作者schwalbe (我将堕入黑暗...直至地狱)
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标题[编译] 俄罗斯石油供应:第二章
时间Thu Dec 28 22:48:42 2006
伏尔加.乌拉尔盆地是苏联第一个开发的新盆地,从革命到第二次世界大战,他们扩大中
亚的传统中心与工业化区域。然而夹在中间的乌拉山西麓与伏尔加河流域中游却是一个未
开发的处女地(见地图3)。
这个经济豪赌获得成功。在经过1930年代最初的发现、以及二次世界大战时密集地开发资
源後,这个盆地为往後二十年的苏联石油产业提供动力(见数据2)。今日的伏尔加.乌
拉尔盆地不再是国家最主要的生产区域,却提供将近四分之一的石油来源。现在它是个稳
定的、但日渐衰退的生产区域,它的优势在於位在国家能源炼制与运输基础建设的中心位
置。
伏尔加.乌拉尔盆地可以看见苏联石油产业发展的一个完整循环。在发现巨型的罗马什金
油田後,负责制订计画经济的当局将焦点集中在大规模的资源开发计画上。当局不仅负担
开发油井、并以前所未有的速率供应石油。丰富的石油运输供应量不仅支撑国内经济成长
,还额外提供对外经济政策的战略性工具角色。
然而在计画经济中,国家不仅授予一切,也收回一切。在1960年代的中期到晚期之间,莫
斯科的计画经济制订者更重视乌拉山东麓--西西伯利亚的石油与天然气资源。国家对於伏
尔加.乌拉尔盆地的支持,萎缩速度比二十年前的膨胀速度还要快。
投资金额并没有完全停止。第二次世界大战後,苏联将炼油厂与管线设备都转移到新开发
区域,围绕在伏尔加.乌拉尔盆地的巨型油田兴建各项基础设备,建造设备的基地虽然略
有修正,而且甚至在苏联的特殊经济标准下没有往东方前进。西西伯利亚的石油往乌拉山
西部运输、提炼并出口。因此,继续资助伏尔加.乌拉尔盆地的生产并维持其原本的意义
。
然而因为苏联石油产业本身的结构特殊,一旦资金、能源和注意力全都转移到西西伯利亚
後,伏尔加.乌拉尔盆地的营运状况就不再继续积极地探勘。苏联石油部认为资助两区域
之间的开发是一个零合棋局。另外在苏联体制下,伏尔加.乌拉尔盆地的大型生产组织并
未带来横财,这区域的生产直接对外出口,并以1970年代中期至晚期之间的国际石油价格
出售。
相反地,随着莫斯科将生产焦点东移,伏尔加.乌拉尔盆地生产者的预算下滑,他们可耻
地将生产地理区域让渡给西西伯利亚。生产量困顿地滑落,直到1980年代末期开始加速。
当时为了维持苏联石油生产量在世界石油价格滑落後的不景气而曾经短暂地再度金援伏尔
加.乌拉尔盆地。
在混沌的1990年代初期,伏尔加.乌拉尔盆地生产崩溃,大幅映照出国家的整体能力;在
1990年代中期更如峭壁般尖锐地滑落。
从1990年代中期开始,乌拉山与伏尔加河中游之间的区域备受耻笑与气馁。许多西方与俄
罗斯人共同合资成立的生产与探勘企业都在此区域扎根,其数量比全国其他区域还要多。
同样真实的是在1991年後许多独立的俄罗斯石油公司都在此地成立。区域石油产业的饥饿
激发了某些创新,反映出二十年来极为严峻的财政状况。相对孤立的状况造成两个具有主
导地位、以族群为主的地方行政中心:鞑靼斯坦共和国(Tartarstan)与巴什科尔特斯坦
共和国(Bashkortostan)。莫斯科对待这区域的态度—在苏联解体後存活下来—由於这
里是西西伯利亚王冠上的宝石,所以联邦中央对於这里采取宽容放纵的态度。最後的六到
七年内可以看到最稳健的复兴。
最大生产组织并没有提升大规模的恢复,但是中型油田与小型组织 都猛烈地提升他们的
生产量。然而从1999年开始另一个方向的运作,某些最大型的俄罗斯公司,最有名的如卢
克石油公司,开始扫除许多小型计画与企业。
因为靠近炼油厂、管线与市场,伏尔加.乌拉尔盆地享有许多长期的成本优势。由於拥有
这样的状况,许多以及小型油田都可以生产获利,并且目录清单上列举许多以发现但尚未
开发的油田。伏尔加.乌拉尔盆地的未来生产量甚至将会超过西西伯利亚,并成为石油产
