發(fā)布時間：2021-03-20所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：2020年，石油產(chǎn)業(yè)鏈上發(fā)生了一些重大事件，包括負(fù)油價的出現(xiàn)、熔噴布價格暴漲、埃克森美孚從道瓊斯指數(shù)調(diào)整出局、世界能源展望峰值論等，對石油勘探界的影響至深至廣。勘探處于整個石油產(chǎn)業(yè)鏈最前端，勘探家對石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響巨大，勘探家的責(zé)任就是
摘要：2020年，石油產(chǎn)業(yè)鏈上發(fā)生了一些重大事件，包括負(fù)油價的出現(xiàn)、熔噴布價格暴漲、埃克森美孚從道瓊斯指數(shù)調(diào)整出局、世界能源展望峰值論等，對石油勘探界的影響至深至廣。勘探處于整個石油產(chǎn)業(yè)鏈最前端，勘探家對石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響巨大，勘探家的責(zé)任就是找油。找油要有正確的思想方法，還要有科學(xué)的技術(shù)手段，二者缺一不可。對石油的認(rèn)知，需要用發(fā)展的眼光借鑒前人找油哲學(xué)，既要明確主體活動和客觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，兩者之間存在內(nèi)在張力而又相輔相成的辯證關(guān)系;又要明確主動性和決定性的邏輯，兩者之間是以改變世界的能動論邏輯和基于科學(xué)技術(shù)的決定論邏輯的雙重邏輯;大慶古龍頁巖油的戰(zhàn)略性、轉(zhuǎn)折性重大突破就是一個例證。近年來石油資源的認(rèn)識與實(shí)踐，顛覆了鐘型曲線規(guī)律，呈現(xiàn)出不斷波浪式前進(jìn)的趨勢。登高自卑，行遠(yuǎn)自邇。展望未來，我們的勘探家有智慧、有能力、有辦法，找到更多的、更清潔的、更能用得起的石油，來驅(qū)動人類文明不斷的進(jìn)步。這就是石油勘探家的責(zé)任。圖16參19
關(guān)鍵詞：石油產(chǎn)業(yè)鏈;重大事件;油氣勘探;找油哲學(xué);勘探家;責(zé)任
0引言
2020年，發(fā)生了一些罕見而重大的事件，石油產(chǎn)業(yè)鏈上也出現(xiàn)了一些令業(yè)界和學(xué)界始料不及的標(biāo)志性事件，諸如負(fù)油價的出現(xiàn)、熔噴布價格暴漲、埃克森美孚從道瓊斯指數(shù)調(diào)整出局、世界能源展望峰值論等。對于這些重大事件及其對油氣勘探的影響，石油勘探家將如何面對和應(yīng)對，是一個需要研究和探討的重大課題。
1石油產(chǎn)業(yè)鏈的重大事件
2020年，發(fā)生于石油產(chǎn)業(yè)鏈上的諸多事件都是歷史未遇，對石油勘探界的影響至深至廣。這里主要分析四個事件。
1.1石油期貨市場出現(xiàn)負(fù)油價
2020年4月20日，WTI原油期貨5月合約價格暴跌，收于-37.63美元/bbl，這是自1859年有現(xiàn)代石油工業(yè)以來從未發(fā)生過的。過去油價曾經(jīng)跌至幾美元甚至幾美分，但負(fù)油價前所未有，可謂驚心動魄(見圖1)。《中國石油報》等媒體也報道了負(fù)油價事件。新型冠狀肺炎對石油產(chǎn)業(yè)鏈的溢出效應(yīng)巨大，非常震撼，影響到方方面面。
1.2熔噴布與原油價格走勢嚴(yán)重背離
熔噴布作為石油產(chǎn)業(yè)鏈上的一種下游產(chǎn)品，在油價暴跌的時候卻價格暴漲，并且漲幅出奇高，供需達(dá)到“一布難求”的地步。它是制造口罩最關(guān)鍵、最核心的材料，而其又以石油為原材料。疫情同時導(dǎo)致WTI和布倫特原油價格走勢與熔噴布的價格走勢產(chǎn)生顯著背離(見圖2)。據(jù)大慶油田物資裝備部統(tǒng)計，以往每噸幾萬元的熔噴布，2020年5月均價達(dá)到了52.5萬元/t，最高時超過60萬元/t，這個小概率事件出現(xiàn)了。
1.3埃克森美孚被移出道瓊斯工業(yè)平均指數(shù)
