非常规天然气的勘探和开发

西安科技大学研究生考试试卷

学 号 200911549

研究生姓名 _ 蔺 亚 兵

班 级 ___09-11班

考 试 科 目 地质学新进展

考 试 日 期 __2010年1月_

课 程 学 时 _____ 54______

开（闭）卷 ___ 开 卷___

题号

分数 阅卷人

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

总分

注 意 事 项

1、考生必须遵守考场纪律

2、答题必须写清楚题号

3、自己要清楚，保持卷面清洁

4、试题随试卷一起交回（试题写在黑板上时，答题时应该抄

题） 1 中国非常规天然气研究与开发现状

蔺亚兵

（西安科技大学，陕西 西安710054）

摘要：我国非常规天然气(煤层气、致密砂岩气、天然气水合物和页岩气等)资源量合计为258×1012m3，约为常规天然气资源量的4.6倍。因此我国非常规天然气资源丰富，合理有效地开发可为中国经济的可持续发展提供能源保障。致密砂岩气藏远景资源量超过12×1012m3，已经实现规模开发；煤层气勘探在高中阶煤中取得突破，在沁水盆地和韩城等地已形成井网式排采；页岩气研究刚刚起步，四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等具有良好的页岩气成藏和开发条件；在中国南海和青海多处发现天然气水合物存在的证据。但是，由于非常规天然气地质条件具有复杂性和特殊性，现有的部分勘探开发技术适用性差、不够成熟，加之低渗透储层单井产量低等因素，严重制约了非常规天然气开发利用的步伐。因此应加强以下工作:研发不同类型致密砂岩气藏的开发技术；优选煤层气有利目标区及扩大勘探开发规模；研发适合高阶煤层气田的高效勘探开发关键技术；调查页岩气资源分布并查明成藏主控因素；开展天然气水合物资源评价。

关键词： 非常规天然气 致密砂岩气 煤层气 页岩气 天然气水合物

天然气水合物勘探开发技术研究

摘 要：天然气水合物广泛分布于陆域的永久冻土与深海沉积物内，是人类十分理想的替代能源。本文重点探讨了我国天然水合物资源在勘探开发技术方面的进展，并以此为基础，对我国天然气水合物的开发技术提出几点建议。

关键词：天然水合物;开发技术;勘探技术;进展

天然气水合物又被称作可燃冰，具体指低温高压环境下，水与天然气所形成的笼形、冰态化合物，其实质是天然气在自然界中特殊的存在形式，广泛分布于水深300米以下的海洋与陆地中的永久冻土中，其显著特点为储量大、分布广。本文将对我国天然水合物资源的勘探开发技术展开探讨。

1 天然水合物资源的勘探开发技术进展

1.1 成藏机理的研究

我国于2008年9月，正式开始研究南海天然气水合物资源的开采基础和富集规律，将此项研究命名为“973”项目，分别从地质条件、热力学条件以及气源条件等不同的角度，对我国天然气水合物的成藏机理进行了分析与探讨，以便对其成藏规律展开更详尽的研究。最后通过汇集研究成果，形成了一本详明的专集，并获得国内外一致好评与认可。

1.2 勘探技术的研究

我国于1999年在南海的北部陆坡区域对天然气水合物进行了深度调查与研究，其工作量相当庞大，主要包括对4470千米的近海区域进行高分辨率多道地震的采集与处理，在海底浅表层设置138个站位进行地质取样，设置59个站位进行海底摄影，其中，浅层剖面的厚度达到2100千米。此项调查与研究取得了一定的成果，终于发现天然气水合物资源所存在的一些地球化学、物理以及地质方面的异常标志，并初步证实：在我国海域中有天然气水合物资源的存在。

我国于2002年正式启动了被命名为“118专项”的天然气水合物的调查与研究项目，专门对其关键技术展开深入研究。2006年，我国启动“”计划，再次对如何勘探与开发天然气水合物资源的一些关键技术展开研究，此计划被定义为重大专项，并设置了7个相关课题，主要包括如何勘探、取心、成藏以及开采天然气水合物等方面的内容。此项研究最大的收获就是分别从陆上与海上获得了天然气水合物的真实样品，为我国勘探技术的进展奠定了扎实的基础。

