了以鄂尔多斯盆地苏里格、四川须家河组为代表的致密砂岩大气区，在松辽、吐哈、塔里木、渤海湾等盆地发现了一批高产的致密砂岩气井，表明我国致密砂岩气分布广泛，资源相当丰富。据最新估算，我国致密砂岩气可采资源量约(9～12)×10¹²m³。按最新颁布的《致密砂岩气地质评价方法》行业标准，以覆压基质渗透率＜0.1×10^-3μm²(相当于空气渗透率＜1×10^-3μm²)统计，2009年我国致密砂岩气储量、产量均占到全国的三分之一左右。预计未来我国每年新增探明天然气储量中，致密砂岩气储量将占40%以上。到2020年，全国致密气年产量可达到(400～500)×10⁸m³。

煤层气在我国经过近20年的发展，初步形成了适合不同类型煤层气的勘探开发配套技术，在山西沁水、辽宁铁法等地成功实现了工业化开采，在鄂尔多斯盆地东缘、吐哈、准噶尔等盆地正在进行开发先导试验。据2008年完成的973煤层气项目总结报告，我国埋深2000m以浅的煤层气可采资源量为13.9×10¹²m³。截至2009年年底，我国已探明煤层气田10个，探明可采储量843.26×10⁸m³，建成25×10⁸m³煤层气生产能力。预计2020年前，全国每年可新增煤层气探明可采储量(400～500)×10⁸m³，到2020年，我国煤层气产量有望超过200×10⁸m³。

页岩气在我国的研究与勘探开发刚刚起步，资源潜力和有利目标区尚有待落实。近年来，页岩气已得到国家和企业的高度重视，正在开展全国资源战略调查和勘探开发技术攻关。中国石油于2009年在四川、云南等地启动了两个页岩气产业示范项目，并于2010年在四川盆地钻探了2口页岩气井，首次获得了页岩气产量，证实我国具有发展页岩气的资源条件。初步估算，我国页岩气技术可采资源量约为(15～25)×10¹²m³，预计未来3～5年，我国页岩气开发有望实现工业化突破。但中国页岩气埋藏较深、水资源与环境压力大等一系列特殊性，大规模经济有效开发难度较大。

天然气水合物在我国尚处于前期研究和资源调查阶段。1999年，国土资源部启动了天然气水合物勘查，在南海发现了天然气水合物存在的地球物理证据，并取得实际样品，初步评价了南海海域11个天然气水合物远景区，分布面积约12.6×10⁴km²。2009年，国土资源部在我国青海省祁连山南缘永久冻土带成功钻获天然气水合物实物样品，第一次在中低纬度冻土区发现了天然气水合物。初步研究认为，我国天然气水合物远景资源量约84×10¹²m³。

此外，我国在火山岩、变质岩、碳酸盐岩缝洞等非常规储层中也发现了一批天然气田，形成了一定生产能力，展现出这些非常规天然气未来也具有较好的发展前景。

三、非常规石油发展前景

1.全球非常规石油发展前景

全球非常规石油主要包括重油、油砂油、油页岩油等资源。虽然目前全球剩余常规石油资源还比较丰富，常规石油产量能够基本满足石油需求，但随着国际原油价格的不断走高，非常规石油资源的勘探开发价值凸显，引起人们的广泛关注。据美国联邦地质调查局(USGS)和美国能源部的有关研究结果，全球重油、天然沥青和油页岩油可采资源量约为4495×10⁸t，与全球4880×10⁸t常规石油资源量基本相当。

全球重油和天然沥青可采资源量大约为5568.082×10⁸t(表11-2)，主要分布于南美和北美地区，分别占全球重油资源量的50.72%和40.92%。委内瑞拉奥利诺科(Orinoco)重油带是全球最大的重油聚集区，重油分布面积达18220km²，位于委内瑞拉陆上面积最大的沉积盆地———东委内瑞拉盆地的南部，是世界著名的重油生产区。

加拿大的阿尔伯达盆地是全球油砂最富集的地区。据BP石油公司统计，截至2009年年底，加拿大油砂油剩余探明可采储量达233×10⁸t，占其剩余石油探明总储量的81.8%。目前，加拿大是世界上唯一进行大规模、商业化生产油砂油的国家，日产量超过100×10⁴bbl(约合年产量0.6×10⁸t)，相当于北海油田的日产量。若油砂能完全开发生产，加拿大将成为仅次于沙特阿拉伯的全球第二大石油生产国。

