后石油时代的战略性补充能源.doc

后石油时代的战略性补充能源.doc 后石油时代的战略性补充能源 非常规油气资源是指不能用常规的方法和技术手段进行勘探开发的另一类资源，其埋藏、储存状态与常规油气资源有较大的差别，开发难度大，费用高。非常规石油资源主要是油页岩、重油和油砂矿等;非常规天然气资源主要是煤层气、页岩气、致密砂岩气、生物气、甲烷水合物等。这是新型的技术密集型的能源产业，在我国刚刚起步，面临着诸多的经济上和技术上的困难。随着后石油世代的到来，非常规油气资源正在全球能源结构中扮演着重要的角色，成为常规能源的战略性补充能源。 非常规油气资源是战略性的补充能源 非常规油气资源，除甲烷水合物外，在一些国家都得到开发利用并见到了显著成效。如，加拿大近几年在油砂矿的开发方面发展较快，2005年石油日产规模达13.8×104t，占全国石油产量的43%;加拿大、委内瑞拉和俄罗斯等国家从油砂中生产大量石油，澳大利亚、阿根廷、埃及等国家从低渗透油藏中开采石油均见良好效果。美国开发煤层气最早，时间最长，现已有一系列的勘探开发利用技术和相应的鼓励煤层气开发的政策。美国有14个盆地具有煤层气资源，资源量21×1012m3，探明可采储量1×1012m3，已开发的有圣胡安、黑勇士、粉河等8个盆地。2006年，年产煤层气540×108 m3，比我国天然气产量还高，澳大利亚、加拿大煤层气开发也初见成效。 在爱沙尼亚、俄罗斯、巴西、法国等国家油页岩的开采较多。爱沙尼亚最高年产量超过3100×104t。世界能源理事会指出全球油页岩资源量巨大，但利用率都很低。近年，由于新技术的出现，开展了综合利用，大大提高了油页岩开采利用的经济效益。从世界范围来讲，非常规油气资源的开发利用潜力是很大的。从这些国家的发展给我们如下启示:一是非常规油气是常规油气的最佳补充能源;二是技术进步促使开发成本下降，是非常规油气开发高速发展的根本原因;三是高油价和良好的政策环境，加速了非常规油气资源的动用。 我国非常规油气资源丰富，可以形成规模产量。煤层气资源量居世界第三位，油页岩资源量居世界第四位，油砂矿资源量相对较少，但它们都是我国油气资源的最佳补充资源。当前我国洁净能源匾乏，油气生产不能满足国民经济发展的需要，供需矛盾较大，预测到2020年需求4.5×108t，石油缺口(2.5-2.7)×108t，进口量超过50%。从我国国情出发，尤其是在油价高走势的时期，积极发展非常规油气资源的勘探开发，以弥补油气资源之不足，对于国民经济的持续发展、油气工业的持续发展都是十分重要的。 非常规油气资源潜力与开发利用趋势 目前非常规油气资源的勘探开发主要是指煤层气、油页岩和油砂。前两项资源量较大，与常规石油、天然气资源量接近，可以形成大规模的生产基地，今后将是石油、天然气的主要补充能源，对其进行开发是保证中国石油天然气集团公司可持续发展的重要举措，也是国家实现油气可持续发展的一项重要战略。 1、煤层气 煤层气与天然气的赋存状态差异较大，开采方法也不尽相同，但煤层气的成分主要为甲烷(占98%)，可以和常规天然气共输、共用。它是储存在煤层中的吸附气，特点是低压、低产、低效益。其资源量是随着煤炭的开采而减少，同时还污染了大气环境。 (1)资源潜力 我国是世界上煤层气资源比较丰富的国家之一，我国对煤层气的资源也研究过多年，国家曾列专题研究。近期又重新对我国煤层气资源潜力进行了和核定，确定我国煤层气资源量为34×1012m3，技术可采资源量为10×1012m3，其中埋深在300--1500m范围内煤层气资源量为20×1012m3，技术可采资源量为6×1012m3，具备大规模开发利用的资源基础。 (2)可利用性及发展预测 世界上煤层气的开采技术已很成熟。美国已有很多先进开采技术。我国近几年也做了大量试验，技术发展较快，开采的常规技术都已具备，已能配套实施。现阶段正在引进和试验羽状水平井开发技术和注氮气、二氧化碳气开采增产技术，先后在河北大城、山西柳林、山西晋城、辽宁阜新、铁法、陕西韩城等地区进行了勘探和开采试验，取得了较好的效果。