中國大地之下的地質構造復雜多樣,給能源開采帶來了難度,但也許同時也留下懸念:可能地下還有更大的寶藏,需要更詳盡地勘探,更精細地開采。
渤海灣邊的南堡已經成為過一次焦點:2007 年5 月,在南堡宣布發現了超過10 億噸儲量的大油田,被看作中國石油勘探40 多年來最激動人心的發現之一。但是在現在的中國地圖上,南堡還是一個不起眼的小鎮,混雜在天津和唐山之間許多鹽田和漁村之中。
建一個小島采油
渤海灣西岸,有兩條公路直接伸入海水。 一條公路連接的是曹妃甸人工島。它是難得的深水良港,將要建成相當于20 個澳門的面積,成為華北最大的海港。另一條公路通往開采南堡油田的人工島。南堡油田沒有使用海上常用的鋼鐵平臺來開采,而是直接把油田上方填成陸地,可以直接使用陸上采油的技術節省成本。這是中國第一次大規模用人工島的方法進行“海油陸采”。因為南堡油田所處的淺灘只有兩三米深,可以采用吹沙填海的方式修建人工島。吹沙用的不是鼓風機,而是從海底泵上來的泥沙。首先用沙袋等材料筑起堤壩,圍出人工島的輪廓,然后絞吸船從海底吸起泥漿“吹”到圍壩中,泥沙沉積下來就成為了陸地。2008 年底,已經有3 個這樣的人工島建成投入開采,預計一共會修建6個以上。相比曹妃甸,這些人工島的面積很小,大多不到1平方千米,因此采用水平井整體開發技術。鉆井就像沙漠植物的根系,除了直接往下方打,還能向側面囊括更大面積的油田。
南堡油田的開采漸入佳境,打下了近800 口井,今年的產油目標是200 萬噸,計劃在四五年內將年產量提高到千萬噸以上。全國目前只有大慶、勝利、遼河、新疆、長慶、四川6 個油氣田的年產量超過1000 萬噸。油田也在悄悄改變著曹妃甸人工島的定位,這個島不僅僅是碼頭和鋼鐵基地,現在還要加上石油化工和石油戰略儲備基地的名頭。
更精細地尋找油田
按照目前中國每年消耗原油3.2億噸來算,南堡油田的所有地質儲量也只夠全國用3 年。能源困境只是能得到暫時緩解。“全球石油儲量40 年之后耗盡”的說法,仍然會讓人們恐慌。而2008 年的國際油價震蕩空前劇烈,從年初上漲到7 月份的每桶147.27 美元,又一直到11 月跌到近50 美元,即使是20 多年前兩伊戰爭期間,石油漲跌的幅度也比不上。廉價穩定的石油供應已經成為過去,還能用什么來保證我們的能源呢?
其實人們還會再發現更多的石油。要找到石油需要對地層有清晰的認識:石油儲藏在多孔的儲油層里,周圍被不透水巖層封閉起來。目前只能通過幾種有限的手段探測地下,其中最重要的方式是地震波。
地震勘探就好像人敲擊一個盒子,聽回聲來判斷里面裝了什么。人們引爆炸藥產生微弱的地震波,根據地層反射地震波的速度和相位,判定巖層的情況,然后由地質學家來尋找可能儲存石油的結構。這需要計算機大量的運算。傳統的地震勘探是二維地震勘探。就像X 光拍照展示了一個平面結構,二維地震勘探是對一個個地震剖面進行解析。在同一塊區域交叉分析了幾十個地震剖面之后,就能理清它的地質構造情況。
二維地震勘探的精度只有1 千米,對于特別平緩的地層,它無法看出微小的起伏,而特別破碎的地層又完全分辨不出細小的斷層。華北渤海的油田底層就特別破碎,被斷層切割得像打碎的汽車擋風玻璃,最小的油田只有0.01 平方千米。只有三維地震勘探才能達到這樣的精度。這種方法也是使用地震波來窺視地層,但是最終得到的是一個立體的地下結構數據,和醫學上的CT相似。除了測量方法的提高,這個方法還需要計算速度超過千億次的計算機處理。
南堡油田就是用三維地震勘探找到的。渤海灣一帶屬于冀東油田,已經有了40 多年的勘探歷史,但是由于地質條件太復雜,只探明了100多萬噸的儲量,兩家國外石油公司進行了6 年的勘探也沒有結果,人們普遍認為,這里只是一些零碎的小油田而已。三維地震勘探費用昂貴,每平方千米需要30 萬元,但是它的效用從2003 年開始發揮出來。精度達到10 米的勘探讓大多數探井準確地“命中”油區,就在淺層發現了上億噸的儲油構造,繼而在海上發現了更大的儲量。除此以外,2007 年底新疆塔河油田發現的2 億噸儲量,也是三維地震勘探的成果。
除了發現更多油田,另一條路是更有效地利用現有的油田。10 億噸石油并不是全都能采上來。中國的大部分油田采收率只有20%~30%,也就是說,有三分之二以上的油氣還留在地下。只有大慶油田采收率接近一半。這個比例和油田的地質條件有關,同樣也取決于開采技術。在南堡油田的開采中,將會廣泛應用注水、注氣的二次采收技術,目標是要將采收率提高到40%。