中国煤成气研究30年来勘探的重大进展

煤成气理论在中国形成以来的30年间,不仅开辟了煤成气勘探的新领域,而且使煤成气探明储量从占全国气层气储量的十分之一提高到近十分之七;全国探明天然气储量从2 264×108m3陡升为6.4×1012m3;天然气年产量从137.34×108m3提高到760×108m3;全国煤成气田(藏)从不足10个(除台湾省外)增加至124个;发现煤成气盆地从6个增长为11个.在概述中国煤成气勘探重大进展的基础上,重点研究了发现大量煤成气田的鄂尔多斯盆地、塔里木盆地和四川盆地煤成气勘探的进展.根据大量烷烃气碳同位素数据科学地确定煤成气田,论证了某些天然气成因有争议的气田(靖边、柯克亚和阿克莫木气田)也属于煤成气田或以煤成气为主,并论证四川盆地须家河组煤系中少量气藏(卧龙河、纳溪、合江气田)为油型气.     

鄂尔多斯盆地古生界煤成气勘探进展

基于鄂尔多斯盆地天然气勘探实践,根据煤成气勘探现状,分析煤成气成藏控制因素,总结煤成气勘探进展。鄂尔多斯盆地已探明煤成气地质储量5.24×1012 m3,发现煤成气气田12个,主要分布于上古生界石炭-二叠系碎屑岩和下古生界奥陶系碳酸盐岩储集层中。上古生界形成致密砂岩气藏,广覆式生烃的煤系烃源岩和大面积分布的砂岩储集层相互叠置,储集层先致密后成藏,天然气近距离运移、大面积成藏,发现了苏里格气田,探明地质储量3.49×1012m3,落实了盆地东部和陇东地区两大储量接替区。下古生界形成海相碳酸盐岩气藏,上覆煤系烃源岩生成的天然气向下运移聚集成藏,奥陶系风化壳岩溶和白云岩储集层为天然气富集主要场所,发现了靖边气田,探明地质储量7 000×108 m3,同时发现多个含气富集区。图9表2参34     

2000年以来中国大气田勘探开发特征

截至2013年底,中国共探明51个大气田,天然气储量持续高峰增长、产量快速上升、管网建设蓬勃发展、市场需求旺盛。总结2000年以来中国大气田勘探、开发的特征,可以为发现更多的大气田提供借鉴和思路。中国大气田勘探特征:仅发现于沉积面积大于10×10~4km~2的盆地,已在9个盆地中探明了大气田;2005年前大气田探明天然气总储量较少,为2.708588×10~(12)m~3,之后则较大,2013年底探明天然气总储量为8.168377×10~(12)m~3;大气田储量丰度最大的和最小的相差超过86倍,储量丰度最大的克拉2气田为59.05×10~8m~3/km~2,最小的靖边气田为0.684×10~8m~3/km~2;深度介于3000~4500m的大气田探明储量比例大,占总储量的46.11%。中国大气田开发特征:大气田的产量是中国天然气工业的支柱,2013年大气田总产量达922.72×10~8m~3,占全国天然气总产量的76.3%;大气田的产量中以煤成气为主,2013年大气田中煤成气总产量为710.13×10~8m~3,煤成气占全国大气田总产量的77.0%;关键大气田(苏里格、靖边、大牛地、普光、克拉2等气田)的产量是支撑产气大国的基石。     

天然气地学研究促进了中国天然气储量的大幅度增长

中国2001年底探明191个气田和天然气储量30023×108m3,剩余可采储量16767.72×108m3,具备成为产气大国的储量基础。煤系成烃以气为主以油为辅,2001年初中国煤成气储量占天然气总储量的64%,中国目前发现7个最大气田均为煤成气。中国目前发现了21个大气田,这些大气田控制着中国天然气储量,大气田储量占全国总储量的59.8%.大气田形成主控因素有7个。综合研究确定31个鉴别各类天然气的指标。     

