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  中国石油勘探  2023, Vol. 28 Issue (3): 78-89  DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2023.03.007
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引用本文 

刘小兵, 窦立荣. 国际大油公司深水油气勘探实践及启示——以圭亚那斯塔布鲁克区块为例[J]. 中国石油勘探, 2023, 28(3): 78-89. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2023.03.007.
Liu Xiaobing, Dou Lirong. Practice and enlightenment of deepwater petroleum exploration of international major oil companies: a case study of Guyana Stabroek block[J]. China Petroleum Exploration, 2023, 28(3): 78-89. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2023.03.007.

基金项目

中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目“全球重点领域超前选区选带研究”(2021DJ3101)

第一作者简介

刘小兵(1984-),男,江苏海安人,博士,2012年毕业于中国科学院研究生院,高级工程师,主要从事海外油气地质研究工作。地址:北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院,邮政编码:100083。E-mail: xiaobing.liu@petrochina.com.cn

通信作者简介

窦立荣(1965-),男,江苏扬州人,博士,2004年毕业于中国科学院研究生院,正高级工程师,博士生导师,现主要从事全球油气资源评价与勘探关键技术研究工作。地址:北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院,邮政编码:100083。E-mail: dlirong@petrochina.com.cn

文章历史

收稿日期:2022-02-28
修改日期:2023-04-22
国际大油公司深水油气勘探实践及启示——以圭亚那斯塔布鲁克区块为例
刘小兵1, 窦立荣1,2     
1. 中国石油勘探开发研究院;
2. 中国石油国际勘探开发有限公司
摘要: 近年来,国际大油公司持续在深水领域取得勘探突破。其中埃克森美孚公司领导的勘探联合体在圭亚那的斯塔布鲁克区块获得31个深水油气田发现,使圭亚那成为南美地区石油行业的重要国家之一,同时也带动了周边海域的勘探热潮。圭亚那盆地横跨圭亚那和苏里南海域,埃克森美孚公司在圭亚那盆地的油气勘探主要经历了3个阶段,分别是1957—1982年超前布局圭亚那盆地苏里南海域;1999—2015年再进圭亚那盆地并长期坚守圭亚那海域;2015年至今地质认识和地震技术助推获得一系列勘探发现。国际大油公司,尤其是埃克森美孚公司领导的勘探联合体在圭亚那的勘探实践表明,开展区域地质综合研究并结合新资料坚定勘探信心,通过引进合作伙伴共担风险、共享收益,是风险勘探的典型做法,可为中国油公司实现从“走出去”迈向“走上去”开展海外油气勘探业务提供借鉴和参考。
关键词: 圭亚那    埃克森美孚公司    深水油气勘探    全波反演    斯塔布鲁克区块    
Practice and enlightenment of deepwater petroleum exploration of international major oil companies: a case study of Guyana Stabroek block
Liu Xiaobing1 , Dou Lirong1,2     
1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development;
2. China National Oil and Gas Exploration and Development Co., Ltd.
Abstract: In recent years, exploration breakthroughs have continuously been obtained in deepwater fields by major international oil companies. Among them, the joint venture company led by ExxonMobil has discovered 31 deepwater oil and gas fields in Stabroek block in Guyana, making it a rising star in the petroleum industry in South America and driving the exploration boom in the peripheral offshore areas. Guyana Basin spans Guyana and Suriname offshore areas. ExxonMobil's petroleum exploration in Guyana Basin mainly experienced three stages, namely, the advanced layout in Suriname offshore area during the 1957-1982, re-exploration in Guyana Basin and long-term research in Guyana offshore area during the 1999-2015, and a series of discoveries by applying new geological understanding and seismic technologies since 2015. The exploration practice of major international oil companies in Guyana, especially the joint venture company led by ExxonMobil, shows that it is a feasible and typical way to implement risk exploration by conducting comprehensive regional geological study and applying new data to strengthen exploration confidence and introducing partners to share risks and benefits, which provides reference for Chinese oil companies in promoting overseas petroleum exploration business from "going global" to "going better".
Key words: Guyana    ExxonMobil    deepwater exploration    full waveform inversion    Stabroek block    
0 引言

