姜向強,田納新,殷進垠,陶崇智,王大鵬
(中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083)
據(jù)BP、IHS、USGS、EIA等機構(gòu)數(shù)據(jù)[1-3]和自有評價結(jié)果統(tǒng)計,全球石油總可采資源量為6.89萬億桶,其中已發(fā)現(xiàn)石油儲量2.78萬億桶,占40.3%;待發(fā)現(xiàn)常規(guī)石油資源量0.77萬億桶,占11.2%;非常規(guī)待發(fā)現(xiàn)可采資源量3.34萬億桶,占48.5%。非常規(guī)資源豐富,但油砂、油頁巖等資源開發(fā)成本高,開采難度大。
天然氣總可采資源量為4.45萬億桶油當量,已發(fā)現(xiàn)天然氣儲量占44%,待發(fā)現(xiàn)常規(guī)天然氣資源量占21.3%,非常規(guī)待發(fā)現(xiàn)資源量占34.7%。
1.1.1 全球常規(guī)油氣勘探總體處于中等水平,已發(fā)現(xiàn)油氣集中于少數(shù)地區(qū)與盆地
全球已發(fā)現(xiàn)油氣2P可采儲量約47 348億桶,除陸上傳統(tǒng)勘探區(qū)外,大部分地區(qū)勘探程度仍然較低,且極不均衡。海域探井密度大多小于2口井/萬平方千米,主體基本處于風險勘探階段。
世界已發(fā)現(xiàn)油氣主要集中在中東、中亞—俄羅斯和北美3個大區(qū),分別占全球油氣2P總可采儲量的31%、20%和16%。目前在全球148個國家和地區(qū)有油氣發(fā)現(xiàn),但油氣在各個國家的分布非常不均一,主要集中在少數(shù)幾個國家,排名前5個國家和地區(qū)的儲量占全球的50%,排名前10個國家和地區(qū)的儲量占全球的70%。全球已探明油氣資源主要分布在大型富油氣盆地,全球前20含油氣盆地的油氣儲量約占全球油氣總儲量的75%。
根據(jù)儲層巖性,可劃分為碎屑巖、碳酸鹽巖、火成巖、變質(zhì)巖和煤5種類型。前兩者是最重要的儲層類型。碎屑巖已發(fā)現(xiàn)油氣當量約為24 712億桶,占全球已發(fā)現(xiàn)油氣儲量的57.37%;碳酸鹽巖已發(fā)現(xiàn)油氣儲量為18 148億桶,占42.14%?;鸪蓭r已發(fā)現(xiàn)油氣儲量為120億桶,占0.28%;煤型儲層已發(fā)現(xiàn)油氣儲量主要為煤層氣,約76億桶,占0.18%;變質(zhì)巖儲層已發(fā)現(xiàn)油氣儲量約15億桶,僅占0.03%。
從含油氣層系看,前寒武系至第四系都有發(fā)現(xiàn),但分布非常不均。中生界最富集。白堊系是油氣儲量發(fā)現(xiàn)最多的層系,占全球的34.8%。侏羅系油氣儲量位居第三,占全球的15.3%。新生界也有較多的油氣發(fā)現(xiàn)。新近系是油氣儲量第二富集的層系,占全球的24.8%。古近系占全球的5.1%。古生界及前寒武系油氣發(fā)現(xiàn)儲量較少。二疊系油氣儲量位居全球第四,且以天然氣為主,占全球的12.6%。
從埋深看,油氣儲量分布具有隨深度先增加后減少的趨勢。94.52%的油氣儲量分布于深度小于4 000 m的地層中。全球油氣儲量的32.14%和33.82%分布于1 000~2 000 m和2 000~3 000 m的深度域。3 000~4 000 m深度發(fā)現(xiàn)的油氣儲量占14.69%。深度小于1 000 m的地層中發(fā)現(xiàn)油氣儲量約占13.87%。深度在4 000 m以下屬于深層油氣藏,已發(fā)現(xiàn)油氣儲量較少,且以天然氣為主。4 000 m以下各深度域油氣儲量均小于5%。
1.1.2 全球常規(guī)待發(fā)現(xiàn)油氣資源潛力很大
