發布時間：2021-03-20所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：2020年，石油產業鏈上發生了一些重大事件，包括負油價的出現、熔噴布價格暴漲、埃克森美孚從道瓊斯指數調整出局、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業鏈最前端，勘探家對石油產業發展影響巨大，勘探家的責任就是
摘要：2020年，石油產業鏈上發生了一些重大事件，包括負油價的出現、熔噴布價格暴漲、埃克森美孚從道瓊斯指數調整出局、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業鏈最前端，勘探家對石油產業發展影響巨大，勘探家的責任就是找油。找油要有正確的思想方法，還要有科學的技術手段，二者缺一不可。對石油的認知，需要用發展的眼光借鑒前人找油哲學，既要明確主體活動和客觀結構的關系，兩者之間存在內在張力而又相輔相成的辯證關系;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技術的決定論邏輯的雙重邏輯;大慶古龍頁巖油的戰略性、轉折性重大突破就是一個例證。近年來石油資源的認識與實踐，顛覆了鐘型曲線規律，呈現出不斷波浪式前進的趨勢。登高自卑，行遠自邇。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，來驅動人類文明不斷的進步。這就是石油勘探家的責任。圖16參19
關鍵詞：石油產業鏈;重大事件;油氣勘探;找油哲學;勘探家;責任
0引言
2020年，發生了一些罕見而重大的事件，石油產業鏈上也出現了一些令業界和學界始料不及的標志性事件，諸如負油價的出現、熔噴布價格暴漲、埃克森美孚從道瓊斯指數調整出局、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對，是一個需要研究和探討的重大課題。
1石油產業鏈的重大事件
2020年，發生于石油產業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石油期貨市場出現負油價
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年有現代石油工業以來從未發生過的。過去油價曾經跌至幾美元甚至幾美分，但負油價前所未有，可謂驚心動魄(見圖1)。《中國石油報》等媒體也報道了負油價事件。新型冠狀肺炎對石油產業鏈的溢出效應巨大，非常震撼，影響到方方面面。
1.2熔噴布與原油價格走勢嚴重背離
熔噴布作為石油產業鏈上的一種下游產品，在油價暴跌的時候卻價格暴漲，并且漲幅出奇高，供需達到“一布難求”的地步。它是制造口罩最關鍵、最核心的材料，而其又以石油為原材料。疫情同時導致WTI和布倫特原油價格走勢與熔噴布的價格走勢產生顯著背離(見圖2)。據大慶油田物資裝備部統計，以往每噸幾萬元的熔噴布，2020年5月均價達到了52.5萬元/t，最高時超過60萬元/t，這個小概率事件出現了。
1.3埃克森美孚被移出道瓊斯工業平均指數
2020年8月24日，全球聞名的標普道瓊斯公司宣布，將對道瓊斯工業平均指數進行一次重大調整，我們所不熟悉的Salesforce取代了埃克森美孚石油公司。中國的第一財經網用“埃克森美孚譜寫能源股悲歌”這一醒目標題報道了該事件。埃克森美孚自1928年被納入道瓊斯指數以來，曾經是全球市值最高的上市公司，是石油行業無可爭議的一個標桿，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)發布。關于石油峰值，以往指的是產量達峰，在這版報告中卻指的是消費量達峰。主要體現在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]。
過去石油行業經歷過很多變化，盡管有風有雨但還是平穩過來了。但近期出現的這些大的事件，產生了人們始料未及的結果。第一，是石油價格的變化，2020年出現負油價，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，是世界石油行業的標桿倒了，更重要的是80%以上的能源公司被道瓊斯指數剔除。這些事件應該都是一些重大的標志性事件，但不是絕對性的，還有一定的不確定性。
影響是深遠的，特別是對石油工業上游領域的影響更為突出。油氣勘探工作則是其中理論技術密集型的環節，也是投資風險最大，受油價波動影響最為明顯的領域之一。在當前乃至未來較長一段時期內，石油勘探工作者如何在諸多挑戰面前，通過理論技術創新，在油氣勘探實踐中探索未知領域，是值得思考的重大命題。
本文基于對世界石油工業的發展分析，對近年來中國在油氣勘探新領域如大慶油田古龍頁巖油等重大發現案例進行解剖，以揭示油氣資源的發展序列、前景、邏輯關系和技術對策，并力圖為石油勘探家形成低成本、高質量、高效益的找油思維提供啟示。
2石油勘探的雙重邏輯及發展趨勢
在整個石油產業鏈上，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，勘探家對石油產業發展的影響是巨大的、也是非常特殊的。勘探家的責任就是找油。
2.1油氣勘探認知的雙重邏輯
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，還要有科學的技術手段，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》。華萊士是一位大家，他的這篇文章被奉為圭臬，指導了找油的實踐。這篇文章在AAPG雜志上連載了兩次：第1次在1952年第12期發表;時隔30年后，在1982年第9期又發表了一次，即華萊士先生去世1周年后再次發表了這篇文章[4-5]。1984年，這篇文章引入中國，當年發表在《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，石油在地質學家的腦海里，這種理念已經深入到每一個人。認真地分析一下可知，找油的哲學主要是指出了人腦和石油的辯證關系和邏輯關系，特別強調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“辯證法是現實世界中一切運動、一切生命、一切事業的推動原則[7]”，這與《找油的哲學》所述是吻合的。因此，可以得出一個初步結論，華萊士找油的哲學是黑格爾式的哲學觀，強調了人的重要性;但同時混淆了能動性和決定性辯證關系，過分強調了主體活動的邏輯關系。在未來的發展中，碰到的事物和情況將更復雜，在手段更加先進的情況下，需要歷史地發展地借鑒。