随着全球陆上常规大型油气田(可采储量大于5×108bbl油当量)的发现难度越来越大,海上油气资源争夺更加激烈,各石油公司纷纷实施战略转移。深水油气资源丰富、探明率低,是油气勘探最具潜力的发展方向[1-11],已成为全球油气勘探的热点领域。近10年深水油气项目(水深大于200m)已成为全球油气增储上产的核心领域,新发现的101个大型油气田中,深水油气田数量占比为67%、储量占比为68%[3, 10],其中国际大油公司(埃克森美孚、碧辟、壳牌、道达尔能源、雪佛龙、艾奎诺、埃尼7家公司)海外勘探大发现可采储量的90%位于深水领域[3]

开展深水油气勘探是国际大油公司上游的核心战略,其中埃克森美孚公司作为作业者近10年来深水油气勘探最为成功[1-5]。截至2022年底,埃克森美孚公司以作业者身份在境外共发现22个深水大型油气田,其中15个来自圭亚那,可采储量占其境外深水大型油气田总储量的58%[12]。圭亚那作为埃克森美孚公司(合作伙伴分别是赫斯公司和中国海油)21世纪以来最重要的海外勘探地区,对中国油公司开展海外勘探具有一定的指导意义。本文从圭亚那油气地质概况、作业者埃克森美孚公司在圭亚那的勘探发现历程及中国海油抓住历史机遇果断进入等相关启示进行阐述与剖析,为中国油公司“走出去、走上去”提供借鉴和参考。

1 概况 1.1 盆地油气地质特征

圭亚那位于南美洲北部,西北与委内瑞拉交界,南与巴西毗邻,东与苏里南接壤,东北濒大西洋。圭亚那盆地自西向东主要横跨圭亚那、苏里南和法属圭亚那等国家,长约930km、宽约150km。受冈瓦纳大陆裂解的影响,南美板块和非洲板块分离,圭亚那盆地开始形成,主要经历了侏罗纪—白垩纪阿普特期裂谷和白垩纪阿尔布期以来的被动大陆边缘两个演化阶段[13],发育与陆架平行的NW—SE向早白垩世高角度正断层。盆地沉积了裂谷期层系和漂移期层系,地层沉积较为连续,泥页岩、深水浊积砂岩、碳酸盐岩等发育良好[13]。圭亚那盆地东部为德梅拉拉(Demerara)深海高原(图 1),西部与委内瑞拉交界处为波莫龙(Pomeroon)高地,使盆地处于长期稳定的沉降阶段,未发生明显的构造活动,油气能够就近运移至各类储层之中。

图 1 圭亚那盆地重力异常及油气田分布图 Fig. 1 Gravity anomaly and distribution of oil and gas fields in Guyana Basin

圭亚那及周边地区广泛分布晚白垩世富含有机物的岩石,包括La Luna组、Querecual组、Gautier组、Naparima Hills组和Canje组。在委内瑞拉东部,La Luna组页岩的总有机碳含量(TOC)高达12%,为Ⅱ型干酪根,氢指数小于600mg/g,从区域上看这些烃源岩产生了大量原油[14]。在圭亚那盆地,主要烃源岩为上白垩统塞诺曼阶—土伦阶Canje组页岩和泥灰岩,位于圭亚那海域东北部并延伸至苏里南海域西北部[15],为深海沉积环境,横向分布稳定[16],有机质类型主要为Ⅱ型干酪根。Canje组的平均厚度约为200m[17],总有机碳含量(TOC)平均为7%,最高可达30%。1975年,位于苏里南近海的North Coronie-1井发现了至少320m的富含有机物的岩石,TOC为2%~5%,Ro为0.6%~0.7%[17-18]。目前Canje组页岩在盆地中部达到成熟,圭亚那和苏里南交界处的埋深最大,部分地区进入生气窗[15]。侏罗系湖相页岩为盆地潜在的烃源岩。