據(jù)USGS對全球389個盆地評價結(jié)果,待發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣可采資源總量1.7萬億桶,為已發(fā)現(xiàn)油氣資源的36.3%。其中石油7 741億桶,天然氣9 466億桶油當量。主要分布在中亞-俄羅斯、中東-北非、非洲、中南美、北美和亞太地區(qū)。待發(fā)現(xiàn)資源主要分布在被動陸緣盆地、裂谷盆地和前陸盆地,合計占比92.1%。地域上,全球待發(fā)現(xiàn)油氣資源量主要分布在海域和北極地區(qū)(見圖1)。
圖1 全球待發(fā)現(xiàn)油氣資源量盆地分布
石油待發(fā)現(xiàn)資源量大于100億桶的前18個含油氣省,其待發(fā)現(xiàn)石油資源量占54.5%,其中14個分布在海域或北極。天然氣待發(fā)現(xiàn)資源大于100億桶油當量的前18個油氣省,其待發(fā)現(xiàn)天然氣資源量占56.7%,其中17個分布在海域或北極。
1.1.3 全球非常規(guī)油氣資源雄厚,可作為常規(guī)油氣資源的有序接替
非常規(guī)資源類型多、資源量大。非常規(guī)有幾倍于常規(guī)待發(fā)現(xiàn)資源規(guī)模,是未來油氣開發(fā)利用的重要領域。非常規(guī)石油資源類型包括致密油、重油、油砂和油頁巖,待發(fā)現(xiàn)可采資源量4 226億噸。其中,油頁巖油1 978億噸,重油1 248億噸,油砂636億噸,致密油364億噸。
非常規(guī)天然氣資源主要包括頁巖氣、致密氣和煤層氣,待發(fā)現(xiàn)可采資源量為192萬億立方米。其中,頁巖氣為153萬億立方米,致密氣為7萬億立方米,煤層氣為32萬億立方米。
非常規(guī)資源分布不均,高度集中于美國、俄羅斯、加拿大等國。致密油主要分布在美國和俄羅斯,可采資源量分別為70億噸和77億噸[4],分別占全球的19%和21%;油砂高度富集于加拿大,可采資源量達385億噸,占全球的60%,其次是俄羅斯和法國,可采資源量分別為124億噸和76億噸,占比19%和12%;重油主要分布于委內(nèi)瑞拉、美國、沙特、墨西哥、俄羅斯和法國,可采資源量分別為302、182、170、136、88和75億噸,占比分別為24%、14.5%、13.6%、10.9%、7.0%和6.0%;頁巖油主要分布于美國、俄羅斯和烏克蘭,可采資源量分布為690億噸、570億噸和189億噸,占比分別為34.9%、28.8%和9.6%,美國頁巖油已經(jīng)開始大規(guī)模開采。
頁巖氣主要分布于美國、中國、俄羅斯、加拿大、澳大利亞、伊朗、沙特、阿爾及利亞、阿根廷、巴西、哈薩克斯坦、波蘭和印度13個國家;煤層氣主要分布于俄羅斯、加拿大、美國和澳大利亞,可采資源量分別為13萬、9萬、8萬和3萬億方,占比分別為40.6%、28.1%、25.0%和9.4%。全球前8大頁巖油氣盆地依次為墨西哥灣盆地、西西伯利亞盆地、內(nèi)烏肯盆地、西加盆地、三疊/古達米斯盆地、卡魯盆地、四川盆地和坎寧盆地,這8個盆地的頁巖油氣技術(shù)可采資源量占全球總量的51.1%。
1.2.1 全球已發(fā)現(xiàn)剩余油氣儲量大,以常規(guī)油氣為主,中東最富
據(jù)BP數(shù)據(jù)(截至2016年底),全球已發(fā)現(xiàn)剩余石油可采儲量17 067億桶,儲采比50.6。其中加拿大油砂1 671億桶,委內(nèi)瑞拉重油1 989億桶,美國頁巖油400億桶,三者占23.8%。
全球已發(fā)現(xiàn)剩余天然氣186.6萬億立方米(約10 981億桶油當量),儲采比52.5。其中美國頁巖氣11萬億立方米,澳大利亞煤層氣0.9萬億立方米,兩者占6.3%。
