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.     

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 (…     

塔里木盆地煤成气勘探潜力分析

塔里木盆地是我国重要的油气产区之一,迄今已发现了以克拉2气田为代表的一批大中型气田。盆地具有丰富的天然气资源,但目前探明程度仍然很低,是我国天然气勘探最有潜力的盆地之一。煤成气是塔里木盆地天然气的主体,目前已发现的10个大气田中有7个为煤成气田,三叠系-侏罗系煤系是塔里木盆地煤成气主要源岩,受其展布的控制,塔里木盆地煤成气主要分布在库车坳陷和南缘毗邻处以及塔西南坳陷。塔里木盆地潜在的煤成气勘探领域主要包括：库车坳陷深层致密砂岩气,成藏条件优越,勘探潜力巨大;塔西南坳陷勘探程度很低,有望发现更多的煤成气田;英吉苏凹陷是中晚侏罗世沉降中心之一,该区岩性气藏勘探前景良好。     

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     

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总结了国家“八五”天然气重点科技攻关所取得的三大社会经济效益和十二项重要科研成果。三大社会经济效益主要是：①天然气探明储量倍增；②大中型气田发现速度加快；③培养了科研队伍，为完善和发展天然气理论作出重大贡献。十二项重要科研成果分别为：①川东高陡背斜带石炭系勘探技术取得重大突破；③鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化充气藏成藏机制研究获重大进展；③掌握了莺歌海盆地泥底辟作用成藏富集规律；④对中亚煤成气聚积域的研究取得重大效益；⑤在东海盆地西湖凹陷获重大发现；③把气聚集带划分为３类６型２０种；⑦首次划分了我国主要盆地含气系统及成藏组合；③丰富了天然气成因理论；③致密砂岩气藏勘探取得进展；⑩煤成气地质评价开发工艺取得突破性进展；建立了一套识别天然气的物探、化探技术方法；确定了一批有利勘探目标。     

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％。     

中国天然气勘探开发60年的重大进展

通过对1949年到2009年60年来中国天然气探明储量和产量增长情况的分析,总结了煤成气理论的意义和勘探成就,梳理了大气田的勘探开发成果和意义。研究认为60年以来,中国天然气勘探开发取得了突破性进展:1）储量上从贫气国跃为世界前列国。1949年中国天然气探明地质储量只有3.85×10 ⁸ m ³ ,2009年超过了7×10 ¹² m ³ 。2）天然气年产量跃为世界第七。1949年中国天然气产量只有1117×10 ⁴ m ³ ,2009年则达852×10 ⁸ m ³ 。3）煤成气理论推进了中国天然气勘探开发的快速发展。1979年中国煤成气理论的出现,开辟了天然气勘探的一个新领域,使指导天然气勘探理论从“一元论”发展为“二元论”。4）勘探开发大气田是快速发展中国天然气工业的重要途径。至2009年底中国共发现44个大气田,大气田总储量占全国的80.5%,天然气年产量占全国的66.4%。60年间中国天然气的勘探开发取得了重大成就。       

中国天然气地质与地球化学研究对天然气工业的重要意义

近10a来中国天然气工业迅速发展，至2007年底已探明天然气地质总储量6×10^12m^2，同时年产量增长速率越来越大，从1976年年产100×10^8m^3到2005年年产500×10^8m^3，每增加100×10^8m^3所需时间分别是20a、5a、3a和1a多。中国天然气地质和地球化学研究对天然气工业的重要意义主要在于：20世纪70年代末提出煤系是好的气源岩，强调煤系成烃以气为主，以油为辅，开辟了煤成气勘探新领域，使中国煤成气储量从其前仅占天然气总储量9％提高到目前的70％；在大气田形成的半定量和定量主控因素及天然气聚集区带研究基础上，提前4～11a预测出中国目前11个探明储量在1000×10^8m^3以上大气田中的7个；飞仙关组气藏气源具有多样性，推测川北巴中地区存在一个龙潭组煤成气生气中心，是发现煤成气大气田的有利地区。图12表3参86     

中国天然气资源及前景分析

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20635×10     

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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。     

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本文详述了我国煤成气资源及其在天然气工业上的重大作用,并指出目前我国至少已发现煤成气田(藏)33个,探明的总储量占全国已探明气层气总储量的36％。最后,论述了强化欧亚中、下侏罗统巨型煤成气聚集带的东带(即我国境内吐——哈、准噶尔和塔里木等盆地)煤成气研究和勘探的意义。     

中国煤成气理论发展及其在天然气 工业发展中的地位

煤系形成天然气的认识干20世纪40年代由德国学者提出,到20世纪70年代后期,煤成气在世界已探明天然气储量中所占比例已升至近70%.中国煤成气理论在过去30年中经历了引进、吸收,创新、发展、形成体系、及时指导天然气工业大发展的全过程,理论体系涵盖煤成气与煤层气两大常规与非常规资源系列,内涵包括气源鉴别指标体系、煤成气成藏机制与分布规律、评价预测技术方法等;已有效指导我国天然气工业的建立和发展,推动我国天然气产量和储量在过去30年间快速增长,为中国天然气工业快速发展做出重大基础性贡献,也是科技攻关紧密结合生产并有效解决国家重大需求的成功范例.     

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%。     

基于控制储量升级率的油气探明储量增长趋势研究

油气探明储量增长趋势研究是油公司制定合理的勘探开发战略的基础。以某油公司为例,总结了该公司近10a来控制储量对新增探明储量的贡献率,发现近3a稳定控制储量贡献率在50%左右。控制储量升级率可分为新增控制储量升级率和累积控制储量升级率,研究结果表明,累积控制储量升级率对预测下一年度新增探明储量的增长更有指导意义。考虑到近几年新增控制储量品质相近,利用累积控制储量和新增探明储量的关系,建立了预测下一年度新增探明储量的公式,预测值与实际值误差为9%,该方法可为勘探开发决策部门提供参考。