圭亚那盆地海域包括4套已证实储层,分别是下白垩统碳酸盐岩、上白垩统New Amsterdam组砂岩、始新统—中新统Pomeroon组砂岩、上新统Corentyne组砂岩(图 2)。其中,上白垩统New Amsterdam组砂岩为圭亚那盆地最主要的储层,地层厚度达700m。盖层自下而上主要包括Stabroek组、New Amsterdam组、Pomeroon组和Coretyne组页岩,其中New Amsterdam组页岩为盆地最主要的层内盖层。在盆地深水地区,圈闭以地层圈闭为主;而在浅水地区,晚中新世以来发育生长断层和断背斜构造[12]

图 2 圭亚那盆地地层柱状图 Fig. 2 Generalized stratigraphic column of Guyana Basin
1.2 勘探概况

圭亚那钻探活动始于20世纪40年代,仅钻探少量探井,未获油气田发现,随后勘探陷入停滞。自1967年圭亚那独立之后,壳牌等公司在圭亚那陆上和浅水地区开展油气勘探,部分钻井获油气显示,但无商业发现[12]。1982年,加拿大Home勘探公司在圭亚那盆地陆上发现一个小型油田,为圭亚那首个油田发现,但由于测试结果不足以进行生产且缺乏优质储层而放弃。1986年,圭亚那颁布《石油(勘探和生产)法案》[19]和《石油(勘探和生产)条例》[20],规定勘探期最长为10年(4+3+3),如有商业发现油公司可以获得为期20年的石油生产许可,并可选择延长10年[12]。新的合同条款吸引了包括埃克森美孚等公司进入圭亚那海域。

埃克森美孚公司1999年通过议标进入圭亚那深水斯塔布鲁克(Stabroek)区块,2015年的首个深水油田——Liza油田发现带动了圭亚那及其周边海域的勘探热潮。据IHS统计[12],2015—2022年间埃克森美孚、图洛(Tullow)、雷普索尔(Repsol)和CGX能源等作业者在圭亚那海域共获得36个油气田发现,油气可采储量合计19.78×108t油当量。其中,埃克森美孚公司领导的勘探联合体在斯塔布鲁克区块共发现31个油气田,可采储量合计19.28×108t油当量[12]图 3),占圭亚那油气总可采储量的97.48%,使圭亚那的石油工业逐渐成为新兴经济支柱[21]

图 3 圭亚那海域油气田可采储量柱状图 Fig. 3 Histogram of recoverable reserves in Guyana offshore area 油气田可采储量未根据各公司权益进行劈分
2 勘探历程

埃克森美孚公司在圭亚那盆地的油气勘探主要经历了3个阶段。埃克森美孚公司领导的勘探联合体在圭亚那深水获得勘探成功,使圭亚那成为全球深水油气勘探开发的热点领域,同时进一步提振了埃克森美孚公司及其他公司在大西洋两岸深水领域的勘探信心。

2.1 1957—1982年:超前布局圭亚那盆地苏里南海域

20世纪50年代,国际大油公司开始布局中—南大西洋两岸油气勘探,但以陆上勘探为主,主要包括西非的尼日尔三角洲盆地、加蓬海岸盆地、下刚果盆地以及拉丁美洲的特立尼达和多巴哥(图 4),埃克森美孚、壳牌、道达尔能源、碧辟、埃尼等公司获得大量陆上油气田发现。60年代开始兴起板块构造理论[22-23],深海钻探计划(DSDP)进一步证实了海底扩张和板块构造说[24],揭示了非洲板块与美洲板块分离的历史。60—70年代,随着拉美、中东等资源国的国有化运动,国际大油公司逐渐失去话语权和油气资源保障,陆上勘探开发面积减少,更加积极拓展富油气盆地周边的低勘探程度领域。受大西洋两岸陆续获得油气发现、板块构造理论启发、勘探开发面积减少等影响,国际大油公司20世纪60年代以来在大西洋两岸海域的勘探热情倍增,西非及与其共轭的圭亚那、苏里南、法属圭亚那等国家海域成为国际大油公司重点关注的领域。

