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中国非常规天然气资源前景

更新时间:2010/7/14  来源:中国燃气设备网  [收藏此信息]

    能源问题关系到经济的发展和社会的稳定,世哥各国通过各种渠道解决自身的能源问题,其中最重要的手段之一就是寻找替代能源,非常规天然气由于其巨大的资源潜力和经济效益而被各国政府及能源公司所重视。
    目前,至少已有40多个国家针对天然气水合物展开了******的资源调查和研究。探测天然气水合物的目标和范围已覆盖了世界上几乎所有大洋陆缘的重要潜在远景区、高纬度极地永冻土地带和南极大陆及陆缘区。据美国地质调查局粗略统计:美国的天然气水合物可以满足其未来数百年的需要。
    美国计划到2015年实现天然气水合物的商业性开采。日本计划在2015-2018年最终确定海上天然气水合物的商业开发计划。
    美国在煤层气商业开发方面已经取得了巨大成功。2006年美国煤层气年产量已超过500×10的8次方每立方米。澳大利亚、加拿大、英国、俄罗斯、印度、波兰及德国等主要产煤国纷纷开展煤层气勘探开发试验:并制定了相应的鼓励和扶持政策,以促进本国煤层气产业的形成与发展。
    美国和加拿大已经开始了对页岩气的开发,2005年美茜页岩气产量已达到198×10的8次方每立方米,成为一种重要的天然气资源。同年,美国致密砂岩气产量也占到总气产量的19%。日本对水溶气的勘探开发则已有80多年的历史,美国、菲律宾及前苏联等均不同程度地对水溶气的前景进行了研究,有的已开始投入开发。
因此,无论是从经济高速发展对能源的需求出发,还是从保障能源安全的需要着眼,中国都应该高度重视非常规天然气的研究并加快开发利用的步伐。
一.非常规天然气的富集条件
    非常规天然气是指由于各种原因在特定时期内还不能进行盈利性开采的天然气,非常规天然气在一定阶段可以转换为常规天然气(图1).在现阶段主要指以煤层气、页岩气、水溶气、天然气水合物、无机气、浅层生物气及致密砂岩气等形式贮存的天然气。由于其成因、成藏机理与常规天然气不同,开发难度较大。中国目前能进行经济开发的有致密砂岩气、煤
层气和浅层生物气。
 
                      图1 中国天然气资源金字塔
1.天然气水合物
天然气水合物形成的****场所是海洋。只要气水足够充足、低温高压且具有一定孔隙空间,天然气水合物的成藏既有简单圈闭也有复合圈闭。简单圈闭主要出现在永久冻土区或被动大陆边缘的陆坡和陆隆或三角洲前缘的增生棱柱体中。
活动大陆边缘(特别是汇聚板块边缘)为适合复合圈闭发育的环境,盐丘底劈形成的圈闭也能形成复合圈闭。而陆地上适合天然气水合物形成的温度和压力条件的地理环境是高纬度永久冻结层(包括永冻区浅海地带),在冰点温度以上的永冻层也存在天然气水合物,如中国青藏高原地带。
2.煤层气、页岩气和致密砂岩气
中国的煤层气、页岩气和致密砂岩气在成藏机理上具有一定的相似性,它们都直接或间接来源于煤层、泥岩或页岩,储集空间类型相近,在成藏和分布上有一定的特征显示。
   3.水溶气
水溶气藏是溶于水中的可燃气体一般处于未饱和状态。气源有无机的(含氦气),也有有机的(生物气、深层裂解气),可以是单一气源成藏,也可以是不同程度的混源成藏。当高温高压地层水中溶解的天然气量足够大时,便形成了可供工业性开采或可以综合利用的水溶气藏。水溶气藏的形成受孔缝洞、底水活跃程度及连通性等较多因素的影响。
  水溶气藏成藏的条件在于:地层水相对静止,存在储水层,无构造和物性限制,当以构造成藏时可出现含游离气的气顶,易于被发现,当以非构造成藏时则难于被发现。对于异常高温高压气藏,气水比相对较高,常温常压气藏的气水比则相对较低,仅为前者的1/6—1/5。而甲烷气的含量随着地层水矿化度的增加而降低,但随温度、压力的变化呈现无规则变化。
