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1、非常规天然气资源的开发技术及应用摘要我国的非常规天然气资源储量丰富，如果能够得到合理有效地开发，那么非常规天然气将为我国国民经济的可持续发展提供非常稳定的能源保障。本文主要研究了我国非常规天然气资源的潜力，探讨了目前的开发技术现状，并在最后展望了未来非常规天然气的勘探技术与应用。关键词：天然气；资源；开发目录一、非常天然气资源潜力分析3（一）致密砂岩气3（二）煤层气3（三）页岩气4二、非常规天然气资源开发技术现状4（一）形成了致密砂岩气规模性开发技术系列5（二）初步形成煤层气开发技术系列5（三）对页岩气开发技术开始进行研究5三、非常规天然气资源勘探开发技术展望6（一）加强基础研究，研发不同类型
2、致密砂岩气藏的开发技术6（二）优选煤层气有利目标区，扩大煤层气勘探开发规模6（三）研发适合高阶煤煤层气田的高效勘探开发关键技术6（四）调查页岩气资源分布并查明成藏主控因素6四、总结7参考文献7致谢8我国的非常规天然气资源储量是非常丰富的，如果能够进行有效合理地开发利用，那么非常规天然气资源就会对我国的国民经济可持续发展提供有力的能源保障。现今，我国已经探索到的致密砂岩气藏资源量达到了121012立方米，而且现在还实现了规模化的开采；在我国南海的很多地方都发现了天然气水合物存在的证据。但是，因为非常规天然气的地质情形很复杂、特殊，现有的勘探开发技术还不够成熟适用性也很差，再加上低渗透储层单井产量
3、比较对低等条件的限制，阻碍着非常规天然气开发利用的进程。本文的研究目的是分析非常规天然气资源的潜力，并探讨目前的开发技术现状。非常规天然气开发利用速度的缓慢，将在一定程度上影响我国中国梦的实现，因此，本文的研究具有比较重要的理论意义与实际意义。一、非常天然气资源潜力分析（一）致密砂岩气我国的致密砂岩气藏有着广阔的勘探领域，我国的盆地如：四川、松辽、鄂尔多斯、渤海湾、塔里木、柴达木及准噶尔等都有着构成致密砂岩气藏的地质条件。据估计，中国致密砂岩气藏远景资源总量高达121012立方米，是天然气总资源量(561012立方米)的15。四川与鄂尔多斯盆地的致密砂岩气存储量非常丰富，有着很高的勘探潜力。按
4、照最新的评价结果，川西坳陷侏罗系和上三叠统天然气的资源量大约是181012到251012立方米。，而目前探明的储量大约是2.2108立方米，只是资源总量的10%。现在四川盆地已经发现以及开发了新场、洛带、新都、邛西、马蓬、中坝、平落坝、九龙山、合兴场等气田，但是仍然还有大量可用的资源有待开发和发现。川中地区的南充八角场和遂南气田都在须家河组致密砂岩气藏生产着工业天然气。在鄂尔多斯盆地的北部发现了长北、大牛地、榆林、苏里格等致密砂岩气田。其中苏里格气田是最近几年开发的大气田，探明天然气地质储存量为6025108立方米，是现今我国的一个最大气田，有着强大的开发潜力。（二）煤层气中国的煤层气资源相当
5、丰富，位居世界第三。根据最新的全国油气资源的评价结果，中国埋深2000米以上的45个聚煤盆地的煤层含气量面积达到415104km2，地质资源大约是3681012m3。，资源量超过11012立方米的盆地有准噶尔、伊犁、吐哈、二连、沁水、鄂尔多斯、海拉尔等盆地，还有滇黔桂地区，资源总量为3091012立方米，占到总资源量的84%。埋深1000m之上的煤层气地质资源量为143lO12立方米。可开发利用的资源量为631O12立方米；1000至1500米的煤层气地质资源量为lO61012立方米，可以采用的资源量为461012立方米；1500至2000米的煤层气地质资源总量是1191012立方米。这3种不