图 4 大西洋两岸共轭关系及油气田发现时代分布图 Fig. 4 Conjugate relationship between the two sides of the Atlantic Ocean and discovery age of oil and gas fields

埃克森公司早在1957年就联合壳牌公司和道达尔能源公司获得苏里南海域Esso Et Al勘探区块,直至1977年才钻探Demerara A2-1井,虽然储层质量存疑且缺乏构造圈闭,但认为圭亚那盆地具有较好的烃源岩潜力。随着壳牌公司和道达尔能源公司在钻井失利后减持部分股份,埃克森公司于1982年退出苏里南海域,至此这一地区的勘探暂时告一段落。

2.2 1999—2015年:再进圭亚那盆地并坚守圭亚那海域

直到20世纪90年代初,埃克森公司对南美洲北部进行了系统的区域研究和盆地分析,并于1995年在早期的地震和钻井数据、新的重力资料、板块重建新认识等基础上对圭亚那盆地形成新认识[25],发现圭亚那以西的委内瑞拉陆架陡坡区的砂体被上白垩统烃源岩产生的油气充注,认为在圭亚那盆地深水区存在烃源岩[17],进入生油窗且存在白垩系深水碎屑岩储层。加上20世纪90年代巴西和西非大陆边缘获得大量的油气发现[12, 26],埃克森公司认识到圭亚那—苏里南深水区的潜在价值[17],随后在90年代末决定重返圭亚那盆地及周边海域。1998年,埃克森公司获得特立尼达和多巴哥海域两个勘探区块,勘探面积为2585km2,经过5年勘探无果后退出。1999年6月,埃克森公司通过议标从圭亚那政府手中获得斯塔布鲁克区块100%权益,该区块位于圭亚那海域1000~3000m水深范围,面积为4.7×104km2,占盆地总面积的五分之一(图 5)。

图 5 斯塔布鲁克区块范围变化图 Fig. 5 Scope change of Stabroek block

埃克森美孚公司获得斯塔布鲁克区块后,由于圭亚那与苏里南/委内瑞拉的领海争端,导致其勘探一度停滞长达8年。期间,即使埃克森美孚公司在圭亚那西北邻国特立尼达和多巴哥的两个海上区块未获勘探突破,也未影响埃克森美孚公司继续持有斯塔布鲁克区块。直到2007年,埃克森美孚公司在圭亚那的勘探才迎来转机:先是科斯莫斯公司在西非科特迪瓦盆地深水上白垩统浊积砂体中发现朱比利(Jubilee)大油田,坚定了埃克森美孚公司坚守圭亚那以寻找类似成藏组合的信心;后是圭亚那和苏里南两国通过国际仲裁解决了领海争端,埃克森美孚公司得以正式开展勘探工作。

埃克森美孚公司在2008年和2011年分别采集1.26×104km和4800km的二维地震,并在初步确定有利勘探目标后于2012年在区块中南部完成2391km2的三维地震采集,识别出上白垩统浊积砂体,并且进一步认为塞诺曼阶—土伦阶的烃源岩分布广泛、富含有机质[17]。而在2009—2014年间,壳牌公司曾获得参与斯塔布鲁克区块25%~50%的权益,但鉴于1971—1975年在圭亚那浅水区钻探了5口失利探井,认为在深水区同样存在缺少油气充注的风险,在2014年计划钻探首口风险探井之前主动放弃区块50%的权益[27],其决策失误导致无缘斯塔布鲁克区块的一系列油气重大发现。

