非常规天然气系统及其在中国的勘探前景.pdf

石油天然气学报 江汉石 油学院学报 2 0 0 9 年 6 月第 3 1 卷第 3 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I J u n ． 2 0 0 9 V o 1 ． 3 1 N o ． 3 l 9 3 非常规 天 然气 系统及 其 在 中国的 勘探 前景 赵晨光 刘继东 刘计 国 张学锋 中原 石油勘 探局地 球物理 测井公 司 ，河南 濮 阳 4 5 7 0 0 1 中原石油化 工有 限责任公 司 ，河南 濮阳 4 5 7 0 0 0 中 国石油勘探开发研究院非洲研究部 ，北京 1 0 0 0 8 3 中原石 油勘探局地球物理测井公司 ，河南 濮阳 4 5 7 0 0 1 [ 摘要]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 。 [ 关键 词]世界 油气资源；非常规气资源；中国；前景 [ 中图分类号]T El 2 1 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 0 9 0 3 0 1 9 3 0 3 能源是人类社会存在和发展永不可缺的必需品，是经济发展和社会进步的重要物质基础。目前全球 能源供应和消费的发展趋势从环境 、经济、社会等方面来看具有很明显的不可持续性。我们当前面临着 2大能源挑战①保障可靠的、廉价的能源供应 。②实现 向低碳 、高效、环保 的能源供应体系的迅速转 变[ 1 ] 。目前来看 ，天然气是符合这两个条件的，自然界不仅存在着丰富的常规天然气资源，而且蕴藏着 巨大的非 常规 天然气 资 源 。面 对世界 快速 增长 的油 气资 源需 求 ，非 常规天 然气 在发 达 国家能 源 结构 中的 贡献在逐步增大 ，相信 随着勘探开发技术 的进步 ，非 常规 气必将成为新 一代环保 、高效 的优质 替代 能源 。 非常规天然气资源 非常规天然气与常规天然气的区别最初是从经济角度来讲的 ，除了经济方面的原因外 ，二者在地质 意义上也存在重要的不同。常规天然气藏一般是以浮力作 为运移动力 的，以构造和地层形式单个分布 ； 而非常规天然气藏一般不是以浮力作为运移动力而是以扩散方式运移、聚集的，这种气藏具有 区域性广 泛分布的特点 ，且一般不依赖于构造和地层圈闭E 。非常规气资源一般包括煤层气 、致密砂岩气、页岩 气 、天然气水合物和浅层生物气等。 多 家 国际能源 机 构 ] 在不 同时期 对 常规 油气 和非 常规 油气 资源进 行 了多次 评 价 ，由于 评价 方 法 的 不同及非常规油气资源评价中的不确定因素 ，最终结果差异较大 ，但其所 占比例基本一致 ，即常规油、 常规气、非常规油和非常规气各约 占四分之一 表 1 。以上评价结果中的非 常规气资源中并未包括天 然气水合物和浅层生物气资源 ，天然气水合物的资源量介于 5 0 0 2 4 0 0 0 1 0 “m。 之间[ 7 ] ，浅层生 物气资源量约 2 ． 8 1 0 IT I 。 E l o 3 ，如果表 1中的非常规气部分包括天然气水合物和浅层生物气资源，其所 占全球油气资源量的 比例将远超过常规油、非常规油和常规气资源量的总和 。 [ 收稿日期]2 0 0 90 22 0 [ 作者简介]赵晨光 1 9 7 2 一 ，男 ， 1 9 9 7年大学毕 业，工程师 ，现从事测井资料解释研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 9 4 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年 6月 U S GS 2 0 0 0 [ 3 ．3 6 1 ． 5 6 2 ． 5 2 2 ． 