中国陆上四大天然气产区

凡年产天然气在60×10~8m~3(相当年产油500×10~4t)以上盆地(地区)称为大产气区。中国陆上按年产量从大至小有鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地和柴达木盆地四个大产气区。鄂尔多斯盆地、塔里木盆地和柴达木盆地大产气区煤成气或煤型生物气的产量占86%以上,其气组分为烷烃气占95%以上的经济效益高的优质气;四川盆地大产气区以产含H~2S油型气为主,页岩气次之,煤成气最少。四大产气区2017年底共累计探明气层气地质储量100 450×10~8m~3,年产量为1 060. 5×10~8m~3,分别占全国气层气地质储量和年产量的82. 97%和85. 99%,因此,四大产气区气层气的储量和年产量是中国天然气工业发展的主要保证和基地。     

煤成气研究对中国天然气工业发展的重要意义

自1979年煤成气理论在中国产生以来,研究取得以下4个方面重要进展:①煤系成烃以气为主以油为辅(RO=0.5%~1.5%),中国的煤以腐殖煤为主,其原始物质组分中纤维素和木质素占60%~80%决定了以生气为主的低H/C值(原子)占优势;同时,腐殖型有机物化学结构上以甲基和缩合芳烃为主而利于生气;腐殖煤模拟煤化作用实验以生气为主。②对中国鄂尔多斯盆地和四川盆地等含煤盆地开展了含气潜力评价,中国西北地区中、下侏罗统盆地群、东南部大陆架上第二盆地带煤成气资源丰富,生气强度大,有利区多,形成大气田条件优等推进了气区的发现。③煤成气成因鉴别取得重大进展,在碳同位素系列、轻烃组分和生物标志化合物3个方面,建立了24类鉴别指标和3个鉴别图版。④开展了大气田形成的定量和半定量主控因素(如生气强度、晚期成藏和低气势)研究,加速了大气田的发现。煤成气研究推动了中国天然气工业的迅速发展:①中国从贫气国走向天然气大国,1978年中国天然气总地质储量和年产量分别为2 264×108 m3和137.3×108 m3,至2011年分别提高至1978年的36倍和7.5倍,成为世界第6产气大国。②煤成气是中国天然气储量和产量的主体,1978年煤成气总储量和年产量仅分别占全国总储量和年产量的9%和2.5%,而2011年则分别提高为69.7%和63.2%。③中国大气田以煤成气田为主,2011年底发现大气田总共48个,其中煤成气大气田31个。④目前,中国储量最大和年产量最高的苏里格气田的气源是煤成气。     

近10年中国天然气工业快速发展

近10年（2012—2021年）中国天然气工业快速发展,主要是：①近10年共产气15 105.2×10⁸ m³,是前10年（2002—2011年）总产气量6 468.38×10⁸ m³ 的2.3倍;②天然气储量猛增,近10年新增探明天然气地质储量84 499.58×10⁸ m³ ,是前10年总储量55 696.57×10⁸ m³ 的1.5倍;③页岩气勘探开发开花结硕果,近10年发现并探明7个页岩气田,新增探明页岩气地质储量2.74×10¹² m³,累计生产页岩气920×10⁸ m³;④年产百亿方大气田前10年2个,近10年为3个;⑤长输气管道四通八达,近10年建成长输气管道60 766.5 km,是1949—2011年间建成管道长度的2.6倍。     

渤海湾盆地天然气勘探方向与目标

渤海湾盆地截止20世纪末已发现气田111个,探明气层天然气地质储量2 716.98×108m3,按其成因分为下第三系烃源气和石炭—二叠系煤成气2种。该文在重点分析了中国石油集团公司所辖4个探区石炭—二叠系煤成天然气资源潜力的基础上,提出扩大冀中东北部石炭—二叠系残留盆地勘探成果,突破临清坳陷丘县凹陷古生界原生天然气藏出气关,战略准备黄骅坳陷南部石炭—二叠系残留盆地等3个勘探方向和码头、韩村、曲周、馆陶、乌马营、王官屯等6个目标。      