埃克森美孚公司虽然基于烃源岩类型[28]、分布范围[12, 29]和地震砂体的识别,认为勘探潜力较大,但考虑到圭亚那以东的法属圭亚那海域Zaedyus油田发现的非商业性,也不愿独自承担风险[17],想方设法寻找合作伙伴、分担风险。中国海油基于早期在这一区域开展的地质研究和多轮次的新机会评价工作,2014年抓住壳牌公司退出的机会及时进入,获得25%的勘探权益[27],同年美国的赫斯公司也同期获得30%权益。2015年,由埃克森美孚公司、赫斯公司和中国海油组成的勘探联合体(以下简称“斯塔布鲁克区块勘探联合体”)钻探圭亚那首口深水野猫井——Liza 1井,获得重大勘探突破(图 6),成为圭亚那盆地深水的首个白垩系油田发现,坚定了油公司在盆地深水领域的勘探信心。

图 6 过Liza油田地震剖面图(据文献[3031]) Fig. 6 Seismic profiles cross Liza Oilfield (modified after references [30-31])
2.3 2015年至今:地质认识和地震技术助推系列发现

圭亚那的油气勘探虽然开展较早,但地震勘探较少,仅在浅水地区零星分布二维测线,储层的识别和砂体的分布认识不清,未获得油气商业发现。在埃克森美孚公司进入斯塔布鲁克区块前,区块内未采集二维/三维地震。自2008年以来,埃克森美孚公司开始陆续开展地震采集处理工作,并识别出Liza有利圈闭。2015年3月,斯塔布鲁克区块勘探联合体在1743m水深钻探Liza 1井,在上白垩统钻遇90m厚的优质含油砂岩,成为当年全球最大的油田发现[32]。2016年,斯塔布鲁克区块勘探联合体通过Liza 2评价井进一步证实了Liza油田规模可达1.52×108t油当量,随着评价井的增加,于2018—2022年陆续对原油和天然气进行储量修正,目前Liza油田的油气可采储量为2.50×108t油当量[12]

Liza油田的成功发现表明该地区深水浊积砂体有巨大的勘探潜力,斯塔布鲁克区块勘探联合体随后迅速在区块的中南部大面积部署三维地震,占区块总面积的68%,并识别出一系列沿陆坡底部发育的上白垩统浊积砂体。埃克森美孚公司的全波形反演、AVO异常等技术的运用对Liza油田以东数个油田的发现起到推动作用(图 7图 8),例如2019年发现的Tilapia、Haimara、Yellowtail、Tripletail和Mako等油田均得益于该技术的运用[33],使得斯塔布鲁克区块的钻井成功率远高于行业平均水平。与此同时,为进行油藏动态监测、推动Liza油田群快速高效开发,斯塔布鲁克区块勘探联合体2017年在Liza油田开发区部署四维地震,面积为2162km2

图 7 斯塔布鲁克区块中南部钻井及成藏组合分布图 Fig. 7 Distribution of wells and plays in the central-southern Stabroek block
图 8 斯塔布鲁克区块可采储量柱状图 Fig. 8 Histogram of recoverable reserves in Stabroek block

在获得Liza勘探发现后,其勘探部署总体为向三维地震覆盖区四周推进,逐步落实了上侏罗统—下白垩统碳酸盐岩、上白垩统砂岩、始新统—中新统砂岩等有利成藏组合(图 7图 9),最终明确Liza及东南部为重点勘探开发地区。油气成藏模式可以归纳为:圭亚那盆地晚白垩世以来处于深海—半深海沉积环境,主力烃源岩为上白垩统底部的海相烃源岩,广泛分布于圭亚那盆地深水区;区块南段浅水区与陆架交界处,断层和裂缝是油气垂向运移的主要通道[12],以新生界砂岩成藏组合为主;而在盆地深水区,晚白垩世发育多期次相互叠置的深水浊积水道体系,广泛分布的、高孔渗海底扇沉积输导成藏[16],以上白垩统砂岩成藏组合为主,其中Liza油田主要储层的平均孔隙度为25%,平均渗透率为5000mD[12];区块西北部在火山岩之上发育孤立碳酸盐岩建造[35],以上侏罗统—下白垩统碳酸盐岩成藏组合为主。

