中国煤成气研究二十年的重大进展

中国煤成气研究已经历二十年研究历程,在两方面取得重大进展。在资源评价和勘探方面：１,煤成气资源评价推动了天然气资源评价;２,中国探明煤成气储量逐年增多,煤成气储量在全国气层气储量中所占比例,煤成气理论建立前的１９７８年仅为９％,至１９９７年底上升为５０．９％;３,煤成大中型气田是中国天然气储量增加的支柱,至１９９７年底,发现探明储量大于１００×１０８ｍ３的煤成大中型气田２３个,为全国大中型气田的５９％,占全国大中型气田总储量的６３．１％。在煤成气理论研究方面,取得了６点重大进展：１,建立了煤成气鉴别理论;２,确定煤成气中有湿气;３,明确煤系成烃总体上以成气为主、成油为辅;４,发现了煤成大中型气田形成的主要控制因素;５,建立了煤成烃气的碳同位素与镜质体反射率的关系式;６,煤成气聚集域。总之,二十年来中国煤成气研究和勘探取得的重大成果,不仅使我国天然气探明储量不断增长,而且完善和发展了煤成气理论。图５表４参７６（戴金星摘）     

中国煤层气勘探开发策略探讨

８０年代以来，国内煤层气勘探开发的热潮逐渐形成，研究和勘探实践方面都有长足的进步，但至今未能取得实质性突破。对煤层气的勘探开发，既要看到美好的前景，又要充分估计到它的难度。应有一套适合中国具体地质和技术的勘探策略。主要是：坚定信心、契而不舍；选区突破，总结经验；讲究效益，逐步展开；政府优惠，国外合作。     

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。     

中国天然气勘探思路的转变

建国以来，我国天然气勘探工作及储量增长情况总体上可以分为3个阶段：1975年以前基本上处于停滞阶段；1975～1989年为缓慢增长阶段；1990年以来进入了高速发展的阶段。20世纪70年代以来，我国天然气勘探的重大进展与对天然气聚集规律的认识和勘探思路的转变有着直接的联系。这些勘探思路的转变主要表现在5个方面：从油型气到以煤成气为主的多成因类型天然气的勘探；从构造圈闭到大面积岩性圈闭天然气勘探；从中浅层到深层天然气勘探；从常规天然气到非常规天然气勘探；从陆地到海洋天然气勘探。     

2007年全球石油天然气勘探开发与中国的排位情况

据美国《油气杂志》2006年12月18日发布的世界原油产量和油气储量年终统计，全球原油及凝析油产量预计为36．24亿吨，比2005年的实际产量36．12亿吨增长约0．2％。     

中国天然气勘探开发前景

根据新一轮全国油气资源评价成果，我国天然气资源丰富，资源量达35.03×10¹² m³，其中可采资源量为22.03×10¹² m³，主要分布在塔里木、四川、鄂尔多斯、东海、柴达木、松辽、莺歌海、琼东南和渤海湾等9个盆地。通过对中国天然气资源勘探开发现状和资源潜力的深入剖析，预测了中国天然气储量和产量未来的增长趋势：2030年前，中国天然气探明地质储量将保持高速增长，年均探明天然气4 500×10⁸ m³；天然气产量将快速上升，预计2010年将达到1 000×10⁸ m³，2020年接近2 000×10⁸ m³，2030年达到2 500×10⁸ m³。进而指出了我国天然气的主要勘探领域是中西部叠合盆地的前陆和克拉通古隆起、渤海湾和松辽盆地的深层以及海域盆地，沁水盆地和鄂尔多斯盆地的东缘是煤层气勘探开发的有利区。最后，提出了促进中国天然气产业发展的建议：加强基础地质工作、实施重大科技攻关、适当提高天然气价格、加快天然气管网建设、加快煤层气产业发展，持续开展资源动态评价工作。     

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.     