中国天然气资源及前景分析——兼论“西气东输”的储量保证

截止 1999年底 ,中国 (未统计台湾省 ,下同 )共发现以烃类气为主的天然气田 171个 ,探明地质储量 2 0 6 35×10 8m3,可采储量 13 0 49× 10 8m3,剩余可采储量为 10 2 13× 10 8m3。从 1981年至今的 4个五年计划中 ,由于勘探和研究力度加大 ,指导勘探的天然气成因理论从“一元论”(油型气成气理论 )走向“二元论”(油型气成气论加煤成气成气论 ) ,探明天然气储量连续翻番。中国共发现探明地质储量大于 10 0× 10 8m3 的大中型气田 47个 ,总储量为 15 171× 10 8m3,占全国天然气总储量的 74 ;储量大于 5 0 0× 10 8m3的 6个大气田中 ,前 4个气田均是煤成气田 ,煤成大、中型气田的储量对全国天然气储量举足轻重。最新评价表明中国常规天然气的资源量为 5 0 6×10 12 m3,可采资源量可达 13 3× 10 12 m3。 1999年底中国天然气可采储量探明率仅 9 8 ,如果达到加拿大的探明程度 ,则探明率可达 41 9 ,探明可采储量可达 5 5 8× 10 12 m3。预计中国 2 0 0 5年和 2 0 15年可以年产天然气5 0 0× 10 8m3和 10 0 0× 10 8m3。罗马尼亚、意大利、墨西哥和德国在达到年产 12 0× 10 8m3 左右时储采比为 14～ 2 7,至今已稳产 30年甚至更长 ;而目前塔里木盆地剩余可采储量为 3 397× 10 8m3,按年产 12 0× 10 8m3     

中国煤成气勘探领域广阔

在分析了中国煤成气的勘探现状基础上,指出中国煤成气资源十分丰富、基础雄厚,已成为中国最重要的天然气资源之一,目前煤成气勘探尚处在初期、储量快速增长阶段;未来中国煤成气主要存在五类勘探领域,近期寻找大型煤成气田重点勘探区带有15个;中国天然气储量的快速增长将主要依赖煤成气储量的大幅增长,煤成气储量在天然气储量增长中占绝对优势地位。随着时空的推移,煤成气的勘探地域范围将会不断拓展,陆、海两大煤成气聚集区将会形成并驾齐驱的格局,迎来煤成气快速发展的新时代。采用翁氏旋回理论及其预测模型,预测了中国煤成气储量将呈现高速增长的态势,储量增长最高值将在2025年前后出现,高峰期年增探明天然气地质储量在6 000×108 m3,煤成气最终探明储量将超过20×1012 m3。     

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据全国第二轮资源评价结果 ,海相天然气占全国天然气总资源量的 3 8% ,煤成气占 3 4%。因此 ,“八五”期间 ,海相天然气和煤成气被作为我国天然气勘探的两大领域。“九五”以来 ,随着天然气地质研究的不断深入和天然气勘探领域的逐步扩大 ,煤成气勘探所占的比重越来越大。从大气田的发现来看 ,至 1 998年底 ,全国共发现大中型气田 (探明储量逾 1 0 0× 1 0 8ｍ3) 3 9个。其中煤成气田 2 3个 ,其合计天然气探明储量占全国气层气探明总储量的 55%。从探明储量增长情况来看 (图 1 ) ,自 1 995年以来 ,天然气储量的增长主要体现在碎屑岩天然气 (…     

中国天然气储产量快速增长的主要因素

1982年以前,中国天然气储产量增长缓慢.1983年初开始的天然气科技攻关,形成了符合中国地质特征的天然气地质理论,确立了中国发展天然气工业以找寻大中型气田为主的勘探战略,天然气勘探开发技术的研究也取得了重要进展,并指导在鄂尔多斯、塔里木、四川、松辽等盆地发现了一批储量大于500×108m3的大型气田和储量大干1 000×108m3的特大型气田,使中国进入了天然气储产量快速增长阶段,表明了天然气科技攻关是中国天然气储产量快速增长的主要因素.但是勘探现状也表明,中国还有80%～85%的天然气资源有待探明,四川盆地下古生界等众多含气领域尚未攻克,松辽盆地深部等许多领域的勘探有待深化.     

