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中国非常规天然气资源基础与开发技术 前言 ??? 非常规天然气是指在成藏机理、赋存状态、分布规律或勘探开发方式等方面有别于常规天然气的烃类(或非烃类)资源，主要指致密砂岩气、煤层气、页岩气、天然气水合物等。摸清中国非常规天然气资源潜力，拓宽勘探领域，对于增加天然气资源后备储量，提高天然气产量，具有重要的战略意义。 1 非常天然气资源潜力分析 1.1 致密砂岩气 ??? 中国致密砂岩气藏勘探领域广阔，四川、鄂尔多斯、松辽、渤海湾、柴达木、塔里木及准噶尔等10余个盆地都具有形成致密砂岩气藏的有利地质条件。据预测，中国致密砂岩气藏远景资源量超过12×1012m3，占天然气总资源量(56×1012m3)的1/5以上[1]。其中四川和鄂尔多斯盆地的致密砂岩气较为丰富。 ??? 四川盆地致密砂岩气资源量较为丰富，勘探潜力大。根据必威体育精装版评价结果，川西坳陷侏罗系与上三叠统天然气资源量为1.8×1012～2.5×1012m3，而目前的探明储量约为2200×108m3，仅占资源量的10%左右。在四川盆地已发现并开发中坝、平落坝、九龙山、合兴场、新场、洛带、新都、邛西、马蓬等气田，但仍有大量的资源有待发现[2]。川中地区遂南、南充、八角场气田均在须家河组致密砂岩气藏生产工业天然气。 ??? 鄂尔多斯盆地北部已发现苏里格、榆林、长北、大牛地等致密砂岩气田。苏里格气田是近年来发现的大气田，探明天然气地质储量6025×108m3，为目前中国最大的气田，具有极其广阔的开发潜力[3]。 1.2 煤层气 ??? 中国煤层气资源丰富，继俄罗斯和加拿大之后居世界第三位。据必威体育精装版一轮全国油气资源评价结果显示，中国45个聚煤盆地埋深2000m以浅的煤层含气面积41.5×104km2，地质资源量为36.8×1012m3，其中资源量大于1×1012m3的盆地包括伊犁、吐哈、鄂尔多斯、准噶尔、海拉尔、二连、沁水等盆地，以及滇黔桂地区，资源量共计为30.9×1012m3，占其总资源量的84%。埋深1000m以浅的煤层气地质资源量为14.3×1012m3，可采资源量为6.3×1012m3；1000～1500m的煤层气地质资源量为10.6×1012m3，可采资源量为4.6×1012m3；1500～2000m的煤层气地质资源量为11.9×1012m3。3种深度范围的煤层气资源量各占近三分之一，其中1000m以浅的煤层气资源最有利于开发。 ??? 中国煤层气藏有其独特的复杂性和特殊性[4]，具体表现在如下结果方面：①煤层气资源含气饱和度低，储层压力低。含气量大于4m3/t的聚气区里，含气饱和度在20%～91%之间，平均为45%。东北聚气区含气饱和度最高，其次是华南聚气区、华北聚气区，西北聚气区最低。煤层气煤储层以欠压为主，储层压力系数普遍小于1，最低为0.3。②受多期构造活动影响，煤层破碎，构造煤发育。中国煤田地质构造复杂，部分含煤盆地后期改造较强，构造形态多样，煤层破碎，开发难度大。构造煤资源占五分之一左右，煤层力学强度低，钻井难度大。③低煤阶煤层气资源量大，勘探理论技术不成熟。中国低煤阶煤层气资源量占总资源量的36%，但研究工作较少，目前尚未发现可供大规模商业开发的煤层气田。 ??? 目前主要在沁水盆地、阜新盆地和鄂尔多斯盆地南部的韩城地区初步实现了煤层气的商业性生产、销售和利用。 1.3 页岩气 ??? 中国页岩气的研究刚刚起步，尚未开展全国范围内的资源评价。国内外不同机构对中国页岩气资源量进行了预测，但差别较大(见表1)。 表1 中国页岩气资源量预测表 范围 资源量(1012m3) 机构 年份 中国 100 Rogner 1997 中亚和中国 99.9 Kawata和Fujita 2001 中国(主要地区) 15～30 科罗拉多矿业大学(John B.Curtis) 2002 中国 35 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 2008 在中国南方地区，从震旦纪到中三叠世，页岩层发育了广泛的海相沉积，分布面积达200×104km2。下寒武统、上奥陶-下志留统以及二叠系等地层分布广泛、厚度大，有机质丰富、成熟度高，是南方地区区域上的页岩气发育最有利层位，四川盆地、鄂东渝西及下扬子地区是平面上分布的有利区[5]。在四川盆地下寒武和下志留统已发现页岩气显示。鄂尔多斯、塔里木、吐哈等其他地区的页岩也具有形成页岩气的基础与条件。 ??? 在华北-东北地区，页岩气更可能发生在主力产油气层位的底部或下部，区域上的古生界、鄂尔多斯盆地的中-古生界、松辽盆地的中生界、渤海湾盆地埋藏较浅的古近系等，泥页岩累计厚度介于50～2000m，平均有机碳含量为1.0%～2.0%，局部平均值可超过4.0%，有机质成熟度变化较大[6]。 ??? 在西北部地区，页岩气分布更多地受现今盆地特点的约束，区域上分布的中生界(