业结构的一个指标。
这个区域一条主要道路通往两个最具主导性地位的生产者-鞑靼斯坦石油公司(Tatneft
)与巴什科尔特石油公司(Bashneft),其分别拥有区域最大型的油田,罗马什金油田与
亚兰油田(Arlan)。另一条主要道路通往在大型油田所进行的许多中小型开发计画,分
别由许多不同企业着手进行并拥有不同的结构。地方石油产业的演进是从发现第一个油田
六年後,开始进行开发程序。
探勘
1929年,一个钻井队来到乌拉山西麓寻找钾盐而不是石油。他们在瓦赫.朱可夫城(
Verkhne-Chusovskiye Gorodki)附近的森林证实存疑很久的油气矿藏确实存在。从盆地
中北部的沥青洼坑开始延伸到南部的农村屋外厕所,这些地方的地表上拥有丰富的证据显
示地下藏有碳氢化合物资源。
在更早的九年前,苏联石油地质学之父,古博金(I.M.Gubkin)直接向列宁建议乌拉山西
部拥有庞大的石油储藏。古博金的提议被忽视。在瓦赫.朱可夫城发现油藏之後的探勘行
动很少,大约只建立了十个油田。所有油田的深度都不到3000英尺,它们所有的储量都不
大,但是分布范围很广,遍及整个盆地,石油工程师随着它们绘制出一个广泛的碳氢化合
物分布体系的地图。
莫斯科看到了这些小型油田的位置分布在炼油厂与石油工厂一百英里之内。计画人员持续
提供新盆地积极探勘所需要的资金,而且关注焦点是这个新盆地而不再是北高加索.亚塞
拜然。这是个谨慎的过程,虽然操作者面临着从传统生产区域运输燃料的成本出现稳定的
成长。
德国入侵改变了一切。为了处理北高加索的损失,以及亚塞拜然与中亚的运输减少战时的
努力几乎都全都放在扩大伏尔加.乌拉尔盆地的生产量。甚至如果最初的发现都是小型油
田,那麽最重要的就是区域的安全—生产区域只离战场东方500哩。
到了战争结束时,盆地的生产达到5万5千B/D,只比1940年的产量增加50%。这是战时达
成的结果而且对军事上的努力至为关键。另外,因为全国产量已经在战时剧烈下滑,在
1945年的产量是1万8千B/D。只代表苏联产量的5%。
从地质学的观点来看盆地曾在战争行动中期发生大型破裂。1937年,钻井队在图曼金斯克
油田(Tuymazinskoe)发现石炭纪时代(Carboniferous Period)的浅层储油层,虽然并
没有对更深的地层进行钻井测试(见地图3)。在1941年,地质学家提议在这个油田内增
加一个生产井,作为『探勘尾标』。就是在主要生产油田再次试钻一个更深的井,藉以测
试更深的储油层是否存在。探勘尾标没有执行,工程师继续钻探其他的浅层油田。他们在
图曼金斯克油田试钻更深的地层三年後,在更深的泥盆纪(Devonian Period)时代地层
发现大型储油层,这个发现使伏尔加.乌拉尔盆地从苏联国内中阶的供应等级上升成世界
级的石油供应来源。
地质学家再次感谢他们的探勘策略在较深的泥盆纪地层中获得成功。或许最初的疏忽是因
为它的深度位在图曼金斯克油田西方40英尺;这个探勘目标曾在1934年出现在震波中,但
是从未钻探过。随着以新的眼光检视潜在的泥盆纪地层岩石,工程师在1948年继续往更深
的地层前进。罗马什金油田(Romanshkino)不只是盆地中最庞大的财富,而且还是世界
最大型的发现。
罗马什金油田成为盆地生产的一个支柱,伏尔加.乌拉尔盆地最後吸收到财政上、政治上
与科学上的靠山,支持在盆地核心的富饶结构、以及前景不被看好的贫瘠区域这两个地方
继续的探勘行动。第二次世界大战十年後,几个油田生产了盆地半数的生产量,并充实苏
联储油槽中的容量。
带来石油财富的主要区域是南部鞑靼拱型结构(southern Tartar Arch)经过比斯克鞍部
(Birsk saddle),往北延伸到彼尔姆.巴什基尔拱型结构(Perm bashkir arch)--大
部分石油来自於泥盆纪地层结构。
钻井队在1950年代中期发现二十世纪伏尔加.乌拉尔盆地所有的油田。但是盆地中震波资
料最庞大,而且结构资料最明显的部分,是最初的探勘行动中获得的资料。因此,盆地初
