低碳视角下中国非常规天然气的开发利用前景
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OLICY RESEARCH51摘 要:近年来,中国非常规天然气勘探开发实现了较快发展,特别是页岩气相继获得重要突破,储产量明显提高,日益成为中国天然气增储上产的重要来源,但依然面临政策和技术层面的困境和挑战,增储上产乏力。
总体上,中国煤层气页岩气等非常规天然气勘探开发尚处于初期阶段,具有持续快速发展、实现大幅增储上产的资源基础和潜力。
加快非常规资源开发的挑战与机遇并存。
基于技术和政策两个层面的情景分析结果表明,未来中国非常规天然气开发前景充满不确定性。
为加强非常规资源开发和推进油气增储上产,在不断强化关键技术和工程装备的攻关同时,更需要坚定不移推进油气体制改革,不断完善有关政策,打造确实能促使油气增储上产的体制和政策快车道。
关键词:非常规天然气;煤层气;页岩气;勘探开发;前景;障碍;政策建议Abstract :In recent years, China’s unconventional natural gas E&D has achieved rapid development, especially shale gas has made important breakthroughs one after another, and the reserve & production has significantly increased. However, China still faces difficulties and challenges in terms of policies and technologies, and the weak increase in storage and production. In general, China’s unconventional natural gas E&D, such as coalbed methane and shale gas, is still in its early stage and has the resource base and potential for rapid development and substantial increase in reserves and production while coexistent challenges and opportunities of E&D. The result of scenario analysis based on technology and policy shows that the prospect of unconventional gas development in China is full of uncertainty. In order to strengthen the development of unconventional resources and promote the increase of oil and gas storage and production, we need to continue strengthening the key technology and engineering equipment, unswervingly promote the reform of oil and gas system, keep improving the relevant policies, and create a fast approach to facilitate the increase of oil & gas reserve and production system and policy.Key words :unconventional natural gas; coalbed methane; shale gas; exploration & development; prospects; barrier; policy suggestions中国非常规天然气开发现状与前景及政策建议潘继平( 自然资源部油气资源战略研究中心)Status quo, prospects and policy suggestions for unconventional natural gas E&D in ChinaPAN Jiping(Strategical Research Center of Oil and Gas Resources of Ministry of Natural Resources, PRC)随着清洁低碳能源转型进程加快,中国天然气消费快速增长,保障天然气供应安全的形势日益严峻,迫切需要加大国内天然气资源开发,提高生产供应能力。
[收稿日期]2009202220 [作者简介]赵晨光(19722),男,1997年大学毕业,工程师,现从事测井资料解释研究工作。