0 1 BGR1 9 9 8 4 2 常规 油 与 常规 气 数 据 来 自 US GS 2 0 0 0 ；非 常 规 油 数 据 来 自 B GR 1 9 9 8 ，包括重 油和油 砂；非常规气 数据 来 自 WEA2 0 0 0 ，包 WE A2 0 0 0 I s ] 3 6 1 7 2 7 2 1 ％ 括煤层气和致密砂 岩气 2 非常规天然气地质特征 与常规天然气藏相比，非常规天然气藏在成藏和分布规律等方面有其特殊之处 。 在煤层气和页岩气中，烃源岩既是储层 ，又是盖层 ，且运移距离很短；储层多为低孔隙度、低渗透 性 的裂缝型储层 。致密砂岩气的典型特征是近源 、扩散聚集、气饱和的、异常压力的、缺乏底水 、低渗 透储层 ；可以聚集在单个几米厚的砂体中，也可聚集在垂向叠置的较厚的砂体中。 天然气水合物的来源主要是早期生物成因或热成因天然气 ，形成和存在取决于地层温度、地层孔隙 压力 、气体化学、孔隙水矿化度 、气和水的有效性、运移通道 以及储层和盖层 ，其中，以地层温度和压 力最为重要，因为固态的天然气水合物只能存在于一定的温度和压力范围内；此外，盐的加入会降低天 然气水合物的形成温度 。 非常规生物气藏与常规气藏 的不 同之处有以下几个方面①早期形成的圈闭以及盖层并不重要 ； ②源岩和储层一般在一个地层单元中，且距离很近；③气体的生成和聚集时间几乎是同时的；④上覆岩 层不象在常规油气系统那样起着重要的作用 ，一是因为其较薄，二是因为源岩并不需要成熟[ 8 ] 。 总体来讲 ，非常规类型天然气普遍具有如下特点 ① 自生 自储 。非常规天然气的聚集都发生在气源 岩内部 煤层气 、页岩气或者附近 致密砂岩气 、天然气水合物、浅层生物气 ，成藏及运移距离短 ， 具有相对明显的自生 自储特征 。②储层致密。储层多为较细粒的砂质岩类 ，主体为细砂岩、粉砂岩、泥 质 岩等 、碳 酸盐 岩 ，还包 括泥 岩和 煤层 ，因此 ，储 层本 身 的物性 条 件 差 ，属 于 低孔 、低 渗致 密储 层 [ 9 ] 。 ③扩散运移 。非常规天然气藏一般不是 以浮力作为运移动力而是以扩散方式运移、聚集 的。④广泛分 布 。非 常规 气藏 具有 区域性广 泛分 布 的特 点 ，即可 以分 布在盆 地 中心 向斜部 位 ，也 可分布 在 近地表 ，还 可 分布 在海 底 ，且一般 不依赖 于构 造 和地层 圈 闭 。 3 中国非常规天然气勘探前景 2 0 0 6年美 国非常规气 的产 量 为 0 ． 2 4 x 1 0 I n 。 ，已经达 到 了所 有气 产 量 的 4 3 ] 。中 国虽然 非 常 规 气藏资源丰富 ，勘探前景也比较乐观 ，但 目前天然气储量和产量的增长主要依赖于常规天然气的勘探 。 1 煤层 气据 B G R 2 0 0 5 L 8 评价 ，我国煤层气资源量为 3 1 ． 5 i 0 m。 ，占世界所有煤层气资源量的 2 2 ，仅次于俄罗斯的 3 5 5 0 ． 1 1 0 m。 ，居世界第 2位。胡文瑞在 2 0 0 8年[ 4 ] 发布的数据为 3 6 ． 8 1 0 1 T I 。 ，两者基本一致 。我国煤层气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、海拉尔等 9 个含气盆地群。中国虽然拥有丰富的煤层气 资源 ，但起步较 晚，截止 2 0 0 7 年底 煤 层气 产量 为 3 ． 3 1 0 。 IT I 。 ，占所 有气 产量 的 0 。 0 4 。 2致 密砂岩气我国致密砂岩气多以深盆气形式 出现，据粗略估计 ，中国深盆气资源量将超过 1 0 0 1 0 1 1 2 。 资源量与常规天然气有部分重合 ，主要分布于鄂尔多斯上古生界、四川 I 盆地 、准噶尔盆 地和吐哈盆地侏罗系以及东部含油气盆地的深层，依据当前的勘探和开发技术 ，我国深盆气现实可采资 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 1 卷 第 3期 赵晨光等 非常规天然气系统及其在 中国的勘探 前景 源量 超过 I 1 ． 