懒散的勘探思维
当今世界能源需求相互联系,世界各国必须把未来石油供给的开发和生产结合起来考虑。在工业化的发达国家,科学和技术正向更好地开发剩余的油气储量和潜力的方向发展,而发展中国家正加强商业性
油气勘探。
虽然全球已开始从常规油气能源向替代能源过渡,但很明显,至少在未来四五十年内——甚至更长时间——能源需求将主要依靠石油和天然气。
石油勘探在遵循着非常合理的和经济的模式运行,也就是说,在能够获取最大回报的地区进行石油勘探。这意味着这些地区具备以下条件:地质条件最为有利;有机会找到最多、最便宜的石油,并以最低的成本生产和出售;市场最大、价格最高;政治和经济条件稳定。
从现代石油勘探开始到1930年代,为确定钻孔位置而寻找的证据大都是在地表油、气渗出带。在这些地区,可看到沉积层往各个方向倾斜,形成了穹隆构造,平坦陆地上异常的土丘,环绕高地的河曲。
随着地球物理学和新技术的出现,石油勘探方法发生了变化,即由地下岩石的图像来决定钻孔的位置。
目前世界上大部分易发现的石油储藏地已被发现。过去几十年的统计数字表明,世界范围内的新发现不仅数量上在减少,而且质量也在下降,经济价值亦在减小。有石油咨询公司指出,最近对100多家跨国公司的调查表明,英国是未来全球勘探和生产投资最具吸引力的地方,其次是澳大利亚。这与过去多年中,根据石油新发现和储量替代情况得出非洲排位第一的结果不同。
多年来,在美国的勘探量很小,因此很明显,未来勘探的热点不在美国。1985年以来,美国石油产量年平均下降速度为24万桶/天,而消费却在增长,这也是美国每年进口石油越来越多的原因。在石油工业发展初期,独立石油公司是美国石油工业的支柱,它们的钻井工作量和找到的油气量比所有的大公司合起来还多,但这种情况已不复存在。独立石油公司的勘探和开发局面已不能令人鼓舞。
全球的勘探工作者们仍然在致力于寻找较明显、但越来越少的储藏类型,这在很大程度上归咎于懒散的勘探思维,它使我们继续寻找那些能被地震勘探勾画的构造,而不用费脑。
勘探人员乐于寻找背斜、穹隆和断层等构造,是因为这种构造对经营者来说可接受、有销路。换句话说,在有针对性地寻找隐蔽圈闭方面,我们的地质学家和地球物理学家做的还不够,我们只是在不断地寻找易被地震法探测到的、有销路的异常。
当然,我并不是说不去理睬那些明显的异常,我只是强烈建议我们应该寻找多样化的勘探目标,并且集中大部分勘探力量去寻找隐蔽圈闭——当然它们是很难发现的。
远海石油将越来越受到关注
实际上,世界上存在巨大的石油资源潜力,每个地学学科,无论是地质学、地球物理学,还是石油工程学,都应该提供大胆、创新的设想,这样才会促进未来油气的发现。
几十年来,人们一直不断地在世界范围内寻找新的石油资源。目前仍有很多地区对地质学家具吸引力,需要广泛地勘探,以满足石油供应快速增长的需要。
一些数据说明了全球沉积盆地目前的勘探状况。全球有潜力的沉积盆地划分为高勘探程度、中等勘探程度、部分勘探和基本未勘探四类。目前仅有29%的盆地生产商业油气,另外39%的盆地为部分勘探或中等勘探程度或测试,但没有大规模的商业性生产,其余32%的盆地很少或基本没有开展过勘探活动。
世界上许多滨海盆地具有巨大潜力。特别是在较成熟的产地。利用先进的技术,地质和地球物理学家有机会发现更多的石油资源。三维地震调查、老地震数据的重新计算、卫星和宇宙飞船遥感图像的利用,是在“老”区发现“新”储量线索的一些方法。