期发现的部分成为油田开发中最主要的趋势。
在发现第一个最大型油田之後,油田开发出现下降的趋势。之後发现的油田规模以指数形
式下降(见数据3)。这个结果并非来自於管理失灵、以及苏联计画经济死板的徵兆,它
的产生来自於所有盆地的碳氢化合物探勘过程中带来的两个实证性特徵。
第一,在一个盆地,已发现油田的规模(以他们的可开采石油和天然气容量计算)的分配
是对数常态分布(lognormal distribution)。大部分的资源集中在少数几个极端庞大的
油田,而剩余容量分布在许多小型油田内。第二,既然油田地理位置的分布是对数性质,
那麽探勘过程钻井获得最大型油田的机率是呈现随机性的分布。探勘过程更有效率,那麽
发现最大型油田的可能性就会增加扩大。
数据3显示出一个拥有富饶结构的盆地,其新发现油田的规模随时间前进产生的结果。盆
地的富饶结构由南鞑靼拱型结构、比斯克鞍部与彼尔姆.巴什基尔拱型结构构成。前两个
生产区域在最後五十年的开发过程中,新发现油田的平均规模是以每八到九年的周期下降
。在彼尔姆.巴什基尔拱型结构中,新发现油田的规模则是每五年减半。这个散播的图表
显示出许多变数之间的关系。因此虽然油田的平均规模戏剧性地下降,下降的速率也很平
均,任一年发现的油田规模的范围也很广泛(虽然变数也随时间下降)。
这个趋势带来的结果是,只有少数的油田—巨型油田—主要依赖泥盆纪的储油层—主导盆
地的资源禀赋。接着这几个最大型油田的发现,第二代油田规模虽然比较小,但却仍然是
主要的生产油田。它们是位在盆地核心位置之外的大型油田,而且(或)位在泥盆纪之外
的地层。这些油田扮演次要的角色,规模较小。内容量也比泥盆纪时代的储藏更小。
过去五十年来的探勘造就了一代接着一代的发现。几个大型油田与许多个中型油田构成了
第三代油田。然而它的主要成分是几百个小型油田,它们的规模和罗马什金与亚兰相比之
下特别迷你。这些最小型的油田帮助抵御生产剧烈衰退,而这股生产衰退的趋势在1990年
代结束(见下面与数据4)。
从探勘的立场来看,伏尔加.乌拉尔盆地已经是个高度成熟的生产区域。地质学家在1960
年代只发现两个巨型规模的油田,其可开采量超过10亿桶。在1960年代之前,有七个油田
储量超过20亿桶,还有一个最大的罗马什金油田储量大约是170亿桶。
最後三十年的探勘结果发现许多小型油田,虽然它们的数量非常多,但因为储量太小而无
法实质地逆转盆地的产量衰退趋势。然而石油产业在开发中型与小型油田所获得的成功最
终将会帮助缓和盆地生产量衰退。
盆地生产的依赖将会从巨型油田转变成中小型油田,其角色地位逐渐变得比以前还重要,
这个转变将标志着盆地探勘结果高度成熟—意味着盆地已经没有更多未发现的油源。
生产
1944年在图曼金斯克油田的泥盆纪地层构造获得重大发现,苏联石油产业聚集所有的焦点
并决定猛烈、迅速地冲高生产量。这几个最大型的油田供应最初二十年的石油生产,并且
每年增加产量(见数据4)。图曼金斯克油田开始扩大生产,但是不久就被罗马什金油田
所取代(见Box1)。1950年代陆续出现许多其他巨型油田,并在1976年将盆地的石油生产
带上高峰。
在一连串的地质与科技因素带来骇人的力量。总之,从地质来看,伏尔加.乌拉尔盆地非
常富饶。另外,地质学家曾经揭露其广泛的地质结构与位在泥盆纪的储油层,因此探勘过
程相当有效率。当盆地的生产量在1970年代达到高峰时,几乎50%的产量来自於五个最大
规模的油田(见数据4)。苏联得以关注於它们的储量并达成经济规模。
然而有利的地质只是成功的一半,其他一半是人为的;那就是所谓的『促成科技(
Enabling technology)』的运用。在北高加索.亚塞拜然流行的钻井方法是旋转式的,
其运作机制相当简单。在地表上的钻头上加上一个强力马达并以钢管连接(结合成一支钻
柱),使之从地表往下钻到油井的最底端。钻柱底端是一个可以粉碎、穿过岩石的钻头。
旋转式钻法已经在西方具有领导性地位,并在二十世纪开始时引进俄国。