5 4 ～l 3 ． 8 1 1 0 m [ 5 3 。 3 页岩气 我 国页岩气资源也十分丰富，初步估计资源量可达 1 0 0 1 0 m。 ，主要分布于中西部地 区盆地 。在鄂尔多斯 、四川、吐哈 、塔里木、准噶尔以及柴达木等盆地中，浅埋 的暗色 泥页岩大面 积发育 ，有机碳含量高 高碳泥岩中的有机碳含量在 3 0 以上 ，生气条件有利，是值得尝试的重点。 在南方碳酸盐岩发育地区，古生界大套暗色 泥页岩呈现 区域分布特点，有机碳含量普遍与美国的页 岩水平相当，也是页岩气勘探的后备选择[ 1 。 。 。 4天然气水合物 张洪涛对中国海域和陆上冻土区天然气水合物的资源潜力进行了初步评价，结 果显示 中国天然气水合物的资源量接近于中国常规石油的资源量 约 1 2 7 1 0 地m。 ，具有 良好的资源 远景[ 1 。但同时也指 出中国 目前正处于资源调查 阶段 的早期，资源分布情况不甚清楚 ，所估算 出的资 源量也仅仅是理论资源量 冻土区 、推测资源量 东海或潜在资源量 南海 。与国外一些著名水合 物产地相 比差距甚大 ，离开发利用还有不少距离。相信随着中国有关部门的大力重视，中国天然气水合 物的调查研究将会得到进一步加强和重视 ，调查研究进程将会进一步加快，并在不久的将来过渡到试生 产 阶段 和商业 性 生产 阶段 。 5 浅层 生 物 气我 国浅层 生物气 主要 分 布 于 柴 达 木盆 地 、东 南 沿海 及 长江 中 下游 地 区 、渤海 湾 地 区和莺 一 琼 盆地 等 ，总资 源量 约 0 ． 9 1 0 m。 E 9 3 。 4 结 语 我国非常规气藏分布广泛 ，资源潜力巨大 ，总资源量约 3 6 5 1 0 m。 ，接 近中国常规油资源量的 3 倍 ，是中国常规气资源的 6 倍多。但相对起步较晚，目前煤层气 、致密砂岩气 、页岩气和浅层生物气虽 然形成了一定的产能规模 ，占中国年产天然气的 比例仍然小于 1 ，而天然气水合物 目前仍处于调查研 究的初级阶段 。因此 ，目前应当加大基础理论和工程技术的研究力度 ，为现实的和未来的非常规气资源 的充分利用创造条件 ；非常规气资源的成功开发与利用 ，将可以弥补我 国常规油气资源的不足，为我国 经济的可持续发展提供能源保障。 [ 参考文献] [ 1 3 C o l l e t t ． T S ． E n e r g y r e s o u r c e p o t e n t i a l o f n a t u r a l g a s h y d r a t e s[ J ]． AAP G B u l l e t i n ， 2 0 0 2 ，8 6 1 1 l 1 9 7 1～1 9 9 2 ． E 2 3 P e t e r G，Hi l ma r R，S c h w a r z --S c h a mp e r a U． R e s e r v e s ，r e s o u r c e s a n d a v a i l a b i l i t y o f e n e r g y r e s o u r c e s 2 0 0 5[ R ]． F e d e r a l I n s t i t u t e f o r Ge os c i e n c e s a n d Na t ur a l Re s o ur c e s ，H a nn o v e r ，Ge r ma n y， 2 0 0 5 ． [ 3 3 Hi l ma r R，S a n d r o S ，S c h w a r z --S c h a mp e r a 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