大部分未勘探的盆地被认为是全球的前缘地带。这些盆地位于地理条件较恶劣的地区,如北极、深水或遥远的内陆,未来将在这些地区进行高成本的勘探,并将发现大量的油气资源。对多数远海区进行评价需花费几十年的时间。目前许多前缘地区都由于争端、政治划界或政府法规等原因受到限制,其他地区则由于位置遥远和地质潜力差等而被忽略。未来许多地区的勘探都需要勘探者广泛的合作。
未来几十年,全球将越来越关注远海石油前缘地带,这是因为,从目前远海钻探看,有可能考虑水更深、环境更恶劣的地区。随着勘探专家对大量
海洋石油资源——特别是北极等深水和环境恶劣地区——的进一步勘探,工程师们会更加努力地设计出新的钻具和生产平台以满足需求。
只要有灵感、勇气、技术创新和财政支持,全球石油工业就能达到远海和近海的任何角落。
四十年前,由于极端恶劣的环境,整个北海被认为是不可能进行石油勘探和生产的。然而在1969年,当北海有了第一个商业发现后,大量油气发现已经使这个地区的石油资源完全自给自足。
三十年前,人们认为在200—300英尺的水下钻探太危险、太困难,而今天在超过1000英尺的水下钻探已很普遍,在更深处钻井也越来越现实。随着钻探技术的发展,钻井的水深记录不断刷新。目前的记录是在
墨西哥湾创造的,水深为7718英尺,由
雪佛龙公司用全球海洋公司(GlobalMarine)的“Glomar勘探者”号创造的。目前,墨西哥湾大部分远海区油井的水深平均为475英尺。
工程和技术的突破正迅速开拓着广阔的石油领域,许多此前认为几乎是不可能进行勘探的地区——如墨西哥湾的深水地带、地中海和南中国海等——正在成为前缘地带。
我认为,近十年来地球科学中的新观念比此前五十年中的还要多。今后几年将有更多的突破来解决今天所谓“不可能”的事情。
发现隐蔽圈闭需要高度的想象力
如前所述,我们应把更多的研究转向那些不明显的石油
储层,如地层圈闭、不整合面之下圈闭、与被埋藏的地貌学特征相关的圈闭,以及与构造有关或无关的圈闭。
在东得克萨斯油田,大量石油赋存在简单的地层圈闭里,该圈闭位于Sabine隆起西翼被区域性下倾地层所切割的Woodbine砂岩的边缘。这是在地层浅部聚集了70亿桶石油的典型地层圈闭。在该圈闭发现前,各大公司的专家对这一地区进行了反复的评价,认为没有供石油聚积的参量。
简单的地质圈闭形成了重要的勘探目标,但它却被热衷构造圈闭的人所忽视。
难道单斜或隆起区的一翼没有椭圆形的封闭就不可能有圈闭吗?它有可能是又一个东得克萨斯型的油田,正等待那些想法与众不同、智慧超群的地质科学家甚至幻想家去发现。
地球物理学家的计算机和新的绘图装置,为研究隐蔽圈闭提供了极大的帮助。地震模拟、数据获取、数据处理技术的应用,以及彩色地震显示的广泛利用等,已取得巨大进展。但最重要的工具是思维,这超越于所有其他的方法。
地震控制和解释大大有助于确定圈闭的位置,但地球物理学不是万能的,需要更艰苦的工作,“纯地质”工作需要查出沉积物的来源和种类、相变、古地质历史、沉积作用的构造效应,以及沉积作用过程中出现的各种环境条件。这需要仔细研究地层学、古地貌学、古地理学、古构造学、古生物学和孢粉学。这需要艰苦的地质探索,但最终的发现将对这些努力做出回报。
我认为未来大量的石油资源将在隐蔽圈闭中发现,勘探人员必须将他们的努力转向那里,而不是忽略掉。这些隐蔽圈闭是石油勘探的最后领地。
今天的前缘地区将成为明天的大油田
几十年来,人们一再预测,全球石油和天然气将用完,而事实证明,那些悲观者的论点是完全错误的。在全世界的老油区和近海、远海等前缘地区,几乎每天都有新油气田发现。
地质科学家们只是在想象力、创新和决心方面受到限制。未来几十年,石油地质学、地球物理学和石油工程学将有很大的进展。对我们的挑战是,创造新的理论和技术去勘探过去认为不可能的地方。
