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一場沒有炊煙的戰爭
發表時間 2019-10-18 12:00 來源 未知

  ——記中國科學院院士戴金星

  普通勞動者

  戴金星院士堅持認為,他是我國天然氣事業的普通勞動者。我們認為他是我國著名的石油天然氣地質學與地球化學家,為我國天然氣工業快速發展做出巨大貢獻。榮獲2018年度陳嘉庚地球科學獎。

  在北京學院路中國石油勘探開發研究院,每天都能看到他到辦公室去。他是石油天然氣地質學和地球化學專家,中國石油勘探開發研究院教授級高級工程師,我國煤成氣理論的先驅和奠基人,我國天然氣地質科學帶頭人,中國科學院院士,歐亞科學院院士。他提出的“煤系是良好的工業性烴源巖”理論,開拓了我國煤成氣勘探開發研究工作。他貢獻了煤成烴模式、各類天然氣藏鑒別方法、天然氣藏模式及大中型氣田富集規律。

  天然氣是一種潔凈環保的優質能源,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數。在礦物燃料中天然氣是最環保的能源,燃燒充分,燃燒效率高,能大幅度減少廢氣排放量。世界天然氣工業在近幾十年發展迅速,在世界一次能源構成中占比份額從50年代初的9.7%上升到2018年的25.65%。專家普遍預測,21世紀中葉將是以天然氣為主的能源時代。

  新中國天然氣勘探起步較早的是四川盆地,1980中期,我國勘探地區擴大,研究領域深入,探明儲量飛速增長,1991-1995年翻了一番,氣油探明當量比為11.4%。近期評估,遠景資源約當石油的一半,發展潛力巨大,未來屬于天然氣。

  在我國由貧氣國向天然氣大國過渡的過程中,戴金星是撬動杠杠的那一個人。從“六五”到“九五”戴金星負責的“煤成氣”項目一直是國家級科技攻關的優先項目。 “九五”期間戴金星從事煤成大中型氣田形成規律研究,他負責完成的“中國煤系地層大中型氣田的研究”國家科技攻關專題,總結出煤成大中型氣田形成的主要控制因素,為“九五”期間及之后發現或探明我國儲量豐度最大的克拉2大氣田以及迪那2、大北、靖邊、蘇里格、榆林一批煤成大中型氣田提供了理論依據,社會效益和經濟效益顯著。
 


 

  通過四十多年的天然氣地質和天然氣地球化學研究,他在建立和發展中國煤成氣理論、開辟煤成氣勘探新領域、各類天然氣鑒別理論、無機成因氣及其氣藏形成條件、大中型氣田形成和控制條件及其有利區預測等方面有重大建樹和貢獻。對我國七個儲量千億方以上的大氣田(包括我國目前儲量最大年產最高的蘇里格大氣田和儲量豐度最大的克拉2氣田)的發現在4至15年之前提出科學預測,為“西氣東輸”提供了資源基礎,為中國近期天然氣工業快速發展做出重大的貢獻。

  天然氣走進了千家萬戶,考慮到居民用氣安全,以及勘探開發工作的風險,由戴金星主筆的“科學勘探開發高硫化氫天然氣田的建議”,在2004年1月8日得到了國務院總理溫家寶的肯定和批示,對硫化氫天然氣的研究和生產起到了積極的推動作用,加快了四川盆地川東北地區高含硫化氫天然氣群的勘探與開發。

  天然氣的三駕馬車

  常規天然氣資源之外,非常規天然氣迅速崛起,解決了天然氣的可持續發展的問題。進入21世紀,全球非常規天然氣勘探開發不斷取得重大突破,頁巖氣和致密砂巖氣地位躥升。中國目前正處于常規天然氣向非常規過渡的階段,也是我國天然氣快速發展的黃金時期。戴金星表示,“今后很長一段時期內,我國天然氣勘探都將走常規與非常規并重的道路,起碼還會經歷20余年的拉鋸戰。”