2020年8月24日，全球聞名的標(biāo)普道瓊斯公司宣布，將對道瓊斯工業(yè)平均指數(shù)進(jìn)行一次重大調(diào)整，我們所不熟悉的Salesforce取代了埃克森美孚石油公司。中國的第一財經(jīng)網(wǎng)用“埃克森美孚譜寫能源股悲歌”這一醒目標(biāo)題報道了該事件。埃克森美孚自1928年被納入道瓊斯指數(shù)以來，曾經(jīng)是全球市值最高的上市公司，是石油行業(yè)無可爭議的一個標(biāo)桿，但是出局了[1-2]。
1.4石油需求峰值論
2020年9月14日，《BP世界能源展望》(2020年版)發(fā)布。關(guān)于石油峰值，以往指的是產(chǎn)量達(dá)峰，在這版報告中卻指的是消費(fèi)量達(dá)峰。主要體現(xiàn)在3方面：一是在凈零情景中，到2050年石油需求將下降80%;二是在凈零情景中，預(yù)計石油在交通用能中的占比將從2018年的90%下降至2050年的20%;三是未來30年，石油需求呈現(xiàn)下降趨勢，2019年可能是人類歷史上石油需求的峰值(見圖3—圖5)[3]。
過去石油行業(yè)經(jīng)歷過很多變化，盡管有風(fēng)有雨但還是平穩(wěn)過來了。但近期出現(xiàn)的這些大的事件，產(chǎn)生了人們始料未及的結(jié)果。第一，是石油價格的變化，2020年出現(xiàn)負(fù)油價，形象地講價格體系整個被擊穿了。第二，是有很多想不到的東西，出現(xiàn)了反向突變，比如熔噴布價格的逆勢暴漲。第三，是世界石油行業(yè)的標(biāo)桿倒了，更重要的是80%以上的能源公司被道瓊斯指數(shù)剔除。這些事件應(yīng)該都是一些重大的標(biāo)志性事件，但不是絕對性的，還有一定的不確定性。
影響是深遠(yuǎn)的，特別是對石油工業(yè)上游領(lǐng)域的影響更為突出。油氣勘探工作則是其中理論技術(shù)密集型的環(huán)節(jié)，也是投資風(fēng)險最大，受油價波動影響最為明顯的領(lǐng)域之一。在當(dāng)前乃至未來較長一段時期內(nèi)，石油勘探工作者如何在諸多挑戰(zhàn)面前，通過理論技術(shù)創(chuàng)新，在油氣勘探實(shí)踐中探索未知領(lǐng)域，是值得思考的重大命題。
本文基于對世界石油工業(yè)的發(fā)展分析，對近年來中國在油氣勘探新領(lǐng)域如大慶油田古龍頁巖油等重大發(fā)現(xiàn)案例進(jìn)行解剖，以揭示油氣資源的發(fā)展序列、前景、邏輯關(guān)系和技術(shù)對策，并力圖為石油勘探家形成低成本、高質(zhì)量、高效益的找油思維提供啟示。
2石油勘探的雙重邏輯及發(fā)展趨勢
在整個石油產(chǎn)業(yè)鏈上，勘探處于最前端，一端帶全鏈;反過來，作為勘探工作的重要參與者，勘探家對石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響是巨大的、也是非常特殊的。勘探家的責(zé)任就是找油。
2.1油氣勘探認(rèn)知的雙重邏輯
石油在地下看不見、摸不著。勘探是一個不斷探索未知，將未知變成已知的過程。找油不僅要有正確的思想方法，還要有科學(xué)的技術(shù)手段，這兩個方面缺一不可，更重要的是還要有找油的地方。在這方面，華萊士·E·普拉特(1885—1981)著有《找油的哲學(xué)》。華萊士是一位大家，他的這篇文章被奉為圭臬，指導(dǎo)了找油的實(shí)踐。這篇文章在AAPG雜志上連載了兩次：第1次在1952年第12期發(fā)表;時隔30年后，在1982年第9期又發(fā)表了一次，即華萊士先生去世1周年后再次發(fā)表了這篇文章[4-5]。1984年，這篇文章引入中國，當(dāng)年發(fā)表在《國外油氣勘探》第1期上[6]。這篇文章最后一段的第一句話是“歸根到底，首先找到石油的地方是在人們的腦海里[6]”。所以人們講，石油在地質(zhì)學(xué)家的腦海里，這種理念已經(jīng)深入到每一個人。認(rèn)真地分析一下可知，找油的哲學(xué)主要是指出了人腦和石油的辯證關(guān)系和邏輯關(guān)系，特別強(qiáng)調(diào)了人腦的決定性和能動性。
黑格爾在1817年出版的《小邏輯》一書里有兩句話：一句是“思維自身的本性即是辯證法”，另一句是“辯證法是現(xiàn)實(shí)世界中一切運(yùn)動、一切生命、一切事業(yè)的推動原則[7]”，這與《找油的哲學(xué)》所述是吻合的。因此，可以得出一個初步結(jié)論，華萊士找油的哲學(xué)是黑格爾式的哲學(xué)觀，強(qiáng)調(diào)了人的重要性;但同時混淆了能動性和決定性辯證關(guān)系，過分強(qiáng)調(diào)了主體活動的邏輯關(guān)系。在未來的發(fā)展中，碰到的事物和情況將更復(fù)雜，在手段更加先進(jìn)的情況下，需要?dú)v史地發(fā)展地借鑒。
