天然气的产状类型

天然气的产状类型 , 分散型天然气 分散型天然气主要以油溶气、水溶气、煤层气、致密地层气和固态气水合物赋存。 o 油溶气 任一油藏内总是溶有数量不等的天然气，每吨油内溶解气的数量少则几到 几十立方米，多则可达数百到上千立方米。含气量低时，分离出的天然气利 用价值较小;含气量高时，收集起来可作动力燃料及化工原料，或回注于油 藏以提高石油采收率。 o 水溶气 包括低压水溶气和高压地热型水溶气。沉积圈内地下水中烃气资源总量可 16173达n×10-1.5×10m(佐尔金，1983)，比常规气藏中天然气的总储量(约 143为2.4×10m)大数十倍到上百倍，分布广泛但品位较低。低压水溶气的 33含气量一般在1-5m/t，个别可达5m以上。这种水溶气一般很难单独开采， 但可以综合利用。如日本1975年在开采浅层碘水时，就回收水溶气达5.265 8393×10m，占当年日本总产气量(3×10m)的1/6。高压地热水溶气中含气 量较高，特别是在异常高压带以下的地下水中，含气量特别高。以乌克兰刻 3赤半岛为例，3,000m深的地下水中含气量平均为5m/t;3,000-4,000m深为 3337m/t;4,000-5,000m深为19m/t;个别井在25-45m/t以上，其中方塔诺夫5 3号和10号井达150-200m/t。美国墨西哥湾沿岸的高压异常带以下的高压水 123溶气亦很丰富，估计储量可达8.5×10m。高压水溶气在降低压力的条件 下，出现强烈排气作用。如前喀尔巴坳陷布雷尼2号井的两个高压水溶气层， 443每昼夜分别排出1×10和49×10m。因此，开发异常高压带的水溶气，特 别是水溶气和热水的综合利用，是很有价值的。 o 煤层气 煤层气指煤层中所含的吸附和游离状态的天然气。煤矿中将这种天然气称 为瓦斯。它的含量因变质作用和煤层顶板的透气性不同而有很大差异，含气 33量变化在0.1-20m(气)/t(煤)之间。1975年世界煤层气回收量为22.37亿m， 相当世界总产气量的0.16%;那时对煤层气利用较高的国家如日本，回收量 3达2.69亿m。约占日本当年产气量的9%。而现在对煤层气成规模开发利用 较好的是美国，1995年仅圣胡安盆地的煤层气，700口裸眼井日产量就是 334,250万m，年产量达150亿m以上;美国有煤层气井7,000余口，日产气 33量0.71亿m，光煤层气年产气量即在250亿m以上。我国煤炭资源量5.1 万 亿吨，居世界第二位(俄罗斯第一位)，煤成甲烷资源量可达30-35万亿 33m，数量相当可观。全球煤成甲烷的地质储量为68-238万亿m，这是一块 不可小视的潜在资源。 o 致密地层气 主指致密砂岩和裂缝性含气页岩中的天然气。广义的致密地层气还包括煤 层气，统称非常规天然气。目前对这类天然气开发利用较好的首推美国， 334,000口致密地层天然气井，日产气1.5亿m。从全球来看，这是又一块不 小的潜在资源。 o 气水合物 气水合物是一种白色的固态似冰气体混合物。又称气水化物或叫固体气。 认识和研究气水合物已有约200年的历史(Davy，1810)。自20世纪70 年代以来，在俄罗斯西西伯利亚发现有巨大储量气水合物气田-美索亚卡气 113田(天然气总储量约为4×10m)，其中以气水合物产出的占54%(KatZ， 1971)。海洋地震勘探和深海钻探亦证实大洋中广泛分布有气水合物 (Stolletal，1971)，这才将气水合物作为潜在的天然气资源加以研究。 3 在特殊温度、压力条件下，每立方米气水合物中可含70-240m天然气。 由此可以想见，气水合物中天然气资源的潜量。世界范围内气水合物中的甲 153烷总量约20×10m，较常规天然气大2-3个数量级。