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页岩气有关资料(整理)

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页岩 有关 资料 整理
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页岩气概述页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。页岩气常分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中,分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。2012 年 3 亿立方米页岩气可供中国使用近 200 年。页岩气(赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,与“煤层气” 、“致密气”同属一类。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。页岩气很早就已经被人们所认知,但采集比传统天然气困难,随着资源能源日益匮乏,作为传统天然气的有益补充,人们逐渐意识到页岩气的重要性。取 得 工 业 开 发 成 功 的 仅 为 北 美 洲 (以 美 国 为 主 )。 它 起 始 于 阿 巴 拉 契 亚 盆 地 的 泥 盆 系 页岩 ,为 暗 褐 色 和 黑 色 ,富 有机质,可大量生气。储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存,为低(负)压、低饱和度 (30%左右),因而为低产。但在裂缝发育带可获较高产量,井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。 20 世纪 90 年代中 期 已 扩 大 到 密 歇 根 和 伊 利 诺 伊 盆 地 ,产 层 扩 大 到 下 石 炭 统 页 岩 ,产 量 达 84 亿 立 方 米 。 其 资 源 量 可 达 数 万 亿 立 方 米 在于几乎所有的盆地中,只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当,但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性,并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。因此属于不完整意义上的页岩气。因此,中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同,分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。 中国主要盆地和地区页岩气资源量约为 15 万亿-30 万亿立方米,与美国 28.3 万亿立方米大致相当,经济价值巨大。另一方面,生产周期长也是页岩气的显著特点。页岩气田开采寿命一般可达 30~50 年,甚至更长。美国联邦地质调查局最新数据显示,美国沃思堡盆地 岩气田开采寿命可达 80~100 年。开采寿命长,就意味着可开发利用的价值大,这也决定了它的发展潜力。页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低,开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升,包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。开采历史美国进行页岩气[1] 开采大约有 80 多年历史。在加拿大,作为商业开采还处于起步阶段。因为能补偿常规天然气开采量下降的问题,这些很难开采的气体在加拿大天然气开采中的作用越来越重要。数据显示,加拿大西部地区大约有 550 万至 860 万亿立方英尺页岩气储量。 美国和加拿大已经开始了对页岩气的勘探开发,特别是美国,目前已对密西根、印第安纳等 5 个盆地的页岩气进行商业性开采,2005 年页岩气产量达到 198 亿立方米,成为一种重要的天然气资源。全球对页岩气的开发并不普遍,仅美国和加拿大在这方面做了大量工作。其中,美国已进入页岩气开发的快速发展阶段,加拿大商业开采还处于起步阶段。