探明煤层气地质储量1023×108m3，并在山西晋城地区，辽宁铁法、阜新地区开展试验，已打生产井1000多口，年产煤层气约l×108m3, 根据当前国家和企业的重视程度，煤矿安全生产以及环保的需要，国家已发布了一系列(FAN)摘要:结合某桥梁工程，简要介绍钻孔灌柱桩工艺，并对冬季混凝土质量控制作了简要说明。 论文关键词:水利工程;钻孔灌注桩;施工工艺 1 工程概况 某桥梁工程项目为公路桥施工，其中公路桥钻孔灌柱桩总桩长252m，桩长22m，8根桩。工程所在地冬季寒冷而漫长，河面封冻，而且冰盖较厚。开工日期为11月15日，最早解冰日期为4月20日。 2 灌注桩施工工艺 3 施工程序 施工准备?施工围堰及钻机平台填筑?钻机就位?护筒安设?覆盖层造孔?下钢套管?基岩造孔?基岩扩孔?验孔深?下钢筋笼?下导管?浇注混凝土?声波测桩。 4 施工方法 4.1施工测量。在孔位布设准确后，以孔中心位置为圆心，护壁管半径画圆作为孔口开挖线，当开孔钢套管稳定后可把孔位十字点布设在钢套壁管上，这样可随时调整钻孔钢丝绳的垂直度，确保孔位准确。 4.2施工围堰。根据左右岸桥台位置地形情况，左岸桥台及2#、3#桥桩，右岸桥台及4#桥桩均采用回填砂砾石堆积碾压构筑施工平台，自左右岸下游边坡处挖掘机挖装砂石料自卸车拉运回填，装载机整平，挖掘机碾压形成50m×20m的施工平台，左岸平台包含2#、3#桥桩的4个钻孔，施工平台及拉运钻机、砼运输等施工便道，右岸平台包含4#桥桩的2个钻孔及施工便道在内的施工场地，迎水面均采用钢丝笼装石块封口回填，防止冲刷，施工平台高出水面1m，上游迎水面围堰加高0.5m。 3#桥桩由2#桥桩围堰向3#桥桩推进，采用拉运砂砾石回填，挖掘机碾压成一条宽5m的施工便道，3#桥桩处施工场地8m×12m作为钻机施工平台，高出河水面1.0m，迎水面均采用钢丝笼装石块封口回填，形成3#桥桩至右岸的过水断面，2#、3#桥墩施工完成后，开始施工右岸桥桩，2#、3#之间的施工围堰可拆除成为过水断面。4#桥墩、5#桥台施工时过河便道自上游冰面过河，作为材料运输的便道，钻机拆为散件运输过河。 4.3造孔。造孔采用CZ-30型冲击钻，为保证孔位的准确性，钻机在就位和开钻之前必须铺设四根尺寸的四方枕木，在枕木的相互接头处应有牢固的连接措施，在架设钻机时必须安装使钻机平稳的支架柱，从而能使钻机保持一个整体机构，确保孔位准确成孔垂直。 4.4钻头及孔口管。钻头的标准程度是造孔进尺的关键一步，该桥钻孔桩孔径为1.5m，从而在选择钻头时对钢材的质量要求有一定的强度，在钻头的焊接工作中一定严把质量关，确保钻头的角度，钻头切削内刃的强度。预防在造孔施工中钻头角断裂，造成孔内事故，延误工期。 孔口管的埋设，为保证孔口不发生塌孔，孔口管采用δ=5mm以上的钢板卷制，直径为1800mm。为便利孔口管连续下设，焊接方便，孔口管在造孔跟管过程中，下拍孔口管时最好在孔口管上横担方木，可利用钻头垂直下拍保证护壁管口不变形。根据地质条件，单孔孔口护壁套管约6m。 4.5护壁泥浆。泥浆用于支承孔壁、稳定地层、悬浮携带钻渣和冷却钻头及钻具等，同时向孔壁周围地层渗透的泥浆以及孔壁形成的泥皮还起到阻断渗漏通道，减少泥浆损失的作用，因此泥浆护壁作用非常重要。 泥浆比重控制在1.2,1.3，粘度22,25s，胶体率>97%，孔内泥浆面控制在离孔口50cm以内。 4.6成孔质量控制。成孔的质量决定灌柱成型的质量，也是保证桥墩质量的基础，造孔时随时观察孔内泥浆的变化情况，特别注意的是护壁管进入大卵石层后出现护壁管位移，导致孔斜。在造孔施工中注意地层内是否出现流砂及强透水层，若发生此情况，需及时对泥浆进行调整，加大泥浆比重。 钻头穿越覆盖层与基岩层接触段时，钻头容易产生偏斜，若进尺太快则会出现卡钻，预防办法是最好人工操作，慢速钻进，等钻头进入岩体50cm以上后恢复正常钻进，以免影响钻孔质量。在钻进过程中对捞砂筒捞出的岩样进行收集，随时了解孔内情况，确定基岩面的高程。按设计要求达到预定的钻孔深度。 4.7钢筋笼吊装及砼浇筑。 (1)钢筋笼吊装。在下钢筋笼之前，利用捞浆筒把孔底的沉积物捞干净，孔底沉积物与孔内泥浆的比重可利用仪器进行测试，然后作好孔深测量。在钢筋笼吊装之前应严格检查钢筋笼焊接与绑扎的牢固程度，该钢筋笼是否完全符合设计标准要求。由于该座大桥孔深较大，钢筋笼成形长度为18m，分两节吊装，所以必须固定好吊