Petroleum substitution, greenhouse gas emissions reduction and environmental benefits from the development of natural gas vehicles in China

This study develops a bottom-up model to quantitatively assess the comprehensive effects of replacing traditional petroleum-powered vehicles with natural gas vehicles (NGVs) in China based on an investigation of the direct energy consumption and critical air pollutant (CAP) emission intensity, life-cycle energy use and greenhouse gas (GHG) emission intensity of NGV fleets. The results indicate that, on average, there are no net energy savings from replacing a traditional fuel vehicle with an NGV. Interestingly, an NGV results in significant reductions in direct CAP and life-cycle GHG emissions compared to those of a traditional fuel vehicle, ranging from 61% to 76% and 12% to 29%, respectively. Due to the increasing use of natural gas as a vehicle fuel in China (i.e. approximately 28.2 billion cubic metres of natural gas in 2015), the total petroleum substituted with natural gas was approximately 23.8 million tonnes (Mt), which generated a GHG emission reduction of 16.9 Mt of CO₂ equivalent and a CAP emission reduction of 1.8 Mt in 2015. Given the significant contribution of NGVs, growing the NGV population in 2020 will further increase the petroleum substitution benefits and CAP and GHG emission reduction benefits by approximately 42.5 Mt of petroleum-based fuel, 3.1 Mt of CAPs and 28.0 Mt of GHGs. By 2030, these benefits will reach 81.5 Mt of traditional petroleum fuel, 5.6 Mt of CAPs and 50.5 Mt of GHGs, respectively.     

基于等温吸附曲线的煤储层产气潜力定量评价——以黔北地区长岗矿区为例

含气饱和度、临储比等指标在用于煤层气选区选层评价时,未考虑煤层气解吸能力以及解吸过程中储层压力对气体解吸的影响,因而难以全面反映煤储层的产气潜力。为此,以煤样等温吸附实验为基础,提取临储压差、临废压差、有效解吸量、解吸效率等指标,建立了煤层气产出潜力的定量评价方法,并基于黔北地区长岗矿区煤层气井排采历史进行了分析验证。研究结果表明:(1)长岗矿区7号煤层的临储压差为2.35 MPa,0.2~1.0 MPa废弃压力下的临废压差介于2.06~2.86 MPa,煤层气有效解吸量介于9.32~18.9m3/t,具备较高的产气潜力;(2)研究区煤层气解吸过程只经历敏感解吸阶段,解吸效率高,煤层吸附时间短,见气后短时间内可获得较高产的气流;(3) FX2井煤层气产出潜力定量评价及排采历史验证了该区的煤储层具有煤层气开发产气潜力。结论认为:(1)研究区煤层气井排采初期应缓慢排采,尽可能减小降压速度、扩大降压漏斗波及范围和有效解吸半径;(2)优选相对高渗区及开展高质量的压裂,以扩大有效渗流半径,充分释放煤层气产能。     

煤系致密砂岩气渗流机理实验模拟研究——以四川盆地上三叠统须家河组煤系致密砂岩气为例

中国含（油）气盆地广泛发育与煤系烃源岩共生或伴生的致密砂岩气,以四川盆地须家河组和鄂尔多斯盆地上古生界最为典型。受煤系烃源岩大范围面状蒸发式排烃和低缓构造背景影响,致密砂体内气体运移聚集过程中水动力和浮力作用相当受限,在这种低渗低速条件下,非达西渗流特征非常明显,形成气—水混杂的含气区。致密砂岩气驱水模拟实验中,渗流曲线形态主要受岩心渗透率大小的影响,渗透率值越低,则启动压力梯度越大,非达西现象愈加明显。致密砂岩注气驱水实验过程中,岩心的最大含气饱和度一般小于50%,主要分布在30%～40%之间,含气饱和度平均值为38%左右,与地下岩心所在气层的实际含气饱和度比较相近。岩心含气饱和度与渗透率呈较好的对数正相关关系,相关系数为0.891 5。致密砂岩气体单相渗流过程中,由于存在气体渗流的“滑脱效应”,低速非达西渗流特征异常明显,存在“拟初始流速V_d”。 单相气体渗流曲线形态特征主要受岩心渗透率及环压大小控制,渗透率值愈小或者环压值愈大,则非线性段越长,临界压力越高,启动压力梯度越大（0.02~0.08MPa/cm）,拟初始流速则越大,非达西渗流特征越明显。致密砂岩气渗流机理研究表明,储层渗透率越低,启动压力越大,流速越慢,天然气运聚效率和含气饱和度较低。针对煤系致密砂岩气运聚机理实验室模拟研究,为揭示致密砂岩气富集规律和评价选区,同时为开发机理研究提供理论基础。     

带油环底水凝析气藏开发方式优化及均衡开采对策——以东海盆地西湖坳陷CX北区块为例

东海盆地西湖坳陷CX北区块H3b、H3c油气藏为海上带油环底水凝析气藏,采用油气同采且初期优先采油的开发方式共设计了4口水平井,水平段位于油气界面以下的油环上部。为了尽快回收投资,该气藏在开发初期采用较高速度开采,油气井生产动态开始出现产量递减加快、气油比快速上升、含水率快速上升等现象,表明气顶和油环开采出现不均衡状态,而且位于油环下部的井已开始出现底水锥进。为此,基于该区块油气藏地层油气流体相态特征,同时结合油气井生产动态特征,分析反凝析、气顶气下窜、底水上升锥进等因素对该油气藏开发动态的影响,进而提出对策:(1)利用气顶气和油环油溶解气的弹性能量以及边底水天然水驱方式来开采油气藏,并合理控制采油采气速度,尽可能地实现油气藏的均衡开采;(2)由于过早打破了油气井的均衡开采状态,导致了气顶气过早下窜和边底水过早侵入,需要通过实时调整采油气速度来平衡开采状态,从而使得油气藏气油比和含水率得到有效控制。实施结果表明:上述对策的成功应用,确保了凝析气藏进入了稳定均衡的开发状态。     

深水沉积物岩心古菌群落结构对天然气水合物的指示——以南海台西南海域973-4站位为例

微生物产甲烷作用和甲烷厌氧氧化作用对海底天然气水合物(以下简称水合物)的形成、分解有着重要的影响,但目前有关古菌类群的代谢机理及其对水合物成藏的指示作用尚有待深入研究。为此,利用基于16S rDNA的分子生物学技术,对南海台西南海域973-4站位岩心的古菌群落结构进行了分析,并与日本海、南海神狐海域等水合物赋存、非赋存区的古菌群落结构进行了对比。结果表明:①973-4站位岩心中广古菌Methanosarcina为优势类群,在表层所占比例为50%,在硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)的比例为46.1%,在深层的比例为66.7%;②Methanomicrobiales为次优势类群,在表层所占比例为28.3%,在SMTZ层位为30.7%,在深层为11.1%;③上述2个古菌类群所占比例的变化趋势与海洋沉积物早期成岩过程中有机质含量、组分的变异密切相关。结论认为:①古菌群落结构与细菌、地球化学和矿物学的分析结果一致,表明973-4站位岩心下部赋存水合物;②由于古菌群落结构存在差异性,必须考虑地球化学参数和地质特征的协同作用,才能提高其对水合物成藏指示的精准性。