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向煤層深處“爭(zhēng)氣”!煤巖氣開發(fā)駛?cè)肟燔嚨?/h1>
快訊 2024年12月23日 15:45 1 admin

編者按:隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,天然氣作為一種清潔、高效能源,在我國能源結(jié)構(gòu)中的比重逐年上升。在此背景下,增儲(chǔ)上產(chǎn)成為保障國家能源安全的重要任務(wù)。近年來,隨著理論認(rèn)知和技術(shù)的不斷突破,一種新類型非常規(guī)天然氣——“煤巖氣”逐漸走出勘探開發(fā)加速度。近日,記者走進(jìn)中國石油勘探開發(fā)研究院,對(duì)話中國石油天然氣股份有限公司副總地質(zhì)師兼勘探開發(fā)研究院黨委書記李國欣,中國科學(xué)院院士、中國石油勘探開發(fā)研究院教授張水昌,探訪煤巖氣的科學(xué)奧秘。

向煤層深處“爭(zhēng)氣”!煤巖氣開發(fā)駛?cè)肟燔嚨?></p>
<p>百萬噸油氣當(dāng)量煤巖氣田——大吉?dú)馓?/p>
<p>隨著我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,天然氣用氣需求不斷增加。據(jù)國家能源局發(fā)布的《中國天然氣發(fā)展報(bào)告(2024)》顯示,我國天然氣消費(fèi)出現(xiàn)較快增長(zhǎng),消費(fèi)規(guī)模再創(chuàng)新高。2023年全年天然氣消費(fèi)量達(dá)3945億立方米,增量282億立方米,同比增長(zhǎng)7.6%;天然氣在一次能源消費(fèi)總量中占比8.5%。這不僅反映了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新趨勢(shì),也對(duì)國家能源安全提出了新挑戰(zhàn)。</p>
<p>為降低天然氣對(duì)外依存度,我國科學(xué)家不斷尋求更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保的能源接續(xù)方案。在長(zhǎng)期的實(shí)踐探索中發(fā)現(xiàn)了一種介于常規(guī)氣和煤層氣之間的新類型非常規(guī)天然氣資源——煤巖氣。</p>
<p>突破開發(fā)“禁區(qū)” 向煤層深處“爭(zhēng)氣”</p>
<p>過去受傳統(tǒng)煤層氣地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)的限制,傳統(tǒng)煤層氣主要在地下水壓力封閉下,以吸附態(tài)賦存于煤基質(zhì)內(nèi)。隨著埋深加大、地層溫度升高,煤基質(zhì)對(duì)甲烷的吸附能力下降,因此傳統(tǒng)理論認(rèn)為煤層氣主體開發(fā)埋深300m-1200m,當(dāng)埋深超過1500m后,含氣量低且開發(fā)成本升高,是開發(fā)禁區(qū)。但隨著理論認(rèn)知和技術(shù)水平的不斷進(jìn)步,我國煤巖氣勘探開發(fā)取得了新突破。</p>
<p>“在常規(guī)油氣和致密油氣鉆探過程中,我們發(fā)現(xiàn)深層煤巖層段通常氣測(cè)顯示較好。研究發(fā)現(xiàn),可能有一個(gè)氣水轉(zhuǎn)換帶,在這個(gè)帶以下地表水下不來,氣藏沒有遭到破壞?!崩顕辣硎?,按照“將煤巖作為儲(chǔ)層整體勘探”的思路,中石油率先在準(zhǔn)噶爾、鄂爾多斯、四川等盆地部署風(fēng)險(xiǎn)勘探井并取得突破。</p>
<p>隨著勘探開發(fā)實(shí)踐的深入,工業(yè)界和學(xué)術(shù)界發(fā)現(xiàn)這種新類型非常規(guī)天然氣與傳統(tǒng)煤層氣相比差異較大,具有游離氣占比高、存在微距運(yùn)移、生產(chǎn)初期以游離氣為主、吸附氣接替等特征,屬于一種新類型非常規(guī)天然氣。</p>
<p>“煤巖氣富集通常埋深超過1500m,且大面積連續(xù)分布,而煤層氣則以吸附在煤炭微觀孔隙內(nèi)的天然氣為主,需長(zhǎng)期排水降壓后才產(chǎn)氣,且產(chǎn)量較低。”李國欣介紹,二者雖都以煤巖為儲(chǔ)層,但在地質(zhì)與開發(fā)等方面有很大不同。</p>
<p>據(jù)介紹,煤巖氣埋藏較深,更像是身處“出生地”,且富集量較大,賦存特征上更類似于頁巖氣,游離氣和吸附氣共存,游離氣占比高達(dá)20%~50%,明顯不同于幾乎不含游離氣的傳統(tǒng)煤層氣。在開發(fā)特征上,煤巖氣開發(fā)方式也與頁巖氣、致密氣相似,主要采用水平井分段壓裂技術(shù)開采,初期見氣快、產(chǎn)量也高。</p>
<p>首創(chuàng)帶有中國特色的油氣理論認(rèn)識(shí)</p>