  他指出,全世界天然氣資源有三類國家,一是常規油氣勘探已經到了后期;二是常規油氣還有相當大的開采潛力;三是常規與非常規天然氣資源極為豐富。一類代表是美國;二類代表是中國;三類代表是俄羅斯。美國迫切需要發展可替代的非常規油氣;中國以常規油氣勘探為主,但非常重視開發非常規資源;戴金星說:“俄羅斯常規天然氣儲量高達32.9萬億立方米,完全開發完尚需56年時間,因此目前基本上不需要開發非常規資源。俄羅斯總統普京曾在2012年年底表示在2017年要開發非常規油氣,但也只是作為后備資源而已。”

  非常規天然氣目前開發主要有三種類型:煤層氣、頁巖氣和致密砂巖氣。

  中國煤層氣研究勘探經歷30余年始終沒有大的突破。戴金星說,美國煤層氣年產量約500億立方米,中國2018年產量為51.5億立方米,但是在他看來,在未來的二十年內煤成氣依然占有重要的地位。2018年,全國天然氣探明總儲量中煤成氣占69.1%。他說:“如今煤成氣的產量和儲量都占了全國天然氣的三分之二左右,而過去我們通常是在一些老的油田找到煤成氣,而現在在新區域的勘探也有了突破。”通常認為鄂爾多斯盆地的煤成氣基本集中在中北部區域,但延長石油已在該地區東南區域發現一個儲量高達3374億立方米的大型煤成氣氣田。“此外我國在海上也發現了一些大型煤成氣氣田,顯示出煤成氣依舊是中國天然氣勘探的重要部分。”戴金星說。

  美國“頁巖氣革命”給全球帶來新的啟發,中國也取得突破性進展。我國已發現并開發涪陵、長寧、威遠等頁巖氣田,2018年共產頁巖氣108.8億立方米。戴金星說:“形勢比我預想的要好得多,應當說中國頁巖氣已經‘初見曙光’。”
 


 

  美國2018年產頁巖氣6072億立方米,頁巖氣占美國該年天然氣產量的73%、儲量的66%。頁巖氣使美國從進口天然氣的產氣大國,躍變為出口天然氣的產氣大國。

  美國“頁巖氣革命”也啟發了中國頁巖氣勘探開發和研究,自2013年以來,在四川盆地南部先后發現并開發了涪陵、長寧、威遠和威榮頁巖氣田,至今已累產頁巖氣335億立方米多,中國頁巖氣良好前景。中國頁巖氣和美國頁巖氣相比,由于埋深大,經多期構造運動,保存條件差。海相頁巖年代老、成熟度高,陸相頁巖時代新,成熟度低。故中國頁巖氣地質條件比美國差,但總體上頁巖氣資源豐富,故頁巖氣具有較好前景,將來頁巖氣會對推動中國天然氣工業更好發展作貢獻。

  在中國非常規氣中,致密砂巖氣是主力氣。中國第一個致密砂巖氣田是位于四川盆地的中壩氣田,于1973年開始開采。鄂爾多斯盆地是目前中國致密砂巖氣最重要的產地,是中國第一大氣區,2018年產量高達465億立方米,占全國產氣量29%。

  致密砂巖氣埋藏在致密砂巖層。致密砂巖氣是在砂巖7%-8%的小孔中,致密砂巖氣開采難度比頁巖氣要易,成本也更低。

  “我國當初學習美國的做法,從煤層氣勘探入手的確走了些彎路,我國的地質條件與美國有明顯的差別。我認為,致密砂巖氣才是我國目前非常規氣中最主要的部分。在中國的非常規天然氣資源排序中,頁巖氣已經躋身煤層氣之前,排在致密砂巖氣之后。”戴金星說。盡管已經取得重大突破,但是戴金星認為,相比頁巖氣,致密砂巖氣才是眼下中國非常規天然氣最重要的先鋒。過去十年間,中國致密砂巖氣探明儲量和產量都有明顯提升,產量已占全國天然氣產量的三分之一左右。戴金星預計,僅鄂爾多斯盆地今年產量就將超過500億立方米,“未來十年中國致密氣的產量仍然可能處于上升的趨勢”。

