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1、天然气水合物开采理论与技术,主要内容 第一章 前言 第二章 天然气水合物基础性质第三章 天然气水合物成藏及开采机理,能源是经济和社会发展最重要的战略资源之一，能源的安全程度关系到一个国家的生存和发展。常规能源包括煤炭、石油、天然气、水电、核能和可再生能源（太阳能、风能、生物能等）。我国油气资源的短缺是我国经济发展的瓶颈。天然气水合物是一种非常规的、不可再生的油气资源，它的勘探与开发是由于能源供需现状和它的客观存在所确定的。从油气产量预测中可以看出，人类必须开发新的替补能源，而天然气水合物是一种资源量丰富的清洁能源。从20世纪90年代开始，它就成了国内外的研究热点。本章从能源供需现状及预测开始，
2、简单介绍了天然气水合物的研究进展和天然气水合物的勘探现状及和资源量。,前言,第一节 能源供需现状和预测 第二节 天然气水合物研究进展 第三节 天然气水合物勘探和资源量,第一节 能源供需现状和预测,世界油气供给现状和预测,世界油气供给现状,世界油气供给现状和预测,世界石油供给预测【8】,世界油气供给现状和预测,世界常规天然气峰值产量预测（按地区）,世界油气供给现状和预测,世界常规天然气峰值产量预测（按组织）,世界油气供给现状和预测,OPEC：欧佩克，石油输出国组织 Non-OPEC：非OPEC石油输出国组织 OECD：经济合作发展组织 OECD-Europe：欧洲经济合作组织 Non-OECD：
3、非经济合作组织 IEA：国际能源署 EU：欧洲联盟,世界油气供给现状和预测,美国能源情报署EIA对世界石油产量预测,对世界石油产量预测图,世界油气供给现状和预测,美国能源情报署EIA对世界石油产量预测,世界油气供给现状和预测,石油峰值产量预测理论,世界油气供给现状和预测,几种较实用的石油峰值预测模型,（1）Hubbert模型,世界油气供给现状和预测,几种较实用的石油峰值预测模型,（2）广义翁氏模型,世界油气供给现状和预测,广义翁氏模型预测石油峰值,胡建国、陈元千、张盛宗预测油气田产量和可采储量的新模型J石油学报，1995（1）16，7986,数据来源：,世界油气供给现状和预测,几种较实用的石油
4、峰值预测模型,（3）HCZ模型,世界油气供给现状和预测,几种较实用的石油峰值预测模型,（4）威布尔（Weibull）预测模型,世界油气供给现状和预测,几种较实用的石油峰值预测模型,（5）瑞利模型,世界油气供给现状和预测,几种较实用的石油峰值预测模型,式中，,累积产量，104t；,可采储量，104t；,年产量，104t/a；,最高年产量，104t/a；,最高年产量对应的累积产量，104t；,相应开发年，a；,最高年产量发生的时间，a；,a，b，c系数。,世界油气供给现状和预测,世界石油发现量和产量的变化,该图认为石油发现在20世纪60年代中期就达到了高峰，随后逐年下降，最近几年石油发现量已经低于
5、石油产量。因此预计在近10年石油产量将达到峰值，随后逐年下降。,第一节 能源供需现状和预测,世界能源供给现状和预测,根据美国能源信息署（EIA）的预测,世界能源供给现状和预测,根据World Energy Outlook 2004统计，世界能源供给如下图所示：,Mtoe：百万吨油当量；Hydro：氢能；Nuclear：核能； Other：其它；Gas：天然气；Coal：煤；Oil：石油。,世界能源供给现状和预测,Renewables：可再生能源；Hydroelectric：水电；Nuclear：核能； Coal：煤；Nature gas：天然气；Oil：石油。,根据美国能源信息署（EIA）的预