图 9 斯塔布鲁克区块浊积砂体分布图(据文献[34]修改) Fig. 9 Schematic turbidite fairways in Stabroek block (modified after reference [34])

2016—2018年,向Liza油田的西北方向开展钻探活动,以地震技术识别有利成藏组合为主。2016年在Liza油田西北方向约40km处钻探的Skipjack1井失利,2017年对Payara目标钻探获得成功,油气可采储量为8726×104t油当量[12]图 7图 8)。通过Liza 1井和Skipjack 1井可重新认识区域地震资料[36],表明向盆地深水方向的砂岩储层含水的风险增大,这对指导该区的下一步勘探具有重要的指导意义。2018年在Liza油田西北方向100km处获下白垩统Ranger生物礁新成藏组合发现,油气可采储量为7253×104t油当量。同年针对Ranger油田西南方向60km处始新统—中新统Pomeroon组砂岩成藏组合钻探Sorubim 1井失利(图 7),虽未公布钻井失利原因,但可推断该钻探目标位于上白垩统烃源岩生烃灶之外,油气充注为最主要的风险因素[36]

2018—2019年,向Liza油田西南方向钻探(图 7),在Liza油田西南方向20km处获得始新统—中新统浊积砂体Hammerhead油田发现,进而推动了图洛(Tullow)公司在Orinduik区块的Jethro-Lobe油田和Joe油田相似成藏组合的发现(图 7)。但由于Hammerhead油田原油的重度为15°API,斯塔布鲁克区块勘探联合体会进一步论证是否进行商业开发。

2019—2021年,向Liza油田东北方向钻探(图 7)。2019年12月开始钻探Hassa 1井,4天后停钻并将钻机移至Mako 1井,获Mako油田发现。为证实Yellowtail油田向北延伸的范围,2020年12月针对浅层目标坎潘阶砂岩继续钻探Hassa 1井,2021年1月钻至目的层获少量油气发现,推断为缺少油气充注或圈闭条件差[36]。随后再钻Koebi 1井,仅在上白垩统砂岩获得一个非商业性发现[12],油气可采储量仅为171×104t油当量。自此,Liza油田东北部靠近区块边界的有利目标未获重大突破,勘探暂时告一段落。

2017—2022年,向Liza油田东南方向甩开勘探(图 7),地震技术和地质认识综合识别目标砂体起到关键作用,获得28个与Liza油田相似的上白垩统砂岩成藏组合油气田,可采储量合计15.24×108t油当量[12]图 7图 8),在Liza油田东南部形成了规模效应,为后期开发奠定基础。

3 启示

1993年党中央提出“充分利用国内国际两种资源、两个市场”的战略方针,中国油公司经过30年的不懈努力,海外业务已遍布全球六大洲,先后经历了探索发展、快速发展、规模发展和优化调整4个阶段[37-38]。自21世纪初,中国油公司开始关注深水领域,将目光重点投放在大西洋两岸和东非地区,例如中国石油在巴西桑托斯盆地和莫桑比克鲁伍马盆地深水,中国石化在西非和巴西深水,中国海油在西非、巴西和圭亚那深水,通过积极评价、公司并购、收购公司权益、收购资产部分权益等方式陆续取得了一系列资产,不断积累深水勘探开发经验。中国油公司随着深水勘探开发经验的不断积累,开始更加主动地进入深水风险勘探领域,例如中国石化2010—2011年通过参股公司权益获得巴西多个深水勘探区块,中国海油2014年通过参股区块权益进入圭亚那斯塔布鲁克区块,中国石油2019年通过区块招标进入巴西阿拉姆区块[12],3家公司均取得勘探突破,先后发现20多个大型油气田,权益可采储量共计4.9×108t油当量[12],充分展示出中国油公司经过不懈努力已逐步具备深水勘探开发能力与实力。

