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你不知道的中国石油天然气发展史

日期: 来源:中国科学技术馆收集编辑:中国科学技术馆

从19世纪60年代中国开始进口石油,到20世纪50年代,中国一直戴着“贫油”国的帽子,度过了长达80余年的“洋油时代”。为了改写历史,为新兴的中华人民共和国撑起坚实的工业脊梁,中国石油工业人付出了艰苦卓绝的努力。随着20世纪50年代玉门、克拉玛依油田的开发,60年代大庆、胜利等油田的开发,1978年国内原油产量突破1亿吨大关,我国跨入世界主要产油国行列。2023年,全国油气产量当量超过3.9亿吨,天然气和石油基本实现了“平分秋色”。近几十年来,中国石油天然气工业成绩斐然,不仅成为世界第五大产油国、第一大炼油国、第二大乙烯生产国,而且形成了一套完整的石油工业体系。今天,让我们一起回顾中国石油天然气发展史,聊一聊你不知道的往事。

一、中国近代石油工业的开端——陕西延长县“延一井”

中国关于石油的历史源远流长,据史书记载,早在东汉时期班固所著《汉书·地理志》已有“高奴县有洧(wěi)水,肥可燃”的记载(高奴县即今延安城东尹家沟),北魏郦道元所著《水经注·河水》也记载:“高奴县有洧水,肥可燃,水上有肥,可接取用之”,北宋著名政治家、科学家沈括在其著作《梦溪笔谈》中首次提出“石油”这一名称,并对延安境内出产的石油进行了科学考察,科学地预见石油“后必大行于世”。

1905年,清朝政府拨款8万两白银在延长县创办了“延长石油厂”, 1907年“中国陆上第一口油井延一井”在这里钻成出油,井深81米,初期日产油1-1.5吨,日炼灯油12.5千克。延一井的出油,拉开了中国近代石油工业的序幕,结束了中国大陆不产石油的历史。延长油矿的开发规模较小,生产的石油数量也不多,但是这里炼出的煤油、擦枪油、蜡烛和石墨等产品,在抗日战争时期直接支援了中国共产党领导的抗日战争,在解放战争时期为打破国民党对陕北根据地的封锁提供了短缺的物资。

中国陆上第一口油井延一井 图片来源:《新西部》杂志

20世纪二三十年代,国际上一直宣扬“中国贫油论”,西方专家一致认为只有海相地层才能产出石油,且认为中国大地大多属于陆相地层,因此不可能生产出丰富的石油资源。但是中国的科学家们不放弃,在对延长油矿开发和研究的基础上,从20世纪20年代开始,以谢家荣、潘忠祥、黄汲清、孙健初等为代表的地质学家先后到陕北高原、河西走廊、四川盆地及天山南北进行油气地质调查,分别于1937年和1939年在陆相盆地中找到了新疆独山子油田和甘肃玉门老君庙油田。

1941年潘钟祥的论文《中国陕北和四川白垩系陆相生油》冲破“中国贫油论”的阴影,首次在美国石油地质学家协会会议上宣读。“中国陆相生油”的理论为今后我国大规模油田的发现奠定了基础。1916年 美孚石油公司地质师阿世德撰写了《陕西地质最后报告》指出:“陕西省经一年半之详细视察,开凿钻井七处……至于大量石油,恐其未必能有

图片来源:中国科技馆展览“共和国血脉”

1983年潘忠祥教授接待美籍华人石油地质学家,左一为潘忠祥教授

图片来源:中国地质大学(北京)

二、新中国石油工业从破碎到起飞

中华人民共和国成立之初,百废待兴,百业待举,石油工业也亟需重建。

(一)石油工业在破碎中重建

1949年全国石油年产量只有7万余吨,经过石油人不懈努力,先是在甘肃玉门建成新中国第一个石油工业基地,接着发现了新疆克拉玛依油田,1959年石油产量迅速增长到373万吨,有力地支持了新中国初期国民经济的恢复和发展。

(二)“铁人精神”引领新的发展

20世纪50年代后期,我国石油勘探由西部向东部实施战略转移,东北松辽盆地成为重要的勘探目标。松辽盆地是陆相沉积地层,与当时世界上已发现的海相沉积地层的大油田格格不入,但是李四光、潘忠祥、黄汲清、谢家荣、孙健初、翁文波等一批中国的地质学家们以坚定的信念,坚实的科学理论,根据中国地质特点提出了油气勘探的重点区域,推动了陆相生油理论的创新和发展,以新的勘探开发体系回应了世界石油界的质疑。

李四光,中国现代地质学奠基人之一,新中国地质事业的主要领导人和开拓者

图片来源:中国科技馆展览“共和国血脉”

1959年9月26日,松基三井喷出工业油流,大庆油田横空出世。1962年9月23日,山东东营钻探的营2井获得日产55吨的高产油流,拉开了渤海湾盆地油气勘探开发的序幕,大港、辽河、华北、中原、冀东等油田相继投产。大庆油田等东部油田的建设在中国人的文化基因里打下了“铁人精神”的烙印,也助推了中国石油产量一路飙升。1963年底,周恩来总理宣布:“我国需要的石油过去绝大部分依靠进口,现在基本自给了。中国人民使用“洋油”的时代结束了!”。1978年我国石油年产量突破1亿吨,中国不仅一举摘掉了“贫油”的帽子,还为社会主义建设打下了坚实的基础。

