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青海省木里煤田天然气水合物资源量估算

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青海省 煤田 天然气 水合物 资源 估算
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第2009年9月 中国煤炭地质 F l 2009 0.39696.674009.09.001 文章编号:1674—1803(2009)092 青海省木里煤田天然气水合物资源量估算 徐水师 ,王佟1,2,刘天绩。,王丹 ,曹代勇 (1.中国煤炭地质总局,北京100039;2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083; 3.青海煤炭地质局,青海西宁810001) 摘要:天然气水合物是一种新型的清洁能源矿产资源,据估算其资源量是全球煤炭、石油、天然气资源总量的两倍。 青藏高原北部祁连山木里煤田天然气水合物的发现,是我国天然气水合物研究的重大突破。基于煤炭地质勘查工作 及其相关研究成果,采用煤炭总量理论产气量法、天然气水合物体积法、天然气水合物稳定带体积法等三种方法,首 次估算了木里煤田天然气水合物的潜在资源量,这对于评价该区天然气水合物资源前景具有重要意义。 关键词:木里地区;天然气水合物;资源量估算 中图分类号: 文献标识码:A of u 1.00039;2.00083;3.10001) is a of of is as as of in he in is a of on of of of of of to of is of in 然气水合物是20世纪科学考察中发现的一 种新型的矿产资源,因其外观象冰一样而且遇火即 可燃烧,所以又被称作“可燃冰”。天然气水合 物可以释放出164m 的天然气.其能量密度是煤和 黑色页岩的10倍左右,是一种能量密度高的能源[1]。 天然气水合物资源量巨大,是煤炭、石油、天然气全 球资源总量的两倍 ,成为世界各国争相研究、勘探 的重要对象。 由于形成条件的制约,天然气水合物通常仅分 布在海洋大陆架外的陆坡、深海和深湖以及永久冰 土带。大约27%的陆地(极地冰川冰土带和冰雪高 山冻结岩)和90%的大洋水域是可燃冰的潜在区_1] 目前发现的天然气水合物主要分布在海域和高纬 基金项目:中国煤炭地质总局科技发展专项基金(2008一I— 作者简介:徐水师(1952一),男,陕西省渭南人,教授级高工,国务院 突出贡献专家,李四光野外地质工作奖获得者。 收稿日期:2009—08—06 责任编辑:唐锦秀 度地区。 我国是世界上第三冻土大国,冻土区总面积达 2.15具备良好的天然气水合物赋存条件和 资源前景。自2004年9月,青海省煤炭地质105勘 探队在木里煤田聚乎更矿区煤炭地质勘查钻孔发 现强烈涌气现象,提出可能是天然气水合物释放产 物,到2008年底至2009年初,由中国地质科学院 矿产资源研究所、勘探技术研究所和青海煤炭地质 局青海煤炭地质105勘探队承担的“祁连山冻土区 天然气水合物目,首次钻 获天然气水合物实物样品。短短几年间,我国陆域 天然气水合物调查取得重大突破。使我国成为世界 上第一次在中低纬度高山冻土区发现天然气水合 物实物样品的国家。由此,也引发了青藏高原冻土 区天然气水合物研究的新热潮。 本文基于木里煤田煤炭地质勘查及其相关研 究成果,估算了该区天然气水合物的潜在资源量, 此项工作对于科学地评价天然气水合物的资源前 2 中国煤炭地质 第21卷 景具有重要意义。 1天然气水合物资源量估算方法 多年冻土区天然气水合物资源评估较为复杂, 迄今为止尚无一个国家对本国多年冻土区的天然气 水合物资源进行完整的评估。目前仅美国、俄罗斯和 加拿大证实在多年冻土区含有天然气水合物.并对 多年冻土区天然气水合物资源量进行了评估[31。陈 多福等也对我国青藏高原冻土带的天然气水合物的 表1木里煤田煤炭资源总量汇总表 类 资源量/亿t 贫煤 瘦煤 焦煤 气煤 弱煤 不粘煤 长焰煤 合计 表2模拟实验视煤气发生率(m3/ m of 源进行了估算和预测 。 前苏联学者然气水合物资源量的数据和假设,并利用“体积 法”计算了全球水合物气体的资源量,1: V=式中: ——水合物所包含的气体体积(m ); A——水合物分布区的面积(m ); z._一水合物存在带的厚度(m); ‘P——孔隙度(%); 日——孔隙中水合物的饱和度(%); 一产气因子(m3/m )。 2木里煤田天然气水合物资源量的估算 本文采用采用煤炭总量理论产气量法、天然气 水合物体积法、天然气水合物稳定带体积法等三种 方法,对木里煤田天然气水合物的潜在资源量进行 初步估算。 2.1煤层气理论产气量与现有资源量的差值法 根据最近完成的木里煤田煤炭资源潜力评价成 果①.木里煤田累计查明资源量分别为4.001预测资源量1.058 3源总量1.458 4表1)。煤层气理论产气量=资源储量(由褐煤演化为1积),根据木里煤田各煤种的资源量以及各煤类的 视煤气发生率 (表2),计算得到理论产气 ①青海煤炭地质局、中国矿业大学(北京).