看一看石油工业在所谓“不可能”的北极地区取得了什么成绩!在这样恶劣的环境下发现、生产和运输石油所取得的成绩是非凡的。整个环北极地区面积相当大,许多研究者认为,整个北极盆地的石油和天然气的潜藏量相当于中东的储藏量。
北极地区的勘探是迄今最昂贵的探索,但发现大规模油气聚集的机会最佳。沿着美国和加拿大的大陆架,地震显示有圈闭特征的厚层沉积岩,其油气的聚集量可能相当于在近海的发现量。阿拉斯加普鲁德霍湾和Kuparuk油田,以及苏联的Urengoy油田,说明该地区拥有巨大的油气资源潜力。
如果有朝一日在遥远的大陆进行钻探的话,在另一个“不可能”的地区最终将发现大规模的石油储藏,那就是南极——最后一个前缘资源地。南极大陆边缘与北美大陆边缘大致一样,由几公里厚的沉积楔组成。
地质科学研究和调查证明,在紧挨着南极的远海地区拥有相当大的潜藏量。
St.约翰在他的相关论文中写道,“基于现有数据的研究,地质学家已识别出南极洲及其毗邻地区有21个沉积盆地,这包括6个近海、亚冰川盆地和15个远海盆地,除去11个被认为潜力太小或没有潜力的盆地,估计另外10个盆地拥有1690万立方公里的沉积物,能产出相当于2030亿桶油当量的碳氢化合物。”
St.约翰在这篇精彩论文的结尾指出,“南极洲确实有大规模的烃类资源潜力,最终技术是可行的,唯一的障碍是我们从哪儿获取钻探许可证。”
在南极这样恶劣的环境下打钻,石油的生产成本会很高,但如果世界需要石油,那些不利的地方也会被开发,相应的石油的价格将很高。南极洲是所谓“石油前缘”的典型代表。
在此我想说,石油时代的结束完全受经济的影响。当油气发现成本高到人们不敢购买时,勘探才会停止。
当我们审视世界上的石油资源潜力区时,很显然,年复一年,只要人们寻找油气新供给的希望不灭,世界上就有值得进行风险勘探的地区。
在我七十多年的石油勘探生涯中,我发现,无论大规模的油气资源在何时何地发现,它们都会进入石油市场。我很乐观并且相信,只要是经济的,只要地质科学同行与石油工程师们共同努力,不断提高石油勘探和生产的技术方法,即使在最恶劣的环境下,如深海、沼泽、冰层、高山、沙漠、森林、丛林等等,都会有油气新发现,甚至有可能(仅仅是可能)在许多许多年后,到太空中去勘探和生产。
作为一名了解世界地质潜力的人,我坚信,未来发现的石油量至少相当于目前已经生产的石油量,未来发现的天然气要比已生产的天然气多得多。
目前的大油田曾是过去的边远地区,而不断发展和完善的勘探理论、方法和技术,会把今天的前缘地区变成明天的大油田。
米歇尔·T·哈尔布特
米歇尔·T·哈尔布特 (MichelT.Halbouty),美国著名的地质和石油地质学家。美国地质学会创始人,在国际上享有崇高声誉。环太平洋能源矿藏委员会主席。美国工程院院士。
早在20世纪30年代,米歇尔·T·哈尔布特就在美国得克萨斯和墨西哥从事石油地质研究,并在著名的得克萨斯油田从事地质研究,总结油气的分布规律。他在研究墨西哥湾盐丘方面有极深的造诣,从盐丘的形成对油气聚集的控制作用有其独特见解,发表了许多论文。后期他从事全球构造分布规律研究,系统总结全世界600个大型沉积盆地油气分布规律,其中对中国的几个大型沉积盆地做了肯定的结论,如
松辽盆地、华北盆地、塔里木盆地等。
他积极建议在塔里木盆地中部进行石测勘探,使中国的勘探取得良好成果。20世纪70年代末中国实行对外开放,他第一个引荐中国
石油专家参加国际性地质会议。1996年6月,米歇尔·T·哈尔布特当选为中国工程院外籍院士。