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油气勘探开发的未来在深海
发布时间:2020/3/11 

当前,中国已成为全球最大的原油和天然气进口国,油气对外依存度依旧呈上升趋势,面临的能源安全形势十分严峻。大力发展海洋油气产业,提升海洋油气勘探开发力度,既是贯彻落实中央关于加大国内油气勘探开发工作力度,保障国家能源安全要求的具体举措,也是保障中国能源安全的必然要求。作为海洋大国,我国海洋油气资源丰富,但总体勘探程度相对较低,海洋油气是我国长期、大幅增产的重要领域。研究分析当前全球海洋油气勘探开发的形势及发展特点,对进一步发展我国海洋油气产业具有重要的借鉴意义。

全球海洋油气勘探开发形势

1. 海洋油气储量丰富,探明率低,是未来重要资源储备基地

全球海洋油气资源十分丰富。据IEA(2018)统计,全球海洋石油和天然气探明储量为354.7亿吨(按1桶≈0.1364吨折算,下同)和95万亿立方米,分别占全球总储量的20.1%和57.2%。从探明程度看,海洋石油和天然气的资源总体探明率仅分别为23.7%和30.6%,尚处于勘探早期阶段。其中,浅水(水深小于400米)、深水、超深水的石油资源探明率分别为28.1%,13.8%和7.7%;天然气分别为38.6%、27.9%和7.6%。未来,海洋油气具有极大的勘探开发潜力,是全球重要的油气接替区。

2. 深水油气潜力巨大,产量和新增储量占比不断攀升

目前,全球最大探井水深达3400米,海底生产系统2900米,深水油气产量不断创下新高。1998年,全球深水油气产量仅为1.5亿吨(按1桶/日≈49.8吨/年折算,下同),占全球海洋油气总产量的18%;2008年,全球深水油气产量为3.4亿吨;2019年,全球深水油气产量已达5.4亿吨。随着陆上油气勘探的日趋成熟,海上新增储量对世界油气储量增长的贡献越来越大。2019年全球新发现油当量储量在1亿桶(约13.6百万吨)以上的油气田共28个,总储量约14.2亿吨油当量,占当年发现总量的79.2%。其中,深水油气发现11个,储量为5.7亿吨油当量;陆架7个,储量4.4亿吨油当量;陆上仅3个,储量约1亿吨油当量。

从新发现油气田的储量规模来看,近10年,海洋油气田平均储量规模远高于陆地。其中,超深水油气田平均储量为4.8亿吨(油当量),约是陆上的16倍。

3.国际石油公司积极布局海洋油气勘探开发,深水已成为增储上产的核心领域

在能源市场复苏的大环境下,国际石油大公司纷纷看好深水领域,不断加大勘探开发投资力度。目前,深水投资已占国际石油公司海上投资的50%以上,深水油气产量已成为其重要的组成部分。以英国石油公司(BP)为例,目前其深水油气年产量已接近5000万吨油当量,占公司油气年产量的31%。

根据IHS对国际大石油公司2019-2023年产量增长来源的预测,深水、非常规及液化天然气(LNG)是其未来产量增长的主要来源。其中,荷兰皇家壳牌石油公司(Shell)、意大利埃尼公司集团(Eni)在未来5年有44%的新增产量来自深水。道达尔石油公司(Total)将深水油气资源视为公司资产组合的核心,埃克森美孚公司(Exxon Mobil)则将圭亚那海域确定为其未来上游“五大重大开发项目”之一。

4. 多因素不断降低深水油气成本,深水油气竞争力明显增强

自2013年以来,全球深水油气项目单位成本降幅已经超过了50%。目前,圭亚那、巴西盐下等部分深水项目开发成本可控制在40美元/桶以下。导致深水项目开发成本下降的原因主要有以下四个:一是转变管理方式,提高设备利用率。石油公司为了减少海上油气项目的支出,提高资金利用率,在管理方式上向页岩油气项目模式转变,只投资开发那些开发周期短,且最具有价值潜力的项目,从而缩短项目的交付周期。同时,通过海底管道回接等方式提高现有基础设施利用率,减少新的工程建设来缩短回报周期和资本支出。与传统海上油田开发收回成本需要10年相比,单纯的海底管道接回投资一般在5年内就可以收回。二是缩小项目规模,推广标准化设计。一些原先设计的项目通过缩小产能规模、简化项目设计,合理减少了基础建设投资、钻井数量和作业耗材。同时,参照海上风力发电的理念,对海上油气项目采用统一的标准化设计,提高运行效率。2014以来,雪佛龙公司利用这一战略使其在墨西哥湾的钻完井时间缩短了40%以上,有效地减低了深水作业成本。三是提高作业效率,降低作业成本。为了提高勘探开发作业效率,国际石油公司通过减少钻头等钻井作业耗材的使用,采用新工艺技术等手段,大幅提高了钻井速率,降低了钻井成本。以巴西国家石油公司(Petrobras)为例,2014年以来,该公司通过采用盐层段安全钻井及套管设计、控制压力钻井技术、大尺寸智能完井技术等深水盐下钻完井配套技术,使深水盐下钻完井时间普遍减少20%,部分区域甚至达80%,单井产量提升25%,单个液化天然气生产储卸装置(FPSO)达产所需井数下降了20%。四是油服市场饱和,钻井成本大幅下降。深水项目成本降低的关键驱动因素之一是降低钻机成本。2014年以来,全球油服市场一直处于饱和状态,导致原材料成本和服务成本大幅降低。随着市场需求的减少,钻井平台利用率自2014年以来一直呈不断下滑的态势,降幅接近30%;钻井日费从2013-2014年超过50万美元/天的价格降至15万美元/天。据IEA统计,由于油田服务成本和原材料价格的下降,2014~2017年,占资本开支近一半的深水油气钻完井的成本降低了60%以上。