美国页岩气开发有 80多年的历史,参与的石油企业从 2005 年的 23 家发展到 2007 年的 64 家。2000 年美国页岩气年产量为 122 亿立方米,而 2007 年,仅 岩气田的年产量就达 217 亿立方米,美国页岩气总产量接近 500 亿立方米,占美国天然气总量的 8%以上。 专家表示,美国页岩气发展速度之快,离不开国家政策上的支持和先进的开发技术,而这也是我国目前所不具备的。 20 世纪 70 年代末期,美国政府在《能源意外获利法》中规定非常规能源开发税收补贴政策,而得克萨斯州自 20 世纪 90 年代初以来,对页岩气的开发不收生产税。另外,美国还专门设立了非常规油气资源研究基金。可以说,美国政府对页岩气开发的重视为页岩气发展提供了强劲的动力。对页岩气这个新生事物而言,有利的政策支持无疑会大大降低开发成本,刺激页岩气的发展。中国开发国土资源部 2009 年 10 月份在重庆市綦江县启动了中国首个页岩气资源勘查项目。这标志着继美国和加拿大之后,中国正式开始这一新型能源页岩气资源的勘探开发。 将对中国新型能源建设起到积极的示范作用,在中国油气领域具有里程碑意义。 开发背景世界各国对于煤、石油、天然气资源的需求不断攀升,能源压力日益增大。作为常规能源的重要补充,页岩气、煤层气、油砂等非常规能源逐渐进入人们的视野。页岩气在美国、加拿大等地已是重要的替代能源,正广泛应用于燃气化工、汽车燃料等方面。 勘测调查经过 7 年的勘测调查和反复研究,专家跑遍滇、黔、桂、湘、鄂、川、渝、陕等 8 省区,最终将优势区域锁定在重庆东南部,并确定了一条以綦江为起点,经万盛、南川、武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山的开发路线。也就是说,中国页岩气开发将会从綦江起步,走向全国。綦江有着独特的地理位置和资源优势,它处于云贵高原到四川盆地过渡区域,沉积地层齐全,页岩气埋藏浅,深度大概在 200 米到 700 百米之间,有利于开发。 中国的页岩气勘探开发将会迅速发展。 资源丰富有关专家预测在四川盆地寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组页岩地层中存在丰富的页岩气资源。据初步估算,单这两个组的页岩气资源就可以和整个四川盆地的常规天然气资源总量相媲美。 2006 年年初,中国石油勘探开发研究院油气资源规划所组织专家在四川盆地西南地区进行了页岩气资源调查研究。经过一年的艰难跋涉和潜心分析,专家们虽然没有对页岩气资源进行全面准确的估算,但是也给我们带来了振奋人心的消息。 据体积法估算结果,中国页岩气资源量高达(26~31)×10m,与美国页岩气储量相当。其中,中国南方、北方、西北及青藏地区各占页岩气资源总量的 、43% 和 开发瓶颈中国页岩气开发还处于探索阶段,仅松辽、伊通盆地有几口井开始试气,初产在 1000 立方米左右,四川盆地和鄂尔多斯盆地也已经着手准备成立先导试验区。作为一个新兴的非常规能源,页岩气资源的开发需要大量技术、资金和人员投入。而中国页岩气资源的开发刚刚起步,经验匮乏,技术不成熟,这些因素制约着中国页岩气的发展,页岩气资源的规模开发还有很长的路要走。 页岩气开发对技术的要求很高,相对常规天然气来说,开采起来比较难,这主要是由页岩气藏的特点决定的。 合作之道与国外石油公司合作,用最短的时间学习他们的先进技术,降低资金投入,将加快中国页岩气资源开采的步伐。 资源勘探程度低、技术不成熟,是当前中国页岩气发展面临的主要问题。要想突破开发瓶颈,尚需要大量的勘探工作量和资金投入。吸引有资质的国外石油公司把人才、技术、资金、管理等生产要素投入到国内页岩气开发中来,对促进国内页岩气产业发展将有着积极的现实意义,将有助于改善我国能源消费结构。中国在对外合作方面已经迈出了可喜的步伐。在经过了长达 10 个月之久的谈判后, 2007 年 10 月,中国石油天然气集团公司与美国新田石油公司签署了《威远地区页岩气联合研究》协议,研究内容是四川威远地区页岩气资源勘探开发前景综合评价,这是我国页岩气开发对外合作签署的第一个协议。 开发措施一是编制我国页岩气资源战略调查和勘探开发中长期发展规划。在认真分析世界页岩气勘探开发的态势和我国现状的基础上,科学评价和分析我国页岩气资源潜力,进行页岩气探明储量趋势预测研究,对我国页岩气资源战略调查和勘探开发目标、重点和发展阶段作出科学规划,明确发展定位,编制页岩气资源战略调查和勘探开发中长期发展规划。