從大區(qū)來看,已發(fā)現(xiàn)剩余油氣儲量主要分布在中東、南美和北美地區(qū)。中東石油儲采比為69.9,南美儲采比119.9(扣除委內(nèi)瑞拉重油資源,南美儲采比46.7),非洲44.3,北美、中亞-俄羅斯、亞太儲采比較低,分別為32.3、24.9和16.5。中東和中亞俄羅斯地區(qū)天然氣儲量最為豐富,儲采比較高,分別為124.5和56.7;非洲地區(qū)由于東非等多個地區(qū)天然氣未動用,儲采比較高,為68.4;亞太和北美地區(qū)儲采比較低,分別為30.2和11.7。
1.2.2 俄羅斯、南美(除委內(nèi)瑞拉)、非洲、北美等部分產(chǎn)油國儲采比較低,儲量基礎堪憂
從國家分布上看,石油剩余儲量排名前10的國家為委內(nèi)瑞拉、沙特、加拿大、伊朗、伊拉克、俄羅斯、科威特、阿聯(lián)酋、利比亞和美國,石油儲量占全球的85%(見圖2)。部分產(chǎn)油國儲采比低,儲量基礎堪憂,如巴西、哥倫比亞、俄羅斯、安哥拉、埃及和墨西哥的儲采比分別為13.3、5.9、26.6、17.5、13.7、8.9。
剩余天然氣儲量排名前10的國家為伊朗、俄羅斯、卡塔爾、土庫曼斯坦、美國、沙特、阿聯(lián)酋、委內(nèi)瑞拉、中國、尼日利亞,天然氣儲量占全球的79%(見圖2)。
近年全球油氣勘探發(fā)現(xiàn)特點:新區(qū)新領域搶眼,富油氣盆地挖潛,非常規(guī)潛力彰顯。
從全球歷年新增常規(guī)油氣儲量和野貓井數(shù)可以看出,2008年以來全球野貓井數(shù)量持續(xù)減少,在2010-2014年的高油價時期,野貓井的數(shù)量也徘徊在歷史的低點,同2000年左右的低油價時期相當,說明全球常規(guī)油氣可供勘探的地區(qū)在減少。
隨著勘探工作的減少,全球新增常規(guī)油氣儲量也在逐年下降。尤其是2014年下半年油價大幅下降,石油公司大幅消減勘探投資。2016年全球共取得62個油氣發(fā)現(xiàn),下降到自1956年以來的最低水平。2016年發(fā)現(xiàn)的油氣可采資源量約61.1億桶油當量,其中石油資源量為31.9億桶,天然氣資源量29.2億桶油當量。海域是2016年全球油氣勘探發(fā)現(xiàn)的主要領域,全球海域發(fā)現(xiàn)了36個油氣田,油氣資源量約54.9億桶油當量,陸上發(fā)現(xiàn)了26個油氣田,油氣資源量僅6.2億桶油當量。
近5年來,勘探新增儲量主要分布于海域新區(qū)、陸上富油氣盆地挖潛和非常規(guī)領域。其中,海域新增儲量766億桶,占52%,主要位于深水被動陸緣盆地,包括東非、西非、南美東部、墨西哥灣等;陸上富油氣盆地新增儲量214億桶,占15%,主要位于特提斯域的中阿拉伯、扎格羅斯、阿姆達林等盆地;非常規(guī)新增儲量490億桶,占33%,主要位于美國和加拿大。
圖2 全球主要國家剩余油氣儲量及儲采比分布
1990年以來,全球深水、超深水發(fā)現(xiàn)油氣田1 107個,新增油氣可采儲量318億噸當量,占勘探新發(fā)現(xiàn)總儲量的28%。2010年以來全球海域油氣新增儲量遠高于陸上,占比約78%。從近5年全球新發(fā)現(xiàn)大型油氣田分布的盆地變化來看,受盆地勘探程度和勘探投資等多方面因素影響,巴西深水桑托斯和坎波斯盆地、西非深水尼日爾三角洲和下剛果盆地、東非深水魯伍馬和坦桑尼亞盆地的油氣勘探大發(fā)現(xiàn)的光環(huán)逐漸褪去。塞內(nèi)加爾和圭亞那兩個盆地在2015年和2016年連續(xù)兩年都獲得重要油氣發(fā)現(xiàn)(見圖3)。這表明全球油氣勘探熱點正從南大西洋兩岸中段被動陸緣盆地向南段和北段被動陸緣盆地轉(zhuǎn)移。
圖3 2012-2016年全球海域重要油氣發(fā)現(xiàn)盆地分布
