浅析中国非常规天然气资源基础与开发技术

2022-11-08

新能源的发展也在一定程度上代表了一个国家的发展现状。非常规天然气作为新能源的一部分, 因其具有低碳、绿色和环保等优点, 已成为当今新能源的重要发展方向。随着非常规天然气开发技术的日趋成熟, 中国作为天然气储量丰富的国家, 潜藏着巨大的发展潜力。目前, 中国非常规天然气资源的开发正处于快速发展阶段, 是一项我国重点发展的战略能源。

一、我国非常规天然气的资源基础

1. 煤层气

我国煤气层资源的储量十分丰富, 居世界第三位。据有关资料显示, 我国在45个聚煤盆地中深度在2000m以上的煤层, 含气面积为41.5×104km2, 地质资源量达到36.8×1012m3。在鄂尔多斯、海拉尔、二连、伊利等地区煤层的资源总量共计30.9×1012m3, 占资源总量的84%;深度在1000m以上的煤层资源量为14.3×1012m3, 其中1000m以上的煤层资源最具开发性。

中国煤层气藏在煤层气资源含气饱和度和储层压力两方面具有独特的复杂性和特殊性。其中, 在东北聚气地区的含气量饱和度最高, 其次为华北、华南聚气区, 西北聚气区含气饱和度最低。由于我国的煤田地质结构复杂, 构造形态多样, 煤层破碎, 所以开发难度较大。其中, 低煤层的资源量占总资源量的36%, 由于在此方面的研究工作较少, 迄今为止未能发现供商业开发的煤层气田。

2. 天然气水合物

在我国南海北部有存在天然气水合物的可能, 预测总量可达650×108t。通过对西沙海槽、南海北部陆坡、东沙等海域进行水合物调查后, 发现了多处振幅空白带和海底反射, 该调查表明在浅区的沉积物中可能存在天然气水合物。同时, 在东北冻土区和青藏高原也具备良好的天然气水合物存在的条件。羌塘盆地在青藏高原地区是地温梯度最低、年平均地温最低的地区, 在东北的冻土层相对较厚的地区都具有充足气源和合适的温压条件形成天然气水合物的可能。另外, 在羌塘盆地发现存在高烃异常的情况, 很有可能是由天然气水合物引起的。

3. 致密砂岩气

在我国四川、松辽、柴达木、鄂尔多斯等将近10余个盆地都具有形成致密砂岩气的地质条件。我国致密砂岩气的存储总量占非常规天然气总量的1/5以上, 其中在鄂尔多斯盆地和四川盆地的致密砂岩气的含量较为丰富。在鄂尔多斯盆地的北部地区已发现了长北、榆林、大牛地等地区的致密砂岩气田。其中, 近年来发现的苏里格气田是迄今为止我国最大的气田, 具有较好的开发潜力。

4. 页岩气

页岩气在我国的发展刚刚起步, 尚未在全国范围内进行资源评价, 但国内外的一些机构对我国页岩气的储量做了一些预测。我国南方最具可能形成页岩气的基本条件, 据悉在四川盆地下质留统和下寒武统中已发现页岩气显示的迹象, 鄂尔多斯、吐哈和塔里木等地区也具有形成页岩气的条件和基础。在西北的一些地区, 页岩气的分布因受到盆地特点的约束, 盆地边缘埋层较浅的古生界和中生界对泥页岩形成相对有利, 有机碳的成熟度变化范围大、含量高。在青藏地区, 尽管地表环境较差, 但在古—中生界的泥页岩地层厚度较大, 有机质含量相对较高, 也是页岩气开发的重要地区之一。

二、非常规天然气开发技术分析

1. 煤层开发技术

由于煤层开发技术在我国应用较早, 现已形成了煤层气钻完井、地球物理勘探和煤气层增产等技术。尤其是对高变质性无烟煤气的开发技术, 已取得了很大的进步。在煤气层钻完井技术中, 针对高变质无烟煤气的开采, 已形成了羽状水平井的开发技术, 并初步设计了定向水平井钻完井技术的实施方案。

2. 致密砂岩气开发技术

针对我国的致密砂岩气藏高毛细管压力、高损害潜力、低孔低渗等特性, 在针对保护有关钻井完井储层、增产改造等方面形成了有关技术。

在保护钻、完井储层方面, 通过一系列优良的低损害泥浆措施, 相关非规则性的屏蔽暂堵剂等技术, 形成了完善的完井储层保护相关技术;在有关储层改造方面, 形成了特色的小排量、高砂比、低前置液量的水力浅层压裂技术, 解决了低温压裂下液破胶的难题, 并形成了相应的适应高破裂压力储层和中层水压裂的复合压裂技术, 解决了有关压裂液返排的困难。

3. 天然气水合物的开发技术

近年来, 我国加大了对天然气水合物开采技术的研究, 并相继建立了以天然气水合物为模型的开采装置。其中广州能源研究所通过天然气水合物的开采模型装置, 研制出了有关天然气水合物开采的一维和二维模型, 青岛海洋地质研究所针对天然气水合物建立了有关的模拟实验装置。

结束语

综上所述, 我国对非常规天然气的开发和利用还处于初级阶段, 国外先进的技术经验和我国现有的技术经验都为未来非常规天然气的发展奠定了基础。目前, 由于在非常规天然气的开发技术中存在着地质条件复杂、勘探技术不成熟等一系列不利因素的影响, 使得对非常规天然气的勘探、开采工作造成了很大的困难。因此, 在今后非常规天然气开发技术研究方向上, 要致力于不断寻找优质资源区、高产富集的地区进行开发和开采工作, 并改进现有的技术水平, 创新开发技术理论, 有效解决非常规天然气开发过程中遇到的技术难题。

摘要：随着新能源发展开发技术的不断发展, 非常规天然气因其具有低碳、绿色、环保等优良特性, 在新能源中占据极为重要的地位。非常规天然气在中国的资源非常丰富, 潜藏着巨大的发展潜力。本文从非常规天然气的开发现状出发, 通过对非常规天然气的发展条件、开发技术和资源基础等方面的研究, 指出了非常规天然气在我国开发中存在的一些问题, 并对今后非常规天然气的发展提出了相应的合理化建议。

关键词：非常规天然气,资源基础,开发技术