中国油公司虽然在海外取得了深水勘探大发现,但其地区分布仍然相对局限,全部为非作业者。与国际大油公司相比,中国油公司在深水领域的勘探开发资产,尤其是勘探资产的数量(面积)占比低,未来面临较大的增储上产压力。深水勘探始于1975年[11],国际大油公司一直处于相对领先地位[12],其做法与启示值得思考与学习。通过对埃克森美孚等国际大油公司的勘探特点分析,总结出区域地质认识坚定勘探信心、新技术的运用助推勘探突破、勘探新认识引起周边勘探热潮、合作伙伴共担风险共享收益、商务运作/谈判实现双方共赢等启示,为中国油公司“走上去”更好地开展海外勘探业务提供借鉴和参考。

3.1 区域地质认识坚定勘探信心

油气资源是油公司可持续发展的基础,油气勘探是保持可持续发展的重要动力,区域地质认识是油气勘探获得良好成效的重要前提。纵观近50年的油气勘探,可以看出基于板块构造理论证实大西洋两岸共轭关系及相似油气地质条件,以及埃克森美孚公司研究团队的层序地层学及盆底扇/斜坡扇模式[39-40]和深水浊积砂体地质认识[41-44],埃克森美孚等国际大油公司运用最新的地质认识积极获取大西洋两岸的勘探区块,并获得一系列油气田发现。

埃克森美孚公司与壳牌公司于20世纪50—70年代进入苏里南/圭亚那开展油气勘探[12],之后双方对于烃源岩的认识存在差异。壳牌公司在21世纪初进入圭亚那和法属圭亚那海域,由于在法属圭亚那钻探5口探井未获商业成功(除2011年钻探的GM-ES 1井获得Zaedyus小油田发现外,2012—2013年钻探的4口探井均失利),在圭亚那及其周边海域的几次失利导致壳牌公司在2014年钻探Liza井前退出斯塔布鲁克区块。而埃克森美孚公司的研究团队在20世纪90年代末对圭亚那已经开展大范围的区域地质综合研究[17],2010年完成高分辨率层序地层格架建立、盆地模拟、成藏组合识别、油气成藏模式分析、成藏组合评价等[45],增加了其坚守斯塔布鲁克区块的勘探信心。

3.2 新技术的运用助推勘探突破

近10年来,国际大油公司的大型油气田发现主要得益于砂体识别、礁体识别等地震技术的提升,在圭亚那、环非洲等海域获得一系列重大突破[3],而构造型油气藏发现储量规模则较小,发现难度也越来越大。

埃克森美孚公司将全波反演技术运用于圭亚那斯塔布鲁克区块的勘探,以更好地利用地震勘测的所有数据来生成地下的高清图像,更加精确地识别出区块内的一系列砂体。该技术使埃克森美孚公司在斯塔布鲁克区块的钻井成功率提高到85%~89%[33, 46],远高于行业平均水平,且这一技术将2018年估算的可采资源量直接提升了两倍[33]。此外,利用AVO和DHI技术识别地层圈闭[16, 38],可以降低钻探风险。

3.3 勘探新认识引起周边勘探热潮

埃克森美孚公司领导的勘探联合体2015—2018年间在圭亚那的勘探发现以地震技术推动为主,结合探井的一系列的成功,对这一领域的地质认识也更加清晰。地震与地质结合,相辅相成,对斯塔布鲁克区块自2018年Longtail油田发现以来的25个油气田发现起到重要推动作用(图 7),也对周边油气勘探起到明显的带动作用。基于砂体和烃源岩成熟度沿圭亚那和苏里南海域边界近乎对称分布的地质认识,道达尔能源、阿帕奇、图洛、马来西亚国家石油等公司纷纷快速抢占周边区块,并取得一些勘探突破,使得圭亚那和苏里南海域成为南美继巴西之后的勘探热点领域。