1963年11月17日,周恩来在全国人大二届四次会议上宣布中国石油基本自给

图片来源:中国科技馆展览“共和国血脉”

1959年9月26日,松基三井喜喷工业油流,标志着大庆油田的发现

图片来源:中国科技馆展览“共和国血脉”

(三)磨刀石上闹革命——突破“三低”油气田开采难题

黄土高原地下是素有“磨刀石”之称的致密岩层,中国石油人在“磨刀石”上进行了一场轰轰烈烈的革命,开发了目前中国陆上第一大油气田——长庆油田。

长庆油田横跨陕西、甘肃、内蒙古、宁夏、山西五省(自治区),勘探开发面积达20万平方千米。据地质专家预测,鄂尔多斯盆地石油资源量128.5亿吨,天然气资源量15.16万亿立方米,油气资源总量250亿吨,是目前中国蕴藏油气资源最丰富的盆地。

长庆油田如此丰富的油气储量探明,经历了一个漫长的奋斗期。从1955年第六次全国石油工作会议明确提出把勘探重点放在陕甘宁盆地的西部,到1969年10月石油工业部决定在陕甘宁地区开辟石油勘探重点探区,到1970年11月陕甘宁地区石油勘探会战正式开始,历经十几年不间断的努力,在陕西发现了吴起、东红庄油田,在甘肃发现了马领、华池、城壕、南梁等油田,在宁夏发现了红井子、马坊、百宴井等油田。

长庆石油会战 图片来源:澎湃新闻

1975年长庆油田区发现的油田陆续转入开发阶段,1979年原油产量突破100万吨。然而主体位于鄂尔多斯盆地的长庆油田油气开采并不是一帆风顺的,因为盆地中95%的油气以低渗透油气、致密油气、页岩油气为主,是世界上罕见的低渗透率、低压力、低丰度的“三低”油气田,开采难度极大。这里曾被国际咨询机构判定为“边际油田”,意味着没有商业开发价值。

然而有困难就有解决办法,1989年针对长庆油田区油气藏渗透率只有0.49毫达西的安塞油田,长庆油田开始组织攻关,逐渐形成了规模丛式钻井、中等规模压裂改造和超前精细注水三大技术系列。尤其是超前注水技术,采取“先注水、后采油”策略,超前半年注水,使地层压力提高到原始地层压力的110%至120%,将低压转变为常压然后再开始采油。这一开发理念的转变和技术创新,突破了“三低”油藏开发理论上不能注水的禁锢,从根本上解决了“特低渗透油田不能注水和油层压力低”的重大工程技术难题,带动整个盆地油气产量快速增长。在新技术的带领下,2011年长庆油区油气产量上升到4000万吨,2013年突破5000万吨,2023年突破6600万吨,低渗透油田走上了崭新的发展道路。

长庆油田丛式井组 图片来源:经济日报

三、新时代中国天然气工业蓬勃发展

在石油工业稳中有升的局面下,中国天然气行业也开始了发展壮大之路。

(一)西气东输——中国进入大规模利用天然气新时代

1989年4月,在“稳定东部、发展西部、油气并举、开拓国际”的战略政策指导下,塔里木盆地油气勘探拉开序幕,经过石油科技工作者的努力,终于揭开了大漠之下的神秘面纱,先后成功发现了克拉2气田、塔河油田等油气田。塔里木油气大发现,促成了西部大开发的标志性工程——西气东输工程的建设,开启了中国大规模利用天然气这种清洁能源的新时代。

克拉2气田 图片来源:中国石油塔里木油田

提到西气东输,不得不提到西气东输的另一个气源地苏里格气田。苏里格气田位于鄂尔多斯盆地北部,属于长庆油区,1999年开始进入大范围勘探,2001年前期探明储量只有2204.75亿立方米。但是11年后,2012年苏里格气田改写历史,以135亿立方米的年产量超越克拉2气田。又过去10年,2022年12月,苏里格气田成为我国首个日产突破一亿立方米的整装大气田,创历史新高,可满足5000万个家庭一天的生活用气。

苏里格气田数字化管理平台 图片来源:中国石油报

(二)新的征程——页岩气革命

美国的“页岩气革命”,使美国实现了能源独立,震撼了世界石油界。中国页岩地层涵盖海相、陆相和海陆过度相地层,页岩油气资源丰富,但平均埋藏深度深于北美地区,开采难度很大。类似的难题重现,拥有丰富历史经验的中国石油人在探索实践后,再一次走上了自力更生开采中国自己的页岩油气的道路。2014年中国正式宣布重庆涪陵页岩气田建设投产,标志着中国在非常规天然气资源开发方面取得重大进展,使得中国成为美国、加拿大之后世界上第三个实现页岩气商业开发的国家。2023年,中国页岩气年产量达到250亿立方米,居世界第二位。