气水合物分解时将析 33出大量的气体，比在3-10Mpa压力下自由容积中约大1-4倍，可达200m/m， 即大大超过天然气在水和石油中的溶解度(当压力低于20MPa时)。气水 合物的开发利用将涉及两个全球性问:一是作为能源，巨大的潜在资源量， 在满足人类对能源的需求方面具有相当大的诱惑力;二是开发将伴之释放大 量的氮气和硫化物等，所产生的温室效应给地球的生命物种带来的危害是难 以估量的。因此，没有相应的技术措施和解决，结果将会得不偿失。所 以，对气水合物如何开发利用还正在研究之中。 伴生气与非伴生气 所谓伴生气与非伴生气，主要是指天然气的产出与液态石油或油藏的分布关系。 狭义的伴生气仅指油气藏中的气顶气和油藏及油气藏中的油溶气;广义的伴生气还包括油田范围内分布于油藏及油气藏之间或其上方与之有密切关系的气藏气。后者实际上已经有成因上的含义，但在此侧重于分布上的联系。 非伴生气是指那些与油藏及油气藏分布没有明显联系，或仅有少量石油存在但没有重要工业价值、以天然气占绝对优势的气藏气。在目前探明储量中，非伴生气占有明显优势，约占天然气全部探明储量的75%。 天然气:21世纪我国西部经济新的增长点 史斗 郑军卫 (中国科学院资源环境科学信息中心 兰州 730000) 摘要 展望了21世纪我国天然气工业的发展前景，分析了西部地区大气田的当前和未来生产能力。认为西部地区将成为21世纪我国天然气的供应基地，天然气工业将成为21世纪西部经济新的增长点。 关键词 天然气 天然气工业 21世纪 西部经济 增长点 1 西部地区是21世纪我国天然气的供应基地 进入21世纪之后，在全球“天然气化”潮流的推动下，我国天然气地质勘探和开发利用事业驶入了快车道，天然气工业作为一个独立工业部门的格局已经形成并孕育着大发展的美好前景。 1.1 21世纪我国天然气工业发展前景展望 首先，我国对世界能源结构的发展趋势和天然气化技术系统有着清醒的认识和认真的了解，走天然气之路已经得到国内的普遍认同。从世界各国经济和社会发展的历史和趋势看，人类的物质生产和消费发展模式越来越走向趋同，在社会经济物质生活和基本服务方面，发达国家的今天就是发展中国家的明天，在能源消费水平和质量方面，没有理由断然认为我国可以任意开辟一条大大区别发达国家的新路，也就是说，应当尽快地利用好别国已经充分开发了的能源技术系统，实现能源的优质化和高效化，从这个意义上讲，发展天然气事业不仅具有现实意义，而 且具有战略意义。我国陆上天然气勘探开发大户中国石油天然气集团公司(CNPC)提出了“稳定原油生产，加快天然气发展”的21世纪的工作思路，天然气将成为CNPC新的最大的经济增长点。中国海洋石油总公司将2000年定为“天然气年”。 其次，我国对自己天然气的资源家底 、未来需求和产能有着符合实际的估计，对天然气供应安全有着清醒的认识和认真准备。我国完成 3了对天然气的第二轮资源评价，总资源量为38万亿m(陆上30万亿333m，海域8万亿m)，其中可采资源量11万亿m。实践证明，这是一个偏小的数据，因为:?至少有1/3的沉积岩面积未进行资源评价，其 3中的可采资源量约5.6万亿m; ? 仅测算了常规气的资源量，对煤层气、深部气、泥页岩气及致密砂岩气等非常规气未作评价，其中仅1 500m 3以浅的煤层气就有25万亿m之多。 ? 就是作过资源评价的盆地，经过以后的地质研究和勘探实践证实其含气面积比原先的大，例如，鄂尔多斯气区的含气范围继续扩大，经过长庆石油局对本区资源的重新评 33价，天然气资源量由原先的4万亿m增加到6~8万亿m。我国天然气资源量在世界排名榜上的位置与石油差不多，仅以常规气为资源基础，天然气工业至少应具有同石油工业一样的辉煌，若再加上煤层气等，天然气资源的生命期肯定超过石油。