阿帕奇公司在Liza油田发现后的次月获得斯塔布鲁克区块以东的苏里南58区块100%权益,2020—2021年连续发现MakaCentral、Kwaskwasi、Sapakara West、Keskesi East和Bonboni 5个油气田,可采储量为2.9×108t油当量。塔洛公司于2016年获得斯塔布鲁克区块以南的Orinduik区块,该区块位于壳牌公司和德国Deminex公司20世纪70年代未获商业发现的地区[12],受2018年斯塔布鲁克区块勘探联合体首获始新统—中新统砂岩油藏发现的启发,塔洛公司明确了上中新统河道砂和浊积砂体沉积模式,坚定了风险勘探的信心,2019年分别钻Jethro-Lobe 1和Joe 1两口风险探井均获成功,可采储量合计约为2600×104t油当量。

3.4 合作伙伴共担风险、共享收益

油气勘探是一种风险投资,须深入研究资料,从有利与不利两个方面分析,保持谨慎乐观[47],而深水勘探具有高风险、高回报的特点。海上风险探井的勘探成功率普遍在35%~50%,略低于陆上风险探井,但近10年来海域的勘探大发现,尤其是深水—超深水的储量规模明显高出陆上大发现[3]

埃克森美孚公司在钻探Liza 1井之前,赫斯公司和中国海油入股,自2015年以来获得31个油气田发现;阿帕奇公司在苏里南58区块钻探之前,道达尔能源公司参股50%,并在钻探第4口探井时获得作业权,2020—2021年共获得5个油田发现;加拿大自然资源公司在南非奥特尼瓜盆地11B/12B区块钻探之前,道达尔能源公司参股50%并获得作业权,2019—2020年共获得2个气田发现。赫斯、中国海油、道达尔能源等公司在区块作业者钻井前参股部分权益,虽然需要分担勘探风险,但一旦获得勘探重大突破后能够赢得巨大的勘探开发收益。

3.5 商务运作/谈判实现双方共赢

商务运作在油公司开展海外油气业务中具有关键作用。资源国授予外国公司的勘探区块,其勘探期限通常少于10年。埃克森美孚公司在1999—2007年间几乎未开展勘探义务工作量,并利用圭亚那与委内瑞拉和苏里南的领海争议这一不可抗力延长勘探期,直到2011—2012年间才陆续退地,并保留原区块面积的57%至今[12]

2015年5月,在埃克森美孚公司宣布获得Liza大油田发现以及圭亚那政府换届后,负责该国石油业务的圭亚那地质矿产委员会(GGMC)增加招聘并引进专家顾问,以帮助其完善监管框架,2016年圭亚那政府完成对原斯塔布鲁克合同的部分调整,主要将矿税从1%提高至2%,从总收入中直接支付。埃克森美孚公司即便做出一定程度的让步,圭亚那政府还将获得50%的石油利润,并且仅在Liza油田一期开发项目中估计获得70亿美元的收益[48]

4 结论与建议

(1)通过对圭亚那盆地深水领域的油气勘探历程总结,表明油公司在前沿勘探领域获得成功绝非偶然,随之而来的是该领域勘探风险大幅降低,迅速转变成热点勘探领域。

(2)在盆地首获勘探重大突破之前,区域地质背景、油气地质特征、相近地质背景的油气新发现跟踪以及地球物理技术进步的持续深入发展,对油公司的超前布局、勘探坚守、果断进入具有重要的指导作用。

(3)在盆地获得重大突破之后,资源国政府会加大招标力度,已授予区块会增加交易活动,尤其是以国际巨头为首的油公司会大举进入该领域,大批量获取勘探区块,通常会在周边有利勘探领域陆续发现油气田。

(4)对于中国油公司实现从“走出去”迈向“走上去”开展跨国油气合作,可以借鉴国际大油公司的经验。通过把握全球油气地质最新研究进展、跟踪分析油气勘探新发现动态、关注全球区块招标动态及议标机会、寻求区块钻井前的合作机会、加强商务运作/谈判,积极准备进入深水有利勘探领域,为油公司奠定良好的资源基础。

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