二是制定鼓励页岩气资源战略调查和勘探开发政策。在对美国等国家页岩气发展中给予的优惠政策研究基础上,结合我国实际,参照国内煤层气勘探开发的优惠政策,给予页岩气勘探开发的优惠政策。国家财政加大对页岩气资源战略调查的投入,鼓励社会资金投入页岩气;减免页岩气探矿权和采矿权使用费;对页岩气开采企业增值税实行先征后退政策,企业所得税实行优惠;页岩气开发关键设备免征进口环节增值税和关税;对页岩气开采给予定额补贴;对关键技术研发和推广应用给予优惠等,引导和推动页岩气产业化发展。三是完善和创新页岩气矿业权管理制度。根据页岩气分布广、勘探开发灵活性强的特点,深入研究我国页岩气矿业权设置制度。借鉴煤层气矿业权管理经验,设立专门的页岩气区块登记制度,实行国家一级管理。允许具备资质的地方企业、民营资本等,通过合资、入股等多种方式参与页岩气的勘探开发,也可独立投资,直接从事页岩气勘探开发。四是加快制定页岩气技术标准和规范。加强政府引导,依托页岩气资源战略调查重大项目和勘探开发先导试验区的实施,加快页岩气资源战略调查和勘探开发技术标准和规范体系建设,促进信息资料共享和规范管理。此外,要密切关注世界页岩气发展动向,建立和完善页岩气国际合作交流机制。加强与国外有实力公司的合作开发,引进先进理念与开发技术,通过引进和消化页岩气开发技术,探索和创新适合我国页岩气开发的核心技术,为我国页岩气大规模开发奠定技术基础。[3] 价值随着技术的进步,页岩气井压裂措施的费用也逐步降低。水平井是页岩气藏成功开发的另一关键因素。根据美国经验,水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的 3,产气速率则提高 10 倍,而水平井的成本则不足垂直井的 2。因此,水平井的推广应用加速了页岩气的开发进程。由于页岩气发育规模较大单口井的控制可采储量高(可达 6 千万方),采取措施后的单并日产量可达 3 万方加之页岩气井的产量,递减率低,容易实现30的稳产时间,因此能实现相对的高产的经济价值。 中石油(中国四川省发现了页岩气,这证实了,在中国这个渴求能源的国家,这种非常规燃料储量巨大。根据预期,页岩气即蕴藏在页岩中的天然气可以通过提供廉价而充足的新型燃料来源,在未来几十年里改变世界第一大能源消耗国中国的能源供给格局。国石油天然气集团公司(上市子公司中石油对英国《金融时报》透露,该公司已经在四川省南部的页岩区钻探了约 20 口气井,初步结果很积极。“现在平均每口井的日产量在一万立方米以上,”中石油董事会高级助理秘书毛泽锋表示。“我们仍然在评估潜在储量的确切规模。”页岩气的开采需要通过一种称为“水力压裂法”(步骤,将岩石层压裂,从而释放出其中的天然气。这种开采方法压低了天然气价格,为美国和一些国家的能源市场带来了革命性巨变现在美国是世界最大的页岩气生产国。中国目前还没有投入商业生产的页岩气井,不过已经有几家公司展开了勘探项目,包括中石化(荷兰皇家壳牌(英国石油(雪佛龙(根据美国能源情报署(计,中国的页岩气储量超过其它任何一个国家,可采储量有1275 万亿立方英尺。按当前的消耗水平,这些储量足够中国使用 300 多年。北京将天然气视为解决中国日益增长的能源需求的方案的一部分,国家鼓励对页岩气和煤层气等“非常规”天然气资源进行开发。在周三举行的一场新闻发布会上,中石化董事长傅成玉称,中国页岩气产量最终将超过美国。 页岩气拟成为独立矿种22 日,国土资源部部长办公会审议了《页岩气资源管理工作方案 》等文件,强调要加强页岩气管理,拟申报页岩气为独立矿种,实行一级管理。 与此同时,国家能源局于日前宣布,已会同有关部门编制完成了《页岩气“十二五”发展规划》,将进一步加快页岩气勘探开发工作。上述措施预示着我国页岩气产业化已经起航。国土资源部部长办公会认为,我国各种类型富有机质页岩层系分布广泛,页岩气赋存条件优越,资源潜力大。据悉,近年来国土资源部对页岩气资源进行了调查研究,对页岩气富集条件优越的川渝黔鄂、陕蒙晋、新疆等地 150 万平方公里富页岩区做了初步潜力评价,初步估算我国页岩气可采资源潜力约 31 万亿立方米。 目前,“页岩气在美国等国家已成功进入商业化开发阶段,但我国页岩气资源管理工作面临着一些问题,如前期调查投入少、地质条件复杂、缺乏核心技术、缺乏政策支持等。”国土资源部相关负责人表示,国土资源部应该主动作为,加快推进页岩气资源管理改革。 