明清以來,由於封建社會制度和“海禁”外交政策的影響,中國的科學技術發展非常緩慢,石油工業也停滯不前,落後於西方國家。1877年,中國購買了美國蒸汽鉆機,並聘請美國鉆井技術人員在臺灣苗栗鉆探石油。1878年第壹臺現代鉆機鉆探成功,獲得石油1.5噸,標誌著中國現代石油工業的開端。然而,第二次鉆探失敗了,開始也結束了。1895年,日軍占領臺灣省。以掠奪資源為目的,在臺灣省進行了三次大規模石油地質調查和鉆探,發現了黃坑油田和淥水、珠東等四個氣田。到1927年,石油年產量達到19400噸的峰值,然後逐漸下降(圖4.10)。
1905年,清政府擴大陜北試點油礦,聘請日本人進行地質勘探。1907年,購買了日本蒸汽鉆機,並聘請日本技術人員和工人在延長城外鉆探延長1井。在81米深度發現石油,日產量1 ~ 1.5噸,證明延長有石油。後來在自己打井的同時,引進了美國浮油公司合作打井,但效果甚微。1941年,延長油礦在七裏村打了兩口高產油井,延長油礦產量開始上升,在1943年達到每年1279噸的峰值,之後由於內戰和投資不足開始下降。
玉門油田的發現和開發在中國近代石油工業中發揮了重要作用。20世紀20年代,許多中外地質學家參觀了玉門地區的石油地質,他們都認為玉門地區有發展前景。1937年日軍侵華,抗日戰爭全面爆發,中國石油和石油進口被切斷,國民黨政府開始重視國內石油勘探開發。1938年,國民黨政府成立甘肅油礦籌備處,對玉門石油地質進行普查。1939年在老君廟構造鉆獲高產油井,日產105噸,發現了老君廟油田,成為近代中國石油工業史上的重要裏程碑。隨著玉門油田的開發,玉門已成為國家石油生產的重要基地。1941年玉門石油年產量達到1萬噸,1948年最高年產量達到7.8萬噸,全國年產量達到8.26萬噸的峰值。玉門油田的開發有力地支援了全國的抗日戰爭,為中國近代石油工業培養了壹批專業技術幹部和石油工業工人,為中國近代石油工業的發展奠定了良好的基礎。
圖4.10新中國成立前原油產量
新中國成立初期,我國石油工業十分落後,1949年產原油僅7萬噸,主要依靠進口“洋油”維持國民經濟的發展。通過玉門油田的勘探開發,油田面積迅速擴大,石油產量不斷提高。中蘇石油股份公司在新疆成立,獨山子油田被發現和開發。延長油礦先後發現並開發了永平油田和延長油田,全國石油產量迅速回升。到1959年,全國石油產量達到373萬噸(圖4.11),基本滿足了國內40%的石油需求,緩解了石油供應緊張的局面。
始於1955的全國石油普查也取得了令人振奮的成果。大慶特大型油田於1959年在松遼盆地發現。經過三年的勘探開發,大慶油田於1963投產,當年產油439萬噸,全國石油產量也達到647萬噸。到1965年,全國石油產量達到11310000噸,突破了1000萬噸大關,實現了原油的完全自給。
20世紀70年代,我國先後在渤海灣盆地發現並開發了勝利油田、遼河油田和大港油田,1973年原油產量超過5400萬噸。後來發現了華北和華南的幾個油田。1978年,中國原油產量超過100萬噸,成為世界第八大產油國。
20世紀80年代,中國在穩定東部地區石油生產的同時,重新加強了西部地區的石油勘探,先後發現了吐哈油田、塔裏木油田和焉耆油田。與此同時,中國的海洋石油勘探開發權向外國公司開放,這進壹步促進了中國石油產量的增長。從65438年到0995年,中國的石油產量達到1.5億噸,2005年達到1.8億噸,成為世界第五大石油生產國。
圖4.11新中國成立後原油產量
目前,我國主要油田已普遍進入高恢復程度階段,原油產量保持上升的難度越來越大。歷史統計表明,當可采儲量采收率低於40%時,處於增產階段;當可采儲量采收率大於40%小於60%時,處於穩產階段;當可采儲量的采收率大於60%時,油田產量處於遞減階段。截至2003年底,中國可采儲量平均采收率為72.8%。從總體上分析,我國可采儲量低於40%的油田僅占可采儲量的7.9%,產量占全國石油產量的14.3%,剩余儲量占全國石油產量的13.8%。這些油田是未來產量增長的主體,但占比很小。中國采收率超過60%的油田占可采儲量的84.1%,占全國石油產量的72.5%,占剩余儲量的64.8%。這些油田已經進入產量遞減階段(表4.1)。從地區來看,這種情況在東部地區更為嚴重,那裏有許多老油田。截至2003年底,東部地區可采儲量平均采收率為76%,石油產量已進入遞減階段。西部地區和海洋可采儲量采出程度分別為59%和56%,屬於油田開發穩產階段。
表4.1中國已開發油田可采儲量分布單元:%
截至2005年,中國已累計生產原油44.9億噸。結合我國最新壹輪油氣資源評價中值(654.38+098億噸),我國累計原油采收率為22.67%。根據累計原油產量和剩余探明可采儲量計算,2005年中國原油探明可采儲量達到69.2億噸,儲采比為13.4。