  但在致密砂巖氣“唱主角”、頁巖氣“初見曙光”時,戴金星提醒,對于中國非常規天然氣發展應當秉持更為謹慎與科學的態度。

  相對致密砂巖氣與頁巖氣,中國煤層氣的理論和開采技術也要大力創新。戴金星表示,今后將從宏觀與微觀領域方面研究非常規天然氣,如納米吸附氣、陸相頁巖氣等問題。還有就是要突破我國煤層氣相對高產和穩產的開采技術。

  目前,中國的致密砂巖氣主要氣源來自煤系,而頁巖氣則來自海相地質,能否在陸相中找到頁巖氣是中國非常規天然氣領域極關注的問題。

  “在什么條件下能在陸相地質中找到比較富集的頁巖氣?這是我們正在研究的課題。這個課題如果成功,不單在中國非常關鍵,在世界頁巖氣勘探理論方面也是重要貢獻。”戴金星說。

  目前全球頁巖氣均是在較老的常規油氣盆地中開采出的,而中國也不例外。戴金星認為,在老的油氣盆地外存在大型頁巖氣氣田的概率相對較小。“因為盆地之外頁巖氣的保存條件較差。我國有些處于盆地外的南方省份,我建議可以做相關小的實驗和探索,但不應當花費大量財力去開采頁巖氣。”

  大的方向必須是正確的,才能不走彎路、不浪費錢,這是戴金星認為始終應當牢記的。“老的盆地是最可能有突破的。即使國企也不敢隨便動用高達7000萬~9000萬元的資金打一口井,民資就更不應當貿然進入。頁巖氣特別要講效益觀念,這是中國頁巖氣規模發展的重要關口。”
 


 

  在戴金星眼里深層天然氣勘探具有很大潛力。“過去由于技術的限制,鉆井時都先打比較容易、較淺的天然氣井,而現在勘探的天然氣井已經越來越深,這是一個大趨勢。”如中石油在四川安岳氣田龍王廟組氣藏,是迄今為止我國發現的單體規模最大的氣藏,這正是體現深層天然氣潛力的佐證。“龍王廟位于寒武系層位、涪陵頁巖氣位于志留系層位,還有在震旦系碳酸鹽巖也有大發現,這標志著中國天然氣勘探在這幾個新層位中已經取得突破——勘探層位的新突破是中國天然氣開發的一個特點。今后我國在泥盆系等是否還會取得重大突破?這也是值得關注的。”戴金星說。

  未來屬于人才

  發展歸根到底是人才發展,發展驅動歸根到底是人才驅動,人才是支撐發展的第一資源,因為一切科技創新活動都是人做出來的。 “只有多途徑、多方式、全面普及科學教育,才能為社會的發展培養更多人才。” 戴金星老師1987年開始帶研究生,培養了博士后14人,博士38人,碩士6人。桃李遍布世界各地,其中不乏科學家、知名學者和學科帶頭人,出院士、出杰青。

  “我國一定要加強后備油氣人才的培養,將經費真正用在科研上,許多制度性的問題應當靈活應變。千萬不能因為制度而限制了優秀人才工作的積極性。我國天然氣已進入黃金發展時期,要實現大發展更需要國家加強人才和團隊建設。”

  核心項目與核心人才,不必貪多,而應該追求“精品”。

  戴金星指出,首先應讓業內知名的天然氣專家,去對口院校選撥好苗子。以實現定向培養,強調人才的實踐能力,能夠確保杰出人才能分配到合適的工作。

  其次,保證國際化的培養。培養高級人才的科研單位,要組織科技人員與國際上有實力的專家交流,而不是把交流辦成旅游項目。參加國際會議,出國培訓,第一時間了解國際專家的最新觀點,而不是等一兩年以后才從發表的論文里了解。

  戴金星指出,要讓優秀人才在中國科學院、高校與油氣企業間無障礙流動。

  實踐出人才,但是生產人才缺乏研究的環境,對于他們,要提供多種途徑的培訓,讓他們起示范和帶頭作用。

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