近5年全球陸上油氣發(fā)現(xiàn)主要位于中東、中亞和非洲,主要國家包括伊拉克、土庫曼斯坦、沙特、伊朗、肯尼亞、坦桑尼亞等國家。發(fā)現(xiàn)937個油氣田,儲量214億桶油當量,占全球同期發(fā)現(xiàn)總量的22%。其中天然氣儲量125億桶油當量,占58%;石油儲量89億桶,占42%。重要的盆地包括中阿拉伯、扎格羅斯、阿姆達林、東非裂谷和坦桑尼亞等盆地。
大發(fā)現(xiàn)引領了全球油氣勘探熱點,是儲量貢獻的主體。全球發(fā)現(xiàn)36個大油氣田,探明儲量454億桶油當量,占全球發(fā)現(xiàn)總量的46%。其中石油儲量174億桶,占38%;天然氣儲量280億桶油當量,占62%。
全球非常規(guī)新增儲量230億噸油當量,其中北美186億噸油當量,全球占比81%。隨著頁巖油氣水平井鉆探和壓裂技術(shù)的成熟,2010年以來,美國的石油和天然氣儲量大幅提高。美國頁巖油氣成為全球的勘探熱點。
2016年9月,Apache在Delaware盆地南部的Alpine High的Barnett和Woodford層獲得巨大發(fā)現(xiàn),同時預計在上部賓夕法尼亞系、Bone Spring層和Wolfcamp層也有致密油的潛力。據(jù)USGS在2016年評價,二疊盆地Wolfcamp油藏資源是北達科塔州著名的Bakken頁巖的3倍以上。
1980年以來,全球油氣儲量總體處于增長階段,除了勘探發(fā)現(xiàn),評價鉆探和提高采收率也提供了大量可采儲量。2010年以來,全球石油和天然氣儲量基本呈穩(wěn)定態(tài)勢,雖然此階段美國頁巖油氣技術(shù)突破帶來該國油氣儲量快速增長,但從全球范圍來看,油氣儲量后勁不足,主要是勘探發(fā)現(xiàn)逐年減少,多個地區(qū)處于開發(fā)中后期,滾動增儲難度大,2014年以來低油價下,經(jīng)濟可采儲量萎縮。
總體判斷,雖然全球待發(fā)現(xiàn)油氣較豐富,但主要是深水、極地和非常規(guī)資源,可動用性差,在經(jīng)濟杠桿的調(diào)節(jié)下,全球油氣儲量將穩(wěn)定在當前水平,儲量大幅增長難度較大,同時由于低油價下全球勘探工作急劇減少,不排除儲量下降的情況。
保守的預測,全球最終可發(fā)現(xiàn)的石油可采儲量約3.97萬億桶,截至2016年12月已發(fā)現(xiàn)石油儲量2.78萬億桶,待發(fā)現(xiàn)常規(guī)石油儲量約0.78萬億桶,待發(fā)現(xiàn)頁巖石油儲量0.42萬億桶。通過Hubbert模型預測,全球石油儲量發(fā)現(xiàn)處于第二個儲量增長高峰期的上升階段,深水和非常規(guī)資源仍然有較大的勘探潛力。預計將在2025-2030年前后達到第二個儲量增長高峰,但其5年的峰值儲量(1 620億桶)將小于本世紀60年代第一儲量增長高峰期5年的峰值儲量(3 530億桶)(見圖4)。從統(tǒng)計結(jié)果及各大區(qū)石油儲量發(fā)現(xiàn)趨勢預測結(jié)果看,全球石油儲量增長潛力較大的地區(qū)包括北美、中東—北非地區(qū)、中南美、中亞—俄羅斯、中南美和撒哈拉以南非洲。
圖4 全球石油儲量發(fā)現(xiàn)趨勢預測
樂觀的預測,全球石油總可采資源量為6.89萬億桶,隨著龐大的各種非常規(guī)資源可以動用,全球石油儲量將掀起新的石油發(fā)現(xiàn)高峰。通過Hubbert模型預測,2045-2050年將達到新的高峰,5年儲量峰值為430億桶,高于本世紀60年代的第一峰值,但這一理想化的儲量發(fā)現(xiàn)趨勢恐將很難實現(xiàn),一是重油、油砂和油頁巖商業(yè)動用難度大;二是隨著環(huán)保要求的提高,清潔能源和可再生能源比重逐漸加大,在經(jīng)濟杠桿和社會發(fā)展的共同作用下,限制了石油儲量的增加。石油儲量和產(chǎn)量的變化趨勢已經(jīng)不僅是石油行業(yè)所能獨自決定的,在資源基礎、技術(shù)進步等行業(yè)層面之外,外部環(huán)境的影響也不可忽視,甚至決定了油氣行業(yè)的走向,近幾年油氣行業(yè)的走向也成為業(yè)內(nèi)最熱門的話題。
