摘要:石油产量峰值预测的数学模型方法是对处于一个没有明显储产量补充的封闭条件下的简单对象，以趋势外推法预测其产量变化。该方法不能正确预测复杂多变、不断发展，而又受社会因素影响巨大的大油区(如中东)、大产油国(如中国)和全球的石油储产量变化。最后说明即使出现石油峰值，也并不意味着石油的枯竭，只是由于社会进步推动了多能源互补，促使以石油为能源之首的“石油时代”让位于“后石油时代”。

　　１ 石油产量预测和峰值论

　　依据发展的历史数据，借助于多种方法所作的石油储、产量变化的预测，对人们展望石油工业未来的发展状况、提出相应的对策有重要的参考作用。特别是多种数学方法和数学模型作出的定量和半定量测算成了越来越重要的研究方法，广泛应用在油气和能源发展战略的研究中[1，2]。其间产生了石油产量峰值预测的研究方向，专门预测油田、油区，甚至全球的石油峰值何时出现和相应的产量。该方法的首创者为美国的M.K.Hubbert。他根据1956年及以前的石油产量数据“直觉地”预测美国石油产量将在1969~1971年达到高峰，而后是与上升期同样速度值的持续递减[3]。Hubbert言中了！1970年美国石油产量达到5.3084×108t的峰值。至少在1955~1976年间美国石油产量曲线表现为为近乎完美的“钟形”(见图1)。

　　图1 1900~2006年美国石油储、产量变化

　　说明：柱状图示储量，方块点联线示产量

　　Hubbert后来把他的预测以数学模型方式表达，此后许多研究者大致遵循这一思路预测。采用了多种数学方法，以不同约束条件建立的数学模型层出不穷，把石油储产量和峰值预测的研究推向高潮。

　　但因一次预测成功而被推崇为创造“峰值理论”的Hubbert却没有能在第二次预测中走运。他在1970年代预计“世界最迟将会在20世纪80年代中期达到石油生产高峰，接着石油产量会暴跌到2000年的3400×104bbl/d”[4]。而事实上，2000年世界石油产量为7491.6×104bbl，远超过Hubbert的预测值。从图1的产量变化曲线看出，即使他用同样的方法，以20世纪70年代前半期积累的历史数据去计算，也绝不会对1978年和1986年美国产量的第二、第三个峰值做出哪怕是定性的预测。

　　近年来热衷于此研究的代表人物是C.J.Campbell，他发起组织了石油峰值研究会(ASPO)。1998年他发表了《廉价石油时代的终结》[5]，预测“除非出现全球性的萧条，世界常规石油产量很可能在21世纪前10年内出现峰值”，在其曲线图上峰值出现在2003年。新世纪初，没有“全球性萧条”，反而是全球性的经济繁荣，消耗的石油更多，但却没有出现Campbell预言的峰值和其后的减产。笔者将近年来以Campbell为代表的一批人的预测称为“新峰值论”。不同人预测的峰值年份有差异，美国普林斯顿大学地质学家肯尼思?德费耶则认为“石油的极限不是明年，也不是明天，而是时下此刻”[6]。一些人把石油产量峰值推迟到本世纪30~40年代。近年来，M.R.Simmoms成为新峰值论的一员干将。这位MBA硕士出身的银行投资家认为作为世界石油主力的沙特阿拉伯的特大型油田全部过了峰值期，它们以及整个中东的石油产量已不可挽回地下降着。更可悲的论调是中东“几乎没有尚未大规模勘探的地区了”，“沙漠黄昏”标志着“已进入了一个石油供应逐步萎缩的世界”[7]。新峰值论者共同之处在于认为石油供不应求将越来越严重，峰值之后是石油走向枯竭，是石油(时代)的末日，而这又必将导致油价高涨甚至争夺石油的冲突。

　　然而直到目前世界石油产量和储、产量的变化趋势都证明了Campbell、德费耶以及许多新峰值论的预测是错误的。至于Simmoms的作为畅销书而流行的《沙漠黄昏》中对中东以至世界石油的悲观论断已被许多论著所批驳，如Leonado Maugeri的《石油！石油！》[4]、笔者的《中国和世界地缘油气》[8]和《对中东石油发展的乐观预测》[9]。更重要的是，Simmoms的武断结论与中东石油的实际形势完全不符合。然而，对待其预测的失误，新峰值论者或者默不作声，或者一次次地把能峰值年份向后推移，而Campbell先生在这方面也不愧是一个代表人物[4]。

