非常规天然气系统及其在中国的勘探前景

在分析多家国际能源机构在不同时期对常规油气和非常规油气资源评价的基础上,指出非常规气藏资源量约占世界总资源量的四分之一左右,我国非常规气资源潜力巨大,约为我国常规油资源量的3倍,常规气资源量的6倍多,具有广阔的勘探前景。目前我国非常规油气资源的勘探程度很低,勘探潜力巨大．建议加强基础理论和工程技术的研究力度,为未来的非常规气资源的充分利用创造条件。     

中国常规与非常规天然气资源潜力及发展前景

2005年全国新一轮油气资源评价完成以来,中国天然气勘探不断取得突破和进展,天然气年新增探明储量持续大幅增长,煤层气、致密气、页岩气等非常规天然气勘探实现历史性突破,天然气地质理论研究取得多项重要进展。立足天然气勘探成果与最新研究进展,采用多种方法,对中国常规天然气资源进行系统评估,并首次开展了致密气与页岩气资源预测。研究结果表明,全国常规天然气地质资源量为63×1012 m3,比2005年全国新一轮油气资源评价增加了18×1012 m3,天然气资源主要分布在塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地和南海等重点地区,岩性地层、前陆、海相碳酸盐岩、海域深水等是未来寻找大型气田的主要勘探领域;全国非常规天然气地质资源量为(139.8～227.8)×1012 m3,可采资源量为(34.9～47.9)×1012 m3,非常规天然气资源丰富,但目前勘探与研究程度较低。在此资源评价基础上,分析了中国未来天然气发展潜力及面临的挑战。     

膜分离处理非常规天然气的应用前景

非常规天然气是常规天然气的重要接替资源,天然气需求的快速增长为非常规天然气开发提供了巨大发展空间。制约非常规天然气发展的主要因素是开发和净化低成本配套技术。气体膜分离经过近50年的开发与实践证明,该技术在非常规天然气开发中,如果净化气外输采用长输管道输送形式,选择在集输站固体脱硫+燃气增压+膜分离+联合站变压吸附脱氧工艺组合,能够满足GB 17820-1999《天然气》产品标准。该处理方法流程短、占地少、能耗低、便于橇装和扩能,具有一定的优势和发展潜力。     

世界非常规天然气资源及其利用概况

随着世界各国对能源需求的不断增长,非常规天然气资源及其利用越来越受到重视。文章评述了世界一些国家如美国、加拿大、印度非常规天然气资源及其利用情况,详细叙述了中国煤层气资源现状及发展情况。认为非常规天然气资源尤其是煤层气在中国有广阔的发展前景。     

美国非常规天然气供应量增长

近20年来，非常规天然气资源已成为美国重要的供应来源，未来其供应量将显得更为重要。     

世界非常规天然气资源和利用进展

评述了美国、加拿大、印度非常规天然气资源及利用进展,详细叙述了中国煤层气资源现状及发展情况。非常规天然气资源尤其是煤层气在中国有广阔的发展前景。     

低碳视角下中国非常规天然气的开发利用前景

在对美国非常规天然气产业规模化利用研究的基础上,全面分析了中国非常规天然气资源的地质条件和开发状况,并从资源评价、勘探开发和配套政策三方面剖析了制约中国非常规天然气产业快速发展的主要因素。基于中国在实现低碳转型中所面临的能源利用效率低、供应不足以及碳排放强度大等诸多挑战,依据国际能源署(IEA)在“新政策”情景和“天然气黄金时代”情景关于中国到2035年能源结构的预测,对比分析美国非常规天然气开发利用成果,提出在低碳视角下的“强化非常规天然气”情景。在该情景下,中国非常规天然气产业将迎来超常规发展时期,到2035年,非常规天然气将成为天然气重要的接替能源,实现对煤炭资源的大幅度替代,能源消耗结构得到优化,低碳能源体系基本形成,温室气体排放速度明显减缓。     

中国非常规天然气资源基础与开发技术

中国非常规天然气资源丰富,合理有效地开发可为中国经济的可持续发展提供能源保障。致密砂岩气藏远景资源量超过12×1012 m3,已经实现规模开发;煤层气勘探在高阶煤中取得突破;页岩气研究刚刚起步,四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等具有良好的页岩气成藏和开发条件;在中国南海多处发现天然气水合物存在的证据。但是,由于非常规天然气地质条件具有复杂性和特殊性,现有的部分勘探开发技术适用性差、不够成熟,加之低渗透储层单井产量低等因素,严重制约了非常规天然气开发利用的步伐。因此应加强以下工作：研发不同类型致密砂岩气藏的开发技术;优选煤层气有利目标区及扩大勘探开发规模;研发适合高阶煤层气田的高效勘探开发关键技术;调查页岩气资源分布并查明成藏主控因素;开展天然气水合物资源评价。     

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。     

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。     

Potential recoverable natural gas resources in China

Natural gas resources in China are abundant. The undiscovered recoverable natural gas resources in China are estimated to be 19.27×1012 m3. Natural gas is mainly distributed in the middle and west China and offshore areas of China. The Tarim Basin, Sichuan Basin, Ordos Basin, East China Sea Basin, Tsaidam Basin, Yinggehai Basin, and Qiongdongnan Basin are the main gas-beating basins. The natural gas resources are not distributed evenly and are under-explored in China. The deeper horizons in east China, foreland basins and craton paleo-uplifts in the middle and west China, and the offshore basins are the main exploration areas in the future.     