天然气水合物的勘探与开发

天然气水合物作为能源家族的新宠,备受世界瞩目。据评价,全球天然气水合物储量约为2×10^16m^3,其勘探方法有地球物理法、地球化学勘探法、标型矿物法、自生沉积矿物学法等;开发技术有加热法、降压法、添加化学剂法、驱替法等。当今,许多国家都在对天然气水合物进行深入的研究,以寻求有效的勘探开发方法,实现潜在资源向现实资源的转换和优化利用。     

天然气科学研究促进了中国天然气工业的起飞——傅诚德评价天然气科技攻关

自1981年国民经济建设第六个五年计划开始至今，国家计委连续在4个五年计划内组织了长达16年之久的天然气重点科技攻关。这在我国是史无前例的。我国第一次天然气科技攻关开始于“六五”的“煤成气的开发研究”（编号65-18）。这项研究开辟了我国煤成气勘探的新领域，把我国长期以来仅以油型气理论（即一元论）指导天然气勘探，发展为以两元论即油型气和煤成气理论指导天然气勘探。把我国油气勘探从避开含煤的盆地和地层，而有科学依据地开始在含煤的盆地和地层勘探油气，这不仅是理论的突破，而且使煤成气探明储量从攻关前仅占全国气层气的9%至1995年底上升为约40％。     

中国天然气资源的分布特征及勘探前景

研究中国天然气的分布特征对在各盆地进一步进行天然气勘探具有重要的意义。对四川、鄂尔多斯、塔里 木、柴达木及东部这五大陆上和莺-琼、东海两大海域天然气富集区的地质特征进行了对比分析,并结合近十年天 然气勘探所取得的重大成果,指出中国天然气勘探还具潜力的勘探领域。在未来中国应立足于稳定东、中部,发展 西部的战略,大力发展天然气勘探事业。     

中国陆上天然气资源的特征及发展策略

对中国陆上天然气资源的基本特征作了全面分析,其特征主要表现为:①天然气勘探程度不高,资源相对丰富,主要集中分布于四个气区;②天然气成藏特点明显,类型差别较大;③目前天然气勘探进入大发现时期,天然气产量大幅度增长,储采比暂时较高.根据目前勘探开发状况,今后加快天然气发展的策略应是:①突出重点,继续加强天然气勘探;②加强提高单井产能的工程技术攻关,降低开发成本;③转变开发理念,提高管理水平;④通过体制创新,提高开发效益.     

中国页岩气勘探开发进展与发展前景

全球掀起了轰轰烈烈的"页岩气绿色革命",北美以外地区有20余个国家在进行页岩气前期评价和勘探开发先导试验,页岩气资源成为潜力较大、较重要的天然气开发目标。中国发育海相、海陆过渡相—陆相煤系和湖相3类富含有机质页岩,都具备页岩气形成与富集条件,页岩气资源丰富。中国在页岩气资源潜力评价和勘探开发先导性试验上取得了重要进展,正在寻求实现页岩气资源有效开发。本文系统总结了中国页岩气勘探开发实践,分析了中国页岩气资源前景,指出中国页岩气资源丰富。目前已在中国多处发现了页岩气资源,发展前景良好。与北美相比,中国页岩气形成与发展具明显的特殊性,许多地质与开发难题亟待解决。随着页岩气地质评价与开发理论创新及相关关键技术突破、经济条件改善和国家政策支持,未来中国页岩气资源发展前景广阔,有望改变中国天然气发展乃至整个能源发展格局。     

四川盆地天然气勘探开发技术进展与发展方向

四川自西汉时期就发现并利用了天然气,川渝石油人在四川盆地建成了新中国成立后的第一个天然气工业基地。为推进“建设300亿战略大气区和一流天然气工业基地”的工作目标,首先分析了四川盆地天然气工业现状：①川渝地区经济社会对天然气依存度越来越高;②天然气勘探开发配套技术日臻完善;③地面系统综合配套能力大幅提高;④资源基础更加雄厚,产量快速增长。总结了中国石油西南油气田公司近期在该盆地天然气勘探开发工作中所取得的技术进展：①岩性气藏勘探技术取得重大突破;②深层礁滩高含硫气藏开发技术攻关成效显著;③形成须家河组气藏一类区开发主体配套技术;④钻完井及其配套技术攻关取得重要进展;⑤老气田稳产和提高采收率配套技术进一步完善。进而指出了下一步的工作方向：在开江-梁平海槽两侧,须家河组,石炭系、嘉陵江组等老区层系,震旦系-下古生界新领域等勘探开发主攻方向,深入开展深层礁滩气藏、低孔渗碎屑岩气藏、高含硫气田、老气田勘探开发技术攻关,并以页岩气勘探开发为重点,全面展开非常规天然气的勘探开发工作,推动该盆地天然气快速增储上产,再上新台阶。     