　　2 以数学模型预测石油产量峰值的前提条件

　　Hubbert在1956年对美国即将出现石油产量峰值的成功预测是有条件的。他当时面对的是美国本土陆上有限的几个油区，他们仅利用油藏本身的驱动能力进行“疯狂的”枯竭式的开采。在相当长的时期内老油田的开采方式没有重大的改进，新油区的开拓(如阿拉斯拉、墨西哥湾)也未见成效。显然，他所预测的是一个较简单的对象，而又处于一个没有明显储产量补充的封闭条件下。这时以趋势外推产量变化，以油田地下压力和驱动能力的自然衰减去预测“钟形曲线”就容易成功。Hubbert的一位信徒一语道破地说，他用了“最古老的传统”去从“最简单的说起”[4]。然而当Hubbert、Campbell等人将这些方法扩展到复杂的油区、大产油国和全球石油产量及其峰值预测时情况就不一样了。

　　大油区(如中东)、大产油国(如中国)和全球的石油工业处在复杂的条件下。它们的许多油田规模和性质不一，开发时间和开采速度不一。因而表现出的产量变化不是简单的“钟形”，而是若干起始“相位”(时间)、“振幅”(起伏幅度)、“频率”(延续时间)都不相同的油田产量曲线———类正弦波形曲线的复杂叠加，一般表现为不规则变化的多峰式曲线[10]。以上还只是从油田和开采的“自然属性”看。此外，它们还受到开发政策(如无序竞争的滥采，在政治压力下的过高速度开采或被人为的限产)的严重干扰。换言之，它们面对的不是Hubbert在1956年成功预测时的简单、孤立的对象，而是一个在“开放”环境中的复杂事物。

　　另外，从油气工业的发展上看，油区(或世界)石油的储、产量变化是历史上勘探开发已有成果的综合反映。但发展的脚步不会停止，基础地质研究会不断提出新认识，石油地质理论和勘探思路会不断发展、更新，特别是作为勘探开发手段的科技水平会不断提高，许多过去不能勘探的新区新领域将被开拓，许多过去不能经济开发的油层、油田产出了石油。无论是老区还是新区都陆续增加新的储量(包括整装大型油田)，都要采用更新的措施去提高采收率，而这些却是以历史数据去预测未来时难以反映的。总之，各类数学模型计算的前提条件之一是把石油勘探开发的水平“冻结”而静止在数据资料截止日期的时间点上，而没能把石油勘探开发的发展变化考虑进去。

　　回顾各种数学模型的各种制约条件[11]，可概况为如下几类：①未来石油的储、产量不再增加或增加速度不变，或限定一个最高的累积可采储量(或产量)；②以约定的峰值年去推算该年产量，或反之；③给定一些不变的模型常数或计算系数。总之，他们要求把石油储产量的变化限制在一个孤立的封闭系统内。这种理想化的简单状况是难以与现实相吻合的。当预测的对象越小、越单一(如一个不大的，只采用固定方式开采的油田或油区)、时间越短，用这类模型去预测时成功的可能性越大，这便是Hubbert 1956年预测成功时的情形。预测对象越大、越复杂、预测期越长，预测成功的概率就越小。世界石油产量受油田本身因素和人为因素双重影响，而它又是由若干油区构成的极复杂的综合体。面对这类复杂的开放体系，仅用数学模型去预测世界石油产量和峰值而导致频频失败就可以理解了。

　　3 石油生产的战术和战略接替

　　峰值论推理的思想方法的前提是把已知油田(区)的储产量看作是静止的，用俗话说是把它看“死”了。以储量来说，随着勘探的深入，已发现油气田的储量往往会不断升高。此外，开发条件改善、科技水平的提高，也可使初期难以进行经济性开发而未计入储量的油层和区块进入储量计算的范围。对此，L.Maugeri给出了两个“经典”的例子[4]。美国加利福尼亚的克恩河油田开采43年后剩余储量为5400×104bbl。而此后44年时间它产出了73600×104bbl石油且仍有9700×104bbl的剩余可采储量，按峰值预测模型预测早该枯竭的油田产量反倒越来越大了。名列世界大油田之例的挪威特罗尔(Troll)油田最初只列为气田，其薄油层认为无开采价值。而技术的进步不仅使薄油层可采，而且还勘探发现了新层系新区块，使其石油储量在1990~2002年的12年间翻了5番，以可采油气当量约7×108t(其中仅油就达1.8×108t)列入了世界大油气田[12]。