非常规天然气系统及其在中国的勘探前景 赵晨光 (中原石油勘探局地球物理测井公司,河南濮阳457001) 刘继东 (中原石油化工有限责任公司,河南濮阳457000) 刘计国 (中国石油勘探开发研究院非洲研究部,北京100083) 张学锋 (中原石油勘探局地球物理测井公司,河南濮阳457001)[摘要]在分析多家国际能源机构在不同时期对常规油气和非常规油气资源评价的基础上,指出非常规气藏资源量约占世界总资源量的四分之一左右,我国非常规气资源潜力巨大,约为我国常规油资源量的3倍,常规气资源量的6倍多,具有广阔的勘探前景。
目前我国非常规油气资源的勘探程度很低,勘探潜力巨大,建议加强基础理论和工程技术的研究力度,为未来的非常规气资源的充分利用创造条件。
[关键词]世界油气资源;非常规气资源;中国;前景[中图分类号]TE121[文献标识码]A [文章编号]100029752(2009)0320193203能源是人类社会存在和发展永不可缺的必需品,是经济发展和社会进步的重要物质基础。
目前全球能源供应和消费的发展趋势从环境、经济、社会等方面来看具有很明显的不可持续性。
我们当前面临着2大能源挑战:①保障可靠的、廉价的能源供应。
②实现向低碳、高效、环保的能源供应体系的迅速转变[1]。
目前来看,天然气是符合这两个条件的,自然界不仅存在着丰富的常规天然气资源,而且蕴藏着巨大的非常规天然气资源。
面对世界快速增长的油气资源需求,非常规天然气在发达国家能源结构中的贡献在逐步增大,相信随着勘探开发技术的进步,非常规气必将成为新一代环保、高效的优质替代能源。
1 非常规天然气资源非常规天然气与常规天然气的区别最初是从经济角度来讲的,除了经济方面的原因外,二者在地质意义上也存在重要的不同。
常规天然气藏一般是以浮力作为运移动力的,以构造和地层形式单个分布;而非常规天然气藏一般不是以浮力作为运移动力而是以扩散方式运移、聚集的,这种气藏具有区域性广泛分布的特点,且一般不依赖于构造和地层圈闭[2]。
低碳经济背景下天然气发展路径浅析1研究背景1.1天然气在低碳经济发展中的重要作用目前,天然气在我国能源消费结构中的比例仅为 3.8%,远低于世界和亚洲平均水平,影响了我国经济发展的质量。
为实现国家提出的到2020年单位GDP二氧化碳排放量在2005年基础上降低40%~45%,必须大力加强天然气的勘探开发和消费利用,大幅度降低高碳含量和高污染煤炭在我国能源消费结构中的比重。
这不仅关系到我国经济和社会平稳较快发展,也是节能减排和低碳发展的必由之路。
1.2天然气在重庆市低碳经济发展中的重要作用重庆市在"十二五"期间,要实现经济建设的可持续发展,离不开对能源的高度重视和正确科学的开发利用。
从以往的经验来看,能源的良好开发利用能为城市带来经济的飞速发展和GDP的明显提高。
但是在后哥本哈根时代,低碳经济已成为全球的共识。
要实现经济的可持续发展,不能以牺牲环境为代价。
就重庆市能源使用现状来看,能源消费结构不够合理。
重庆1997-2008年能源消费结构中一直以煤炭为主,煤炭所占比例基本维持在65%左右。
虽然同期天然气消费比例占13%左右,远高于全国平均水平3.8%,超过了挪威、芬兰、希腊、瑞士、新加坡等经济发达国家和亚太地区的平均水平(10.6%),接近日本(16.6%)和韩国(14.9%),但同世界能源消费结构中,煤炭比重仅为30%左右相比较,重庆能源消费结构与当今世界平均结构相差甚远。
目前重庆地区能源生产的结构性矛盾十分突出。
一次能源中,煤炭基本能保持自给自足并略有剩余外调;石油资源匮乏,原油产量极低,每年需从区外调进大量成品油或原油进行加工;电力生产虽基本能满足区内需求,但水电在能源结构中的比例很低;天然气资源较为丰富,资源量占全国资源总量的15%以上,是全国最重要的天然气生产基地之一,生产的天然气除供区域内消费外,还外供周边省市。
可见,天然气缓解了区域内能源生产和供应的结构性矛盾,打破了煤炭在能源生产和供应结构中一家独大的局面,也弥补了区域内石油资源的不足。
中国低碳能源格局中的天然气随着全球能源消费结构日趋多元化和低碳化,中国海量的人口总量和能源需求日益增加,为了保护环境及缓解对化石燃料高度依赖的风险,中国已经逐渐加速推进国内低碳能源的开发和利用,其中天然气的生产和应用也占据了重要地位。
一、中国天然气资源概况中国的天然气资源被广泛分布于境内许多地区,其中绝大多数天然气储量主要分布于北方、西北地区,其次是西南、东北和海南岛附近地区。
中国天然气总储量大约达到5.5万亿立方米,其中可采储量约为3.3万亿立方米,其占世界天然气资源总量的约3.6%。
根据国家能源局公告,目前我国天然气年产能力已经达到2400亿立方米左右,其中中海油、中石化、中石油等在国内天然气开采领域发挥了重要作用,占据了相当的市场份额。
此外,随着三北地区天然气管网的建造以及日益完善,未来国内天然气应用领域将会得到显著发展。
二、天然气在中国低碳能源中的发展1. 中国天然气的消费结构我国天然气的总消费量在过去十年里增长了近6倍,其中工业和民用行业是消费天然气的主要领域,其中工业行业占到了天然气消费总量的近70%。
数据显示,未来我国天然气的需求将持续稳定上升,到2035年我国天然气消费量有望达到5000亿立方米以上。
2. 天然气在清洁能源中的地位天然气作为一种相对清洁的化石能源,其对环境的影响与其他化石能源相比更少,同时燃烧后也能产生相对较少的二氧化碳等有害物质,因此在目前的能源转型中,天然气已经成为了一个备受推崇的清洁能源代表。