国土资源部部长办公会提出,要进一步完善《页岩气资源管理工作方案》,相关司局和单位要积极研究、加强指导和服务,努力促进页岩气资源的勘查和开发;要加快页岩气作为独立矿种的申报工作;要做好与有关部门的沟通工作,明确近期、远期工作安排,循序渐进,推进页岩气资源管理改革。 对此,专家指出,我国原油对外依存度正逐年上升,而美国原油对外依存度却在逐年下降,这其中页岩气等替代能源发挥了重要作用,因此我国也应该寻找替代能源来降低对原油的需求。有关方面预计,5后我国页岩气开发将形成一定规模,其中到 2015 年页岩气产量最高可能达到 10 亿立方米。2004 年以来,以中国地质大学张金川教授、中国石油勘探开发研究院李新景和王社教授、中国石油勘探开发研究院廊坊分院王红岩和李景明教授以及长江大学潘仁芳教授为代表的杰出石油地质科技工作者开始了页岩气勘探开发基础理论的相关研究,在页岩气成藏机理、储量评价、资源量分类、页岩气渗流机理等方面取得了可喜的成果,为我国页岩气勘探开发奠定了理论基础;2009 年,我国启动“中国重点地区页岩气资源潜力及有利区优选”项目;2010 年,我国分三个梯次开展了研究工作,第一启动了“川渝黔鄂页岩气调查先导试验区”工作开展重点调查,第二在下扬子苏皖浙地区开展页岩气资源调查,第三在北方地区(华北、东北和西北)开展页岩气资源前期调查研究;2011 年,结合前期调查研究成果,国土资源部在川渝黔鄂开展了 5 个项目的先导性试验,在上扬子及滇黔桂区、中扬子及东南区、西北区、青藏区、华东 个大区继续开展资源潜力调查,同时开展了 5 个页岩气勘探开发相关工艺技术的攻关项目。 其中,中国石油在川南、黔北地区选取了 4 个有利区块,已完钻 11 口评价井,其中有 4 口直井见气;中国石化在黔东、皖南、川东地区优选了 2 个有利区块,已完钻 5 口评价井,其中有 2 口直井见气;延长石油在延安完钻3 口页岩气井,取得陆相页岩气技术突破;中国海油、中联煤也开始在皖浙地区、山西沁水盆地开展前期调查。 据国内最大的石油公司中国石油天然气股份有限公司披露,中国石油计划在 2015 年从中国西南部的四川盆地生产出 10×10m 的页岩气,四川盆地届时将向中国市场提供第一批商业页岩气产量。页岩气开采技术,主要包括水平井技术和多层压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术及最新的同步压裂技术,这些技术正不断提高着页岩气井的产量。正是这些先进技术的成功应用,促进了美国页岩气开发的快速发展。如果能引进这些先进技术,将为中国页岩气开发助一臂之力。中国四川盆地属于海相页岩储层,而美国新田石油公司正好在海相页岩储层开发方面具有先进的经验和技术,所以双方的合作将有力地推动四川盆地的页岩气开发。相反,我国吉林东部盆地则属于陆相页岩储层,海相页岩储层的开采技术可能就不适用虽然有吸附与游离相天然气的同时存在,但页岩气的开发并不需要排水降压。由于页岩中游离相天然气的采出,能够自然达到压力降低的目的,从而导吸附相及少量溶解相天然气的游离化,达到进一步提高天然气产能并实现长期稳产之目的。由于孔隙度和渗透率较低天然气的生产率和采收率也较低,因此岩气的最终采收率依赖于有效的压裂措施,压裂技术和开采工艺均直接影响着页岩气井的经济效益。 最近常有专家提到根缘气,1979)提出了深盆气(想,建立了气水倒置的模式,描述了天然气勘探开发的广阔前景。由于识别难度大,P. R. (1986)提出了盆地中心气(,B .E.人研究思路将该类气藏的识别方法从“区域气水倒置”改进为“没有边水”,从而简化了繁琐的识别过程并在很大程度上提前了对该类气藏的识别时间。由于对“无边底水的确定仍然较多的钻井地质资料故仍然不是最佳的解决方案。经过实验研究,将根缘气确定为致密砂岩中与气源岩直接相连的天然气聚集,并强调其中的砂岩底部含气特点。由于紧邻气源岩(根)天然气与地层水在运移动力上形成直接传递的连续介质,故被视之为根缘气。该类气藏主体形成于砂岩普遍致密化后,大致对应于煤系及暗色泥岩的热解及石油的裂解生气阶段,故一般的埋藏深度相对较大。根缘气研究方法基于天然气成藏动力学原理,将气藏识别技术推进到单井剖面即是否出现并发育砂岩底部含气特征(与常规圈闭中的砂岩顶部含气模式和特点完全不同),在野猫井(而不是预探井甚至开发井)上即可对气藏类型进行最早期的快速识别。只砂岩底部含气就能够说明天然气在成藏动力上的连续性,并进一步阐述天然气成藏的机理特点,从而确定天然气的聚集机理类型,即深盆气、盆地中心气、缘气甚至向斜含气或满盆气等的存在,确定天然气的成藏、富集及分布特点将气藏类型识别的时间向前延伸至勘探限为后续勘探思路最大限度的时间。。