油气勘探未来关注啥?

  ——行业专家探讨石油勘探发展趋势、勘探开发技术变革、非常规资源勘探风险
  [中国石化新闻网2018-01-01]
  编者按：12月21日，咨询公司RystadEnergy宣布，预计2017年全球常规油气新增发现量仅有70亿桶当量（约合9.5亿吨），创了自20世纪40年代以来的最低水平，2017年全球常规油气的储量替代率也已经由2006年的100%降至11%。新发现油气田的平均储量也在减小，2017年新发现海上油气田的平均储量为1亿桶油当量，而在2012年这一数字为1.5亿桶油当量。
  与此同时，非常规与海域油气发现却频频刷新纪录。今年，英国飓风能源在苏格兰海岸北部设得兰群岛附近发现储量高达10亿桶的大型油田，是本世纪以来英国海域发现的最大石油储备；澳大利亚的OriginEnergy宣布在该国北部发现了超级页岩气田，其地质储量达到496万亿立方英尺，约合820亿桶油当量（110亿吨）。中国石化石油勘探开发研究院统计，2012～2016年间，海域与非常规新增储量分别占全部石油新增储量的52%和33%。海域与非常规已悄然成为近年石油增储的主要领域、学者聚焦的关键地区。
  正如有关石油“富”还是“荒”的争辩已进行了半个世纪之久一样，有关石油勘探开发的发展趋势、勘探开发技术变革、非常规资源勘探风险等问题已经被学者反复讨论。2017年是美国石油地质学家协会建立100周年，有关油气勘探未来“关注啥”的议题，学者在会上进行广泛探讨。本文整理回顾了日前在美国石油地质学家协会和勘探地球物理学家协会的年会上业界关注的六大关键问题，以飨读者。
  日前，美国石油地质学家协会、勘探地球物理学家协会（AAPG/SEG）国际会议暨展览会在英国伦敦国际会展中心召开。这次大会正值美国石油地质学家协会建立百年之际，得到了沙特阿美石油、壳牌、哥伦比亚国家石油、雪佛龙、BP、埃尼、挪威国家石油等公司的赞助。来自世界各地的两千余名石油地质界的专家、学者参加了大会，并分享了510余篇精彩的宣讲论文和230余块内容丰富的展板。
  中国石化派出了石油勘探开发研究院副院长孙冬胜等6人代表团参加会议，重点关注其中6个主题，收获颇丰。
  关键问题一
  技术革命：勘探技术迎来“第四次工业革命”
  这次会议恰逢美国石油地质学家协会建立百年，开幕式大会特别邀请了埃克森美孚、马来西亚国家石油、沙特阿美石油、埃尼和巴西国家石油的高管作回顾过往、展望未来的演讲。
  油企高管认为，回顾百年石油发展史，地质勘探与地球物理技术的不断进步造就了石油行业的百年繁荣。近年来，随着非常规能源的异军突起，原油产量的变化趋势线已突破哈伯特曲线（预测油田产量的钟形曲线），未来石油产量将继续看涨。
  此外，来自发展中国家及发达国家的能源需求持续强劲，尤其是非洲、中国及东南亚地区将成为新的能源需求增长点。从勘探方向来看，未来的勘探领域将继续走向深水，不断追求更低价格的盈亏平衡。
  技术层面，各公司一致认为石油勘探技术将迎来“第四次工业革命”，涵盖计算机模拟、高性能计算、高端材料、大数据分析、人工智能、机器人等各个领域，但“人类因子”在该过程中的决策作用依然不可或缺。行业发展面临的主要挑战包括资产的复杂化、广受关注的环境问题及投资风险等。
  关键问题二
  认知转变：地球物理与地质的综合应用
  AAPG/SEG展会针对地球物理与地质的综合应用，来自世界各地的学者报告了36篇精彩论文，并展出了28块展板，内容包括地震采集与处理进展、基于地震的油藏描述、非常规储层地震分析和非地震地球物理技术。
  关于地震数据，最显著的进展是油气勘探家对“宽带”地震数据认知的转变：越来越多的勘探实践表明，对于地震反演、解释的成功来说，宽带数据中的低频信息（而不是高频信息）更为重要，这种宽带数据被称为“低频宽带数据”。