同时,天然气还有其优越的储存、运输和智能化管理等优势,让其更有利于国内能源体系的升级。
预计未来,尤其是在北方地区,天然气的地位将继续被提高,成为低碳发展路线中的重头戏。
三、未来中国天然气的发展趋势1. 建立完善的天然气管网建立完善的天然气管网是天然气输送和应用的基础,对于解决天然气供需不平衡、提高能源利用效率、降低能源生产和使用对环境的影响,都有着至关重要的作用。
尤其是为了解决城市用户对能源依赖和对环境污染的问题,需要大力推动天然气管线的建设,对重点城市和产业园区进行布局和扩建。
我中国低碳能源格局中的天然气近年来,环保和人类生活质量的提高已成为全球共识。
而低碳经济正逐渐成为绿色经济的代名词,是实现环境可持续发展的基础之一。
在低碳轨道上,能源的产、供、储、销环节发生了大量微妙变化。
而天然气则作为潜力较大,且在国内正在快速发展起来的低碳能源,将与煤、油、水电风电等其他能源共同构筑中国低碳能源格局。
本文就探究一下天然气在中国低碳能源中的地位与前景。
首先,以数据层面为依据,天然气在中国能源结构的比重与诸多新兴能源相比尚处于发展阶段。
截至2019年底,国内已累计探明天然气地质储量19375.6亿立方米,其中非常规气储量达到了14663.8亿立方米,占比达75.7%。
但在实际应用方面,2019年全国天然气产量仅为1717.3亿立方米,占全国能源消费总量的8.3%。
根据中国天然气应用与市场研究报告,到2030年,国内天然气消费量有望达到5000亿立方米以上,小区、商业以及工业加气站方面的天然气需求将会大幅增加。
所以,从数据角度看,天然气拥有较大的发展前景。
其次,天然气在低碳能源结构中的优势应该是最为耀眼的。
由于天然气燃烧后几乎不产生二氧化硫和颗粒物等污染物质,相对油炭等传统能源被称作“清洁能源”。
同时,天然气燃烧后产生的二氧化碳排放量远低于煤炭,天然气的能源环境效益也不可小觑。
值得一提的是,在中国空气质量不断下降的当下,可大规模使用的清洁能源意义十分重要,在构建低碳经济发展格局上也发挥着巨大的作用。
除了探究阶段和优势之外,还需考虑到天然气在未来低碳能源布局中的具体行动。
根据中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于全面深化能源改革加快构建清洁低碳安全用能体系的若干意见》中提到了一点:要按照清洁低碳发展要求,积极调整能源结构,发展清洁能源,提高天然气在能源消费中占比。
而在此基础上,引导天然气供应商进行全过程节能减排,鼓励开展多品种低碳化利用。
可见,政策层面也在支持和引导天然气在低碳能源中的地位。
非常规能源的开发及利用前景关键字:新能源太阳能利用现状我国摘要:伴随着科学技术日新月异的进步,人类已经走向了工业文明时代,而这必然以地球上能源与环境的极大消耗作为代价。
地球上蕴含了几千年的常规能源在不久的几十年内消耗殆尽绝不是危言耸听,这样一种现状也就客观上给人类提出了一个新的课题,这就是大力开发和利用非常规能源。
引言:能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。
纵观人类社会发展的历史人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。
能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。
近年来能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点,各国都在从自己本国的国情出发来解决能源与环境题我国来说由于人均能源资源短缺(尤其是油、气、水), 环境容量(亦是资源)有限,西部生态脆弱,这个问题尤为严重它将极大的制约我国的可持续发展以及为中华民族子孙万代预留生存空间。
一.非常规能源分类能源种类繁多而且经过人类不断的开发与研究, 更多新型能源已经开始能够满足人类需求。
根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。
根据利用能源的形态不同, 可将能源分成一次能源和二次能源两类。
根据应用范围、技术成熟程度及经济与否, 又将能源分成常规能源和新能源两类。
煤炭、石油、天然气、水能和核能等都已得到大规模经济开发和利用被称为常规能源而太阳辐射能、地热能、风能、海洋热能波浪能潮汐能等因它们都是开发研究中的能源,尚未得到经济开采利用, 而被称为非常规能源,亦称为新能源。
按来源分为三类来自地球外部天体的能源主要是太阳能地球本身蕴藏的能量。
通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
如原子核能、地热能等。
地球和其他天体相互作用而产生的能量。
如潮汐能。
根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源。
常规能源包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。
新型能源是相对于常规能源而言的包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能以及用于核能发电的核燃料等能源。