　　中国东部老油区已进入稳产阶段，按传统的数学模型计算早就该出现产量峰值，至今应下降到相当低的水平。但由于积极投入工作量以扩大储量，1984~2004年的20年间其累计地质储量和累计可采储量分别以3.96%和2.32%的年增率上升。但其剩余可采储量从1984年以来处于缓慢下降中，到2004年的20年间平均年增率为-1.43%[13]。由于不断挖潜上产，不断投入新的提高采收率技术和工艺，中国东部老油区产量由1984年的1.073×108t增加到1988年的1.269×108t，到2004年仍达1.090×108t[14]。中国东部老油区在高采出程度、高综合含水的困难条件下长期稳产的伟绩是所有以“钟形曲线”理论以及根据历史上储产量变化而限定其条件和参数的数学模型难以作出预测的。笔者把对老油田(区)增储上产挖掘潜力的多种对策措施概括地称为“油(气)生产的战术性接替”[10]。

　　勘探者不但坚韧地在老油田(区)努力增储上产，也从未停止过向新区、新领域开拓的步伐。而一个新区、新领域的打开将发现一批油田(包括作为该区、该领域主力的大油田)，造成储、产量的跃增。依托一个油区(领域)发展的“生命周期”，这种增产会持续相当长的一段时间。笔者把向新区、新领域(包括新含油气层系、油气田类型以及越来越深入地向非常规油气藏发展)的开拓称其为“油(气)生产的战略接替”。它对油(气)的持续稳产和增产有更重要的影响和更深远的意义[10]。

　　以前苏联为例，在(第一)巴库油区处在高产期时开辟了被称为“第二巴库”的伏尔加-乌拉尔油区，紧接着又成功开拓了西西伯利亚油区。即使第一巴库的产量已开始衰减，三大油区产量的叠加就把前苏联送上世界产量第一的王位[10]。试问，在不考虑新油区可能会开拓成功的条件下，峰值论者的任何一个公式[11]能预测出前苏联产量的技术增长吗？

　　中国在实现战略接替上也是一个良好的范例。在中国东部进入相对稳产期之际，实施了开拓西部(北)，发展海上的产区战略对策。前述的老油区增储上产的战术接替加上作为战略性接替的新油区的贡献，保障了中国的油气产量长期内稳中有升。如果一个预测者仅根据作为主力油区的东部储产量变化趋势去预测，那他只能得出中国石油产量早就该大幅下降的结论，他能正确反映中国石油工业发展的前景吗？仅以中国陆海而论，除了勘探程度还很低的上述西北和大陆架地区外，还有许多新区新领域待开拓。海相、陆相含油层系都很发育的青藏高原待我们去勘探，南海北部深水区还刚打出第一口高产气田。我国已自产了万米钻机，为向超深层(大于5、6km，甚至10km)的发展创造了条件并已发现深层油气流和油气藏……。油气工作者“胸中自有百万雄兵”，在科技水平提高的有利条件下，正在一个个、一批批地敲开众多新区、新领域的大门。需要特别提出的是在从常规石油向非常规石油进军的征途上石油工业已获得了令人振奋的成效。过去不能进行商业性开发的一些非常规石油已为中国和世界石油产量的增长作出了贡献。众所周知的是以西加拿大为代表的油砂和以委内瑞拉奥利诺科带为代表的重(稠)油。而诸多非常规石油仅以其中的一项(如油砂)就可以与全部已知常规油的储量列于同一数量级中[10]。

　　单个油田的生命是有限的，但如果依靠科学技术的飞速发展提高油气工业的活力、延长每个油田的寿命，同时又不断探明和开发新的油田，就绝无理由轻易地去预言这个群体生命的衰亡，就没有理由轻信世界石油工业的什么“峰值”和枯竭。笔者就以这样的理念完成了《油气田的生命周期和战术战略接替》这部专著[10]。

