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油氣勘探開發的未來在深海 ——全球海洋油氣勘探開發形勢分析與展望

2020-03-12 09:18:03   來源:中國礦業報

  當前,中國已成為全球最大的原油和天然氣進口國,油氣對外依存度依舊呈上升趨勢,面臨的能源安全形勢十分嚴峻。大力發展海洋油氣產業,提升海洋油氣勘探開發力度,既是貫徹落實中央關于加大國內油氣勘探開發工作力度,保障國家能源安全要求的具體舉措,也是保障中國能源安全的必然要求。作為海洋大國,我國海洋油氣資源豐富,但總體勘探程度相對較低,海洋油氣是我國長期、大幅增產的重要領域。研究分析當前全球海洋油氣勘探開發的形勢及發展特點,對進一步發展我國海洋油氣產業具有重要的借鑒意義。
  全球海洋油氣勘探開發形勢
  1. 海洋油氣儲量豐富,探明率低,是未來重要資源儲備基地
  全球海洋油氣資源十分豐富。據IEA(2018)統計,全球海洋石油和天然氣探明儲量為354.7億噸(按1桶≈0.1364噸折算,下同)和95萬億立方米,分別占全球總儲量的20.1%和57.2%。從探明程度看,海洋石油和天然氣的資源總體探明率僅分別為23.7%和30.6%,尚處于勘探早期階段。其中,淺水(水深小于400米)、深水、超深水的石油資源探明率分別為28.1%,13.8%和7.7%;天然氣分別為38.6%、27.9%和7.6%。未來,海洋油氣具有極大的勘探開發潛力,是全球重要的油氣接替區。
  2. 深水油氣潛力巨大,產量和新增儲量占比不斷攀升
  目前,全球最大探井水深達3400米,海底生產系統2900米,深水油氣產量不斷創下新高。1998年,全球深水油氣產量僅為1.5億噸(按1桶/日≈49.8噸/年折算,下同),占全球海洋油氣總產量的18%;2008年,全球深水油氣產量為3.4億噸;2019年,全球深水油氣產量已達5.4億噸。
  隨著陸上油氣勘探的日趨成熟,海上新增儲量對世界油氣儲量增長的貢獻越來越大。2019年全球新發現油當量儲量在1億桶(約13.6百萬噸)以上的油氣田共28個,總儲量約14.2億噸油當量,占當年發現總量的79.2%。
  其中,深水油氣發現11個,儲量為5.7億噸油當量;陸架7個,儲量4.4億噸油當量;陸上僅3個,儲量約1億噸油當量。
  從新發現油氣田的儲量規模來看,近10年,海洋油氣田平均儲量規模遠高于陸地。其中,超深水油氣田平均儲量為4.8億噸(油當量),約是陸上的16倍。
  3.國際石油公司積極布局海洋油氣勘探開發,深水已成為增儲上產的核心領域
  在能源市場復蘇的大環境下,國際石油大公司紛紛看好深水領域,不斷加大勘探開發投資力度。目前,深水投資已占國際石油公司海上投資的50%以上,深水油氣產量已成為其重要的組成部分。以英國石油公司(BP)為例,目前其深水油氣年產量已接近5000萬噸油當量,占公司油氣年產量的31%。
  根據IHS對國際大石油公司2019-2023年產量增長來源的預測,深水、非常規及液化天然氣(LNG)是其未來產量增長的主要來源。其中,荷蘭皇家殼牌石油公司(Shell)、意大利埃尼公司集團(Eni)在未來5年有44%的新增產量來自深水。道達爾石油公司(Total)將深水油氣資源視為公司資產組合的核心,埃克森美孚公司(Exxon Mobil)則將圭亞那海域確定為其未來上游“五大重大開發項目”之一。
  4. 多因素不斷降低深水油氣成本,深水油氣競爭力明顯增強