  非常规天然气成因多样,成藏机理复杂,但在空间分布上有机组合,为天然气的立体勘探创造了条件。
二非常规天然气资源量及资源前
     1.资源量
  粗略统计,中国非常规天然气资源量为200×10的12次方—380×10的12次方立方米,远远超过了现今常规天然气的资源量(35。03×lO的12次方立方米),具有巨大的开发潜力和经济效益,非常规天然气变成常规天然气是完全可行和现实的。其中:天然气水合物的资源量****,超过100×10的12次方每立方米,煤层气资源量为36×10的12次方立方米,页岩气资源量大致与现今常规天然气相当或稍低,致密砂岩气资源量为50×10的12次方-100×10的12次方立方米,水溶气资源量为11.8×10的12次方—65•3×10的12次方立方米。其他非常规天然气尚缺乏全国资源量的数据。
(1)天然气水合物
  据估算,中国东海冲绳海槽附近的天然气水合物资源中天然气量约为24×10的12次方每立方米。广州海洋地质调查局在南海西沙海槽地区已进行了天然气水合物试调查。据对南海深水陆坡区的地质、地球物理资料的综合研究,初步估计南海地区天然气水合物的资源量为84•5×10的12次方立方米。从地质情况看,中国东海陆坡、南海北部陆坡及西沙海槽、台湾周边海域、冲绳海槽、东沙和南沙海槽等地域均具备产出天然气水合物的良好地质条件。
  冻土区也具备形成天然气水合物的温度和压力条件。中国青藏高原和东北北部为主要冻土区,青藏高原永久冻土区占世界永冻区面积的7%。中国科学院(兰州)冰川冻土研究所在20世纪60年代和70年代对祁连山海拔4000m多年冻土区和青藏高原4700m五道梁永冻区进行钻探时,曾发现过类似气水合物显示的大量征兆和现象。勘探表明,西藏地区很有可能成为2l世纪继塔里木盆地之后的第2个石油、天然气资源战略接替区。东北北部也是较有潜力的地区。
 (2)煤层气
    根据最新一轮的中国资源评估结果,埋深小于2000m的煤层气地质资源量为36.81×10的12次方立方米,埋深小于1500m的煤层气可采资源量为ll×10的12次方立方米,相当于常规天然气(22×10的12次方立方米)的50%。中国煤层气资源主要分布在鄂尔多斯、沁水、准噶尔、滇东黔西、二连、吐哈、塔里木、天山和海拉尔盆地,其地质资源量均大于1×10的12次方立方米。川南黔北、豫西等16个中型含气盆地(群)的地质资源量为0.1×10的12次方—10×10的12次方立方米。
 (3)页岩气
    中国南方广大地区分布的志留系中,发育大套黑色页岩,有机碳含量大多为10%一15%,演化程度较高,可形成的页岩气资源潜力相当可观。较典型的是四川盆地,其在古生代海相沉积背景下形成的富含有机碳的页岩(与美国东部地区页岩气发育盆地相似)、富含腐殖型干酪根的页岩直接产气,以及高演化程度下的原油产生裂解气,使该盆地具有页岩气勘探的良好前景。2006年,中国石油勘探开发研究院油气资源规划所对四川盆地页岩气资源的调查结果表明,四川盆地威运地区和泸州地区的页岩气资源潜力达6.8×10的12次方一8•4×10的12次方立方米,相当于四川盆地的常规天然气资源总量。
    另外,松辽盆地白垩系、渤海湾盆地、江汉盆地的古近系——新近系、四川盆地的中生界、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有一定的页岩气。
  (4)致密砂岩气
    中国许多盆地具备形成致密砂岩气的条件,且有较大的资源潜力,这些盆地包括:鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地和南华北盆地等。