北高加索.亚塞拜然初期的钻井目标都是浅层的油田(不到三千英尺),而且岩石相当松
软。因此钻头的长度并未增加。在这种情况下,苏联工程师的钢柱的钢料材质够强硬,足
以达到大多数的钻探目标。
然而在伏尔加.乌拉尔盆地特别是在特别是在了解到在更深层的泥盆纪地层中拥有庞大潜
在储藏後,钻探目标转到更深的地层下。另外,伏尔加.乌拉尔盆地下是更坚固、更难钻
破的岩石构造。需要更高的钻井器具与更长的钻头,需要比以前更坚固、品质更优良的钢
材制作钻柱。苏联钢铁产业基本上无法提供开发盆地所需要更坚固、钻探能力更强大的钢
材。
工程师的回应方法是改采用涡轮式的钻头(turbo drilling),不再依赖旋转钻柱。随後
他们加上涡轮钻井马达,器材本身的运作提供更优秀的作业成果。新式钻井设备很明显需
要扭转状的管线,并因此减少所需钢材的品质要求。
涡轮式钻头激烈地增加生产力。加上可获得的钻塔(rigs)数量增加,每一年全国各地在
地表下钻探的距离从1946年的190万英尺攀升到1950年的710万英尺,并在1960年达到1210
万英尺。涡轮式钻头在工程上与经济上不是它的缺点。尽管如此,如果没有这项创新的话
,苏联石油产业将在1947-1960年代晚期无法达成增加生产量的目标,而且无力阻止盆地
所面临生产衰退的趋势。
第二个工程学上的进步是水淹法(Water flood)。地表下数千英尺的储油气层自然压力
会随着建造油井并抽取出其中的油气资源之後,逐步地耗尽。最後其中的石油流动将更加
缓慢,直到全部采光为止。一个对应方法是设置气筒将空气灌入储油构造中。另一个方法
就是钻出更多的井,藉由灌入空气而增加储油构造中的压力,提升原油的水平面,拉近原
油与地表之间的距离。然而这两种方法中,後者所花费成本较少。
最後,就是水淹法。当油气资源占有地表岩石下方,储藏构造的最顶端并且下面有存在着
地下水的时候,将水从储油构造底部灌入,使油气资源的水平面逐渐升高到钻塔可吸收的
部分为止。第一次水淹法就是在图曼金斯克油田第一次使用涡轮式钻头之後一年。
一个最理想的水淹法管理不只要维持水流进去的速率,而且还要使油气资源排出油田,而
非排出自然压力或水。当引进这个方法时,苏联各个油井的平均生产力从1950年的40B/D
,增加到十年後将近400B/D。从地质学来看,伏尔加.乌拉尔盆地与北高加索.亚塞拜
然相比之下,生产更多的产量。然而大多数都是水淹法的功劳。
然而这个程序并不是没有代价的。将水注入储油构造时,必须钻井并将极为庞大的水体灌
入储油构造,并在生产过程终将水与原油分离。尽管如此,为了维持油井的高采油率并降
缓将钻塔与钻头灌入储油构造必须耗费的资金成本,相较之下水淹法的花费较小。
甚至在最佳化管理的水淹程序中,水最终将灌满整个储油构造。水位的提升是无法阻挡的
,而原油的体积最终将会消失,这并不会是采油程序与分离油体与水体时成本提升的正当
理由。数据6显示罗马什金油田石油生产与平均含水量之间的关系。每灌入八到九桶的水
量就能够提升这块油田每一个油井一桶的采油量。罗马什金油田的采油经验广泛底地呈现
盆地大多数油田的经验。
伏尔加.乌拉尔盆地极端依赖开采每一个巨型油田提高了开采的成本。罗马什金油田生产
衰退一开始的速率,对一个同规模的油田来说相当正常(每年1-3%),後来衰退率激烈
地加速到四倍。这意味着在1970年代中期油田生产量开始衰退,产量损失从8万B/D/每
年,增加到超过10万B/D/每年。除非损失量可以用新油田每年增加的产量弥补。盆地的
总生产量将会无可避免地降低。在几年内,其他大型、甚至最大型的第二代油田弥补了损
失,但无法继续弥补下去。
到了1970年代中期,油田开发方向已经完全转变到西西伯利亚。苏联石油部将国家资源转
移到伏尔加.乌拉尔盆地东部的新前线。盆地没有更多钱可以开发数百个中型与小型油田
。因此,当少数几个在1940-1950年代发现的巨型油田的产量开始剧烈衰退时,并没有缓
冲可以抵销生产衰退所带来的冲击。