  自2013年以來,全球深水油氣項目單位成本降幅已經超過了50%。目前,圭亞那、巴西鹽下等部分深水項目開發成本可控制在40美元/桶以下。
  導致深水項目開發成本下降的原因主要有以下四個:
  一是轉變管理方式,提高設備利用率。石油公司為了減少海上油氣項目的支出,提高資金利用率,在管理方式上向頁巖油氣項目模式轉變,只投資開發那些開發周期短,且最具有價值潛力的項目,從而縮短項目的交付周期。同時,通過海底管道回接等方式提高現有基礎設施利用率,減少新的工程建設來縮短回報周期和資本支出。與傳統海上油田開發收回成本需要10年相比,單純的海底管道接回投資一般在5年內就可以收回。
  二是縮小項目規模,推廣標準化設計。一些原先設計的項目通過縮小產能規模、簡化項目設計,合理減少了基礎建設投資、鉆井數量和作業耗材。同時,參照海上風力發電的理念,對海上油氣項目采用統一的標準化設計,提高運行效率。2014以來,雪佛龍公司利用這一戰略使其在墨西哥灣的鉆完井時間縮短了40%以上,有效地減低了深水作業成本。
  三是提高作業效率,降低作業成本。為了提高勘探開發作業效率,國際石油公司通過減少鉆頭等鉆井作業耗材的使用,采用新工藝技術等手段,大幅提高了鉆井速率,降低了鉆井成本。以巴西國家石油公司(Petrobras)為例,2014年以來,該公司通過采用鹽層段安全鉆井及套管設計、控制壓力鉆井技術、大尺寸智能完井技術等深水鹽下鉆完井配套技術,使深水鹽下鉆完井時間普遍減少20%,部分區域甚至達80%,單井產量提升25%,單個液化天然氣生產儲卸裝置(FPSO)達產所需井數下降了20%。
  四是油服市場飽和,鉆井成本大幅下降。深水項目成本降低的關鍵驅動因素之一是降低鉆機成本。2014年以來,全球油服市場一直處于飽和狀態,導致原材料成本和服務成本大幅降低。隨著市場需求的減少,鉆井平臺利用率自2014年以來一直呈不斷下滑的態勢,降幅接近30%;鉆井日費從2013-2014年超過50萬美元/天的價格降至15萬美元/天。據IEA統計,由于油田服務成本和原材料價格的下降,2014~2017年,占資本開支近一半的深水油氣鉆完井的成本降低了60%以上。
  全球海洋油氣主要發展趨勢分析
  全球"小型油氣藏"資源量及分布情況
  隨著全球經濟社會的發展,在新一輪能源革命蓬勃興起和第四次工業革命的共同作用下,未來全球海洋油氣勘探開發將呈現以下三個特點:
  1. 海洋油氣上游投資規模和產量有望進一步增大,深水和超深水是主要增長來源。
  據IEA預測,2017~2030年(在新政策情景下,即在考慮各國推動能源轉型的政策框架和已知技術的前提下的假設情景),全球海洋油氣年平均投資金額為1960億美元,較2016年增加46.3%;2030~2040年,海洋油氣年均投資金額將達2470億美元,較2017~2030年增長26.0%。從水深來看,未來海洋領域投資增長主要來自深水和超深水。
  伴隨上游投資規模的擴大,未來海洋油氣產量將進一步增長。預計到2030年,海洋石油和天然氣年產量分別增長至13.9億噸和1.4萬億立方米,較2016年分別增長3.7%和38.9%;到2040年,預計年產量分別為14.4億噸和1.7萬億立方米,較2030年再增長3.6%和21.7%。
  2. 發展動能轉換持續加快,數字技術將是未來成本競爭支點。