4.1.2.2中國油田開發技術
目前,中國掌握的油田開發技術主要包括:
(1)剩余油分布預測配套技術,包括註水維持能量分層開采、高含水期提高水驅采收率、精細沈積微相油藏精細描述技術、常規測井水淹層處理解釋技術和油藏數值模擬技術;開發了以層系調整、鉆高效加密調整井和“控水穩油”為目標的分層調整技術。
(2)復雜斷塊油田滾動勘探開發配套技術,形成了以低振幅構造和短程識別為主要技術的高分辨率三維地震滾動勘探開發科學程序、斷塊油藏精細描述和石油勘探開發綜合軟件平臺技術。
(3)化學驅油技術主要指聚合物驅油工業化技術,包括室內實驗評價、聚合物驅油劑國產化技術和現場註入設備開發。
(4)低滲透油藏高效開采技術,包括低滲透油藏描述技術、“註、壓、抽”配套采油技術、壓裂開發井網優化設計技術、註氣保壓技術和小井眼鉆采技術。
(5)稠油油藏註蒸汽技術。註蒸汽吞吐已形成工業化生產技術,主要包括適用性篩選技術、油藏工程設計技術、大型齊次發生器應用技術、井筒隔熱技術、註采參數優化技術、大排量泵送技術、早期防砂技術和稠油集輸技術。
(6)分層註水分層開采技術;區塊壹體化堵水調剖技術;酸化壓裂、重復壓裂、限流壓裂和整體壓裂技術;特殊采油技術,如人工舉升技術,如有桿泵、電潛泵、無桿泵和氣舉采油。
(7)閉式註水、地面集輸工藝、輕烴回收、凝析氣循環註氣、混相驅油和化學驅油等地面油氣集輸工藝設計和施工技術。
自20世紀70年代以來,中國的鉆井技術主要依靠國產設備,從噴射鉆井、定向鉆井和叢式鉆井到水平鉆井,基本上每5年就能上壹個新臺階,鉆井效率大大提高。叢式井和定向井鉆井技術現已成為壹項廣泛應用的常規技術,長、中、短半徑水平井鉆井技術已經掌握。
4.1.2.3中國原油產量歷史階段
從中國原油產量增長的歷史來看,根據1949以來每年的原油產量變化,以及不同時期的政策和開發技術條件,中國原油產量增長的歷史可以分為三個階段:1949 ~ 1964的初始階段;從1965到1985的快速增長階段;從1986到2005年的穩定增長期(圖4.12)。
圖4.12中國原油產量增長階段
(1)初始階段(1949 ~ 1964)。1949年初,中國全國原油產量僅為7萬噸,其中6.92萬噸來自玉門油田。隨著石油工業的逐步恢復,中國的原油產量逐步增加。從1949到1964,中國原油產量從1949年的7萬噸增加到1964年的794萬噸。根據2005年中國國土資源部最新壹輪油氣資源評價的平均可采資源量,該階段結束時中國原油采收率為0.18%。從開發理論和技術上看,這壹時期中國的鉆井理論和開發技術略落後於國外,正在進行噴射鉆井和定向井技術的研究和試驗,國外已有應用;從國家能源政策來看,中國在這壹階段開始實施鼓勵有計劃地開發石油資源的政策,並通過有重點的勘探和開發來促進石油產量的增加。
(2)快速生長階段(1965 ~ 1985)。1965之後,勝利油田、大港油田、遼河油田相繼開發,我國原油產量開始超過10萬噸,實現了自給自足。在1965 ~ 1985期間,中國原油產量從1076萬噸增加到65438+2500萬噸,年均增長率為52.9%。從1981到1982,由於投資不足,中國石油工業產量下降。在這壹階段,中國原油累計采收率從0.24%提高到7.38%。從開發理論和技術來看,我國現階段在鉆井理論和開發技術方面取得了壹系列重要研究成果,逐步縮小了與國際先進水平的差距。1976 ~ 1980期間,通過對噴射鉆井技術的研究,機械速度提高了壹倍,鉆井成本降低。為了促進石油資源的勘探和開發,中國政府實施了三項政策,即從1982承包65438億噸原油,這不僅促進了產量的增加,而且為迅速提高石油工業的技術水平創造了有利條件。
(3)穩定增長階段(1986 ~ 2005年)。從1986到2005年,中國的原油產量從130萬噸增加到180萬噸。這壹階段產量的年均增長率為2%。與前壹階段相比,產量雖持續增加,但增速明顯放緩,呈穩中有升態勢。原油累計采收率從1986年的8%提高到2005年的22.67%。
在這壹階段,計算機技術的應用推動了我國油氣開發理論和技術的快速發展。理論上,我國已形成壹套完整的陸相油氣田開發地質應用基礎理論和研究方法,在國際上處於領先地位。在開發技術方面,中國在註水開發、低滲透油藏開發、稠油開采、油藏描述、數值模擬、壓裂、水平井和三次采油等方面取得了突破。
從國家政策來看,“穩定東部、發展西部”戰略是國務院在分析研究全國陸上原油生產格局、油氣勘探和後備資源接替形勢、國家未來油氣需求的基礎上作出的戰略決策。這也是繼1986之後,中國陸上石油工業發展最顯著的特征。