表11-2 全球重油+天然沥青资源分布情况

(资料来源:USGS，2007)

全球油页岩的开发利用历史十分悠久，早在19世纪后期就已开始油页岩油的生产，20世纪70～90年代还曾有过大规模开发利用，1980年高峰产量曾超过4500×10⁴t。目前，油页岩油生产国主要有爱沙尼亚、巴西、中国、澳大利亚等，但产量已降至2000×10⁴t以下。全球已发现600余处油页岩矿，油页岩油可采资源约为2.6×10¹²bbl(约合3562×10⁸t);其中，美国油页岩油约为2×10¹²bbl(约合2740×10⁸t)，占世界油页岩油资源的77%(李术元等，2009)，但美国始终未进行油页岩油的工业生产。进入21世纪，随着国际油价的不断攀升和石油供需平衡状况日趋脆弱，美国国会于2005年通过了发展非常规能源的法案，鼓励企业进行油页岩干馏炼油的研究与开发。根据美国能源部于2007年9月公布的研究报告，2020年美国油页岩油产量将达到0.5×10⁸t，2030年将达到1.2×10⁸t。

2009年，剑桥能源预计，未来非常规石油产量将不断上升，2040年以前，在常规石油产量增长幅度不大的情况下，非常规石油产量的上升将保证世界石油产量再创新高，达到近1.2×10⁸bbl/d(约合年产量66×10⁸t)(图11-2)。2040年以后，随着常规石油产量逐步走低，非常规石油在石油产量构成中所占比重将不断攀升，将为保证全球石油供应发挥更为重要的作用。

图11-2 非常规石油未来发展趋势

2.中国非常规石油资源发展前景

早在常规石油资源大规模开发之前，我国非常规石油资源开发利用就已取得重要进展，为新中国成立初期的经济发展作出了重要贡献。与常规石油相比，我国非常规石油资源比较丰富，具有一定的发展前景。非常规石油将对保持我国石油产量的长期稳产发挥重要作用。

重油资源在我国一直进行勘探开发。据评价，我国重油地质资源量198×10⁸t，技术可采资源量约19.1×10⁸t，其中渤海湾盆地重油资源量可达40×10⁸t，准噶尔盆地西北缘重油资源量达10×10⁸t。经过近60年的勘探，已在15个盆地发现了近百个重油油藏，探明重油地质储量67.4×10⁸t、可采储量11×10⁸t，2009年我国重油年产量超过了1000×10⁴t，已成为我国石油产量的重要组成。目前，我国还有大量已发现的重油资源尚未开发动用，相信随着重油开采技术的不断进步，我国重油产量还会进一步上升。

油页岩在我国分布范围广泛，资源比较丰富。据全国新一轮资源评价，全国47个盆地共有油页岩油地质资源量476×10⁸t，技术可采资源量约120×10⁸t，其中94%的资源分布在松辽、鄂尔多斯、伦坡拉、准噶尔、羌塘、茂名、柴达木等7个盆地中。但我国油页岩资源品位总体偏差，含油率大于5%的油页岩，油页岩油可采资源量为81×10⁸t左右，占全国油页岩油资源总量的68%;而含油率大于10%的油页岩，油页岩油可采资源量为35×10⁸t左右，仅占全国油页岩油资源总量的29%。

油砂矿在我国分布也很广，但资源潜力有限。通过对24个盆地中100余个油砂矿带的资源调查与评价发现，我国油砂油地质资源量约为60×10⁸t，可采资源量(22～23)×10⁸t，其中88%的资源分布在准噶尔、塔里木、羌塘、柴达木、松辽、四川、鄂尔多斯等7个盆地中。我国油砂矿的品位总体更差，含油率大于6%的油砂，油砂油可采资源量约11×10⁸t，占全国油砂油资源总量的48%;而含油率大于10%的油砂，油砂油可采资源量只有0.4×10⁸t，仅占全国油砂油资源总量的2%。从资源条件与已开展的开采试验情况看，我国油砂油有一定的发展潜力。

此外，我国在致密砂岩、页岩、火山岩、变质岩、碳酸盐岩缝洞等非常规储层中也发现有大量石油存在，探明了一批油田，形成了一定生产规模，展现出这些非常规油藏未来具有相当大的发展前景。