基于峰值预测模型的中国石油产量合理规划_冯连勇

文章编号:1000-0747(2007)04-0497-05基于峰值预测模型的中国石油产量合理规划冯连勇,唐旭,赵林(中国石油大学(北京))摘要:基于石油产量峰值预测模型,在不进行石油产量合理规划的情况下,中国的石油产量峰值时间将在2017年前后出现,峰值产量约为18500万t;而石油消费高峰将在2034年前后出现,高达63300万t左右,届时全国的石油产量已进入递减阶段,对外依存度将高达73%左右,石油供需矛盾及石油安全问题将更加突出。

分析认为,应该对国内石油产量进行合理规划:降低当前的石油产量,将石油峰值产量降到17000万t左右,使产量峰值时间推到2030年左右,从而使得石油的产量高峰和需求高峰基本吻合,可相应地减少石油进口,从而降低石油对外依存度,保障石油供应的安全。

图3表5参19关键词:石油产量峰值;预测模型;产量规划;供需矛盾;石油安全中图分类号:T E32 文献标识码:AReasonable planning of oil production in China based on peak oil modelFENG Lian-yong,TAN G Xu,ZH AO Lin(China Univ er s ity of Petroleum,Beij ing102249,China)Abstract:In China,if o il pr oductio n w ere not planned r ationally,the peak of oil pro duction w ould o ccur ro und2017,the peak pro duction w ould be about185million to ns based on peak o il models;and the peak of oil co nsumpt ion w ould o ccur aro und2034,the peak oil consumptio n abo ut633million tons,at t hat time,the national o il pro ductio n w ould have entereda decline stag e,and dependence on the o ut side w ould be as high as abo ut73%,the contr adict ion between o il supply anddemand and oil secur ity would become mo re prom inent.China should do t he oil product ion planning:reduce the present o il product ion in o rder t o reduce t he peak pr oduction to170million tons and put off the peak t ime to about2030,so as to make the time o f the peak o il product ion match the time of the peak demand;and drop the amount of oil impor t pro per ly to ensur e the safety of petro leum resources and decr ease the dependence on oil impor t.Key words:peak oil product ion;fo recast mo del;product ion planning;contradiction betw een oil supply and demand;safety of petro leum resources近年来,国际油价不断攀升,廉价石油的时代已一去不复返。

广大石油消费国在高喊无法承受高油价从而寻求替代能源的同时,又不得不承认在今后相当长的时间内,石油仍是不可替代的世界性动力资源和化工原料,它不仅支撑着世界经济的发展,也被各国视为重要的战略物资。

因此,当前摆在石油消费国面前的不是用不用石油的问题,而是如何合理利用石油的问题。

迄今,很多专家学者对此进行了研究。

2005年3月,中国科学院院士邱中建先生发表了题为 对中国油气资源可持续发展的一些看法 的文章,认为中国原油产量高峰期来得晚一点,高峰值平一点,持续的时间长一点更为有利[1]。

本文试图通过石油峰值模型对该问题进行一些扩展研究,也期望越来越多的专家、学者能够就该问题进行更深一步的探究。

1石油峰值研究发展简介1.1石油峰值理念石油是一种有限的、不可再生的资源。

在过去一百多年的大部分时间里,世界石油产量一直处于上升的状态;然而,一旦石油的开发和消耗量超过全部石油储量的一定比例,石油产量可能会开始下降。

比如, H ubbert模型假定这一比例为50%[2],H CZ模型假定该比例为36.79%[3],这个比例会由于油田的地层性质及开发方式不同而存在差异。

这便是人们所说的石油峰值,它反映了石油资源的消耗问题。

长期以来,国内外很多学者对石油峰值问题作了大量研究工作。

H ubbert是美国著名的石油地质学家,1949年他在S cience上发表了题为 Energ y fro m fossil fuels 的文章,提出了矿物资源的 钟型曲线 问题[4],随后他又发现了矿产资源的枯竭规律,即任何有限的资源都将经历 开始 鼎盛 衰退 这样一个生命历程。

中国著名地球物理学家、中国科学院院士翁文波先生在1984年出版的专著《预测论基础》中论述,任何事件都有 兴起 成长 成熟 衰退 的自然过程[5],油气年产量的盛衰变化可以形象地表示为有限体系中的一个生命旋回,它一方面随着勘探程度的加497石 油 勘 探 与 开 发2007年8月 P ET RO LEU M EXP L ORA T IO N A ND D EV EL OP M ENT V ol.34 N o.4深与时间变量t 呈幂函数增长,另一方面又随着剩余资源量的减少与时间变量t 呈负指数衰减。