  隨著新一輪科技革命和產業變革加速推進,新技術已對全球油氣行業產生顛覆性影響。油氣作為一種同質產品,其產業競爭的核心是成本競爭。物聯網技術催生出的生產環節“無人化”,大數據、云計算、人工智能帶來的數據挖掘、利用與輔助決策,將有助于實現生產成本的大幅降低。因此,未來新一輪成本競爭的支點,大概率的可能是數字技術。各競爭主體對數字化技術的應用速度與水平將會決定未來的能源版圖。從國外研究機構對全球各行業數字化程度的研究結果來看,油氣行業數字化程度幾乎排在最末端,僅有3%~5%的油氣設備應用了數字技術。未來數字技術在油氣行業具有很大的發展空間。
  根據IEA預測,數字技術的大規模應用,能夠讓油氣生產成本減少10%~20%,讓全球油氣技術可采儲量提高5%。若按照2019年全球50.2億噸的石油產量(2019年全球原油產量由當年的全球石油供應量估算,數據來源:《2019年國內外油氣行業發展報告》),64.2美元/桶(布倫特)的平均油價估算,僅在石油開采領域就可以減少2350億~4700億美元/年的成本。
  在認識到數據分析、機器學習和人工智能等數字技術的進步可以為行業帶來巨大回報后,國際石油巨頭紛紛加緊數字化轉型的步伐。道達爾通過在英國北海Culzean氣田中應用數字包技術,使其運營成本下降近10%;殼牌在墨西哥灣施工世界上最深的鉆井站時,利用3D打印技術節約達4000萬美元。2019年2月,雪佛龍、康菲石油、埃克森美孚、挪威國家石油公司和殼牌等7家油氣巨頭成立了第一個行業區塊鏈財團——OOC石油與天然氣區塊鏈財團,旨在開發區塊鏈在石油和天然氣行業的應用方式,并計劃在美國北達科他州巴肯頁巖油田進行試點測試,預計該技術每年可為在頁巖區運營的油氣企業節省約37億美元的成本。
  3. 邊際油氣田資源潛力豐富,將是未來油氣產量增長的重要補充。
  隨著勘探開發的推進,在一些勘探相對成熟的海域,發現大型油氣田的概率不斷降低。而一些邊際油氣田由于規模小、利潤低、經濟效益差,長期不被人重視。近年來,隨著技術的進步,邊際油氣田在北海等開發日趨成熟的海域越來越受關注,開發這些邊際油氣田將推動油氣行業煥發新的生機。據Wood Mackenzie統計,全球“小型油氣藏”(small pools,技術可采資源量少于680萬噸油當量)的可采油氣資源大約有37億噸油當量,主要分布在挪威、英國、尼日利亞和中國等國家,這些資源尚未得到有效開發,未來具有巨大的開發潛力。目前,英國國家海底研究計劃(NSRI)專門成立了“小型油氣藏”攻關項目;在北海,英國獨立公司、道達爾、殼牌、勞埃德船級社、西門子等多家行業巨頭也宣布合作開發這些“小型油氣藏”。
  據統計,在我國近海探明的原油儲量中,僅邊際油田就有13億噸,有效開采這些油氣資源對緩解國家石油供需矛盾具有重大的戰略意義。
  展望與建議
  1.加大海洋油氣自主勘探力度,積極布局全球海洋油氣產業工作。
  全球海洋油氣資源潛力巨大、勘探開發程度低,這為我國石油公司參與全球性上游油氣經營提供了難得的機遇。與購買儲量相比,自主勘探的成本更低。根據2014~2018年全球主要油氣資產交易統計,全球2P儲量(概算儲量)的購買成本平均為15美元/桶;而自主勘探的發現成本平均為3美元/桶,遠遠低于購買成本。而且,近10年來,世界七大石油公司(亦稱“石油七姐妹”,即美國埃克森石油公司、莫比爾石油公司、加利福尼亞美孚石油公司、德克薩斯石油公司、海灣石油公司、英國石油公司、殼牌石油公司)通過勘探發現和擴邊獲得的新增儲量占66%,通過購買獲得的新增儲量僅占3%,其余來自提高采收率和儲量修正。即使在前幾年低油價的背景下,國際石油公司也堅持自主勘探。鑒于此,我國企業應充分重視并把握在該領域的投資機會,及早布局:積極穩妥推進海上區塊合作,通過資產收購、公司并購或參股等多種方式,參與到全球海洋油氣勘探開發項目中,獲取更多海外優質資產,保障海外業務的發展質量與效益;同時,開展全球海洋油氣戰略選區研究,特別關注低勘探程度地區和前沿領域,重點做好超前地質選區、選帶研究。