非常规天然气的勘探和开发

随着全球经济的快速发展和人们对能源需求的不断增长，传统石油和天然气资源已经无法满足当今社会的能源需求，因此，寻找新的能源资源成为了当务之急。非常规天然气的勘探和开发，正成为解决供需矛盾的一种重要方式。

一、非常规天然气简介

非常规天然气（Unconventional Natural Gas）指的是无法通过传统的天然气勘探和开采方法获得的天然气资源。通常包括煤层气、页岩气和油砂气等。这些天然气资源虽然在地质条件和储量方面不如常规天然气，但由于勘探难度大、开发成本高等特点，因此具有较高的商业价值。

在非常规天然气中，最常见的是煤层气。煤层气指的是储存在煤层中的天然气。煤层中的天然气是由煤的吸附（adsorption）和生物发酵等作用形成的。与传统天然气相比，煤层气具有密度小、气质纯、温室气体排放低等优点。

页岩气是指储存在页岩层中的天然气。页岩气具有规模大、储量丰富、勘探难度大等特点。油砂气是指储存在油砂层中的天然气。油砂层中的天然气由于被油砂包裹，因此开采难度更大，但由于储量巨大，也是一种重要的非常规天然气资源。

二、非常规天然气勘探技术

非常规天然气作为新兴资源，其勘探技术与传统的勘探技术有很大的不同。传统天然气勘探主要是通过在岩石中寻找地层构造或油气运移通道等方式，确定油气储藏位置，然后通过钻井等方式进行勘探和开采。而非常规天然气勘探则需要应用新的技术手段，如地震勘探、钻井技术、压裂技术等。

地震勘探是非常规天然气勘探的第一步，其主要功能是确定煤层或页岩气等非常规天然气的储藏位置和规模。地震勘探通过遥感、声波等多种手段，对地下岩层做出三维成像，以获得煤层或页岩气的分布情况和储量估算信息。

钻井技术是非常规天然气勘探的重要手段。受非常规天然气储藏层的特殊性质影响，非常规天然气勘探钻井技术需要更长的井柱、更深的钻井深度、更高的精度和更强的井壁强度。因此，非常规天然气勘探的钻井技术要求更高。

什么是非常规天然气非常规天然气是指那些难以用传统石油地质理论解释，在地下的

赋存状态和聚集方式与常规天然气藏具有明显差异的天然气聚集。

在近200年的油气勘探开发历史中，关于油气成因问题，过去有过长

期的激烈争论，近些年来争论又起。

19世纪70年代以来，油气成因问题逐步形成无机生成和有机生

成两大学派。但由于世界上已发现的油气田99.9%分布在沉积岩中等

重要事实，特别是20世纪70年代法国蒂索建立干酪根热降解生烃演

化模式，提出干酪根晚期生烃学说，使有机生成理论深入人心，干酪

根生烃学说风靡全球，成为传统意义上的油气勘探的主导理论。按照

该理论和成藏模式找到的油气藏，人们通常视其为常规油气藏。

但是，在干酪根晚期生烃理论广泛为国际石油界所接受的同时，

世界各国勘探实践中的新的发现对传统油气理论提出了挑战。例如，在根本不具备成熟烃源岩的地区不断发现存在有“未成熟-低熟”石

油，表明自然界确实存在数量可观的早期生成的非常规油气资源。世

界上已在美国、前苏联、法国、委内瑞拉等21个盆地中发现了75个

埋深大于6000米的工业油气藏。这按传统理论是无法解释的，可见

在合适的地质地球化学条件下，超埋深的烃源岩仍可生成工业规模

的烃类气体。自20世纪60年代以来，荷兰格罗宁根大气田、北海及

其他各地一系列大气田的发现均与中、新生代煤系有关，其气体组分

和成因分析表明，这也是有别于干酪根生烃说的另一类的天然气。此

外，近年无机成因理论再次引起人们的关注，已有很多迹象表明，甲

烷也可有无机成因的来源。勘探实践中陆续有新的发现难于用传统的

油气生成理论解释，故而，人们将此类天然气视为非常规天然气。

科学界对于天然气组分的异同，或原始母质、生成环境、赋存状

态差异等方面的认识尚需深入，因而关于非常规天然气概念还有待进

一步的厘定。通常所说的非常规天然气是指那些难以用传统石油地质

理论解释，在地下的赋存状态和聚集方式与常规天然气藏具有明显差

异的天然气聚集。目前已进行工业规模开采的非常规天然气主要有以