而且也是为了预算因素,废止实施阻止巨型油田生产衰退的进一步措施(在苏联科技所能
达到的范围之内)。到了1977年,伏尔加.乌拉尔盆地石油生产量上升了三十年後就此结
束。
在1980年代,盆地损失的产量从10万B/D/每年增加到20万B/D/每年。偶尔会有喘气的
机会,在短暂几年的时段内获得金钱与努力,用来减缓衰退(例如在1980年代结束那几年
)。1991年苏联不再存在时,伏尔加.乌拉尔盆地的生产量以每年5%的速率下降。
但是後续发展更糟糕。俄罗斯独立之後初期前几年,莫斯科的支持随後消失,盆地的生产
笔直下滑。在俄罗斯独立後第一年,1992年,盆地的生产量下降6%,第二年下降10%、
第三年下降9%。然而,局势逐渐稳定。区域内的主要两个生产者,鞑靼斯坦石油公司与
巴什科尔特石油公司各自稳定了罗马什金与亚兰的大量损失。
过了1990年代中期之後,盆地的生产绩效培育未来成功的希望。中型规模的第三代油田现
在正加速缓和盆地的生产衰退趋势(见数据4)。第三代油田的队伍的A+B+C1储量规模低
於一亿桶。而一亿桶的总量却是个庞大数字。这个队伍只有少数几个油田的规模算是大数
字。这个队伍的平均规模是1500万桶,而中型规模的油田只有700万桶,以世界标准来说
的话是非常小型的规模。如果能够提供影响给这股趋势的话,将能够大幅渡地软化盆地生
产衰退的长期趋势。
评论
苏联在伏尔加.乌拉尔盆地的开发标志了该政治体制最大规模的产业绩效,它提高了计画
经济罕见而杰出的力量—快速召集并使用资源达成一项巨大的任务。它也暴露了深沈的缺
陷。在这些任务之间特别明显的是没有节制的追求更大规模、物质上的生产,并且付出不
知多麽庞大的成本。只有结束才能证明其成果。
然而所获得的结果,这个区域所生产的石油为二次世界大战之後的苏联经济提供复苏的动
力。它供应苏联历史最庞大的总体经济的扩张。没有这个结果,战後重建的经济繁荣将会
在1950年代初期难以持续下去。同时,石油变成苏联中央与其帝国式对外政策的重要工具
。苏联经济与中东欧卫星国家之间相连结起来,而後者所需要的石油就由伏尔加.乌拉尔
盆地供应。
当1960年代中期至晚期,西西伯利亚石油的规模变成更加明显的发现时,就开始关闭对於
伏尔加.乌拉尔盆地的经济支持。非常大型的生产组织主导计画经济的运作。国内的独立
公司没有可以扩大分部,或是增加开采石油量的机会。同样地,莫斯科不允许石油产业直
接乘着世界油价如火箭般上涨的机会获利。所以,当国家发现乌拉尔山东部石油流动如涨
潮般上涨时,即便是盆地内最大的生产油田也没有其他的资金来源。
当然,从国家计画经济的前景来看,将一口位在伏尔加河沿岸,生产2000万桶石油的钻井
塔的位置移动到西西伯利亚鄂毕河沿岸,生产8000万桶石油的位置当然是有意义的事情。
然而苏联结构的僵固性,使其论述主旨只能固定在『两者只能任选一个』的状况下制订决
策。以不计成本的方式生产实质物品的目的,并且对於大型、中央集权式的产业结构加上
坚固到形同死板的特性,造成伏尔加.乌拉尔盆地的生产量在达到高峰之後,直到1990年
代中期这时段内的生产衰退严重到如同笔直地下降。
伏尔加.乌拉尔盆地各地在生产高峰期之後的石油供应,从定义上来看,完全意指它的衰
退速率。加拿大西部的沈积盆地,例如在亚伯达与萨克其万,它们的产量在1976年高峰期
过後以1.1%的年均速率下降,其衰退趋势越过苏联解体继续朝未来前进,生产量以5%的
年均速率衰退。一个盆地的生产量以1.1%的速率下降的话,那麽每六十年就会损失一半
的产量;以5%的速率下降的话,其产量就会在十四年後折半。个别的因素影响这两个区
域的生产绩效,但是没有其他因素会比『产业规模结构』这个因素还重要。
伏尔加.乌拉尔盆地的生产趋势在1990年代中期变成强烈的诱惑。俄罗斯独立之後,石油
生产出现令人惊讶的损失,但在1990年代的後半期转向稳定。几个最大型油田产量如自由
落体般的衰退虽是是关键因素,但是中小型油田的产量增加却是降低衰退趋势的主要因素