就14亿这一人口极值来讲，我国天然气资源是不充足，但全球这类资源是丰富的，经济全球化有利于我们积极地去利用境外的天然气资源。“八五”以来的10年间，我国天然气 3探明储量每年以1 200亿m的速度增长，至1999年底，可达2.2万亿 3m。但是，我国天然气探明率很低(9.05%)，大大低于美国(76%)、前苏联(69%)、伊朗(61%)、沙特(42%)、加拿大(37%)等国。我国天然气储采比接近世界最低年限(50~60年)，大大高于美国(8:1)和俄罗斯(20:1)等国。说明我国天然气工业发展潜力很大，后劲很足。我国气化步伐肯定加快，至少大中城市是这样。这是一个必然趋势，其推动因素是:环保、相关国际公约、经济发展和能源战略调整。以百万吨当量油为单位计算，1987年我国能源消费587，1996年874，10年增加了287，平均每年28.7。如果以1997年为基数并以前十年的年增量累积计算，到2010年我国能源消费可能达1276，以天然气在一次能源消费可能占的比例计算，届时我国的天然气需求如1。 表1 2010年我国对天然气的可能需求 3天然气在一次能源消费中所占比例(%) 天然气的消费需求量(亿m) 10 1 276 9 1 148 8 1 020 7 893 6 765 5 638 从天然气在一次能源消费构成和人均消费上看，1997年消费构成 3为1.8%，人均17m天然气。到2010年，全国人口控制在14亿(不含港、澳、台)，许多专家预测届时天然气在一次能源消费结构中约占 10%，假定在其他条件满足时，2010年我国天然气消费至少比1997年 3提高5倍多，也就是说至少需要1000亿m 的天然气。届时人均也只有 3不足100m 的气，相当1997年世界平均水平的1/5，这样看10年后我 3国消费1 000m的气不是奢侈，而是太少。 通过对未来产能和需求的分析可以看出，2010年我国天然气供应将有一定的缺口。对于这一点我国是有清醒认识和准备的。目前采取的“两种资源，两种市场”的方针就是着眼我国资源实际和未来天然气经济安全的战略方针。我国拟从南北两线利用国外天然气资源，北线又从东西两个方向操作。东向借俄罗斯能源工业将面向东亚市场之机遇，修建伊尔库茨克至我国华北(并抵韩、日两国)的国际输气管道，西向修建从新疆入境的国际管线，利用哈萨克斯坦和土库曼的气资源。两向管线均并入国内网线，确保用气安全。南线以进口液化天然气(LNG)为主，拟在深圳修建LNG专用码头及配套设施，以供应南方诸省气之不足，货源来自中东和东南亚。 第三，开始了有和大规模的输气管网和其他基础设施建设。 在川渝气区，建成了川渝南北环输气干线，担负着三省(川、滇、黔)一市(重庆)700多家企业和200多万户居民用气。以陕甘宁气区为依托，陕西至北京和天津、靖边至西安、靖边至榆林和靖边至银川管线相继建成。在柴达木气区，已建成投产南冀山至花土沟、涩北至格尔木和南八仙至敦煌管线。在南海气区，崖城13—1气田至香港和海南省的海底管线投入运营。还有东海平湖气田至上海的管线等总计长15 000km。已 经开始勘察设计的“西气东输”工程全长4 000km。已经动工的涩北至西宁和兰州管线长670km。计划进行的还有“北气南下”(川渝至武汉)工程。 十几年来，我国天然气地质研究逐渐从石油地质研究中分离出来，勘探工作取得了历史性进展，主要气区的产能在21世纪将有大的提高，可以满足全国的大部分需求(表2 )。 3 表2 我国主要气区生产能力 单位:亿m 1999年 2000年~2003年 2005年~2010年 川 渝 85 100 150~`200 陕甘宁 50 65 100 塔里木 200 柴达木 50 南 海 34 64 94 东 海 4 16 上述气区中接近、达到和超过百亿的有4个气区，到2010年，其总 3的产能可能达到600亿m。