页岩气主要特点页岩气主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气,它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态(大约 50%)存在于裂缝、孔隙及其它储集空间。以吸附状态(大约 50%)存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面,极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后,在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式,与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同,页岩既是天然气生成的源岩,也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。 页岩亦属致密岩石,故也可归入致密气层气。它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩,为暗褐色和黑色,富有机质,可大量生气。储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存,为低(负)压、低饱和度(30%左右),因而为低产。但在裂缝发育带可获较高产量,井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低,开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升,包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。 页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,气流的阻力比常规天然气大,所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来,而我国还没有形成成熟的技术。另一方面,页岩气采收率比常规天然气低,常规天然气采收率在 60%以上,而页岩气仅为 5%~60%。低产影响着人们对它的热衷,但美国已经有一些先进技术可以提高页岩气井的产量。中国页岩气藏的储层与美国相比有所差异,如四川盆地的页岩气层埋深要比美国的大,美国的页岩气层深度在 800~2600 米,而四川盆地的页岩气层深埋在 2000~3500 米的地下。页岩气层深度的增加无疑在人们本不成熟的技术上又增添了难度。页岩气 - 分布范围北美的克拉通盆地、前陆盆地侏罗系、泥盆系种成熟度的页岩气资源。而在中国许多盆地发育有多套煤系及暗色泥、页岩地层,互层分布大套的致密砂岩存在根缘气、页岩气发育有利条件,不同规模的天然气发现,但尚未在大面积区域内实现天然气勘探的进一突破。中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区。除此之外,松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有页岩气富集的基础和条件。重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带,因此被确定为首批实地勘查工作目标区。 从全世界范围看,泥、页岩约占全部沉积岩的 60%,页岩气资源前景巨大。主要分布在北美、中亚和中国、拉美、中东和北非、前苏联。加拿大西部地区大约有 550 万至 860 万亿立方英尺页岩气储量。美国页岩气地质储量约 28 万亿立方米。 2007 年美国页岩气总产量500 亿立方米,占当年美国天然气总量的 8%以上。中国的页岩气储量超过其它任何一个国家,可采储量有 36 万亿立方米。按当前的消耗水平,这些储量足够中国使用 300 多年。2012 年 3 月中国公布了迄今最大规模的官方页岩气储量评估活动的结果,已发现可采资源潜力为 亿立方米,低于早前的估算,虽然上述数值低于早些时候估计的 31 万亿立方米,但中国据信仍然是全球页岩气储量最大的国家之一,并且致力于把页岩气作为一个能源支柱。按照中国当前天然气消费量计算,如果完全开采,25 万亿立方米页岩气可供中国使用近 200 年。