我国煤层气勘探开发现状、前景及产业化发展建议

煤层气的主要成分与天然气相似,是常规天然气的战略补充资源,它将在我国未来一次能源中占据重要地位。我国埋深2000m以浅的煤层气资源总量为34.5×1012m^3,可采资源量约10×1012m^3,其中华北煤层气资源量占全国资源总量的62%,这对于建设煤层气生产基地与规模利用极为有利。我国煤层气抽放利用和勘探开发所取得的成果显示了煤层气产业良好的发展前景。加快发展我国煤层气产业,还需要政府从产业发展高度制定系统的开发规划、长远发展战略以及相关法规,狠抓科技进步,加大资金投入和扶持力度。     

山西沁水煤层气液化HYSYS软件计算模型

我国是世界上煤层气资源最丰富的国家之一。2 000 m以浅地质资源量约36×1012m3,目前已探明储量1 130×108m3,山西沁水地区已实施20×108m3建设工程。煤层气的液化也是煤层气的储运方式之一。由于煤层气的组成主要是甲烷和氮气,因此煤层气的液化较常规的天然气液化困难。给出了煤层气混合冷剂液化的HYSYS软件的计算模型,供设计时参考。     

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沁水盆地是我国重要的煤层气勘探地区,盆地内蕴藏着丰富的煤炭资源和煤层气资源。该盆地面积约2.4×14km2,预计煤层气资源量约6.85×1012m3。到目前为止,整个沁水盆地共有煤层气井48口。经过原煤炭部、中联煤层气有限责任公司、CNPC等单位近年的勘探,相继在该盆地南部获得高产煤层气流。初步查明沁水 盆地南部为一个煤成气高渗富集区,具有良好的勘探开发前景。分析了该盆地南部聚煤条件与生气潜力,研究了煤储层特征及含气性,结果发现自盆地中部向南具有煤层气勘探井成功率增高的趋势。因此,该区勘探的战略方向应尽量向南。     

我国煤层气储量、资源量级别分类

煤层气储量、资源量级别主要受控于勘探区所处的勘探阶段和勘探程度。依据探区内开发井数目和储量、资源量评价参数的多寡,我国煤层气可划分为2类资源量和4类地质储量。据不完全统计,我国2000m以浅的煤层气资源总量约为326366×10⁸m³,其中1000～2000m埋深的为215666×10⁸m³,1000m以浅的为110700×10⁸m³.     

吐哈盆地煤层气勘探前景

自从美国在低煤阶的粉河盆地取得了煤层气勘探突破之后,低煤阶含煤盆地已不再成为煤层气勘探的“禁区”。据专家估算,我国低阶煤中拥有煤层气资源量约16×1012m3,占全国煤层气资源量的47%.吐哈盆地是我国主要的低煤阶盆地之一,通过对该盆地煤层发育特征、煤层气含量与成分、煤层的等温吸附特征、煤储集层特征等煤层气基本地质特征的研究,指出吐哈盆地具有雄厚的煤层气勘探基础,煤层气资源潜力大,勘探领域广阔,勘探前景看好,将成为吐哈盆地常规油气勘探的一种重要替补类型。     

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我国煤层气资源量极为丰富,居世界第三位。其中陆上埋深2000m以浅的煤层气资源量达30×1012～35×1012m3,2000m以深的煤层气资源量达67×1012m3。目前中国煤层气产业面临着形成和发展的历史机遇,主要表现在①在洁净能源和环保的双重要求下,我国政府重视煤层气开发利用,优惠政策纷纷出台;②中国煤层气开发利用,已成为世界煤层气工业关注的焦点;③国内煤层气自营勘探轰轰烈烈,成效显著;④全国煤层气规范管理正步入正轨。目前中国煤层气产业发展面临的挑战及应采取的对策是①我国输气管网基本建设相当薄弱,煤层气长输管网应纳入国家中、长期发展规划;②我国虽然基本掌握煤层气开发的主要工程技术,但远不够完善,对其核心技术应在政府有关部门大力支持下组织协同攻关;③中国缺乏寻找煤层气高渗富集区的有效方法和手段,增加了勘探风险,应尽快启动系统研究工程;④中国煤层气赋存条件与美国有较大差别,建议国家有关部委应尽快启动低、高阶煤煤层气基础理论研究;⑤建议国家给予更加优惠的煤层气政策。     