。由於盆地存在的许多生产与运输的基础设施,特别是最近(2004年)的石油价格,这些
因素让新的、中小型油田的石油生产变成可获利的业务。
一个关键议题是石油产业的结构将会如何演变。伏尔加.乌拉尔盆地的石油生产在俄罗斯
独立之後,迅速繁殖了许多新兴独立石油公司、以及与外国公司合资成立的子公司。直到
1998年,盆地开始成为培训企业家的温床。这就能够解释为什麽中小型油田带来石油增产
额,并且稳定盆地的石油生产。
然而到了1999年,卢克石油公司驾驭新的一股合并浪潮横扫整块盆地。盆地在1998年已经
出现许多小型国内石油生产公司,以及国内外企业合资成立的油气生产公司,到了2003年
,独立石油生产者的数目剧烈地下降。
并购小型企业与开发计画所带来的规模经济相当明显。他们计画『翻转』成大型公司并乐
意不计利润而行动。这边所出现的问题是这些油田计画现在都落入极度庞大的石油公司手
中,他们所主张的焦点并不是小型油田与增加盆地的采油量。例如,在西方,大型公司与
小型油田并不会混合在一起;更精确地说将会在企业进行重组时将会发生--大型企业将会
抛售小型、成本低的油田。
如果卢克石油公司跟随西方公司所流行的模式的话,最终它将关闭许多小型油田开发计画
。如果它要出售这些计画,小型企业将会发现市场中并没有容纳他们的空间,最後他们只
能关闭。抛售小型油田可能可以让大型石油公司的股东持有的股价最大值。但也将会削减
许多小型油田的生产量,而他们原先的生产可以遏止盆地的衰退趋势。
伏尔加.乌拉尔盆地现存广泛的生产与运输基础设备,而且这个区域将货品从生产地点运
往国内与出口市场贩售的距离更短,这些有利的因素都让小型油田的生产变成有利可图的
业务。这个过程并不是完全顺利的。伏尔加.乌拉尔盆地的石油含硫量相对地高,而且会
使贸易价格打折,这都反映了盆地石油的特徵。盆地也的生产成本自2001年开始增加。因
为盆地已经非常成熟,这个趋势是难以逆转的虽然新油田最初的含水量低、油井的出油量
高,可能可以逃避这个负担。
虽然小型公司曾在盆地上来来去去,这里最具找主导性地位的仍然是鞑靼石油公司与巴什
科尔特石油公司。如果联邦与地方上的政策继续反对小型公司开发小型油田,替代方法就
是重新整修大部分未进行改革的苏联式产业结构;这两者之间的差异就是盆地生产趋势继
续缓慢地衰退或快速地死亡。
附录.伏尔加.乌拉尔盆地的地质
伏尔加.乌拉尔盆地非常庞大,而且地质结构非常复杂。它在二亿年前经过一连串的过程
才形成(见数据7)。一连串广泛的脊状构造将伏尔加.乌拉尔盆地划分成许多层面,虽
然在它的演化过程中,大多数主要的事件都影响盆地内的所有区域。从空间的垂直面来看
,盆地是由四个主要的沈积层所形成。在这四个沈积层都能够找到碳氢化合物,虽然最常
见的石油资源被包围在最早期形成的沈积层中。
从地质来看,伏尔加.乌拉尔盆地比北高加索‧亚塞拜然‧里海南部更加古老。区域东缘
的部分是一片非常庞大的板块,名为波罗的海古大陆(Baltica),其内容包含大部分的
今日欧洲大陆。乌拉山当时并不存在;在它的位置上的的一片庞大的东方海洋。另外,由
於其所占的纬度并不像今日这麽寒冷,而更接近赤道--使东方海洋非常温暖。
随着波罗的海古陆漂流,它的东方边缘撞击出许多庞大的地壳碎片并提出之後将会发生的
徵兆,即更大规模的碰撞。古大陆核心部分腐朽,而其西半部包含今日盆地的大部分区域
以及许多层沙积岩。在剧烈变化的环境中,东方海洋的海水入侵内陆之後退去,重新改写
与重新分配沈积作用的循环,组成数百个储油层,其中包括现在伏尔加.乌拉尔盆地最大
型的油气资源分布。最富饶的是泥盆纪晚期的白喜构造(Pashiy Formation)。
在泥盆纪晚期,沿着波罗的海古大陆东部海岸与温暖海洋之间的相互碰触的作用产生丰富
的海洋生物群,其组成大多数区域油气资源的来源,即多马尼克相(Domanik facies)。
多马尼克相是纯净的谷类淤泥、陶土与某些灰泥的组合,含有丰富的有机碳成分(超过5
%)并沈淀在受限制的浅层水域环境中。当水深继续下降到区域高度时,碳化的礁岩与相