青海省木里煤田煤炭资源 潜力评价报告.2008 ②中国煤炭地质总局、中国矿业大学(北京)、青海煤炭地质局.青海 省木里地区多能源资源综合研究。2009 量1.49309m 。 理论产气量与实际煤层气产量之差为可能形成 天然气水合物的资源量上限。计算公式为: 形成天然气水合物的天然气资源量:(理论产 气量一实际煤层气产量)×逸散系数 木里煤田实际煤层气地质资源量为9.144× 109m ,根据上式可计算青海木里煤田天然气以水 合物状态存在的资源量为:1.483 946 m 。史斗 等在计算海洋天然气水合物资源量时将天然气排出 系数设为0.7m.作为近似.取木里煤田煤层产出气 体的逸散率为80%,则形成天然气水合物的最大天 然气资源量为: 1.483946(1—80%)=2.967 89m 。 2.2天然气水合物体积估算法 煤炭地质勘查涌气钻孔测井资料解释表明,各 钻孔普遍发育两层天然气水和物疑似层位,测井解 释厚度为0.70—2.50m,平均厚度为1.45m。青海木里 煤田面积7 600取天然气水合物平均厚度 1.45m.则天然气水合物疑似层总体积为:7 600 1.45m=1.102m 。 但是。钻孔中解释的含天然气水合物的岩层中, 只是在岩石其裂隙及孔隙中赋存天然气水合物,也 就是说.纯的天然气水合物的上限为岩层体积乘以 孑里地区天然气水合物疑似层位所处层位 的岩性主要是砂岩。由于暂缺木里煤田疑似层位岩 层的实际孑考羌塘盆地碎屑岩储层的研究 成果[81,取砂岩一粉砂岩的中等孔隙度15%代替。 故纯天然气水合物总体积: 1.1025=1.653下转第6页) 加 L 6 中国煤炭地质 第21卷 ].000,3l:97. [7],.of in ].002,12(3):169- 174. [8】陈多福,王茂春,夏斌.青藏高原冻土带天然气水合物的形成条件 与分布预测『J].地球物理学报,2005,48(1):165—172. 【9]祝有海,刘亚玲,张永勤.祁连“1多年冻土区天然气水合物的形成 条件地质通报,2006,25(158—63. 【语录,田贵发,栾安辉,等坝9井方法在青海木里煤田冻土研究 中的应用中国煤炭地质,2008,20(12):7[1 1】 S, M.].000,31:189—197. 【12] R, S.a in 995,23(6):527—530. 【振中,陈世悦,等.天然气水合物的识别标志及研究进展 [洋通报,2006,25(2):55[141吴自成,吕新彪,王造成.青藏高原多年冻土区天然气水合物的 形成及地球化学勘查【J】.地质科技情报,2006,25(4):9[151符俊辉,周立发.南祁连盆地石炭一侏罗纪地层区划及石油地质 特征叨.西北地质科学,1998,19(2):47—54. (上接第2页) 按水合物含有164m 天然气计算,则木 里煤田天然气水合物潜在天然气总量为: 1.653.710 92 2.3天然气水合物稳定带体积估算法 根据对木里煤田冻土带的有限研究资料,多年 冻土层厚度13.60~159m,平均厚度为79陈多福 等计算青藏高原冻土中天然气水合物资源量时,取 青藏高原有10%的多年冻土发育有水合物 。 参考上述成果,取木里煤田总面积7 600设 岛状永久冻土带分布占总面积的20%,平均厚度 80合物层稳定带厚度占冻土带厚度10%,仍取 平均空隙度15%,则: 纯天然气水合物总体积=7 6000%5=1.824水合物含有164m 天然气计算,则木 里煤田天然气水合物潜在天然气总量为:1.824× 10 .991 36n 3结论 采用三种方法所估算出的天然气水合物潜在资 源量较为接近,其释放的天然气总量可达(2.71092~ 2.99l 36)m ,是煤层气地质资源量(9.144x 10 m。)的30倍,显示了木里煤田冻土带天然气水合 物的巨大资源潜力。 参考文献: 【1]武凯.未来新能源:可燃冰[008,(11):135—137. [2】 V.of in is 2004.66:97. [3]吴青柏,程国栋.多年冻土区天然气水合物研究综述[J].地球科学 进展,2008,23(2):111[4】陈多福,王茂春,夏斌.青藏高原冻土带天然气水合物的形成条件 与分布预测球物理学报,2005,48(1):165—172. 【51梁金强,吴能友,杨木壮,等.天然气水合物资源量估算方法及应 用叨.地质通报,2006,25(91205—1210. 【61杨锡禄,周国铨.中国煤炭工业百科全书:地质·测量卷【M】.北京: 煤炭工业出版社,1996:233—237. [7]史斗,郑军卫.世界天然气水合物研究开发现状和前景『球科 学进展,1999,14(4):330—339. [81刘家铎,周文,李勇,等.青藏地区油气资源潜力分析与评价【M].北 京:地质出版社,2007. [91潘语录,田贵发,栾安辉,等.测井方法在青海木里煤田冻土研究 中的应用国煤炭地质,2008,20(12):7
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