开发非常规天然气是利用低碳资源的现实最佳选择

非常规天然气资源因其具有"低碳、洁净、高效、低污染"的特性,故而从严格意义上讲,也属于新能源的范畴。非常规天然气资源的埋藏、赋存状态与常规天然气资源既有相似之处,又有较大的差别,其主要的差别在于资源的"低品位"。权威专家估算的全球非常规天然气资源量为2 338.2×1012m3,约为世界常规天然气资源量(512.6×1012m3)的4.56倍,约为常规石油、天然气资源量的1.65倍。全球非常规天然气资源主要分布在加拿大、俄罗斯、美国、中国、拉美等国家和地区。以美国为代表的非常规天然气开采实践,经过近30年的不断探索,已经逐步形成了适用于非常规天然气开发的技术体系,中国在致密气开发方面也走在了世界前列。我国的非常规天然气(仅包含致密砂岩气、煤层气、页岩气和天然气水合物)资源量为280.6×1012m3,是常规天然气资源量(56×1012m3)的5.01倍。目前,中国的致密砂岩气已进入规模开发阶段,煤层气、页岩气的开发利用正在起步;天然气水合物等资源的基础研究工作也正逐步展开。中国非常规天然气的地质特点包括:①南北中广泛分布;②深中浅层系复合;③海陆相沉积兼有;④储层物性复杂;⑤一般与常规油气共生共存。总体来看,非常规天然气开发利用要取得成功,其关键是拥有低成本的技术体系和低成本的管理体系。结论认为:开发非常规天然气是利用低碳资源的现实最佳选择。     

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国的深层天然气一般指的是聚集在埋深超过3500m地层中的天然气。从深层气的生成、储集、圈闭、保存条件等主要方面分析了深层天然气的成藏条件。中国深层天然气资源量为21.66×1012m占全国天然气总资源量的57%。其中陆上为17.11×1012m海域4.55×1012m陆上深层气资源主要集中在中西部地区,其中中部地区6.31×1012m西部地区8.14×1012m中国深层天然气勘探目标广阔,前景乐观,主要分布在松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、吐哈盆地、柴达木盆地、南方地区及近海海域等10个地区的深部地层中,文中指明了勘探目标。深层天然气勘探应采用新技术和综合勘探方法才能提高勘探成功率并降低勘探成本。     

中国煤层气可利用经济储量预测与发展前景

我国煤层气资源潜力较大 ,远景资源量为 2 7.3× 10 12 m3 ,但目前能源结构极不合理 ,每年因采煤向大气排放的煤层甲烷高达 194× 10 8m3 ,接近于全国 1a的天然气产量 ,占世界采煤排放甲烷总量的 1/ 3,既浪费能源又污染环境。因此 ,加强我国煤层气的开发和利用迫在眉睫。分析我国煤层气勘探开发最新进展 ,结合国内外煤层气发展现状及我国能源战略规划 ,对我国煤层气利用及发展作出中长期预测。图 1表 1参 14     

固相流动对垂直气井井筒压降影响的数值模拟

结合非常规油气特点,评价中国非常规油气资源潜力,总结中国非常规油气勘探开发技术进展,阐述中国非常规油气勘探开发前景与未来的发展战略。研究表明,中国非常规油气资源丰富,发展潜力大,其中致密气可采资源量为8.8×1012～12.1×1012m3,页岩气可采资源量为15×1012～25×1012m3,煤层气可采资源量为10.9×1012m3,致密油可采资源量为13×108～14×108t,可回收页岩油资源量为160×108t,油砂也具有一定资源潜力。目前已形成了全数字地震勘探技术、低渗低阻气层识别技术等一系列关键技术,且应用效果显著。致密气和致密油是中国目前最为现实的待开发非常规油气资源,煤层气与页岩气的开发利用正在起步。未来10～20年,中国非常规油气产量将显著增长,在弥补常规油气产量短缺中扮演日益重要的角色。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

进口天然气盈亏平衡定价对市场的影响——以广州市中亚天然气为例

2011年11月底土库曼斯坦天然气经过中亚—中国天然气管道和西气东输二线管道正式向位处华南的广州市供气。然而,由于中国天然气价格与国际气价脱节,天然气进口业务陷入进口越多亏损越多的尴尬境地,提高进口气入关后的价格将有助于缓解长期以来的进口气购销价格倒挂问题。为此,以广州市为例,测算了中亚天然气盈亏平衡时不同天然气用户的气价;采用天然气与可替代能源等热值直接成本对比法,按各类天然气用户实际支付可替代能源的现有价格等热值折算分析了对应的中亚天然气价格可承受能力。结果表明:从价格承受能力来看,居民用户和公共福利用户基本上是可以承受中亚天然气盈亏平衡定价;工商业用户也有一部分可以承受上述定价,但对燃料成本占总成本比重较大的用户,承受能力则较弱;天然气发电用户无法承受上述定价,中亚天然气发电只能扮演调峰角色。考虑到西气东输管道输送的既有国产气,也有进口气,为此提出:可以将国产气的出厂价与进口气的成本价加权平均,作为西气东输天然气的"出厂价"。     