关的生物相就会继续发展下去。
地图5显示出塑造并分布在伏尔加.乌拉尔盆地发现的油气矿田的两个基本关系。第一是
多马尼克含有丰富有机质、由精致谷物形成的岩石结构,产生盆地大多数的石油(斜纹红
线)。更特别的是,区域的地图外型就是该组成单位的总有机碳( Total organic carbon
,TOC ),其构造只超过区域1%。第二,覆盖在油源岩石上方的是泥盆纪沙岩层,其厚度
超过320英尺(深黄点)在区域内部。潜在的储油层拥有足够的厚度、多孔性质与渗透性
,所以能够蕴藏如此庞大的油体。
在地图5,区域油源与储油层之间的交互作用掌握住发现油田的最佳机会。更棒的是,最
大型的油田非常有可能仍未被发现。地图5显示的一个说明反映了他们的预估油气资源数
量,证实理想油源与储油岩石结构,两者在空间上的关连性,包括盆地内巨型的罗马什金
油田。
第二个主要的沈积层贯穿整个泥盆纪年代。富含石化资源的部分主要出现在这个沈积层的
下半部。以盆地第二大的亚兰油田(和这个沈积层的的其他部分)作为说明案例,它位在
礁岩或多马尼克碳化地质结构的下方并呈现褶襉状。大部分沙岩层储油结构并不是广泛地
连结在一起,而且其储油结构的岩石种类也呈现许多类型。大多数油体是被遍及盆地四处
的、浑厚的、位在泥盆地中下层的碳化岩石构成的底盘部分所封住。至於这块沈积层较接
近地表的部分,其石灰岩的成分相当稠密,而且通常与镁结合、转变成白云石。这部分的
生产力位居第二位,通常位在这部分的油田,其生产部分更深。
若是以伏尔加.乌拉尔盆地做全盘性的思考,最後两个地层部分只包含盆地总体碳氢化合
物生产的一个小部分。在泥盆纪结束并进入二叠纪初期时西伯利亚板块从东靠近,而且哈
萨克板块从东南部靠近,都与波罗的海古大陆碰撞。碰撞沿着波罗地海古大陆东缘产生压
迫—造成乌拉山隆起。造山运动与侵蚀作用通常是连在一起进行;在这个盆地的案例中,
一块庞大的新沈积层从乌拉山西麓流泄进入盆地。这个过程是个小插曲。有时候浅海会涵
盖特殊的现场;後来这些区域都抬升并成为乾燥的陆地—後来又再度沈入水中。
厚重的乌拉山沙岩与页岩层将多马尼克岩石层推往更深的地层,这个过程爆发出烧焦的海
洋生物淤泥转变成石油与天然气过程中所需要的热能。造山运动也对山脉西部造成压迫,
在涵盖整块伏尔加.乌拉尔盆地的沈积层中造成抬升与下沈运动,因而造成地层中的扭曲
(见地图6)。在地表下的地质结构与储油构造中,都把焦点放在石油与天然气等碳氢化
合物的移动与集中。
这些大型的地壳抬升作用中,最重要的是位在盆地中心部位的鞑靼拱型结构(见地图6)
。鞑靼拱型结构持续存在数亿年,并且在今日依然是个多山坡与丘陵的区域。下一个重要
的部分是东北180英里的彼尔姆.巴什基尔拱型结构。这两个区域之间是比斯克鞍部,其
外型与名称一样,是个面朝彼尔姆.巴什基尔拱型结构,背对鞑靼拱型结构的鞍部结构。
这三个特徵除了特别高耸之外,还聚集许多石油,占有地图5中主要油源与盆地储油层,
两者之间最适合产生交互作用的位置。因此,这个区域虽然只包含盆地15%的总生产量,
它包含60%已发现油源。
随着乌拉山造山行动在二叠纪时代逐渐衰退,以及它在三叠纪停止,盆地的地质发展也跟
着停止(见数据7)某些石油与天然气是在更古老的岩石结构中产生,并移动到较浅的二
叠纪沙岩,但是这部分的石化资源大多数仍留在较深的地层中。地球上大部分的油气资源
都在二叠纪岩石层中产生,包括今日的伏尔加.乌拉尔盆地。
Box 1.罗马什金-伏尔加.乌拉尔盆地的支柱
苏联历史学者以雄伟与英雄般的词汇描述他们见到的工业成功。在罗马什金的个案中,使
用最高级来形容实际上是相当贴切的。油田拥有的170亿桶储量不仅让它列名於世界最大
的已发现油田位阶中,它的二十年生产成长大幅度地助燃苏联经济体的最大规模扩张。它
建立了伏尔加.乌拉尔盆地潜藏与它的地质结构,让钻井工程师钻凿出数百个相关的发现
,包含数十亿桶的石油容积体。
油田大略是个圆形的油田,直径大约35英里,集中在一个主要地基的抬升构造,阿拉木图