6、同深度的煤层气资源量各占1/3，其中深埋1000米以上的煤层气资源是便于开发利用的。中国煤层气藏有着特殊的复杂性，第一：煤层气资源含气饱和度低以及储层压力低。含气量高于4m3/t的聚气区之中含气量饱和度在20%至90%之间，平均约为45。聚气区含气饱和度最高的是东北，其次是华南区、华北区，聚气区最低的是西北。其中煤层气煤储层主要是欠压，储层压力系数均低于1，最低是0.3。第二：受到多期构造活动的影响，煤层损坏，构造煤发育。我国的煤田地质结构复杂，有些含煤盆地需要进行改造，构造的形态也多种多样，煤层破碎，开发难度比较大。构造煤资源大约占1/5，钻井难度比较大。第三：低煤阶煤层气资源量大，而勘探的
7、理论技术不完备。我国的低煤阶煤层气资源量是总资源量的36，但是现在却仍然没有发现能够进行大规模商业开发的煤层气田。现在也主要是在阜新盆地、沁水盆地和鄂尔多斯盆地韩城地区进行商业性的煤层气生产和销售。（三）页岩气我国才刚刚开始着手研究页岩气，还没有进行全国范围内的资源评价。在我国南部，从震旦纪到中三叠世，页岩层发生了广泛的海相沉积，面积达2106km2。二叠系下寒武统等地层分布广、厚度高、成熟度高，有机质丰富是南方地区页岩气发育的有利层位，四川盆地、下扬子以及鄂东渝西地区也是分布的有利区。在四川盆地的下寒武以及下志留统有页岩气出现。塔里木、鄂尔多斯、吐哈等地区的页岩也有着形成页岩气的条件和基础。
8、华北和东北地区，页岩气也可能发生在主力产油气层位的下部或者底部，松辽盆地的中生界、鄂尔多斯盆地的古生界以及渤海湾盆地埋藏较浅的古近系等，泥页岩厚度估计在5O到2000米之间，平均有机碳含量为1%到2%，部分平均值能可高达4%，有机质的成熟度变化比较大。在西北部地区，受现今盆地特点的限制，页岩气更多分布在中生界(三叠系或者侏罗系等)和盆地边缘埋深较浅的古生界泥页岩，有机碳平均含量普遍比较高，成熟度的变化范围比较大。虽然青藏地区的地表环境很差，但古生界的泥页岩地层厚度高，有机质含量很丰富。有机质的热演化程度适宜，也有利于页岩气的发育。二、非常规天然气资源开发技术现状（一）形成了致密砂岩气规模性开发
9、技术系列我国致密砂岩气藏具有低孔低渗、地层压力异常、高毛细管压力、高损害潜力的特点，对于气藏描述、增产改造和钻井完井储层保护等方面也形成了相应的开发技术。对于气藏描述，对气藏不同的主控地质因素也有针对性的建立起了2D或者3D地震压力预测技术、2D或3D道积分反演技术、3D相干数据体技术、以及多井约束地震地层反演技术等。能够追踪含气砂体、描述气藏形态和成功预测富集带等。在钻井和完井的储层保护方面，采用非规则屏蔽暂堵剂、低损害泥浆体系以及适宜的井漏预防技能，建构了屏蔽暂堵钻和完井储层保护的技术。对于储层改造，开创了“小排量、低前置液量以及高砂比”的浅层水力压裂技术，攻克了低温压裂液破胶这一难题，形
10、成了“中砂比、大砂量、大排量”的深层水力压裂技术、复合压裂以及多层压裂技术，克服了压裂液返排这个难题。尽管在开发技术上获得了成功，但是对于气藏的动用程度与采出程度，致密砂岩气藏明显比不上碳酸盐岩气藏和高渗透砂岩气藏，仍然处在规模开发的早期阶段。（二）初步形成煤层气开发技术系列通过研究煤层气开发技术，我国已获得了煤层气地球物理的勘探技术、钻完井技术和增产工艺技术等。尤其是高变质无烟煤煤层气的开采技术，经过多年的努力终于有了进展。对于煤层气地球物理勘探技术，在淮南煤田金进行了三维三分量的地震勘探，初步构建了裂缝发育、煤层厚度和煤层气富集的预测方法，采用纵波方位AVO理论来估计裂隙的方位和密度。对于
11、煤层气钻井完井技术，针对我国高变质低渗透的无烟煤煤层气开发，建立了羽状水平井技术，构建了定向羽状水平钻井完井方案。对于煤层气增产工艺技术，对煤层气水力压裂井进行了统计分析，探索煤岩裂缝展布规律，开发出了煤层水力压裂裂缝诊断测试的方法。另外，还进行了单井注入和单井产出的CO2采气试验，获得了很好的成效。（三）对页岩气开发技术开始进行研究我国还没有着手页岩气的工业性开发，但是已经开始了相关的研究。在勘探开发技术方面，进行了泥岩裂缝气藏的开发，对泥页岩裂缝油气藏钻井和完井技术，改造产层保护低渗透气藏等方面积累了很多经验，具有了分支水平井钻井与压裂增产技术。三、非常规天然气资源勘探开发技术展望因非常规