全球海洋油气主要发展趋势分析


全球"小型油气藏"资源量及分布情况

随着全球经济社会的发展,在新一轮能源革命蓬勃兴起和第四次工业革命的共同作用下,未来全球海洋油气勘探开发将呈现以下三个特点:

1. 海洋油气上游投资规模和产量有望进一步增大,深水和超深水是主要增长来源。

据IEA预测,2017~2030年(在新政策情景下,即在考虑各国推动能源转型的政策框架和已知技术的前提下的假设情景),全球海洋油气年平均投资金额为1960亿美元,较2016年增加46.3%;2030~2040年,海洋油气年均投资金额将达2470亿美元,较2017~2030年增长26.0%。从水深来看,未来海洋领域投资增长主要来自深水和超深水。

伴随上游投资规模的扩大,未来海洋油气产量将进一步增长。预计到2030年,海洋石油和天然气年产量分别增长至13.9亿吨和1.4万亿立方米,较2016年分别增长3.7%和38.9%;到2040年,预计年产量分别为14.4亿吨和1.7万亿立方米,较2030年再增长3.6%和21.7%。

2. 发展动能转换持续加快,数字技术将是未来成本竞争支点。

随着新一轮科技革命和产业变革加速推进,新技术已对全球油气行业产生颠覆性影响。油气作为一种同质产品,其产业竞争的核心是成本竞争。物联网技术催生出的生产环节“无人化”,大数据、云计算、人工智能带来的数据挖掘、利用与辅助决策,将有助于实现生产成本的大幅降低。因此,未来新一轮成本竞争的支点,大概率的可能是数字技术。各竞争主体对数字化技术的应用速度与水平将会决定未来的能源版图。从国外研究机构对全球各行业数字化程度的研究结果来看,油气行业数字化程度几乎排在最末端,仅有3%~5%的油气设备应用了数字技术。未来数字技术在油气行业具有很大的发展空间。根据IEA预测,数字技术的大规模应用,能够让油气生产成本减少10%~20%,让全球油气技术可采储量提高5%。若按照2019年全球50.2亿吨的石油产量(2019年全球原油产量由当年的全球石油供应量估算,数据来源:《2019年国内外油气行业发展报告》),64.2美元/桶(布伦特)的平均油价估算,仅在石油开采领域就可以减少2350亿~4700亿美元/年的成本。

在认识到数据分析、机器学习和人工智能等数字技术的进步可以为行业带来巨大回报后,国际石油巨头纷纷加紧数字化转型的步伐。道达尔通过在英国北海Culzean气田中应用数字包技术,使其运营成本下降近10%;壳牌在墨西哥湾施工世界上最深的钻井站时,利用3D打印技术节约达4000万美元。2019年2月,雪佛龙、康菲石油、埃克森美孚、挪威国家石油公司和壳牌等7家油气巨头成立了第一个行业区块链财团——OOC石油与天然气区块链财团,旨在开发区块链在石油和天然气行业的应用方式,并计划在美国北达科他州巴肯页岩油田进行试点测试,预计该技术每年可为在页岩区运营的油气企业节省约37亿美元的成本。

3. 边际油气田资源潜力丰富,将是未来油气产量增长的重要补充。随着勘探开发的推进,在一些勘探相对成熟的海域,发现大型油气田的概率不断降低。而一些边际油气田由于规模小、利润低、经济效益差,长期不被人重视。近年来,随着技术的进步,边际油气田在北海等开发日趋成熟的海域越来越受关注,开发这些边际油气田将推动油气行业焕发新的生机。据Wood Mackenzie统计,全球“小型油气藏”(small pools,技术可采资源量少于680万吨油当量)的可采油气资源大约有37亿吨油当量,主要分布在挪威、英国、尼日利亚和中国等国家,这些资源尚未得到有效开发,未来具有巨大的开发潜力。目前,英国国家海底研究计划(NSRI)专门成立了“小型油气藏”攻关项目;在北海,英国独立公司、道达尔、壳牌、劳埃德船级社、西门子等多家行业巨头也宣布合作开发这些“小型油气藏”。据统计,在我国近海探明的原油储量中,仅边际油田就有13亿吨,有效开采这些油气资源对缓解国家石油供需矛盾具有重大的战略意义。