  2. 加大海洋公益性地質調查力度,引領商業性勘探不斷實現新突破。
  2010年以來,國內海上油氣產量基本維持在每年5500萬噸(油當量)左右,多年來增長緩慢。隨著近海油氣的持續開發,開拓油氣勘探新領域、新層系、新方向,努力尋求規模發現和戰略接替區,將是現在和將來一段時期內的重大任務。
  對商業性石油公司而言,由于海洋油氣資源的勘探風險高、周期長、投資大、技術難度高,只有在基礎地質條件和油氣地質規律基本摸清的前提下,才有可能嘗試商業勘探。與國外成熟海域相比,我國管轄海域勘探程度低,不少公認的有利區塊和有利層系由于調查程度低、勘探風險大、尚無商業性油氣發現,往往得不到商業性油氣公司的青睞。基礎性、公益性海域油氣地質工作主要針對的就是那些地質條件復雜、勘探風險大、未獲得油氣突破、石油公司關注度較低、短期內難以進行商業性勘探、但已有資料表明具有油氣資源潛力的地區和層位,可以為商業性油公司有效承擔前期勘探風險。一方面,要進一步加強基礎性、公益性地質調查,以地球系統科學理論為指導,持續推進油氣資源戰略調查,加快在新區、新層系、新類型三大勘探領域實現戰略發現和商業性突破。另一方面,要加強海洋地質調查國際合作,多渠道、持續獲取境外海域地震、鉆井等基礎資料,為國內石油公司的境外商業性勘探選區提供支撐。
  3. 加強深水研發頂層設計,全面提升深水開發能力。
  深水油氣是石油公司未來重要的資源接替區,開發深水油氣資源對保障我國油氣供給安全意義重大。然而,技術儲備不足是影響有效利用深水油氣資源的重要因素之一。從國外成功經驗來看,自上世紀80年代以來,美國、歐洲、巴西等開始實施系列科技計劃,如美國海王星計劃(DeepStar)、歐洲海神計劃(Poseidon Project)、巴西ProCAP系列計劃、挪威PETROMAKS- DEMO 2000計劃等,在深水科技創新方面取得豐碩成果。針對我國深水油氣領域的勘探開發現狀,應進一步加大深水科研力量投入,全面提升深水開發能力:一是加強國外深水科技戰略動態跟蹤研究,研判深水技術的發展趨勢,研究提出有針對性的對策建議;二是盡快從國家層面制定我國深水油氣資源發展戰略;三是積極利用國際合作平臺推進海外業務,進一步拓展深水油氣開發項目國際化運營能力,為未來參與我國南海和周邊海域深水油氣開發奠定堅實基礎。
  4. 加快能源數字轉型,搶占未來競爭制高點。
  海洋油氣勘探開發具有高投入、高風險的特征,只有加快推進數字轉型,大幅度提高作業效率,降低開發成本,高質量推進深水和邊際油氣資源開發,才能在市場競爭中贏得一席之地。要探索新興數字技術在海洋油氣調查等基礎領域的應用,進一步降低油氣勘探成本,提高鉆探成功率;同時,進一步加強資源整合,以國家重大專項為抓手,加強石油公司、互聯網公司、科研機構和高校間的多學科、多領域、多層面的“政用產學研”結合,加快推進油氣數字化轉型,搶占未來競爭制高點。

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