簡要說明認(rèn)知的發(fā)展進(jìn)程：第一，石油是客觀存在的;第二，石油是在人的腦海里，基本反映了華萊士的觀點(diǎn);第三，向前推進(jìn)，體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)和手段的作用;第四，發(fā)展到現(xiàn)在，是人手拉手、腦跟腦碰撞的。這一進(jìn)程可以概括為兩句話：一是找油的時候要明確客觀結(jié)構(gòu)和主體活動的關(guān)系，兩者之間存在內(nèi)在張力而又相輔相成的辯證關(guān)系。客觀結(jié)構(gòu)指未來石油的構(gòu)成，不僅僅是常規(guī)和非常規(guī)的，還有很多其他類型的石油資源;主體活動就是人的想象包括腦力活動。二是要明確主動性和決定性的邏輯關(guān)系，兩者之間是以改變世界的能動論邏輯和基于科學(xué)技術(shù)的決定論邏輯的雙重邏輯[8-10]。
以松遼盆地古龍頁巖油為例。眾所周知，古龍頁巖油取得了戰(zhàn)略性、轉(zhuǎn)折性的重大突破。古龍頁巖油的第1口井是在1981年鉆探的，巧合的是，美國頁巖油之父米歇爾打的那口井也是這一年鉆探的。隨后上世紀(jì)80年代初、90年代末組織過對松遼盆地白堊系青山口組的攻關(guān)，但一直沒有取得突破性進(jìn)展。直到2020年，取得了戰(zhàn)略性突破[11]。
頁巖油之所以能夠獲得突破，很重要的一個因素就是發(fā)現(xiàn)了蒙脫石的“死亡線”，顛覆了黏土礦物副作用的認(rèn)知。以往認(rèn)為黏土含量越高，對地質(zhì)的評價就越低，但實(shí)際上黏土礦物之間是有差別的。例如嫩江組、青山口組兩套頁巖的蒙脫石“死亡線”就不一樣，前者是1200m，后者是800m(見圖6)。以上成果的發(fā)現(xiàn)正是因?yàn)榭碧郊矣辛诵鹿ぞ?mdash;—掃描電鏡以及相應(yīng)的技術(shù)方法。
這一發(fā)現(xiàn)更重要的意義在于，使勘探家的視野發(fā)生了重大變化。從學(xué)科的角度，沉積巖石學(xué)與黏土礦物學(xué)的聯(lián)系更深。對于砂巖，作為儲集層人們更多關(guān)注“產(chǎn)”和“儲”的問題。而對頁巖，在研究中不僅關(guān)注“產(chǎn)”和“儲”，還要關(guān)注“生”，這是一個認(rèn)識提高的過程，更重要是必須要有技術(shù)手段。
利用場發(fā)射掃描電鏡能譜分析技術(shù)獲得的元素面掃描圖，可以精準(zhǔn)地把泥頁巖中各類礦物的元素識別出來，用于觀察不同深度、不同演化程度泥頁巖礦物的組成特征。青山口組不同埋深泥頁巖鏡質(zhì)體反射率Ro分別為0.45%、0.76%、1.61%(見圖7)，隨著演化程度的增加，礦物組分發(fā)生重大變化，最大的變化就是蒙脫石消失，伊利石增加，同時伴隨自生石英增加、鈉長石增加、鐵白云石增加、黃鐵礦增加、方解石減少等一系列的變化。通過新的技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)了二三十年前不可能見到的現(xiàn)象。
對于沉積研究，不僅需要關(guān)注現(xiàn)代沉積以及已成巖的巖石，還要關(guān)心沉積物的來源。黏土包裹的有機(jī)質(zhì)，原來認(rèn)為都是水生的，現(xiàn)在看，情況發(fā)生了很大的變化，除了水中自生的，還有一部分是風(fēng)成，以空氣為介質(zhì)帶來的，另一部分則是通過河流為介質(zhì)帶來的。古龍頁巖里發(fā)現(xiàn)了一些痕跡，這些痕跡沉積下來、慢慢演化。這個過程，大體上可以表示為：氧化硅、鉀長石、蒙脫石，包括碳酸鹽和水，經(jīng)過還原、脫水、溶蝕、結(jié)晶、生烴等一系列復(fù)雜的過程，最后形成了伊利石，還有鈉長石、碳酸鈣、黃鐵礦和鐵白云石，發(fā)生了一系列的變化。