    近年来,一些学者对中国部分盆地致密砂岩气资源进行了评价。鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气分布于下石盒子组和山西组,平面上主要分布于伊陕斜坡及其附近,资源量为50×10的12次方立方米左右。川西坳陷则主要分布于三叠系中,最有利的勘探区为前陆深凹陷部位,资源量达3.6×10的12次方每立方米。库车前陆盆地致密砂岩气分布于三叠系一侏罗系!最有利的拜城凹陷和阳霞凹陷的远景资源量至少为10×10的12次方立方米。准噶尔盆地南缘致密砂岩气分布于侏罗系和白垩系,其远景资源量至少为3×10的12次方每立方米。吐哈盆地则主要分布于中下侏罗统,最有利的勘探区是胜北洼陷和小草湖洼陷,预测资源量达2.63×10的12次方—3.06×10的12次方立方米。除了上述盆地以外,在塔西南前陆盆地、东濮凹陷、松辽盆地和楚雄盆地等地区,也可能会有发现。
  (5)水溶气
    水溶气广泛分布于中、新生代地层中,尤其是在古近纪一新近纪和第四系海相和海陆过渡相地层中。中国水溶气分布比较广泛,资源潜在量很大。中国中新生代含油气盆地中广泛分布着水溶性天然气藏。王雪吾等用体积法初步估算中国43个盆地中的水溶气资源量约为12×10的12次方—65×lO的12次方立方米。关德师等预测中国水溶气资源量约为45×10的12次方立方米,其中东部水溶性天然气远景地质储量合计为19×lO的12次方立方米。中国的四川盆地(威远气田)、松辽盆地、渤海湾盆地、琼东南盆地、柴达木盆地、鄂尔多斯盆地和吐哈盆地等均具有勘探水溶气的良好前景。
  2.资源前景
  中国天然气水合物的资源前景巨大,未来条件下完全可以成为替代能源,其使用年限将超过现今的常规油气,但开采难度大,技术要求极高,预计投入大规模商业开采需要50a以上的时间。
    中国的页岩气和煤层气分布广泛,资源丰富,部分地区已进行了商业性开采,但开采技术水平相对较低。只要合理加以引导开发,页岩气和煤层气将是目前常规油气的重要接替,它能从根本上缓解中国常规天然气供需不足的问题。
    中国致密砂岩气的前景看好,但勘探和开采难度较页岩气、煤层气大,虽在局部地区已进行开采,但技术落后且经济效益偏低。预计在现今的经济和技术条件下,其发展速度会相对较缓。
    就中国非常规天然气资源量而言,生物气、水溶气和无机气的资源量相对较小,但其不容忽视。在现今的能源状况下,合理的开发利用对于缓解中国的能源压力非常重要,尤其是生物气,其开采难度小,开发周期短,见效快。
  3.产量分析
    非常规油气资源的成功开发与利用,可弥补未来很长一个时期常规油气资源的不足,为中国经济的可持续发展提供能源保障。中国近期能够实现开发的非常规油气资源包括煤层气、致密砂岩气、无机气和浅层生物气。对此,中国应当加大基础理论和工程技术的研究力度,制定相关的优惠政策,为非常规油气资源的充分利用创造条件。
    根据中国当前的经济条件、勘探开发技术水平和发展趋势,借鉴国外非常规天然气预测理论及其勘探开发经验,预测了中国未来非常规天然气产量(图2)。结果表明:常规天然气的产量大致在2040年后达到高峰,产量超过3500×108立方米;煤层气、致密砂岩气、生物气和无机气的产量大致在2070年后达到高峰,产量可能接近3000×lO的8次方立方米;页岩气和水溶气的大规模开发将在2070年之后;天然气水合物的规模开采则大致在2080年以后;页岩气、水溶气和天然气水合物的产量大致在未来一段时间内呈逐渐上升的趋势,并会持续较长时间。
 
年份
图2中国天然气产量预测
三、结束语
    中国非常规天然气资源潜力巨大,就资源量而言,非常规天然气的资源量远大于常规天然气资源。煤层气、致密砂岩气、生物气和无机气将逐步成为常规天然气的接替资源,预测2040年之后会达到产量高峰。页岩气、水溶气开采难度较大,预测形成规模的商业性开采至少在2040年之后,而中国天然气水合物资源量****,其开采难度亦****,投入商业性开采所需时间也最长。
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