  针对海洋地震采集，有学者提出了提高海洋地震资料信噪比的新方法：相移去噪法及同时源信号分离法。陆地地震采集技术正逐渐转向高密度、全方位及更加强调低频成分的宽带采集。在处理方法及研究思路方面，新处理方法克希霍夫最小二乘偏移（MigrationDeconvolution偏移反褶积）的应用能够有效解决复杂构造区的成像问题，而将层析成像与全波形反演技术相结合的新处理研究思路，极大提高了获取速度体的分辨率及精确度。
  学者分享了较多基于地震数据的油藏描述实例。研究实践表明，新地球物理技术（如层析成像、全波形反演、偏移反褶积、频谱分解、弹性阻抗反演、烃类检测）的应用可以有效提高储层、油气藏的预测精度。成功案例为今后的研究工作提供了宝贵经验。
  针对非常规储层的新处理技术（Hankel矩阵去噪）、解释技术方法（基于支持向量机的脆性指数预测，基于微震观测的横波分裂应用，VTI模型中的各向异性预测等），正逐渐发展为一个技术体系，将更有利于准确寻找非常规储层、油气藏有利区。
  对于地震与非地震地球物理研究领域，学者普遍认为地震数据覆盖范围小、精度高，而非地震数据覆盖范围大、精度不足，将两者相结合，可以提供范围更广、精确度更高的油藏地质信息。
  关键问题三
  系统分析：提升储层预测质量
  关于储层的研究进展，大会共安排了57篇论文及38块展板，内容涉及碳酸盐岩储层、碎屑岩储层及储层表征技术方法。
  碳酸盐岩储层的溶蚀作用仍然受到学者的广泛关注。大会报告指出，溶蚀作用对孔渗特征的改变取决于埋深、岩性、孔隙结构及溶蚀发生时期；热液过程会改善储层孔渗性，少数情况下也会破坏盖层；顺层岩溶的范围可能比目前业界认为的范围要小得多，表生岩溶带厚度变化大，垂直渗流带通常不连续。
  碳酸盐岩的白云石化作用是地质学家的另一关注点，研究认为白云石化受断裂、地层、盖层、沉积相、裂缝等多种因素的共同控制，且高温、低温环境下均可合成白云石，但其控制因素不一致。
  微生物岩储层表征与建模是近年来碳酸盐岩储层研究中的新热点，大会报告提出了一种半干旱气候下针对非海相碳酸盐岩的沉积-地层正演模型，用于预测微生物丘分布、约束相模型及古地貌。
  在碎屑岩储层研究中，大会报告认为多学科综合的“源-汇”系统分析可以对储层特征进行有效约束，从而提高碎屑岩储层预测的质量。
  此外，关于浊积岩的研究受到更多关注，这主要是由于BP近年来在尼罗河三角洲勘探的5个气田全为浊积岩气田，证实了浊积岩研究的巨大潜力。
  关键问题四
  精细研究：圈闭及构造地质认识加深
  圈闭及构造地质进展专题会议，共有36篇宣讲论文及18块展板，内容包括断裂系统及圈闭、褶皱以及逆冲褶皱带和盐构造研究进展。
  大会报告指出，断裂系统活动可能形成“油泵”效应帮助油气运移，断层的精确识别有利于构造演化的精细研究。
  与会专家分享的实例表明，二维地震数据、遥感数据及野外观测数据的综合应用会显著提高对褶皱几何结构及演化的认识；地质认识的加深、新的地震及测井技术应用、钻井技术的改进，促成了复杂褶皱带中的新勘探发现。在基础理论方面，与盐相关的含油气系统研究依旧保持着旺盛生命力，盐构造变形机理研究有待进一步深化。
  关键问题五
  大数据应用：有助降低非常规勘探风险
  关于非常规资源的勘探开发，大会共安排了44篇宣讲论文及28块展板，内容涉及致密气、地热、页岩油气等种类。
  关于致密气的研究，大会报告指出，多学科综合的方法可以有效降低致密气储层评价的不确定性；高成熟度且同位素异常虽然能够预示高的含气富集，但未必能预示气井的高产。
  针对地热资源评价与开发，大会报告介绍了二氧化碳换热系统（即CPG地热开发系统）的原理、环保优势及未来应用前景。关于地热开发的问题，大会报告详细介绍了欧洲西部上莱茵地堑的地热资源评价、利用及面临的机遇与挑战。此外，在瑞士与法国边境的大日内瓦盆地，针对构造的基础地质研究加深了对该地区地热储层的认识。
  页岩裂缝一直是非常规资源勘探中的难点问题，大会报告提出要重视露头观察及地球物理技术对天然裂缝的识别，这对于页岩储层的精细开发具有关键意义；最新的模拟实验表明，裂缝导流能力是主应力（剪切应力）和平行层理渗透率（该值与有效应力有关）的函数；最新的页岩孔隙演化特征研究表明，富有机质页岩的孔隙度演化过程非常复杂，且与热成熟度和岩性有关。此外，大会报告中提出了一种可以模拟页岩压裂物理模拟的实验设备，可用于指导压裂效果优化及钻井施工改进。