電鏡等新技術(shù)手段的發(fā)展，不僅使我們認(rèn)識了礦物的變化，更重要的是還認(rèn)識了微觀的結(jié)構(gòu)，包括納米級的微觀結(jié)構(gòu)。原來人工觀察巖心，主要看厘米級、毫米級剖面特征，現(xiàn)在可以看到納米級一系列的變化。可見，沒有手段是不行的(見圖8)。所以，光靠人腦是能動性的，而起決定性作用的還是技術(shù)。決定性和能動性是雙重的邏輯，而不是一個單一的邏輯可以實(shí)現(xiàn)的。
古龍頁巖原來不能出油，最后實(shí)現(xiàn)突破并最終出油，就是通過人工改造，巖石內(nèi)部發(fā)生一系列變化的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，致密砂巖壓裂后裂縫沿最大主應(yīng)力方向發(fā)育，基本上是垂直的(見圖9)。但頁巖壓裂后產(chǎn)生了非常復(fù)雜的縫隙，這些縫隙單靠巖石力學(xué)是無法解釋的(見圖10)。需要說明的是，圖10中的實(shí)驗(yàn)加了示蹤劑，裂縫發(fā)育跟真實(shí)巖心是不一樣的。示蹤劑是流體，這里面還有流體力學(xué)的性質(zhì)。
目前研究的對象需要多學(xué)科相融合。以往研究的砂巖基本是均質(zhì)模型，按照巖石力學(xué)的三軸應(yīng)力產(chǎn)生變化。目前研究頁巖則要用到層狀模型，是一層一層的，在一米厚的巖層里面可能要超過3000多個頁理，甚至在鏡下看還要豐富得多得多。所以隨著研究手段和研究方法的更新，地質(zhì)認(rèn)識都會發(fā)生重大而深刻的變化(見圖11)。
2.2油氣資源的客觀構(gòu)成及發(fā)展趨勢
首先看資源。從油氣資源角度上，華萊士的找油哲學(xué)是基于常規(guī)的油氣。現(xiàn)在我們已經(jīng)找到了致密油氣，并在成熟頁巖里面也開采出了油。實(shí)際上，未來資源構(gòu)成的正三角底座應(yīng)該還是很大的，有未成熟油氣、有機(jī)質(zhì)、生物質(zhì)、烴類，還包括自然界中的無機(jī)烴類(見圖12)。所以，把石油還原到自然界里邊的碳?xì)浠衔飦砜矗Y源是豐富的。自然界里碳?xì)浜渴菢O高的。我們要認(rèn)識到，資源是客觀存在的，必須一步一步地去認(rèn)識，對未來要有一個科學(xué)的認(rèn)識論來指導(dǎo)[12]。其次看價值。所謂價值，就是真正能把資源變成經(jīng)濟(jì)性的商品，現(xiàn)在是常規(guī)的資源和部分的非常規(guī)資源，未成熟、生物質(zhì)、烴類還不能作為經(jīng)濟(jì)資源(見圖13)。一個正三角，一個倒三角，越頂端的證明資源的品質(zhì)越好，價值就越大;往下就沒有把它的價值反映出來，勘探家要從上到下探索未知的領(lǐng)域。更重要的是前述的產(chǎn)量峰值論被需求峰值論所替代，為什么被替代?主要是經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等綜合競爭力不夠，如果競爭力夠了，那不可能被替代，可能要去替代其他的能源。
第三看趨勢。眾所周知，經(jīng)典的油氣資源量預(yù)測曲線即哈伯特曲線，是一條鐘型曲線。哈伯特是一個非常知名的地質(zhì)學(xué)家，他準(zhǔn)確預(yù)測了美國過去近百年間的石油產(chǎn)量趨勢。這種趨勢就是一條鐘型曲線，到峰值以后開始下降(見圖14)[13-14]。但是，美國二疊盆地的勘探開發(fā)顛覆了這條曲線，其石油產(chǎn)量自上世紀(jì)六七十年代達(dá)到高峰1.65×108t，此后在上個世紀(jì)末降到了0.42×108t，2019年又上升到1.86×108t(見圖15)。究其原因，原來的曲線是按照常規(guī)的方式預(yù)測出來的，在封閉的環(huán)境里面，沒有考慮到在石油的生產(chǎn)和需求里面，有可預(yù)測的也有尚不可預(yù)測的，它是共同驅(qū)動所形成的未來的發(fā)展。
那么展望未來的石油產(chǎn)量到底是什么樣子呢?未來油氣產(chǎn)量可能不是一個峰，也可能不是兩個峰，把前述的兩個三角形充分耦合，有可能是“波浪式”的，這條線就是未來石油發(fā)展的科學(xué)趨勢(見圖16)。隨著理論和技術(shù)的不斷進(jìn)步，油氣工業(yè)是在不斷的波浪式前進(jìn)，而不是高峰達(dá)到以后，高峰就永遠(yuǎn)的過去了。——論文作者：孫龍德1,2,3，馮子輝2,3，江航4，姜濤2
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