煤成气在产气大国中的重大作用

煤成气核心理论是煤系为气源岩,煤系成烃以气为主以油为辅,故与其相关盆地发现以气田为主。发现与开发大气田,特别是可采储量大于1×10~(12) m~3超大型气田,是决定一个国家成为年产500×10~8 m~3以上产气大国的主要途径和关键。世界煤资源和煤成气储量丰富而分布广泛,在世界天然气储量、产量上煤成气占有重要地位。截至2017年底世界发现煤成超大型气田13个,总原始可采储量49.995 28×10~(12) m~3,为该年世界总剩余可采储量193.5×10~(12) m~3的25.8%;2017年世界有产气大国15个,共产气28 567×10~8 m~3,其中6个以产煤成气为主的国家共产气11 369×10~8m~3,占产气大国总产量的39.8%。煤成超大型气田乌连戈伊气田是目前世界上累产气最多的气田,2015年底累产气63 043.96×10~8 m~3,并是世界上年产气量最高的气田,1989年产气3 300×10~8 m~3,分别占当年俄罗斯和世界产量的41.4%和15.7%。此外,分别详细介绍俄罗斯、土库曼斯坦、荷兰、莫桑比克和中国等煤成超大型气田所在盆地气源岩特征等,以及对所在国成为世界产气大国的重大作用。图8表4参95     

煤成气是中国天然气工业的主角

煤成气是中国天然气工业的主角,充分表现在以下3方面：其一,2007年底中国煤成气探明总地质储量为39 583.80×10⁸m³,占全国天然气探明总储量的66.60%;其二,2007年底中国有储量大于300×10⁸m³的大气田41个（除台湾省外）,其中煤成气大气田总地质储量为35 926.74×10⁸m³,占全国探明天然气总储量的60.45%;其三,2007年底中国有四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、莺琼盆地和柴达木盆地5个大产气区,除四川盆地大产气区煤成气产量占26.29%外,其余4个大产气区煤成气产量均占到90%～100%。     

土库曼斯坦油气地质和资源潜力

土库曼斯坦油气资源十分丰富,是天然气主要出口国家,原油出口潜力有限.有东、西两个含油气盆地,东部阿姆河盆地属于中生界富气盆地,具有构造圈闭面积大、储集层物性好、保存条件好和储量丰度高等特征,大型气田和天然气资源主要富集在盆地边缘断阶带,仅在土库曼斯坦境内天然气生产规模约1000×108m3.西部西土库曼盆地是一个富油盆地,陆上勘探开发程度高,油田采出程度高,进入油田开发中后期.海域勘探开发程度低,油气资源丰富,预测石油资源量110×108t,天然气资源量5.5×1012m3,是今后油气勘探开发接替区.2006年土库曼斯坦天然气产量650×108m3,石油产量850×104t,天然气出口量420×108m3,石油出口量570×104t.预计2010-2020年天然气产量可增加到(1150～1400)×108m3,天然气出口量可达(950～1350)×108m3,正在积极筹建中土输气管线,2009年开始供气,供气规模300×108m3.     

中国油气勘探开发新进展与前景展望

近年来,石油企业不断推进油气增储上产,加大投资力度,增加工作量,强化油气勘探和产能建设,取得超预期进展与成效。2019年以来,全国勘探新发现亿吨级油田和新增储量亿吨以上油田共7个,新发现和新增储量千亿立方米以上气田8个,新发现亿吨以上陆相页岩油田2个,实现了深层页岩气、深层煤层气勘探的战略性突破,落实了万亿立方米深层页岩气区,发现了大型浅层页岩气田;全国年均新增探明石油地质储量13.61×108t,年均新增常规天然气探明地质储量约8867×108m3;2022年,石油产量增至约2.05×108t,时隔6年重回2.0×108t以上,天然气产量增至约2178×108m3,超预期完成了油气增储上产阶段性目标任务。基于油气资源潜力分析,近中期,国内油气勘探开发将延续近4年增储上产发展态势,油气新增储量保持高位增长,石油产量在高位实现稳中有增,天然气产量实现较快增长;中长期看,油气探明储量有望较长时期保持高位增长,石油产量将在高位中逐步下行但有望长期稳定在2.0×108t以上,天然气将较长时间增产,2035年预计达到（3300~3500）×108m3,国内油气生产供应能力总体持续提升。要将前景展望变为现实,既需要企业积极应对挑战,保持加大油气勘探开发力度的战略定力,更需要国家层面的政策引导和支持,营造有利于油气增储上产的政策环境。     