第33卷 第3期2012年5月石油学报ACTA PETROLEI SINICAVol.33May No.32012基金项目:中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“低碳关键技术研究”(2011E-24)资助。
第一作者:云 箭,男,1977年6月生,2007年毕业于对外经济贸易大学,现为中国石油大学(北京)在读博士研究生,主要从事能源资源与环境、低碳经济与技术方面的研究。
E-mail:yj.fortune@163.com通讯作者:钟宁宁,男,1960年6月生,1984年毕业于中国矿业大学,现为中国石油大学(北京)教授、博士生导师,主要从事能源资源和环境地球化学的教学和科研工作。
E-mail:nnzhongxp@cup.edu.cn文章编号:0253-2697(2012)03-0526-07低碳视角下中国非常规天然气的开发利用前景云 箭1,2 覃国军2 徐凤银3 李兴春2 钟宁宁1 吴伟涛1(1.中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室 北京 102249;2.中国石油集团安全环保技术研究院 北京 102206; 3.中石油煤层气有限责任公司 北京 100028)摘要:在对美国非常规天然气产业规模化利用研究的基础上,全面分析了中国非常规天然气资源的地质条件和开发状况,并从资源评价、勘探开发和配套政策三方面剖析了制约中国非常规天然气产业快速发展的主要因素。
基于中国在实现低碳转型中所面临的能源利用效率低、供应不足以及碳排放强度大等诸多挑战,依据国际能源署(IEA)在“新政策”情景和“天然气黄金时代”情景关于中国到2035年能源结构的预测,对比分析美国非常规天然气开发利用成果,提出在低碳视角下的“强化非常规天然气”情景。
在该情景下,中国非常规天然气产业将迎来超常规发展时期,到2035年,非常规天然气将成为天然气重要的接替能源,实现对煤炭资源的大幅度替代,能源消耗结构得到优化,低碳能源体系基本形成,温室气体排放速度明显减缓。
关键词:低碳;煤层气;页岩气;致密砂岩气;非常规天然气;前景中图分类号:TE122.2 文献标识码:ADevelopment and utilization prospects of unconventional natural gas inChina from a low-carbon perspectiveYUN Jian1,2 QIN Guojun2 XU Fengyin3 LI Xingchun2 ZHONG Ningning1 WU Weitao1(1.State Key Laboratory of Petroleum Research &Prospecting,China University of Petroleum,Beijing102249,China;2.CNPC Research Institute of Safety &Environment Technology,Beijing102206,China;3.PetroChina Coalbed Methane Company Limited,Beijing100028,China)Abstract:Based on the study of the large-scale utilization of unconventional natural gas in the United States,geological conditions anddevelopment situations of unconventional gas resources in China were investigated thoroughly,and main factors influencing the un-conventional natural gas development in China were addressed from the resource evaluation,exploration technology and governmentalpolicy aspects.In view of severe challenges currently met in the energy sector of China,such as low energy efficiency,scarce energysupply and high carbon emission,an“Extraordinary Unconventional Natural Gas Scenario”was constructed from the perspective oflow-carbon development based on the forecast by“The New Policy Scenario”and“The Golden Age of Gas Scenario”from Interna-tional Energy Agency(IEA).It is estimated under this scenario that China will achieve an extraordinary development in