国土资源部表示中国地质条件复杂,勘探开采技术不成熟,因而开采难度会比较大。但该部重申页岩气在中国能源政策中将处于重要位置。成藏机理对页岩气成藏机理进行了全面分析,获得了四个方面的认识。①页岩气成藏机理兼具煤层吸附气和常规圈闭气藏特征,体现出了复杂的多机理递变特点。②在页岩气的成藏过程中,天然气的赋存方式和成藏类型逐渐改变,含气丰度和富集程度逐渐增加。③完整的页岩气成藏与演化可分为 3 个主要的作用过程,自身构成了从吸附聚集、膨胀造隙富集到活塞式推进或置换式运移的机理序列。④相应的成藏条件和成藏机理变化对页岩气的成藏与分布产生了控制和影响作用,岩性特征变化和裂缝发育状况对页岩气藏中天然气的赋存特征和分布规律具有控制作用。研究了我国的情况,认为我国的许多盆地存在工业性页岩气藏发育的基本地质条件,其中,吐哈盆地吐鲁番坳陷的水西沟群是页岩气发育的重要区域之一。页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,气流的阻力比常规天然气大,所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来,而我国至今还没有形成成熟的技术。 另一方面,页岩气采收率比常规天然气低,常规天然气采收率在 60%以上,而页岩气仅为 5%~60% 。低产影响着人们对它的热衷,现在美国已经有一些先进技术可以提高页岩气井的产量。 中国页岩气藏的储层与美国相比有所差异,如四川盆地的页岩气层埋深要比美国的大,美国的页岩气层深度在 800~2600 米,而四川盆地的页岩气层埋深在2000~3500 米。页岩气层深度的增加无疑在我们本不成熟的技术上又增添了难度。页岩气成藏条件 沉积环境页岩气的工业聚集需要丰富的气源物质基础,要求生烃有机质含量达到一定标准。那些有机质丰度高的黑色泥页岩是页岩气成藏的最好源岩,它们的形成需要较快速的沉积条件和封闭性较好的还原环境。沉积速率较快可以使得富含有机质页岩在被氧化破坏之前能够大量沉积下来,而水体缺氧可以抑制微生物的活动性,减小其对有机质的破坏作用。在沉积埋藏后控制甲烷产量的因素是缺氧、缺硫酸盐环境,低温、富含有机物质和具有充足的储存气体的空间。总有机碳含量总有机碳含量是烃源岩丰度评价的重要指标,也是衡量生烃强度和生烃量的重要参数。有机碳含量随岩性变化而变化,对于富含粘土的泥页岩来说,由于吸附量很大,有机碳含量最高,因此,泥页岩作为潜力源岩的有机含量下限值就愈高,而当烃源岩的有机质类型愈好,热演化程度高时,相应的有机碳含量下限值就低。干酪根类型 在不同的沉积环境中,由不同来源有机质形成的干酪根,其组成有明显的差别,其性质和生油气潜能也有很大差别。因此研究干酪根的类型(性质)是油气地球化学的一项重要内容,也是评价干酪根生油、生气潜力的基础。干酪根类型是衡量有机质产烃能力的参数,不同类型的干酪根同时也决定了产物以油为主还是以气为主。页岩气可以在不同有机质类型的源岩中产出,有机质的总量和成熟度才是决定源岩产气能力的重要因素。热演化程度热演化程度含气页岩的热成熟度通常用 表示,高表明生气的可能越大。美国五大产气页岩的热成熟度可以从 临界值)到 成熟),页岩气的生成贯穿于有机质向烃类演化的整个过程。也就是说,只要页岩层中的有机质达到了生烃标准,即 就可以生成天然气,它们就有可能在页岩中聚集成藏。一般地,当易于生气,则生成干气;未成熟阶段,可生成生物成因气。页岩气 - 主要用途页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于民用和工业燃料,化工和发电等,具有广阔开发前景,页岩气的开发和利用有利于缓解油气资源短缺,增加清洁能源供应,是常规能源的重要补充。 页岩气开采技术,主要有水平井+多段压裂技术、清水压裂技术和压裂技术些先进的技术不断提高着页岩气井的产量。正是这些先进技术的成功应用,促进了美国页岩气开发的快速发展。附:页岩气在中国的现状对中国而言,页岩气还是个新生事物。将其开采出来后,如何结合美国的应用经验以及常规与非常规气在中国的实际应用情况,快速有效的实现页岩气的商业化应用,还需要不断的摸索和探讨。我国天然气输送管网现状与美国不同,我国页岩气资源地质条件复杂、管网等配套基础设施不完善,不能像美国一样大量发展管道气利用,应结合我国地质条件及管理体制,因地制宜地采取页岩气应用发展新模式,推动产业迅速实现商业应用,促进其健康有序发展。