作者:崔雪芹 来源:中国科学报 发布时间:2020/2/15 14:35:37
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邹才能院士:非常规油气发展需要“非常规”人才

近年来,非常规油气成为全球油气储产量增长的重要组成部分,其资源重要性不断加强。世界石油工业正在进行一场从常规油气到非常规油气的“黑色页岩革命”,占资源总量80%的非常规油气成为关注焦点。

近日,中国科学院院士、国家能源页岩气研发(实验)中心主任、中国石油勘探开发研究院副院长邹才能教授,在接受《中国科学报》记者专访时指出,我国已经实现从常规向非常规油气的跨越式发展,取得了“革命性”突破。但是,理论技术研究、实验室建设、人才队伍培养等仍需进一步加强。需要依靠“非常规”人才不断探索新理论、新方法、新技术、新管理,支撑非常规油气快速发展。

我国非常规油气取得“革命性”突破

《中国科学报》:你带领团队创建了非常规油气地质学理论,在非常规油气工业化实践中提出了许多建设性建议。你认为在“十三五”期间,我国非常规油气发展取得了哪些重大突破和进展?

邹才能:从定位上说,我们国家已经实现从常规油气向非常规油气跨越式发展,非常规油气勘探开发取得“革命性”突破,在“十三五”期间实现了工业化发展。

产量上说,非常规油气在我国油气总产量中占比超过22%,其中非常规气产量达35%左右、非常规油产量达10%,特别是页岩气储量和产量都取得了大幅增加。2019年,全国页岩气探明储量达1.8万亿立方米,产量达到154亿立方米。致密气产量近400亿立方米,煤层气产量近60亿立方米,致密油产量近200万吨。

理论上,打破了常规渗透性储层、经典圈闭油气成藏的概念,突破了直井达西渗流开发的技术路线,提出了连续型“甜点区”非常规油气理论,为非常规油气地质新学科的建立创造了条件。

技术上,创新了水平井工厂化技术,颠覆了传统圈闭型“油气藏”生产模式,提出了非常规油气水平井平台式体积压裂制造人造渗透率形成人工油气藏,突破了依靠达西渗流开发的传统认识。

《中国科学报》:“十三五”期间,我国非常规油气发展还存在哪些亟待改变的问题?

邹才能:在资源类型、理论技术认识上还需更大突破,非常规油气提高采收率还需进一步提升。海相页岩气埋深35004500米资源有重大突破但还没实现大规模开发,陆相页岩气还没取得重大进展。致密油产量还没实现规模性上产,煤层气产量也需要进一步提升。

相关技术研究、实验室建设、人才队伍培养仍然欠缺,需要培养更多的非常规人才投入到理论创新与生产需求中去。

《中国科学报》:你认为“十四五”时期非常规油气最应该在哪些方面继续作出改革或改变?这样的改变将会对油气行业带来哪些影响?

邹才能:要继续加大资金投入、科技创新力度、政策扶持和支持。

非常规是一个战略性接替领域,需要国家和相关产业持续加大投入,大幅度降低成本,使“非常规”资源实现“常规”开采。

《中国科学报》:在页岩气的消费层面,你认为“十四五”期间将会发生哪些变化?页岩气将在我国能源结构中发挥怎样的作用?

邹才能:目前,页岩气工业化实践发展很快,预计在未来天然气产量增长中占重要地位。但我们仍面临一系列理论技术问题:其一,陆相和海陆过渡相页岩气是新领域,基础地质理论和技术仍处于探索试验阶段;其二,我国页岩气在3500米以浅海相地层实现了工业化生产,但35005000米深层海相页岩气是产量增长主要方向,其核心关键技术尚未获得突破。页岩气生产的“卡脖子”技术还需要进一步攻关,生产技术仍需要进一步降低成本。

两场“非常规油气革命”值得期待

《中国科学报》:请谈一下,非常规油气勘探开发技术上需要做出哪些突破?即“十四五”非常规油气技术发展路线。

邹才能:我们非常规油气有很多种类型,需要对各类非常规资源全面布局,对所有资源类型加大科技攻关及理论创新的力度,加大投入来提升总体非常规油气的产量。

非常规油中,中高成熟度页岩油在我国起步较早,通常采用页岩气开采类似的方法利用水平井压裂,提高地层渗透率,目前已开展相关工业试验。另一类低熟页岩油采用“地下炼厂”原位改质技术,利用电加热方法使页岩油轻质化。目前这个技术正在先导试验,仍需加大技术攻关。致密油在未来发展中也需关注提高采收率技术,采用注水或注气驱替,实现规模效益开采。油砂油或重油,利用蒸汽辅助重力泄油(SAGD)或加热的办法,可使产量进一步提升。