展望与建议

1.加大海洋油气自主勘探力度,积极布局全球海洋油气产业工作。

全球海洋油气资源潜力巨大、勘探开发程度低,这为我国石油公司参与全球性上游油气经营提供了难得的机遇。与购买储量相比,自主勘探的成本更低。根据2014~2018年全球主要油气资产交易统计,全球2P储量(概算储量)的购买成本平均为15美元/桶;而自主勘探的发现成本平均为3美元/桶,远远低于购买成本。而且,近10年来,世界七大石油公司(亦称“石油七姐妹”,即美国埃克森石油公司、莫比尔石油公司、加利福尼亚美孚石油公司、德克萨斯石油公司、海湾石油公司、英国石油公司、壳牌石油公司)通过勘探发现和扩边获得的新增储量占66%,通过购买获得的新增储量仅占3%,其余来自提高采收率和储量修正。即使在前几年低油价的背景下,国际石油公司也坚持自主勘探。鉴于此,我国企业应充分重视并把握在该领域的投资机会,及早布局:积极稳妥推进海上区块合作,通过资产收购、公司并购或参股等多种方式,参与到全球海洋油气勘探开发项目中,获取更多海外优质资产,保障海外业务的发展质量与效益;同时,开展全球海洋油气战略选区研究,特别关注低勘探程度地区和前沿领域,重点做好超前地质选区、选带研究。

2. 加大海洋公益性地质调查力度,引领商业性勘探不断实现新突破。

2010年以来,国内海上油气产量基本维持在每年5500万吨(油当量)左右,多年来增长缓慢。随着近海油气的持续开发,开拓油气勘探新领域、新层系、新方向,努力寻求规模发现和战略接替区,将是现在和将来一段时期内的重大任务。

对商业性石油公司而言,由于海洋油气资源的勘探风险高、周期长、投资大、技术难度高,只有在基础地质条件和油气地质规律基本摸清的前提下,才有可能尝试商业勘探。与国外成熟海域相比,我国管辖海域勘探程度低,不少公认的有利区块和有利层系由于调查程度低、勘探风险大、尚无商业性油气发现,往往得不到商业性油气公司的青睐。基础性、公益性海域油气地质工作主要针对的就是那些地质条件复杂、勘探风险大、未获得油气突破、石油公司关注度较低、短期内难以进行商业性勘探、但已有资料表明具有油气资源潜力的地区和层位,可以为商业性油公司有效承担前期勘探风险。一方面,要进一步加强基础性、公益性地质调查,以地球系统科学理论为指导,持续推进油气资源战略调查,加快在新区、新层系、新类型三大勘探领域实现战略发现和商业性突破。另一方面,要加强海洋地质调查国际合作,多渠道、持续获取境外海域地震、钻井等基础资料,为国内石油公司的境外商业性勘探选区提供支撑。

3. 加强深水研发顶层设计,全面提升深水开发能力。

深水油气是石油公司未来重要的资源接替区,开发深水油气资源对保障我国油气供给安全意义重大。然而,技术储备不足是影响有效利用深水油气资源的重要因素之一。从国外成功经验来看,自上世纪80年代以来,美国、欧洲、巴西等开始实施系列科技计划,如美国海王星计划(DeepStar)、欧洲海神计划(Poseidon Project)、巴西ProCAP系列计划、挪威PETROMAKS- DEMO 2000计划等,在深水科技创新方面取得丰硕成果。针对我国深水油气领域的勘探开发现状,应进一步加大深水科研力量投入,全面提升深水开发能力:一是加强国外深水科技战略动态跟踪研究,研判深水技术的发展趋势,研究提出有针对性的对策建议;二是尽快从国家层面制定我国深水油气资源发展战略;三是积极利用国际合作平台推进海外业务,进一步拓展深水油气开发项目国际化运营能力,为未来参与我国南海和周边海域深水油气开发奠定坚实基础。

4. 加快能源数字转型,抢占未来竞争制高点。海洋油气勘探开发具有高投入、高风险的特征,只有加快推进数字转型,大幅度提高作业效率,降低开发成本,高质量推进深水和边际油气资源开发,才能在市场竞争中赢得一席之地。要探索新兴数字技术在海洋油气调查等基础领域的应用,进一步降低油气勘探成本,提高钻探成功率;同时,进一步加强资源整合,以国家重大专项为抓手,加强石油公司、互联网公司、科研机构和高校间的多学科、多领域、多层面的“政用产学研”结合,加快推进油气数字化转型,抢占未来竞争制高点。
                                                                                      (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)
 

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