　　4 油田储产量变化中的社会因素

　　我们说峰值论及其所依据的数学模型是把石油工业孤立於封闭体系中的纯推算值，还在于它忽视了社会因素对油气发展的巨大影响。

　　这个影响首先直接表现在产量上。就近年的世界石油来说影响最大的是OPEC的限产保价[15]。这个从1980年代中期一直持续到现今的主流政策，首先人为地降低了已开发油田的产量，使它长期有相当大数量的剩余产能，直到今天油价高到每桶100美元以上，许多人认为世界石油“供不应求”时仍有一定的剩余产能未被利用。此外，前苏联的解体和继之而来的原成员国的大动荡，使主要产油国俄罗斯、哈萨克斯坦、阿塞拜疆产量大幅度下降，直到现在其增储上产的进程仍受到相当大的阻遏。另一非OPEC重要产油国墨西哥，国内不同政治势力都把国家石油公司(Pemex)当成“摇钱树”借以争取选票，却使其成为全国最大的负债户而无力投资，导致墨西哥石油产量长期徘徊，并在2004年后出现每年3.12%的负增长。世界石油峰值的预测者必须明白，他们所赖以作推测的产量数据至少有20余年是被人为压低了的数据。其历史部分已经“失真”，能以此为依据用趋势外推这一传统思路“真实地”预测未来吗？

　　任何一个投资者都明白，投资于某一实体，而长久不能生产出商品去赚钱，这是不明智的。OPEC国家连已有的油田产能都没有充分发挥，会为老油田增储上产提高采收率而投资吗？对于俄罗斯和墨西哥等国来说，由于国家拿走了石油公司的绝大部分收入，使其无足够的投资去勘探开发、去进行石油的基础建设。特别要指出的是，战略性的接替、新区新领域的开拓是一个需要走过曲折道路、经历失败才有可能实现的探索，而从投资到获得现金收益的时间更漫长、不确定性更大。以上多种因素导致20余年来石油储量的增长相当缓慢，甚至陷入停滞。这使许多人产生了很难再发现大油田，很难保持储量持续发展的错觉。

　　20多年来，世界石油储产量增长的势头是被人为的因素压低了。从石油地质上看，全球油气储量仍有很大的增产潜力。按照美国地质调查所(USGS)2000年所作的资源量测算，全球储量在约30年内有再增加1倍的可能性[1]。Harborty在分析了全球大油田的发展趋势及地质特征后，在2001年也指出“至少在今后30年内巨(大)型油气田发现的速度仍将继续保持上升趋势”[12]。需求是推动生产的强大的动力，在影响世界油气储产量增长的人为因素减弱或消除后有理由期待一个相当长时期的储产量持续增长。

　　5 石油峰值的出现并不意味着石油的枯竭

　　绝大部分新峰值论者作出这种或那种峰值年或产量的预测后都紧接着得出石油即将枯竭的结论。他们认为，越来越大的需求增长和急剧降低的石油产量又必将导致高油价时代的到来，进而导出“文明的冲突”，甚至要以武力去争夺石油的推论。

　　诚然，单个油气田有着由盛到衰的生命周期现象，石油作为不可再生资源理论上是越用就越少(但这在逻辑上并不意味着人类所探明的石油储量和产出量必然减少)。这两点很容易被炒作，也容易被多数业外人士所接受，而近期的高油价似乎又是这种石油枯竭的结果和佐证。严肃的研究者承认石油产量在未来的某一时间可能会达到一个峰值，但同时还要指出，这个峰值的到来和此后石油产量的缓慢递减却主要不是由于石油的枯竭，而是由于更经济、高效、清洁、环保的新能源逐渐代替石油，人们不再需要那么多的石油消费了。也可以说，为了保护环境、提高生活质量，社会的发展促使石油从能源王位上退居次要位置。石油为能源之首的“石油时代”就会让位于“后石油时代”。多能源互补，与环境友好且可再生的能源占的比例日趋加大是这个时代的特征。这正像由于生产的发展、科技的进步使“石油时代”取代了“煤炭时代”，而煤炭并没有枯竭一样。石油峰值之后将出现更进步更发达的世界，而不是新峰值论者所预言的一幅悲惨图像。

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