12、天然气的地质条件的特殊性和复杂性，现有的一些勘探开发技术的适用性比较差、还不成熟，加上低渗透储层单井产量比较低等原因，在进行勘探开发的过程中还有很多需要克服的技术难题，这些都制约着我国的非常规天然气的开发利用的进程。非常规天然气的成藏条件很复杂，储层致密，很强的非均质性，不同的资源有着不同的特征。致密砂岩气藏的特点是：低孔低渗、高毛细管压力、地层压力异常、高损害潜力等；煤层气储层的特点是：低渗透率，低储层压力，含气非均质性强、饱和度低等。现在的非常规天然气开发主要还是参考常规天然气的开采经验，还没有形成特有的技术，不清楚压裂增产过程中裂缝的形成机理，还有待研究。此外，还面对着分支井钻井高失败率
13、的难题。勘探开发非常规天然气面临的技术需求主要有以下四个方面：（一）加强基础研究，研发不同类型致密砂岩气藏的开发技术对于致密砂岩气藏工程的地质基础研究淡薄的情况、减少增产改造过程中的损害等问题，应当逐步加强钻完井储集层的维护配套技术，着重水平井和特殊的工艺井的技术应用，以加强增产改造技术的适应性，构建起各类致密砂岩气藏配套技术。（二）优选煤层气有利目标区，扩大煤层气勘探开发规模对于煤层气勘探程度低的情况，缺乏对成藏要求与分布规律的研究，高产量富集区的预测不准确，有利的目标区却准备不足的特点，应当使用基础研究获得的区块以及采用目标评价方法评价含煤的盆地选区，为煤层气的勘探提供勘探目标。（三）研发
14、适合高阶煤煤层气田的高效勘探开发关键技术中国的煤层气勘探开采技术与装备还不完备，需开发和引进优良的生产工艺技术，比如：钻井技术和多分支的水平井设计，煤层气井的压裂裂缝的检测技术、物理模拟实验技术以及高效排采技术等。（四）调查页岩气资源分布并查明成藏主控因素我国的页岩气资源的成藏机理很特殊，成藏条件具有多样性，有着广泛分布、普遍发育和资源量大的特点。利用石油钻井提供的烃源岩的数据，可以减少勘探页岩气的成本。然而，中国的页岩气资源仍然还没有确定的数据，应当调查资源分布，查明成藏的主控因素。四、总结我国的非常规天然气资源储量丰富，如果能够得到合理有效地开发，那么非常规天然气将为我国国民经济的可持续发
15、展提供非常稳定的能源保障。本文首先深入分析了非常规天然气资源的潜力，从煤层气、致密砂岩气以及页岩气等三个角度展开。其次，本文探讨了目前的开发技术现状，对于致密砂岩气，已经形成了规模性开发技术，对于页岩气与煤层气，则刚刚开始进行研究。自后，本文对未来非常规天然气的勘探技术与应用进行展望。参考文献1叶鹏,刘道平,张健.悬浮气泡表面天然气水合物形成的特性研究J.石油与天然气化工.2013(05)2任韶然,李海奎,李磊兵,张亮,王芳.惰性及特种可燃气体对甲烷爆炸特性的影响实验及分析J.天然气工业.2013(10)3孙腾蛟,罗小平,范厚江,王大伟.地球化学在页岩气勘探开发评价中的应用J.四川文理学院学报.2013(05)4张琦.天然气水合物的生产储运技术及现状J.石油与天然气化工.2013(03)5任闽燕,姜汉桥,李爱山,张潦源,周元龙,邢振宇.非常规天然气增产改造技术研究进展及其发展方向J.油气地质与采收率.2013(02)6张建伟,李晨,赵光强,侯若冰.致密砂岩气的研究与开发利用J.辽宁化工.2013(03)7王淑玲,张炜,张桂平,孙张涛.非常规能源开发利用现状及趋势J.中国矿业.2013(02)8袁峥嵘.页岩气的开发对我国石油化学工业发展格局的影响J.石油和化工设备.2012(09)9王晓梅,赵靖舟,刘新社.苏里格地区致密砂岩地层水赋存状态和产出机理探讨J.