煤成气轻烃组分和碳同位素分布特征与天然气勘探

采用烃源岩热模拟实验和轻烃单体烃碳同位素分析方法,对煤热解轻烃生成模式及煤系烃源岩热解轻烃碳同位素组成特征的研究表明,在成熟度 R_o 值为1.1%～1.7%时,煤热解轻烃大量生成;当 R_o 值大于1.7%时,以芳烃生成为主。煤热解轻烃中苯和甲苯碳同位素均较重,苯的碳同位素值平均为－22.2‰,甲苯的碳同位素值平均为－22.1‰,与母源有机质干酪根碳同位素值非常接近,具有良好的碳同位素继承效应。对塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、四川和松辽等盆地煤成气轻烃组分和碳同位素分析表明,煤成气具有甲基环己烷分布优势,在甲基环己烷、二甲基环戊烷和正庚烷相对组成中,173个煤成气样品中有92%的样品甲基环己烷相对含量大于50%;煤成气轻烃中苯、甲苯、环己烷和甲基环己烷碳同位素重,碳同位素值平均分别为－20.9‰、－20.4‰、－21.9‰和－22.0‰。应用轻烃组成变化对苏里格煤成气大气田天然气运移方向进行的研究表明,在气藏形成时期,天然气运移方向为由南向北。     

中国致密砂岩气及在勘探开发上的重要意义

致密砂岩气藏系指聚集工业天然气的致密砂岩场晕或圈闭,根据其储集层特征、储量大小及所处区域构造位置高低,可将致密砂岩气藏分为两类:"连续型"致密砂岩气藏和"圈闭型"致密砂岩气藏,前者通常位于构造低部位,圈闭界限模糊,无统一气水界面,往往气水倒置,储源一体或近源;后者位于圈闭高处,上气下水,储量规模较小但产量相对较高。中国致密砂岩气都是煤成气,组分以烷烃气(C1 4)为主,甲烷含量最高,烷烃气具正碳同位素系列;非烃气(主要是CO2和N2)含量低。截至2010年底,中国致密砂岩气的储量和年产量分别占全国天然气储量和产量的39.2%和24.6%,预计将来比例还会提高。与页岩气、煤层气等非常规气相比,中国近期在非常规气勘探开发中应以致密砂岩气为先。     

中国页岩气勘探开发进展及发展展望

中国页岩气进入了快速发展的黄金时期,随着天然气在能源消费结构中的比重不断攀升,以及在川南地区页岩气商业化开发的成功,页岩气成为中国未来最可靠的能源接替类型。文章系统梳理了近10年来中国页岩气在勘探开发实践中的理论认识和开发技术进展,总结了中国页岩气商业开发的成功经验,明确了页岩气在中国未来天然气发展中的前景与地位。中国页岩气资源潜力巨大,是未来天然气产量增长的现实领域;获得工业性页岩气资源的条件包括“两高”(含气量高、孔隙度高)、“两大”(高TOC集中段厚度大、分布面积大)、“两适中”(热演化程度适中、埋藏深度适中)和“两好”(保存条件好、可压裂性好);中国海相页岩气最具勘探开发潜力,是目前页岩气上产的主体,已形成适用于四川盆地及周缘奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气开发的六大主体技术系列(地质综合评价技术、开发优化技术、水平井优快钻井技术、水平井体积压裂技术、工厂化作业技术、高效清洁开采技术)。中国页岩气商业开发的成功经验可总结为四点:①选准最佳水平井靶体层位;②配套优快钻进和高效体积改造技术;③促进地质工程一体化数据融合;④探索先进组织管理模式。对中国页岩气未来发展的三点建议:①加强非海相及深层海相页岩气低成本开发关键技术与装备攻关;②重视提高区块页岩气采收率问题,实现整体规模效益开发;③重视非资源因素对页岩气上产节奏的影响。     

中国煤成气潜在区

煤成气在中国天然气工业中有重大作用，已探明天然气储量中煤成气占三分之二，大气田总储量中煤成气占五分之四，各大气区以产煤成气为主。中亚煤成气聚集域东部（中国境内）盆地和亚洲东缘煤成气聚集域中部（中国属辖）大陆架盆地是煤成气主要分布区。根据煤系和其上覆盖层沉积时的构造环境（活动）特征，中国煤成气田发育区有以下4种类型：①双稳定型；②稳定-活动型；③断陷-稳定型；④坳陷型。尽管目前中国的煤成气勘探取得重大成果，但仍有煤成气远景好的地区未作重点研究和勘探，如：四川盆地中部、塔里木盆地英吉苏凹陷、准噶尔盆地陆东-五彩湾地区、黄骅坳陷南皮凹陷和歧口凹陷、亚洲东缘煤成气聚集域中带和松辽盆地深层等煤成气潜在区。表1参21