6、测，节能源供给的百分数如下图所示,世界能源供给现状和预测,根据美国石油地质学家学会（AAPG）1998年统计，世界能源供需关系如下图所示,第一节 能源供需现状和预测,我国油气供给现状和预测,我国石油产量供给现状（数据来源于BP公司统计资料）,我国油气供给现状和预测,我国天然气产量供给现状（数据来源于BP公司统计资料）,未来中国石油需求预测 （单位：亿吨）,我国油气供给现状和预测,我国历年来原油净进口量,我国油气供给现状和预测,1964年，我国依靠洋油的时代已经结束了。1993年又开始进口原油。,第一节 能源供需现状和预测,我国能源供给现状和预测,我国化石能源资源探明储量中，90%以上是煤炭，人
7、均储量仅为世界平均水平的二分之一。1999年，我国人均石油储量仅为世界平均水平的11%；天然气仅为4.5%；即使储量最丰富的煤炭，人均储量也仅为世界平均水平的79%。,我国能源需求预测分析,注：能源消费弹性系数是反映能源消费增长速度与国民经济增长速度之间比例关系的指标。 其计算公式：能源消费弹性系数能源消费量年平均增长速度国民经济年平均增长速度。,我国能源供给现状和预测,第一节 能源供需现状和预测,世界能源需求现状和预测,根据world energy outlook 2004统计，世界能源需求（Mtoe）,*年均增长速度 Mtoe：百万吨油当量,世界能源需求现状和预测,根据world ener
8、gy outlook 2004统计，世界能源需求（Mtoe）,Mtoe：百万吨油当量； Other renewables：其他可再生能源；Biomass and waste：生物能；Heat：地热能；Electricity：电能；Gas：天然气；Oil：石油；Coal：煤。,第一节 能源供需现状和预测,我国能源需求及政策,（1）经统计表明，国民经济生产总值每增加1%，则需要石油增加0.7%。经保守预测：,1993年我国开始成为净进口国，2002年进口7184万吨，2004进口已超过1亿吨，已经占石油消费量的30%以上， 2020年 进口量将超过石油消费量的50%。,我国能源供需矛盾,我国能源需
9、求及政策,我国能源供需矛盾,（2）已开发油田大部分已进入特高含水期，开发成本高,1999年大庆油田的主力油田喇嘛甸、萨尔图、杏树岗油田的综合含水已分别达到90.85%、85.77%、85.46%。1997年 胜利油田的主力油田胜坨、孤东、孤岛油田的综合含水已分别达到94.37%、92.51%、94.17%。,（3）新发现的油田有以下几种趋势,地面环境进一步恶化沙漠 深海 油田储量规模减小,油田质量变差低渗 稠油 裂缝 井深,我国能源需求及政策,我国能源供需矛盾,（4）世界经济全球化,国际油价变化莫测,两伊第一次大规模战争爆发 $38/桶 (￥2500/T),伊拉克增产、亚洲由于金融危机而石油需
10、求增长为零、世界石油储存量增加导致世界油价持续下跌 $10/桶 (￥800/T),我国能源需求及政策,我国能源供需矛盾,（1）充分利用国内外两种资源,国内资源 按照“调整东部、发展西部、加快海上”战略方针，依靠西部和海上原油产量的增长，接替东部地区产量的递减，保障全国原油产量稳中有增。 加强新区领域勘探，力争每年新增可动用储量11.5亿吨。 积极推广以扩大注水波及体积为中心的高效采油技术，加大三次采油新技术的应用。,我国能源需求及政策,对策,国外资源加快实施“走出去”战略，建立可靠的海外石油基地，争取到2020年，海外权益油达到7000万吨左右，约占当年石油进口量的1/3左右。,我国能源需求及
11、政策,对策,（2）建立海外多元化的石油贸易体系，分散石油供应的风险,改变当前石油进口50%以上来自中东，85%途经马六甲海峡现状。,我国能源需求及政策,对策,中 东 地 图,我国能源需求及政策,对策,马六甲海峡图,新加坡,印尼,中东,马来西亚,中国,我国能源需求及政策,对策,（3）加快建立石油战略储备和商业储备,根据经验，我国的石油战略储备量可按90天进口量考虑，并建立企业的商业义务储备。,我国能源需求及政策,对策,（4）充分利用天然气资源,我国天然气资源量为12万亿m3左右，截至2002年底，已累计探明2.6万亿m3,还处于勘探早期。2002年底，我国天然气剩余可采储量2万亿m3，储采比高达