涪陵页岩气田白马区块施工鸟瞰 图片来源:涪陵页岩气公司

北京大学能源研究院院长金之钧谈到中国页岩油说到,中国页岩油发展面临的一个重要问题是,中国三分之二的页岩油资源属于低熟资源,油质粘稠、流动性低,不易开采获取。低熟页岩油的开采在世界上没有先例,只能自己摸着石头过河。目前针对低熟页岩油开采通常采用加热的办法,把稠油溶化掉,变成稀油开发出来,这个技术好处是它成熟了,坏处是耗能太高。目前北京大学能源研究院金之钧院士团队正在研究通过超临界水技术开采低熟页岩油,这种技术可以稀释溶解稠油,开采出来是甲烷气、氢气、二氧化碳、一氧化碳和特别稀的凝析油,完全改变了之前稠油的性质。同时,页岩油采出来以后,有一些二氧化碳可以地面分离再注回去,实现二氧化碳就地埋存,更加符合“碳中和”时代对清洁能源的技术需求。

未来,中国的页岩气革命尚没有真正到来,但是页岩油气的稳定增产是可以预期的。

四、“海上大庆”铸就丰碑

1960年,在南海莺歌海英冲井捞起了150千克原油,昭示中国石油工业开始关注浩瀚的海洋。1967年,中国在渤海钻探的海上第一口探井“海一井”出油,拉开了在渤海石油勘探开发的序幕。1978年3月26日,中共中央批准海洋石油勘探开发对外合作,“海上特区”吸引了世界各大石油公司。1980年,中国与法国、日本签订油气勘探开发合同,海洋油气对外合作正式打开了局面。1982年2月15日,中国海洋石油总公司成立,海上油气勘探开发以国际化标准走上了快车道。在接下来的岁月里,海上石油钻探实现了第一次水下机器人作业、第一次水下跨接管链接、第一次多功能液压控制……2010年,中国海油油气产量突破5000万吨,“海上大庆”终于圆梦,2020年底,油气产量达到了6500万吨。

海上石油钻探还有一个大国重器“海洋石油981”钻井平台,2012年5月9日,“海洋石油981”钻井平台钻头在南海1500米深的水下探入地层,标志着中国实现了独立深水钻探,成功跻身“世界超深水俱乐部”。“海洋石油981”钻井平台的技术突破,使中国具备了面向全世界所有海域进行油气勘探开发的能力。

大国重器“海洋石油981”钻井平台 图片来源:中国石油大学(北京)

五、超深层油气钻探——深地塔科1井突破万米

近年来,我国油气勘探开发主战场逐步向深地、深水、非常规和老油气田,即“两深一非一老”领域拓展。万米超深层油气钻探是改变我国油气对外依存度居高不下现状的重大需求。我国陆上超深层油气资源丰富,达671亿吨油当量,塔里木、四川盆地深层超深层油气探明储量分别达到了37亿吨和25.5亿吨油当量。

2024年3月4日下午2点48分,新疆深地塔科1井钻探突破万米大关,新疆塔里木盆地钻出亚洲第一口万米深井,成为陆地第二、亚洲第一垂深井。作为我国首口万米深井,深地塔科1井肩负科学探索和油气发现两大使命,旨在深入探索地球内部结构和演化规律,完善万米深层油气成藏理论。深空、深海、深地、深蓝是我国科技领域的“四深”工程,万米深地探索的突破,其重要意义堪比“嫦娥”登月、“蛟龙”下海,意味着我国油气工程技术发展进入了一个崭新的阶段,代表我国初步构建了万米深地钻完井技术高地与原创技术策源地。

新疆深地塔科1井钻探突破万米大关 图片来源:新华社

从甘肃玉门新中国第一口油井到“万米深井”钻探成功,半个多世纪以来,新中国石油可谓是经历了无数栉风沐雨。 2023年,中国已经位列全球十大产油国第五位。石油炼制与石油化工产业也实现了从无到有的历史性跨越,新中国从成立时的一穷二白发展至今,已经成为世界第一大炼油国、第二大乙烯生产国。中国石油工业从抗日战争期间的“一滴石油一滴血”,发展到了“滴滴石油含科技”的创新引领阶段。未来,中国石油天然气技术勘探开采自主创新发展之路将会产出更多丰硕的成果,历史的辉煌会延续下去。

注:本文主体资料编辑自《中国科技之路(石油卷)加油争气》

参考资料:

[1]胡文瑞,刘镇武,马新华,张卫国,张镇,等.中国科技之路(石油卷)加油争气[M].北京:石油工业出版社,2022.

[2]呼东方.延长石油厂:中国石油工业的摇篮[J].新西部,2021(10).

[3]美国页岩革命改变世界能源格局,中国会迎来页岩革命吗?.凤凰卫视.

[4]王成凯,武宏亮,曲从锋,周宝,王晓菲,杨媛.一深万难,万米深井如何挑战极限?.中国石油新闻中心.

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