中国页岩气资源分布特点有利于分布式应用目前,中国国土资源部主要将页岩气藏的目标区域划分为南方(即扬子沿线:川渝、湘鄂、滇黔桂一带等)、华北、东北(松辽平原)、西北(包括吐哈盆地和鄂尔多斯盆地等)和青藏五大区域。其中南方、华北和东北区域中的四川盆地、渤海湾盆地、松辽盆地、及江汉盆地及中、东部一系列中、小盆地均靠近经济发达、电力负荷重区如长江三角洲、京津唐地区等,具备就近建立分布式供能系统的市场潜力。中国天然气管网准入限制迫使页岩气的分布式利用中国天然气管网稀疏,截止 2010 年底,中国天然气管道总长度约 千米,而美国本土 48 个州管线长度达 49 万公里,中国管线建设相对滞后。但中国电网分布已经相当密集,通过采用分布式能源技术,利用页岩气就近发电,就近传输电能,就近利用不失为一个有效的市场化方式。另外,页岩气的开采方式决定了其较高的开发成本,而远距离输送在一定程度上为其附加一笔显著的输配费,造成其到达市场后无法在价格上与其他能源相竞争。如果将其直接转换成二次能源近送入电网,则在成本、效率、环保等方面均具有无可比拟的优势。页岩气相关利用政策鼓励分布式利用目前我国有关页岩气的利用政策尚未出台,但页岩气本质上是天然气,可沿用常规天然气的应用路径实现商业化应用。按照天然气的应用方向,页岩气的途径主要有:城市燃气,工业燃料,天然气发电,天然气化工。其中城市燃气又可细分为居民生活用气、公共服务用气、商业用气、压缩天然气汽车用气,集中采暖用气等。国家政策对不同天然气利用方式采取不同的支持态度,2007 年发改委发布的《天然气利用政策》,将我国天然气利用方向划分为优先类、允许类、限制类和禁止类,其中城市居民用气,公共服务设施用气,天然气汽车,分布式热电联产,以及热电冷三联供等被列为天然气利用的优先类,重要用电负荷中心且天然气供应充充足的地区,建设利用天然气调峰发电项目被列为允许类。页岩气分布式利用商业化途径“以气打气”,电力自发自用首先在试点区域内的能源利用方式进行整体规划和设计,只在初期的工程建设和勘探开采需要外部供燃油、电力等能源。当页岩气井开始出气后,直接利用自产的页岩气进行发电,为整个区域内提供照明和动力用电,在地面工程、勘探开采、污水处理、管网运输等各个环节提供自给自足的能源供应。在这方面我国鄂尔多斯盆地苏里格大气田的开发中己有成功经验。页岩气分布式利用与可再生能源实现多能互补发展基于非常规天然气燃料的“智能可再生能源联合循环电站(称: 或称为“灵巧电源系统(。将分布式的非常规天然气资源开采与就近的可再生能源实现智能化的多能互补,结合周边县城发展热电联产,充分使各种能源之间实现有机的相互弥合,形成稳定、持续、可靠的优质清洁电流,并成为智能电网的重要组成部分。建立区域调峰电厂高品位的电力热源。通过建设承担调峰功能的天然气发电厂。这类电厂运行机动灵活,启停方便且速度快,更加适应电网调峰需要,实现就近供电,提高电网的稳定性。另外,他在占地面积、用水量、环境污染等方面均比其它类型电站小得多。燃气冷热电三联供借助分布式能源技术,因地制宜,实现燃气冷热电三联供,以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃发电机组等燃气发电设备运行,产生的电力满足用户的电力需求,系统排出的废热通过余热锅炉或余热直燃机等余热回收利用设备向用户供热、供冷。经过能源的梯级利用使能源利用效率从常规发电系统的 40%左右提高到 80%左右,节省了大量的一次能源。针对以冷热电负荷为主要负荷需求,且对供能安全性要求极高的用户,配置三联供系统是当前一种可行的节能措施。三联供所发电力与电网共同保障用电安全,同时发电余热与常规空调系统还可共同保障用户的安全供冷、热,具有电力和燃气的双重保障功能。利用 式天然气汽车燃料的装载方式有压缩天然气(、液化天然气(吸附天然气(。现在,在世界各地使用的天然气汽车中,绝大多数为压缩天然气汽车,并有单一燃料、双燃料、混合燃料和混合动力几种类型。天然气汽车对环境污染小、安全性高、动力和性能也不逊于汽油和柴油。全球天然气汽车的市场份额进入了一个迅猛增长的新阶段,预计从 2008 年的 970 万辆成倍增长至 2015 年的的 1700 万辆, 市场潜力相当巨大。开采的页岩气通过 式储存和运输能够绕开接入天然气管网难的瓶颈,推动国内天然气在交通运输业中的普及应用。美国着手页岩气的开发背景美国是世界能源消费大国,长期以来,美国政府将“能源独立”作为政策纲领,希望通过各种手段寻求更多能源供给渠道,改变石油对外依存度高的被动局面。