加上其他气区和油田伴生气以及煤层气等全 3国天然气产能达到700~800亿m是有把握的。 1.2 西部地区是21世纪我国天然气的供应基地 在全国六大气区之中，西部占了四个，即川渝、陕甘宁、新疆和青海气区，也就是说，除了贵州和云南省外，其余西部各省(区)均有工业气田产出，它们是我国陆上天然气的主要来源。 从资源量看，西部约占全国63%; 从探明储量看，约占全国58%(表3); 3从生产能力上看，到2010年，西部四大气区可达550~600万亿m，约占全国的75%(表2); 这几组数据说明，西部地区将是21世纪我国天然气的主要供应基地。 表3 西部天然气资源量和探明储量 33全国及西部气区 资源量(万亿m) 探明储量(万亿m) 全 国 38 2.2(1999年底) 川 渝 气区 7.18 0.5138 陕甘宁气区 6 0.3300 新 疆 气区 10(塔里木8，准噶尔2) 0.2826 青 海 气区 1.05 0.1575 2 天然气——21世纪我国西部经济新的增长点 21世纪初，西部天然气大开发吹响了西部大开发的号角，随着西气东输工程和其它输气工程的相继完成，西部大多数城市如成都、重庆、西安、兰州、银川、西宁和乌鲁木齐等将在全国率先实现燃能气化，并成为当地经济新的增长点。 ? 天然气首先为西部带来巨大的环境效益。 我们时常所说的由燃 煤造成的污染和酸雨毫无疑问地减少，许多城市的蓝天计划付诸实现。 31998年西部十省区燃料燃烧废气排放总量为11 683亿m，工业废气处理投资54 767万元，按照燃煤与燃气的CO、No和SO排放水平(100:57;2xx 100:20~30;100:0)比较计算，可减少废气排放60%以上，还可大大减少废气处理、消烟除尘等方面投资，并可引发东部和国外的投资效应。 ? 天然气大开发能为西部带来巨额投资。例如西气东输工程首期 3设计供气100亿m，对新疆气田投资200亿元，可使自治区工业增加值增长26.8%，财政收入将有大幅度提高，还能带来大量就业机会。到2010 3年西部起气源头至少可增加400亿m供气能力，即还能带来800亿元的投资。 (3)天然气工业将成为西部的重要产业部门并带动西部天然气化学工业大发展。预计到2010年之后，连接各大气区与人口和工业密集区大中城市的国家级管线(相当公路的“国道”)将互成网络，并与国际管网接通。气网与国家经济息息相关，处于网源的西部地区的战略地位是显而易见的。西北原本是我国石油化工基地，近多年在四川、新疆、云南、青海、陕西和宁夏陆续建成了多家化工企业，天然气大开发之后，这些企业的效益将充分发挥。天然气在化工领域主要是生产合成氨和甲醇的原料，其比油和煤的经济效益高20~30倍。以气作原料建化肥厂，生产工艺系统简单、管理集中、投资少(比油头厂和煤头厂分别少30%和50%，节约13~20亿元)、耗能少(若以气代煤生产合成氨，我国一年可少用1 000万t煤)。 ? 同过境的铁路和公路一样，天然气管道建设可直接激活西部冶金、机械、电力和建材行业以及沿线区域经济开发。从中东、西西伯利亚的例子可以看出，外输油气无不给产地带来好处——利益与发展。 ? 西部地区将成为我国重要的能源工业中心。陕、甘、宁、青、新、川等省区的天然气工业同自己的水电工业、煤炭工业一起将构成我国重要的能源工业中心。 参考文献 [1] 史斗,郑军卫. 我国能源发展战略研究. 地球科学进展，2000，15(4):406~414. 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