12、61：1。,我国能源需求及政策,对策,我国能源需求及政策,我国能源政策,第一节 能源供需现状和预测,天然气水合物能源供给预测,天然气水合物是21世纪的新型清洁能源，近年来倍受关注。它具有储量巨大：储量约21016m3，有机碳约占全球有机碳的53.3，为现有石油、天然气和煤总碳量的2倍，是剩余天然气储量的136倍(1.561014m3) 。,陆地占29%,海洋占71%,7.8%,63.9%,天然气水合物占地球面积的71.7%,27%,90%,71.7%,陆地,海洋,天然气水合物能源供给预测,天然气水合物资源量巨大,人类未来能源的希望,天然气水合物:10,000,（Kvenvolden,1993
13、）,前言,第一节 能源供需现状和预测 第二节 天然气水合物研究进展 第三节 天然气水合物勘探和资源量,第二节 天然气水合物研究进展,天然气水合物研究的三个阶段,天然气水合物研究的三个阶段,第一阶段第一阶段是从1810年Davy发现天然气水合物和次年对气水合物正式命名并著书立说到20世纪30年代初。在这120年中，对气水合物的研究仅停留在实验室。 第二阶段第二阶段是自美国Hammerschmidt 1934年发表了关于水合物造成输气管道堵塞的有关数据后，人们开始注意到气水合物的工业重要性，从负面加深了对气水合物及其性质的研究。在这个阶段，人们关注研究其组成、结构、相平衡和生成条件，研究主题是工业
14、条件下水合物的预报和清除、水合物生成阻化剂的研究和应用。,天然气水合物研究的三个阶段,第三阶段20世纪60年代，特罗费姆克等发现了天然气可以以固态形式存在于地壳中。可以说，从60年代至今，全球气水合物的研究跨入了一个崭新的阶段第三阶段，世界各地科学家对气水合物的类型和物化性质、自然赋存和成藏条件、资源评价、勘探开发手段以及气水合物与全球气候变化和海洋地质灾害的关系等进行了广泛而卓有成效的研究。,第二节 天然气水合物研究进展,五次天然气水合物国际会议及其主题,五次天然气水合物国际会议及其主题,第二节 天然气水合物研究进展,我国天然气水合物会议,我国天然气水合物会议,1998.6月，中国科学院科技
15、政策局组织召开以“中国天然气水合物的研究开发前景”为主题的21世纪能源科学发展战略研讨会；中国科学院兰州冰川冻土研究所提出开展“青藏高原永久冻土层的天然气水合物”的研究工作。 1999年10月2930日在兰州，中国科学院兰州地质研究所和中国石油天然气集团公司勘探开发科学研究院共同主办的“天然气水合物学术研讨会” (ISNGH，International Symposium on Natural Gas Hydrates)。 2001.2中国召开了主题为“天然气水合物研究现状及我国的对策”的香山科学会议第160次学术讨论会。,我国天然气水合物会议,2003年10月15日16日在青岛举办“未来海底
16、新能源天然气水合物国际研讨会”。 2003年10，由中科院人事教育局资助主办、广州能源研究所承办的“中国科学院天然气水合物学术研讨会” 在广州能源所五山创新园区召开。 2004年4月，CODATA天然气水合物工作组中国地区会议在北京举行。 2005年7月由国家863计划资源环境领域办公室主办的“天然气水合物勘查开发关键技术研究发展战略座谈会”在北京召开。 2005年12月，中海石油总公司和中国科学院联合在北京举办“天然气水合物技术研讨会”。,前言,第一节 能源供需现状和预测 第二节 天然气水合物研究进展 第三节 天然气水合物勘探和资源量,第三节 天然气水合物勘探 和资源量,勘探现状,勘探现状,目前天然气水合物的勘探技术正朝着多样化方向发展,