Potential recoverable natural gas resources in China

Carbon nanosheet films were deposited on Al substrates by using plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) technique. And after being peeled off from Al substrates, carbon nanosheet powders (CNSPs) were obtained. In Raman spectrum of carbon film, there was a strong and broadened peak at about 1,580 cm-1, indicating a carbon diamond-like film. Atomic force microscope image showed that the carbon diamond-like film had a grain size less than 100 nm, and its surface roughness Ra was 17.95 nm in an area of 5×5 μm2. The CNSPs were irregular sheets with curly edges and a length of several micrometers to several hundreds of micrometers. The BET surface area of CNSPs was 6.66 m2/g with no micro-pore present, which was confirmed by N2 adsorption-desorption characterization. In the adsorption testing, when the relative pressure P/P0 was higher than 0.3, the adsorption behavior did not follow the Langmuir equation. The addition of CNSPs to carbon black (catalyst support) could improve hydrodesuifurization performance of carbon supported Ni-W catalysts for diesel oil.     

中国天然气利用业务的发展规律与展望

大力发展天然气利用业务是当前和今后较长时期内国内主要石油公司的发展战略。天然气利用与天然气消费是两个不同的概念,不能把天然气消费简单地等同于天然气利用,依据国家现行天然气利用政策的规定,天然气利用领域分为:城市燃气、工业燃料、天然气发电、天然气化工和其他用户五类。在对20世纪90年代初以来中国天然气利用业务发展进行梳理的基础上,采用分类比较分析的研究方法,揭示了天然气利用业务的发展有以下4个规律性特点:1天然气利用业务增速高于天然气供应量增速;2天然气利用业务增速快于天然气管网增速;3国家天然气利用政策对天然气利用结构变化趋势影响有限;4中国天然气利用业务受世界经济形势影响不大。结论认为:至2020年,中国天然气利用量可达4 300×108 m3,以城市燃气为主的天然气利用模式将得以确立,工业燃料用气增长空间有限,化工用气颓势明显但会维持一定的规模,发电用气始终摆脱不掉调峰的地位。     

中国非常规天然气的战略地位

中国严重依赖煤炭的畸形能源结构和世界非常规天然气的发展趋势,促使中国坚持常规和非常规天然气同时并重,共同推动天然气产业的快速发展,中国非常规天然气迎来了发展的良好机遇。中国非常规天然气资源雄厚,技术可采资源量达34×1012 m3,其中致密气最为现实,技术可采资源量达11×1012 m3,已在鄂尔多斯盆地苏里格气区大规模开发,其他主要盆地也有规模储量发现;煤层气技术可采资源量达12×1012 m3,经过多年的技术攻关,已在中国部分地区获得工业产能,具备规模开发的基本条件,可以加快发展;页岩气勘探开发刚刚起步,已经开展系统评价工作,稳定区海相页岩具有与美国类似的地质条件,是页岩气勘探的有利区,初步评估中国稳定区海相页岩中页岩气技术可采资源量约为7.5×1012 m3。建议如下:①增强致密气政策扶持力度,推进技术再进步,降低致密气经济下限;②完善煤层气开发关键技术,加快开发进程;③全面可靠评价页岩气、加快试验区建设、强化技术攻关,共同推动中国非常规天然气发展进程。预计经过20年左右的时间,中国非常规天然气产量将占天然气总产量的"半壁江山",随后继续发展,逐步成为中国天然气产量的主体和助推中国能源结构改善的生力军。     

中国天然气资源研究

中国天然气资源十分丰富，天然气远景资源量为47万亿m^3，最终可采天然气储量14万亿m^3。天然气资源量主要分布于鄂尔多斯、塔里木、四川、柴达木、东海、莺歌海、琼东南、松辽、珠江口、渤海湾、准噶尔等11个盆地中。西部地区的资源量约占总量的80％左右；东部占8％；海域占12％。中国天然气资源的勘探程度仍然很低，勘探潜力大，勘探领域多，中国陆上主要天然气勘探领域以四川、鄂尔多斯、塔里木、柴达木四大气区和松辽深层为主；海上以东海、莺歌海、琼东南以及珠江口盆地为主。中国煤层气资源也较丰富，煤层气远景资源量为27．3万亿m^3。图3表1参21     

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.     

天然气中氦资源研究现状及我国氦资源前景

氦气具有强化学惰性和低沸点等独有特征,在高新技术产业和科研实验中具有不可替代的作用。氦在地球上以微量组分广泛分布,但从含氦、富氦天然气藏中提取氦气仍是工业制氦的唯一途径。目前全球已发现的氦储量主要分布在美国、卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯和加拿大等国,上述五国氦储量占全球总储量的92%。天然气藏中的氦气有3个主要来源：大气源、壳源和幔源。目前主要根据³He/⁴He值来确定氦的来源,通常大气源的³He/⁴He值为1.4×10^-6、壳源的³He/⁴He值为2×10^-8和幔源的³He/⁴He值为1.1×10^-5。富氦天然气的成藏条件和成藏特征与常规天然气藏既有共性又有明显的差异,一些有利于形成大型油气藏的高生烃强度地区,反而不利于富氦、高氦气藏的形成。而生烃强度相对低的隆起区则有利于富氦、高氦气藏的形成。全球已发现的氦气资源主要分布于晚元古代—古生代地台背景下的沉积盆地,此外在中—新生代构造—岩浆活动强烈且具有古老花岗岩的基底区也是富氦气藏发育的有利区带。现有资料表明,中国四川盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、鄂尔多斯盆地和东部中新生界含油气盆地中已发现一些富氦气藏。同时非常规天然气领域亦展现出良好的氦资源勘探前景,如渭河盆地水溶气和四川盆地页岩气。中国富氦天然气具有点多、类型多、资源前景较好的特征,但氦气资源整体研究程度很低。