<p>我國油氣藏類型豐富多樣,但受地質(zhì)條件繁雜多變的影響,油氣開發(fā)面臨諸多挑戰(zhàn)。與美國、澳大利亞等相比地質(zhì)構(gòu)造更加復(fù)雜,常規(guī)油氣開采不能滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要,因此,不得不尋求新方案來解決“先天條件”不足的問題。煤巖氣概念正是在這種處境下“逼”出來的。</p>
<p>“煤巖氣概念可以說是中國科學(xué)家首先提出的。目前國際上還沒有人在探討這一塊,這種油氣資源有可能是帶著中國特色的特有油氣形成理論,是新的學(xué)科前沿。”中國科學(xué)院院士張水昌介紹,早期美國圍繞淺層煤層氣進(jìn)行過探索,但因?yàn)樯顚娱_發(fā)難度大、成本高并沒有得到重視,“粗心”的認(rèn)為只是“一個(gè)裂縫里面存儲(chǔ)的少量氣體”。但我國在勘探常規(guī)油氣、致密油氣的過程中進(jìn)入到深層煤巖,通過不斷探索,發(fā)現(xiàn)可能是一種非常特殊的油氣資源。煤巖氣的突破,正是“借鑒致密氣、頁巖氣生儲(chǔ)成藏機(jī)制,將煤巖作為儲(chǔ)層整體勘探”的思路突破,更是油氣地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)的突破。</p>
<p>早在2005年,中石油新疆油田在準(zhǔn)噶爾盆地白家海地區(qū)常規(guī)油氣直井,開展深層(超過2000m)煤巖層段試氣,最高獲日產(chǎn)氣7000立方米,深層煤巖儲(chǔ)層內(nèi)的天然氣引起重視;2016年,中石油華北油田在渤海灣盆地冀中坳陷部署的首口煤巖氣水平井(大平7井埋深2000m),獲日產(chǎn)氣1.2萬立方米,突破水平井出氣關(guān);2021年,新疆油田在準(zhǔn)噶爾盆地白家海地區(qū)部署的彩探1H水平井(埋深2350m),獲日產(chǎn)氣5.7萬立方米,首次實(shí)現(xiàn)煤巖氣突破;2022年,中石油長(zhǎng)慶油田和冀東油田在鄂爾多斯盆地部署的納林1H、佳南1H等水平井,獲日產(chǎn)氣5萬-10萬立方米。2023年4月22日,中國石油召開深層煤巖氣勘探開發(fā)技術(shù)研討會(huì),通過廣泛研討,首次將這種新類型非常規(guī)天然氣稱為煤巖氣。</p>
<p>“從全球油氣工業(yè)發(fā)展大趨勢(shì)來看,油氣勘探開發(fā)從常規(guī)向低滲透、再向源內(nèi)發(fā)展,北美正是依靠‘頁巖油氣革命’,實(shí)現(xiàn)了能源獨(dú)立?!睆埶J(rèn)為,煤巖氣的勘探開發(fā)具有非常重要的特殊意義。我國是煤炭大國,煤巖作為天然氣的主要烴源巖,由常規(guī)氣到煤系地層致密氣,再到源內(nèi)煤巖氣,是油氣工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。</p>
<p>接續(xù)保障能源安全 煤巖氣開發(fā)未來可期</p>
<p>我國煤炭資源豐富且分布廣泛。據(jù)專家估算,我國約60%的天然氣來自煤巖生烴,即煤成氣。初步評(píng)價(jià)顯示,我國埋深超1500米的煤巖氣資源量超30萬億方。目前,采用“水平井+體積改造”技術(shù)可實(shí)現(xiàn)單井初期日產(chǎn)5萬-10萬立方米,最終可采儲(chǔ)量5500萬立方米左右。自2021年煤巖氣勘探突破以來,我國已探明儲(chǔ)量6000億立方米,2024年產(chǎn)量預(yù)計(jì)將突破25億立方米。</p>
<p>煤巖氣的勘探開發(fā)突破,已經(jīng)成為國內(nèi)天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的新動(dòng)力,對(duì)于保障國內(nèi)天然氣供給具有重要的戰(zhàn)略意義。但專家表示,煤巖氣作為一種新類型非常規(guī)天然氣資源,還處于初期探索階段。高效開發(fā)關(guān)鍵工程技術(shù)系列尚未形成,主體技術(shù)仍需持續(xù)攻關(guān),勘探開發(fā)成本仍然較高,需要進(jìn)一步強(qiáng)化煤巖氣形成與富集機(jī)制研究,加快形成煤巖氣效益開發(fā)適用技術(shù),早日實(shí)現(xiàn)煤巖氣全生命周期提質(zhì)提效。</p>
<p>相信隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展,煤巖氣的開發(fā)將日益成熟與高效。未來,煤巖氣或?qū)⒊蔀槲覈嵘烊粴庾越o能力的重要保障。</p>
<p>(轉(zhuǎn)自:煤炭工業(yè))</p></div>
        <p id= 標(biāo)簽: 煤層 快車道

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