簡要說明認知的發展進程：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;第三，向前推進，體現了科學技術和手段的作用;第四，發展到現在，是人手拉手、腦跟腦碰撞的。這一進程可以概括為兩句話：一是找油的時候要明確客觀結構和主體活動的關系，兩者之間存在內在張力而又相輔相成的辯證關系。客觀結構指未來石油的構成，不僅僅是常規和非常規的，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系，兩者之間是以改變世界的能動論邏輯和基于科學技術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略性、轉折性的重大突破。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，但一直沒有取得突破性進展。直到2020年，取得了戰略性突破[11]。
頁巖油之所以能夠獲得突破，很重要的一個因素就是發現了蒙脫石的“死亡線”，顛覆了黏土礦物副作用的認知。以往認為黏土含量越高，對地質的評價就越低，但實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)。以上成果的發現正是因為勘探家有了新工具——掃描電鏡以及相應的技術方法。
這一發現更重要的意義在于，使勘探家的視野發生了重大變化。從學科的角度，沉積巖石學與黏土礦物學的聯系更深。對于砂巖，作為儲集層人們更多關注“產”和“儲”的問題。而對頁巖，在研究中不僅關注“產”和“儲”，還要關注“生”，這是一個認識提高的過程，更重要是必須要有技術手段。
利用場發射掃描電鏡能譜分析技術獲得的元素面掃描圖，可以精準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。通過新的技術手段，發現了二三十年前不可能見到的現象。
對于沉積研究，不僅需要關注現代沉積以及已成巖的巖石，還要關心沉積物的來源。黏土包裹的有機質，原來認為都是水生的，現在看，情況發生了很大的變化，除了水中自生的，還有一部分是風成，以空氣為介質帶來的，另一部分則是通過河流為介質帶來的。古龍頁巖里發現了一些痕跡，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，經過還原、脫水、溶蝕、結晶、生烴等一系列復雜的過程，最后形成了伊利石，還有鈉長石、碳酸鈣、黃鐵礦和鐵白云石，發生了一系列的變化。
電鏡等新技術手段的發展，不僅使我們認識了礦物的變化，更重要的是還認識了微觀的結構，包括納米級的微觀結構。原來人工觀察巖心，主要看厘米級、毫米級剖面特征，現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。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現的。
古龍頁巖原來不能出油，最后實現突破并最終出油，就是通過人工改造，巖石內部發生一系列變化的結果。實驗證實，致密砂巖壓裂后裂縫沿最大主應力方向發育，基本上是垂直的(見圖9)。但頁巖壓裂后產生了非常復雜的縫隙，這些縫隙單靠巖石力學是無法解釋的(見圖10)。需要說明的是，圖10中的實驗加了示蹤劑，裂縫發育跟真實巖心是不一樣的。示蹤劑是流體，這里面還有流體力學的性質。
目前研究的對象需要多學科相融合。以往研究的砂巖基本是均質模型，按照巖石力學的三軸應力產生變化。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，地質認識都會發生重大而深刻的變化(見圖11)。
2.2油氣資源的客觀構成及發展趨勢
首先看資源。從油氣資源角度上，華萊士的找油哲學是基于常規的油氣。現在我們已經找到了致密油氣，并在成熟頁巖里面也開采出了油。實際上，未來資源構成的正三角底座應該還是很大的，有未成熟油氣、有機質、生物質、烴類，還包括自然界中的無機烴類(見圖12)。所以，把石油還原到自然界里邊的碳氫化合物來看，資源是豐富的。自然界里碳氫含量是極高的。我們要認識到，資源是客觀存在的，必須一步一步地去認識，對未來要有一個科學的認識論來指導[12]。其次看價值。所謂價值，就是真正能把資源變成經濟性的商品，現在是常規的資源和部分的非常規資源，未成熟、生物質、烴類還不能作為經濟資源(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域。更重要的是前述的產量峰值論被需求峰值論所替代，為什么被替代?主要是經濟、生態等綜合競爭力不夠，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，經典的油氣資源量預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學家，他準確預測了美國過去近百年間的石油產量趨勢。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顛覆了這條曲線，其石油產量自上世紀六七十年代達到高峰1.65×108t，此后在上個世紀末降到了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的方式預測出來的，在封閉的環境里面，沒有考慮到在石油的生產和需求里面，有可預測的也有尚不可預測的，它是共同驅動所形成的未來的發展。
那么展望未來的石油產量到底是什么樣子呢?未來油氣產量可能不是一個峰，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展的科學趨勢(見圖16)。隨著理論和技術的不斷進步，油氣工業是在不斷的波浪式前進，而不是高峰達到以后，高峰就永遠的過去了。——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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