非常规气虽已实现部分资源工业化开采,但大规模开采的技术还没完全形成,总体产量还较低。目前,致密气产量已经是比较高了,但仍需进一步提高规模,进一步提高采收率,降低成本。页岩气要全面实现工业化和规模化发展,天然气水合物等资源仍需加强理论和科技攻关,持续推进工业化试验。煤炭清洁化利用可采取“煤地下气化”技术,将煤炭在地下加热,生成氢气、甲烷等气体产物。该项技术投资大、技术高、前景好,需要国家大力支持。

非常规油气技术需要进行全面科技攻关、全面部署,进一步梳理政策支持措施,加大财政补贴力度。

非常规油气工业化进程中,还可能有两场“革命”可形成产业突破,有望大幅度提高产量。

一是煤炭“地下原位气化”革命,将埋深1000—3000米的煤炭资源利用直井再打水平井,实施地下加热,生产氢气、甲烷等气体产物,有望成为我国“天然气革命”。

二是页岩地下原位改质革命,有望成为中国陆相“页岩油革命”。工业试验的最核心“卡脖子”技术是地下水平井耐高温、耐腐蚀等加热系统和技术。

《中国科学报》:2030年全球页岩气万亿方级产量,主体是美国和中国,你认为加大页岩气开发我们应该做那些准备?

邹才能:2018年,美国页岩气产量是6072亿方,达到历史最高峰,占全美国天然气总产量8318亿方的73%2019年页岩气超过7000亿方。致密油(页岩油)产量为3.1亿吨,占全美国原油总产量6.7亿吨的近一半。美国油气对外依存度为5%左右,油气缺口非常小,有望通过“非常规油气革命”,在2022年左右实现“能源独立”。

我国已实现常规向非常规的跨越突破,非常规油气革命实现了工业化。但非常规油气仍有“卡脖子”技术,整体发展具有不均衡性,有的实现工业化,有的仍刚起步,整个非常规油气工业还没真正实现规模工业化生产,还有两场革命需要技术支撑。未来,我国非常规油气潜力很大,相关理论突破、技术研发仍需国家政策、财政支持,仍需加大科技投入、创新力度和人才团队建设。

建立“氢气工业”是新能源的“一场革命”

《中国科学报》:你提出,当前中国进入常规非常规革命并重发展新时代,以新能源消费为主是必然趋势和必然选择。对于“十四五”时期,有哪些能源产业需要转型升级?

邹才能:2018年,我国能源综合对外依存度是19%,主要进口能源类型是原油和天然气。保障我国能源供给安全,就必须关注“四大领域”:第一,依靠“洁煤稳油增气”,推动煤炭清洁化和集中化利用,加大油气勘探开发力度,提升化石能源清洁化利用和持续增长,保障能源供应安全;第二,实施“大力发展新能源”战略,发挥新能源无碳、清洁的优势,提升新能源生产、消费占比,未来以新能源为主是必然趋势和必然选择;第三,实施“氢能生产革命”,加快与油气基础建设融合,布局氢能产业,要向油气、煤炭、电力等工业一样,建立我国氢气工业;第四,突破储能和新材料技术低廉化大众化,加大科技投入、工业试验,在太阳能、风能、水能、核能等方面实现规模化低成本利用。打通多种能源融合,实现生产、消费智能调配,大幅提高能源利用率、降低能耗,构建“智能源”管理体系。

《中国科学报》:“十四五”期间,如何做好中国能源结构转型,贡献“非常规”力量?

邹才能:在全球木材向煤炭、煤炭向油气、油气向新能源的“第三次重大转换期”,在“第次科技革命”和“第四次工业革命”的新背景下,强化国家提出的“四个革命、一个合作”,加快中国能源结构转型要做好产业结构顶层设计,以问题需求为导向开展前瞻性研究,加大实施新能源人才技术储备。要发展绿色能源,推动能源低碳化、去碳化转型;要培育新兴能源,实现绿色能源战略替代;要坚持清洁生产,实施节能减排;要坚持科技创新,引领能源利用绿色发展。人才、技术和平台是科技创新三大支点,要激发人才创新意识和创造能力,形成氢能、核能、新材料储能等领军人才;要持续攻关、潜心研究,掌握核心技术突破“卡脖子”壁垒;要打造超前尖端、世界一流新能源实验室,解决战略性、前瞻性重大科学问题。为保障能源安全,寻找更多的“新能源”,贡献更大的“非常规”力量。

 
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