保守的預測,全球天然氣最終可采儲量4.45萬億桶油當量,已發(fā)現(xiàn)天然氣儲量1.76萬億桶油當量,常規(guī)待發(fā)現(xiàn)天然氣儲量0.95萬億桶油當量,頁巖氣1.26萬億桶油當量,煤層氣0.29萬億桶油當量。通過Hubbert模型預測,全球天然氣儲量發(fā)現(xiàn)目前處于第二個儲量增長高峰期的上升階段,預計將在2030-2035年前后達到第二個儲量增長高峰期,5年的峰值儲量1 820億桶油當量(見圖5),主要為頁巖氣和深水天然氣。
樂觀的預測,全球天然氣水合物的天然氣儲量為1.65萬億桶油當量,最終可采儲量達6.1萬億桶油當量。據(jù)預測,2040年前后達到第二個儲量增長高峰,5年峰值儲量為3 940億桶油當量(見圖5),天然氣水合物等新的天然氣資源占主導。
圖5 全球天然氣儲量發(fā)現(xiàn)趨勢預測
從目前來看,大西洋兩岸、中東、中亞-俄羅斯地區(qū)是常規(guī)油氣重要增儲地區(qū)。近幾年大西洋兩岸的巴西海域、圭亞那海域、西非北部海域、墨西哥灣和東地中海是海域的勘探熱點地區(qū),勘探熱點的變化趨勢是由南大西洋兩岸逐步向北部轉(zhuǎn)移,加拿大東部海域、愛爾蘭海域等地區(qū)可能成為新的勘探熱點地區(qū)。
近5年陸上常規(guī)油氣重大油氣發(fā)現(xiàn)主要位于中東、中亞-俄羅斯地區(qū),該地區(qū)多個含油氣盆地仍具有獲得大型油氣發(fā)現(xiàn)的潛力,尤其是扎格羅斯盆地、東西伯利亞盆地等勘探程度相對較低的盆地,但中東地區(qū)政治形勢仍然嚴峻,嚴重限制了該地區(qū)的勘探投資和油氣發(fā)現(xiàn)。
北極地區(qū)增儲潛力巨大,2017年在阿拉斯加北坡和俄羅斯葉尼塞—哈坦加盆地都獲得大型油氣發(fā)現(xiàn),可采油氣儲量分別達到5億桶和4億桶。隨著技術(shù)的進步、資金和政府的支持,俄羅斯北極和美國北極將成為油氣儲量增長的重要一極。
非常規(guī)主要在北美、南美、俄羅斯和中東地區(qū)。技術(shù)的突破帶來了美國頁巖油和頁巖氣儲量和產(chǎn)量的快速增加,預測稠油將是非常規(guī)油氣中重要的儲量增長點,全球重油資源1 248億噸,現(xiàn)稠油冷采技術(shù)已經(jīng)取得了進展,但未獲得具有劃時代意義的突破,稠油冷采技術(shù)可能是下一個獲得大突破的技術(shù)。
全球油氣資源豐富,但分布貧富不均,已發(fā)現(xiàn)油氣主要集中于少數(shù)國家與盆地,待發(fā)現(xiàn)油氣資源潛力大,常規(guī)待發(fā)現(xiàn)油氣資源主要位于海域和北極,非常規(guī)資源豐富,可作為常規(guī)資源的有序接替。
全球剩余油氣儲量大,但部分產(chǎn)油國儲采比低,儲量基礎堪憂。近幾年勘探發(fā)現(xiàn)大幅減少,尤其是低成本油氣發(fā)現(xiàn)的減少,儲量增長難度加大。
全球常規(guī)油氣勘探熱點主要位于海域,全球勘探熱點正從南大西洋兩岸中段被動陸緣盆地向南段和北段被動陸緣盆地轉(zhuǎn)移。陸上油氣發(fā)現(xiàn)主要位于中東、中亞和非洲,新發(fā)現(xiàn)油氣儲量遠小于海域。非常規(guī)領域成為全球儲量增長的重要組成部分,美國頁巖油氣成為全球的勘探熱點。
保守的預測,全球石油儲量發(fā)現(xiàn)處于第二個儲量增長高峰期的上升階段,預計將在2025-2030年前后達到第二個儲量增長高峰,5年的峰值發(fā)現(xiàn)儲量為1 620億桶。大西洋兩岸、中東、中亞-俄羅斯地區(qū)是常規(guī)油氣重要增儲地區(qū),俄羅斯北極和美國北極將成為油氣儲量增長的重要一極,頁巖油氣以外,稠油可能獲得大的突破。