基于这种思想他提出了泊松旋回模型,通常被称为翁氏模型[6]。

1.2石油峰值预测模型为更好地研究石油峰值问题,国内外专家、学者们相继提出了众多峰值预测模型,这既是峰值理论研究的重要工具,也是将峰值理论研究落到实处的有力保障。

以下主要介绍国内外3种典型的预测模型,即H ubbert 模型、广义翁氏模型及胡-陈-张(H CZ)模型。

H ubbert 模型是美国著名地质学家H ubbert 于1962年首次提出的,他曾与美国地质调查局(U SGS )合作,估计美国的石油生产将在1966年至1971年间达到峰值,然后递减。

而美国的石油产量恰是在1970年达到峰值,证实了他预测结果的可靠性[7,8]。

广义翁氏模型是陈元千于1996年完成对翁氏模型的理论推导,并对其进行拓展后提出的[[9-11]。

H CZ 模型是胡建国、陈元千、张盛宗基于对大量油气田开发资料的统计研究和理论推导提出的[3]。

根据上述参考文献资料,总结了3种预测模型的主要关系式(见表1):表1 3种典型预测模型的主要关系式预测模型基本公式预测峰值产量公式预测峰值时间公式H ub bert 模型Q =abN R e -bt (1+a e -bt )2;N P =N R1+a e -btQ max =0.25b NRt ma x =1bln a 广义翁氏模型Q =at b e -t/c ;N R =ac b +1 (b+1)Q max =a(b c /2.718)bt ma x =b c HCZ 模型Q =aN R e [-(a/b)e-bt -bt];N P =N R e [-(a/b )e-bt ]Q max =0.3679bNRt ma x =ln (a/b)/b式中 Q 年产量,万t;Q max 最高年产量,万t;t 开发时间,a;t m ax 最高年产量发生时间,a;N R 可采储量,万t;N P 累计产量,万t;a,b 预测模型参数。

2石油产量规划的原因石油是不可再生的,它的资源总量是一定的,因此石油的年产量和开采年限必然存在着一定的联系。

如果对石油的开采力度小一点,就会延长石油的开采年限,使石油产量的高峰期来得晚一点。

因此,石油生产存在一个产量规划问题。

2.1中国原油产量峰值即将到来由图1及表2可见:H ubbert 模型预测的峰值时间为2005年,峰值产量为17181万t;HCZ 模型预测的峰值时间为2013年,峰值产量为18232万t;广义翁氏模型预测的峰值时间为2017年,峰值产量为18538万t 。

由此不难发现,H ubbert 模型的预测结果明显偏低,是不准确的,因为该模型主要适用于那些采出可采储量50%左右就进入递减期的油气田[8];H CZ 模型的预测结果属中性预测;而广义翁氏模型的预测结果比较符合中国石油产量稳产期较长的实情,也比较符合图1 三大模型对中国石油产量峰值的预测曲线当前的现状,所以本文采用广义翁氏模型预测的结果作为对中国石油峰值的测定。

根据预测结果,认为如果现在不采取任何措施,顺其自然,中国的石油峰值时间很快就会到来,峰值产量也仅为18538万t,远不能满足国民经济对石油的需求。

表2 中国未来石油产量预测结果预测模型预测结果2010年产量(万t)2020年产量(万t)2050年产量(万t)峰值产量(万t)峰值时间(年份)Hu bbert 模型16480123551973171812005H CZ 模型181391789411809182322013广义翁氏模型1820318488140631853820172.2石油产量规划是一种战略行为油田生产遵循自然生产规律和市场规律,尤其在高油价背景下,石油企业会加大勘探开发力度,追求利润最大化。

但是,从国家长远利益考虑,应该进行原油产量规划。

这是一种战略规划 以国家利益为前提,考虑能源的供应安全和可持续发展,使能源利用和社会发展相协调,实现资源和社会的和谐发展。

而且,站在石油企业的角度,为了企业的长远发展也应该考虑到这一点。

比如在高油价下,国际上一些著名的油公司,如Shell 、BP -M obile 、Chevron Tex aco 等,他们并没有把全部精力都放在石油上,而是利用高油价所获得的利润不失时机地进行可再生能源的开发,现在已成为许多新能源项目开发的领先者,积极向能源公司498石油勘探与开发 资源评价与管理 Vo l.34 No.4转型,这样的战略眼光和行为值得中国的石油公司借鉴[12]。