稠油热采储层精细油藏描述研究进展

就稠油热采储层精细油藏描述的技术现状看:国外已经形成了完整的研究方法和技术体系,特别是在利用地震技术对油藏开发过程监测及剩余油分布规律的精细刻画等方面,具有相当高的研究水平;国内在储层单砂体的精细刻画、隔夹层研究以及储层在热采过程中的变化规律等方面,进行了大量的研究工作,取得了一定进步。稠油热采储层研究的关键问题为地层精细划分与对比、沉积微相研究、隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价和地质建模研究等。在此基础上认为,稠油热采储层精细油藏描述研究的主要发展方向为井震结合断裂系统的精细刻画、地质体分类评价、稠油热采储层变化规律研究、剩余油分布规律的四维地震监测和隔夹层封隔能力的物理模拟与数值模拟验证等五大方面。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

普光气田高含硫气井带压更换采气树工艺技术

采气树在使用过程中如出现腐蚀、泄露、机械故障等而又无法在线修复的情况,则需要进行整体更换。但像四川盆地普光气田这样孔、洞、缝较发育的酸性碳酸盐岩气藏,若采用先压井再整体换装采气树的方法会造成储层的二次污染,很难再恢复到修井前的气井产能。为此,考虑作业安全和生产实际,研究形成了"两封堵一隔离"带压更换采气树工艺:①安装地面泄压放喷流程,进行整体更换采气树演练,准确测算所需的时间;②关闭井下安全阀,通过泄压放喷管线排放井下安全阀以上通道内气体,进入放喷池点火燃烧,将井口油管压力泄至0;③连接液氮泵车按照测算量向井筒顶替液氮;④安装双向背压阀,利用送取工具,将背压阀安装在油管悬挂器内的背压阀座面,封堵油管;⑤整体更换采气树,试压合格后按照操作规程取出双向背压阀。现场成功应用2口井,很好地解决了高含硫气井不压井更换采气树的技术和安全控制难题。     

CNPC Maintains Strong Growth Momentum Both at Home and Worldwide

CNPC expects to raise its crude production by one million tons and natural gas output by 11.5 billion cubic meters in the year ahead. Priority must be given to the development of new oilfields as well as stabilization of the output of old ones if the crude production target is to be met, said Zhou Jiping, Vice President of CNPC. ＂The year of 2008 stands for a pivotal juncture for CNPC, during which a number of major projects will be carried out and all these strategic programs are vital to improving the production pattern and enhancing competitive strength of the company,＂ he added. In 2007,     

基于双椭球热源模型的立管焊接残余应力研究

根据铺管时的实际工况,建立了深水钢悬链线立管的焊接有限元模型,采用双椭球热源模型模拟焊接中的移动热源,运用Fortan语言对模型进行汇编,并运用DFLUX子程序进行ABAQUS的二次开发。在仿真中运用单元生死技术来模拟焊料单元的焊接参与情况,分别选取不同的焊接参数进行焊接模拟,利用控制变量法进行立管焊接残余热应力及其影响因素研究。研究结果表明,立管焊缝处单位体积的热输入量以及单位体积的受热时间是影响残余应力场的主要因素;立管的几何参数在影响焊接残余应力场的同时也影响残余应力场应力较高区域,当其他焊接参数和焊接过程参数不变时,增大立管外径或减小壁厚均会造成更大的残余应力场和较高应力范围;焊接开始和结束位置的应力波动由材料受热不均匀造成。     

脉冲柱塞加砂压裂新工艺及其在川西地区的先导试验

加砂压裂一直在追求支撑剂的更好铺置,从而形成更长的有效裂缝和更高的导流能力,但是常规工艺总是难以令人满意。在理论分析、PT软件模拟、基础实验及创新性物模实验研究的基础上,通过特殊的泵注程序及纤维、液体等辅助工程手段,研发了一种脉冲柱塞加砂新工艺。该新工艺形成的开放性渗流通道铺砂剖面较之常规工艺在有效缝长和导流能力上具有明显优势,开放性渗流通道有助于改善裂缝清洁度、降低人工裂缝的压降,从而达到延长单井采油气寿命、提高产能效益的目的。在完成原理研究及新工艺优化设计的基础上,进行了现场先导应用与详细的压后评估。结果表明:该工艺可操作性强、实施可行,与地质条件相当的邻井相比,支撑剂成本降低44%~47%、有效缝长与支撑缝长的比值提高约16%,测试18 h返排率高达63%、归一化产量是邻井的1.9~2.3倍,降本增效、提高产量效果明显。该技术在四川盆地川西地区浅中层砂岩气藏及页岩气藏的开发中具有推广价值。