1973 年以阿战争,阿拉伯等石油输出国家组织(美国实施石油禁运, 1979 年伊朗革命造成中东政治陷入混乱造成全球石油短缺,1990 年伊拉克入侵科威特带来两国石油减产冲击美国石油进口,这三次“石油震撼”加上对本国油气资源日益减少的担心迫使美国政府进一步落实能源供给分散的策略,加快天然气以及非常规油气的勘探研究步伐,页岩气前期的勘探研发工作就是在这样的大背景下实现突破的。2007 年,美国页岩气产量 立方米,到 2010 年,产量突破千亿,立方米(相当于美国天然气总产量的 23%)。预计,到 2035 年,美国页岩气产量将占到本国天然气总产量的 45%,在未来能源格局中扮演更重要的角。美国页岩气开发获得的巨大成功并非“偶然事件”,在很大程度上得益于技术进步,美国系统完善的、有利于新兴产业发展的市场环境与政策等多方面因素。美国页岩气发展的时间表页岩气的时间表包括了若干个重要的里程碑:1821 年?在美国纽约的弗里多尼亚商业天然气井中首次生产出页岩气。1859 年?埃德温? 德雷克表示油可大量生产,启动了美国的石油工业。19 世纪 60 年代到 20 世纪 20 年代?天然气,包括在阿巴拉契亚山脉和伊利诺伊州的盆地由浅,低压产出的页岩气,仅限于用在靠近生产领域的城市。20 世纪 30 年代?技术的发展使得运用大口径管道把大量的中大陆和东南部油田的天然气输送到东北部城市成为可能;天然气工业的迅速发展。20 世纪 40 年代后期?液压压裂首次用于刺激石油和天然气井。1947 年泛美石油股份公司经营的堪萨斯州格兰特县的气井第一次运用了水力压裂技术。20 世纪 70 年代初?井下发动机,作为定向钻井技术的关键组成部分,发展加速。在随后的三十年里,定向钻井能力继续向前推进。20 世纪 70 年代末和 80 年代初?出于对美国的天然气资源日益减少的担心,联邦政府开始资助“非常规天然气藏”,如页岩气,致密砂岩和煤层的气体等方面的估算方法的研究和如何改善将气体从这些岩石中提取的方法。页岩埋藏较深,如得克萨斯州 块,都是被众所周知,认为其通透性基本上为零,因此也不考虑其经济性。20 世纪 80 至 90 年代初?源公司结合大裂缝设计,严谨的油藏描述,水平井,更低的成本和水力压裂,使得 岩区块具有经济性。2003 年至 2004 年?从 岩区块生产的页岩气超越了一些浅层天然气井的产量,如历史上的阿巴拉契亚俄亥俄区块和密歇根盆地 岩区块。现在每天约有20 亿立方英尺的天然气是产自美国页岩气。2005 年至 2010 年?块的页岩产量增长到大约每天 5 亿立方英尺。在其他主要盆地的主要页岩区块也开始发展。2010 年?岩区块亚特兰大中部/东北部地区国页岩气产业现状资源储量及分布美国本土 48 个州广泛发育暗色页岩,根据美国能源信息署统计,美国页岩气资源总储量约为 亿立方米,技术可开发量超过 24 万亿立方米。目前,美国已经发现落实 20 多个页岩气区块,重点页岩区块包括 地的 岩,地的 岩,中南部的 地的岩,跨越美国东北六个州的 岩,德克萨斯州南部的 国页岩气具有埋藏深度适中(大部分在 180~2000 米)、单层厚度大(30~50米)、总厚度超过 500 米、基质渗透率高(大于 100成熟度适中(、有机碳含量大(大于2%)、页岩脆性好(硅含量大于 35%)的特点,而且美国页岩气丰富区大多分布在中部平原,地广人稀且远离沿海等经济发达以及人口居住集中地,利于修建公路,机动运输,打钻等系列开采活动的实施及大面积占地,方便开发商准入。页岩气对美国产生的影响美国页岩气的大开发,一是改变了全国能源供应结构,促使全国油气进口预期不断降低,对外依存度有望降至 20 世纪 80 年代以来的最低水平;二是诱发了油气价格联动机制减弱。自 2009 年初至 2010 年 3 月 1 日,原油价格已上涨了 73%,而美国天然气价格却下降了 15%;三是刺激了传统能源的替代应用。如,在交通行业中增加压缩天然气替代石油,发电行业中增加天然气替代煤炭等,其中在 2005 年至 2010 年的 5 年间,用于交通燃料的天然气消费量增长了 气发电的消费份额(相对于天然气的消费总量)从2005 年的 26%攀升至 2010 年的 四是带来了更多的就业机会、税收收入以及一定程度的区域经济增长。如,2008 年 岩气的发展给宾夕法尼亚州带来了 23 亿美元的经济收入,创造了 29000 个就业机会,给州政府和当地政府带来了 美元的税收。页岩气改变全球能源游戏规则页岩气的异军
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