  在非常规案例分析及非常规资源评价方面，大会报告指出，基于多学科的大数据分析，将有效降低非常规资源的勘探风险；大会报告中基于巴奈特页岩提出的简化页岩沉积相模型，可为后续研究提供借鉴，而基于先进实验手段的地化研究，已成为确定非常规勘探有利区的主要依据。
  关键问题六
  热点转移：勘探热点聚焦北极与深水
  新的勘探挑战与勘探热点是大会报告的重点内容，其中关于成熟盆地勘探开发的报告有28篇、展板18块，关于新兴勘探盆地研究进展的报告有36篇、展板15块，北极油气勘探与深水油气勘探均被作为重中之重，单独设立了专题会议，分别展出了28篇报告、19块展板及32篇报告、30块展板。
  成熟盆地研究日益精细。在亚洲和非洲地区，碎屑岩仍是成熟盆地的研究重心，内容涵盖了基础的层序、沉积地质研究、油藏开发等多个方面；碳酸盐岩成为新的研究热点，大会报告中的内容倾向于采用多学科分析的方法，研究碳酸盐岩储层的形态特征、分布规律及形成控制因素等。
  中东地区的石油勘探家开始更多关注与地层和成岩变化相关的隐蔽圈闭；在澳大利亚成熟盆地中，构造史及构造单元划分研究日益精细，研究人员致力于细致刻画构造作用对油气产量的影响。
  欧洲及北海是长期关注的重点区域，当前的研究主要针对如何改善传统技术方法并通过多学科（如地球化学、多种地球物理技术）的融合提升油气勘探成效。在美洲及非洲地区，研究方向主要针对盐构造分析、地震资料处理解释新见解及生物地层学研究等。
  新兴盆地潜力焦点频现。在今年的大会报告中，新发现有潜力的勘探盆地主要包括索马里海域、法罗群岛盆地、非洲南部和阿根廷海域、西非和巴西的共轭盐盆地、新西兰近海东部，以及非洲前寒武纪等。
  学者分享了油气发现的经历，如在索马里近印度洋边缘，基于二维地震和重磁数据的研究表明，其地层特征与东非边缘的许多勘探成功案例相似，进而促成了新的油气发现。
  在勘探井位部署方面，埃克森美孚分享了1994～2015年间部署的野猫井情况，统计分析认为钻前预测的高风险系数往往对应着大的油气发现，勘探成熟度会极大影响试油试气的成功率，圈闭及盖层失效导致的干孔钻井占所有失利井的一半。但是，烃源岩、成熟度及油气运移仍是油气勘探的最重要风险。
  此外，岩浆岩研究成为新的关注点。大会报告中强调了火山喷发、岩浆侵入等对油气成藏、油气保存的影响。研究对象包括我国火山岩勘探区及阿根廷巴塔哥尼亚盆地下侏罗统火山岩。
  北极油气持续受到关注。北极地区是指地球北极圈以北的区域，包括北冰洋及其环绕的岛屿和欧亚、北美大陆，总面积约2100×104平方千米，其中陆地面积约800×104平方千米。北冰洋是由大陆、岛屿包围形成的半封闭海洋，平均深度约1225米，面积约1470×104平方千米，占世界海洋总面积的4.1%，由深水海盆、海岭及周围较浅的8个附属海（格陵兰海、挪威海、巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海和波弗特海）组成。北极地区的资源极为丰富，近年来，北极的勘探持续受到关注。
  在巴伦支海地区，石油勘探家通过对重、磁及地震等地球物理数据的综合分析认为，巴伦支海南部石油和天然气资源丰富，北部勘探潜力较为有限。2015年10月以来，北极阿拉斯加地区有三个大的石油发现，可采石油储量为3亿～30亿桶，其储层主要为中下白垩统的Toro和Nanushuk组。其中，Toro组为海底扇沉积，Nanushuk组为三角洲沉积。这三个发现均位于BarrowArch附近，勘探潜力巨大。
  深水油气迎接技术创新。深水油气勘探是这次会议的重要主题之一，特别讨论会中的几个主要油气发现均处于深水领域，研究目标主要集中在深水重力流沉积物上。
  在区域上，西北非的深水领域及莫桑比克海峡成为深水勘探研究的新热点；在勘探实践中，新思维对成熟深水盆地的勘探突破意义重大，多种新技术在深水领域的应用有力推动了油气勘探进展。