耶夫斯克高地(Almatyevsk High),其位在南部鞑靼拱型结构的中间(见地图5)。虽然
它的结构很大,除了它的西部边缘,它是个宽广、温和的抬升构造。油体被夹在长达6500
英里的、沙岩与石灰岩层之间能渗透的不同地层中(见数据5,着色的部分)。
西部的浅层油体(带来油田西部的独特部分)位在二叠纪的地层,即着名的梅列克斯沥青
沙(Melekess tar sands)(见本章的附录)。这部分含有高黏稠性的重油累积体,目前
并没有生产的经济价值。较轻质的原油从较深的储集层中泄出并填进较浅的储集层里。梅
列克斯油体非常接近地球表面,地下水与居住在里面的细菌侵入它的储集层中。造成原油
品质退化,增加它的黏稠度。非常低的温度与浅层的梅列克斯岩石层扩大石油对入侵者的
的抵抗。今天它们并不是具有经济价值的生产来源,未来的科技可能可以解开这个庞大容
积体的某个部分。
罗马什金油田位在二叠纪地质年代下方,是超过200个属於石炭纪与泥盆纪的储集层。这
些储集层中最浅的(属於石炭纪)也出现部分的油质退化,含有较重的油(API度大於26
度)。然而,几乎所有罗马什金的石油都低於石炭纪位阶,位在泥盆纪位阶,主要位在白
喜构造中的砂岩层(见地图4与数据5)。
白喜构造的储集内容物并非简单且同质的,它们相当广泛且普遍拥有高级的多孔性与渗透
性。它们的油质很清(API度是32度),但是与伏尔加.乌拉尔盆地大多数含硫量高(1.5
%)的原油不一样。储集层位置够深,足以逃避造成浅层油质退化的寒冷与地下水。在达
到产量高峰时,罗马什金油田几乎完全依赖白喜构造的储集层,产量超过150万B/D(数
据6)。
由於油田区域足够广泛,而且储集层数目众多,油田开发需要将近2万个井,虽然一起使
用在周遭的图曼金斯克油田证实功效的涡轮式钻头与水淹法,它们也在罗马什金油田获得
密集的使用。在罗马什金使用的水淹法大幅度地负责油田在过去二十年来的高度持久的成
长率,这也造成油田含水量的增加率略高过於石油生产,虽然它在过去十五年来维持在高
原期。
罗马什金油田是鞑靼石油公司的王冠上的珠宝,该公司主要负责经营鞑靼共和国(鞑靼斯
坦)的石油生产业务。鞑靼石油公司是苏联时代一家同名生产组织的整合性继承者。它在
俄罗斯股票市场进行股票交易,但它最大的股东是鞑靼政府。罗马什金油田是鞑靼斯坦的
经济中心。
这个油田为鞑靼石油公司负责60%的产量(与鞑靼斯坦的一半石油产量持平)而且负责生
产的油井数量只有总油井数的一半。生产量自从1990年代中叶就一直保持平坦。油田与公
司都没有进入1998年後全国产量增加的行列中。鞑靼石油公司无力提高罗马什金油田(或
是它的其他油田)产量,大幅反映了广泛出现在盆地各处的问题,即生产成本非常庞大地
逐步上升,以及油田成熟进入中年期。
在过去五年,石油管线运输公司回报这里是国家内成本增长率最快的其中一个地方。公司
运用这一点游说联邦税赋单位,为高生产成本的油田提高税赋的赊欠。虽然这一个分析可
视为是一项政治策略,鞑靼石油公司的副总经理在2004年暗示,如果他们没有获得舒缓,
油田到了2010年将无法获利。
尽管拥有高含水量与低井口生产力,罗马什金是个规模庞大、地质复杂的油田,不太可能
从适用在西方相似油田的科技中获利。这些科技中带来最大冲击的是水平完井法、储集层
裂解、用来定义并区隔储集层的地质与地理研究、以及高效能泵浦与油水分隔设备。
罗马什金,就像伏尔加.乌拉尔盆地上的大多数油田一样,终将因为它的含硫成分而面临
价格上被打折扣。尽管如此,它位在俄罗斯的炼制与运输复合体中间。它将在往後十年因
为成本或世界油价降低而关闭。然而以美国处理非常老旧、拥有数百个储集层的的巨型油
田的经验来看,它们与罗马什金油田相似的地方在於,它们似乎可以生产到永远。这些高
度成熟的巨型油田通常(偶尔以分成许多部分的方式)卖给成本结构较小的小型公司。
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