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截止1998年底,中国陆上及近海海域气田总数为321个,其中小型252个,中型54个,大型15个。小型气田数量虽占气田总数的79%,其探明地质储量仅占中国天然气总探明地质储量的16%;大中型气田个数虽占气田总数的21%,但却构成了中国气田总探明地质储量的84%,仅大型气田探明持质储量占天然气总探明储量的50%,这表明,大中型气田构成中国已探明地质储量的主体,该主体中天然气的成因类型有煤成气,生物气,湖相泥岩气和碳酸盐岩气,其中煤成气的探明地质储量已占大中型气田探明地质储量的57%。在层位上,已发现气田主要分布在新生界,上古生界和下古生界,新生界,中生界,上古生界,下古生界和元古界分别占总探明地质储量的38%、17%、30%、13%和2%,按进质层系探彰地质储量自大而小的顺序依次为第三系,石炭系,奥陶系,三叠系,第四系,白垩系,二叠系,侏罗系和震旦系,在泥盆系,志留系和寒武系三个层位目前尚未获得天然气探明地质储量,在中国已发现大中型气田中,气藏内分布的天然气类型普遍具有混源的特点,煤成气在中国大中型气田占有重要地位,过成熟的裂解气主要分布在四川,塔里木和鄂尔多斯盆地,油田伴生气集中分布在松辽,渤海湾和准噶尔盆地中,幔源无机成因CO2气体分布在大陆地壳厚度较薄的东部热盆中。     

中国大中型气田成藏的主控因素及勘探领域

研究大中型气田成藏的主控因素及勘探领域,对于中国天然气工业的发展有重要意义。中国目前只在西部、中部、东部及近海4个含气区11个盆地有储量大于100×108m3的大中型气田[统计不包括南海南部含气(油)区及台湾省]。结合中国的地质条件,总结了中国大中型气田形成的10条主控因素,其中充足的生气量、较高生气强度的富气凹陷以及大区域良好的封闭保存条件是形成大中型气田诸多地质因素中最为重要的地质因素。据天然气资源的探明程度,今后相当一段时间仍应以四川、鄂尔多斯、塔里木、莺琼、东海、柴达木、准噶尔以及松辽、渤海湾盆地深部为重点,并以中西部前陆盆地、中古生界碳酸盐岩气和煤成气、近海及东部含煤-含气(油)盆地及深部湖相泥岩气、具有二次生气及良好保存条件的中古生界煤系及碳酸盐岩系为重点勘探领域,并要重视广义生物气的勘探与研究工作。     

松辽盆地南部天然气分布与成因

松辽盆地二十余年油气勘探实践表明,油气地质储量相差悬殊.从盆地南部来看,探明的天然气地质储量仅占油气地质储量的2%.油田伴生气占天然气总地质储量的91.5%.生化甲烷气占天然气总地质储量的6.4%.煤成气仅占盆地南部天然气总地质储量的2.1%.由此看来,盆地南部天然气勘探程度是很低的.煤成气的勘探,在盆地南部天然气勘探中占的比例就更小了.      

鄂尔多斯盆地探明天然气储量已逾亿万立方米

长庆油田分公司在鄂尔多斯盆地的天然气勘探中不断取得重大突破。目前已探明的储量超过千亿立方米的大气田就有４个,它们分别是苏里格气田、靖边气田、乌审旗气田和榆林气田。在苏里格气田发现以后,继续深化勘探,南延北扩,气田面积继续扩展,成果喜人,使气田的累计探明储量跃升至６０２５×１０８m３,成为特大型天然气田。在鄂尔多斯盆地已经排在第一。由于苏里格气田探明储量的跃升,不仅使这个气田在全国名列榜首,也使鄂尔多斯盆地累计探明天然气储量达到了１１８３１×１０８m３．目前,就天然气储量规模而言,鄂尔多斯盆地在各大…