the uncon-ventional natural gas industry by 2035,which will become an important alternative to the conventional gas energy.Hence,coal re-sources will be greatly replaced,the energy consumption structure will be optimized further,a low-carbon energy system will be ba-sically formed and the greenhouse gas emission will decelerate significantly.Key words:low-carbon;CBM;shale gas;tight gas;unconventional natural gas;prospect 人类在发展现代工业、推动城市化进程的同时燃烧了大量煤炭、石油等黑色化石能源,排放了大量的二氧化碳(CO2)气体,由此导致了全球生态系统已超载50%[1],能源利用向以“高效率、低能耗、低污染和低排放”为特征的低碳发展方式转变已成为全球减少温室气体排放、积极应对气候变化、实现可持续发展的必然选择。
天然气属于比较清洁的化石能源,与煤炭相比,在提供同等热值的条件下天然气可实现节能11%~73%、减排CO247%~84%[2],将在全球能源利用低碳转型中承担重要角色。
随着常规天然气资源的日益枯竭和开采难度的不断加大,以煤层气、页岩气、致密砂岩气为主的非常规天然气凭着其资源储量大和分布广泛的优势将迎来黄金发展时期,预计到2030年,全球非常规天然气产量将在2005年的基础上增长5倍, 第3期云 箭等:低碳视角下中国非常规天然气的开发利用前景527尤其是页岩气和煤层气增长最快[3]。
届时,天然气可能超过煤炭成为全球第二大能源。
与常规天然气藏相比,非常规天然气藏是以扩散方式运移、聚集,并具有区域性广泛分布的特点,一般不依赖于构造和地层圈闭。
煤层气、页岩气与致密砂岩气一起构成了当今世界三大非常规天然气。
煤层气形成于煤化过程中,主要有吸附态赋存于煤层孔隙表面、分布在煤孔隙及裂隙、溶解在煤层水中3种赋存形式。
构造演化和水动力条件是煤层气赋存的两大地质控制因素[4],缺乏明显的从烃源岩到圈闭的二次运移过程[5],只有储层压力低于解吸压力时,煤层气才能解吸出来[6]。
页岩气是以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力的泥岩及页岩等地层中的天然气聚集,具有自生自储、无气水界面、大面积连续成藏、低孔低渗等地质特点,构成从吸附聚集、膨胀造隙富集到活塞式推进或置换式运移的机理序列[7],要采用水力压裂和水平井技术才能进行经济开采。
致密砂岩气藏是指一般不受浮力驱动聚集的气藏,赋存于低孔(小于10%)、低渗(小于0.510 3 mD)砂岩储集层之中,含气饱和度低(小于60%)而含水饱和度高(大于40%)[8],在区域上呈连续弥散的聚集,常常与构造和地层圈闭无关[9],一般要经过大型水力压裂改造措施,或者采用水平井、多分支井才能产出工业气流。
由于资源禀赋的约束,中国能源利用面临着效率较低、供应不足以及碳排放强度较高等方面的严峻挑战,未来10~20年是中国工业化、城镇化、农业现代化进程的重要时期,能源需求继续呈刚性上升趋势,“以煤为主”能源消耗特点与“低碳、绿色”能源利用方式的矛盾将越来越突出。
加快天然气勘探开发步伐,大规模实现天然气对煤炭、石油的替代对中国改善能源结构、保障能源安全、削减CO2等温室气体的排放具有重要战略意义。
1 世界非常规天然气资源及开发利用现状1.1 资源分布世界非常规天然气资源量非常丰富,分布广泛。
全球已探明非常规天然气(煤层气、页岩气和致密砂岩气)总资源量为921×1012 m3,是常规天然气资源量(436.1×1012 m3)的2.1倍[10]。
其中致密砂岩气资源量为209×1012 m3,技术可开采储量约为(10.5~24)×1012 m3,已发现的70个致密砂岩气盆地,主要分布在北美、拉美、前苏联、中亚和中国、中东和北非;埋深浅于2 000 m的煤层气资源量约为256×1012 m3,可供开采的煤层气储量达138×1012 m3,主要分布在12个主要产煤国,其中俄罗斯、加拿大、中国、美国、澳大利亚等国家的煤层气资源量均超过10×1012 m3;页岩气的资源量为456×1012 m3,相当于煤层气和致密砂岩气的总和,主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉美、前苏联等地区[11-12]。
1.2 开发利用现状为了调整能源结构、保障能源安全、削减CO2排放,全球掀起了新一轮天然气开发利用高潮。
目前,天然气在全球能源消耗中的比例达到24%,产量突破3.0×1012 m3,其中以致密砂岩气、页岩气和煤层气为代表的非常规天然气承担了重要的角色,这主要得益于非常规天然气勘探开发技术的突破和国际各大油公司通过直接投资、收购、合作等方式的介入。
美国在配套政策鼓励、开发技术进步和基础设施建设等因素的积极推动下,非常规天然气已获得了巨大的成功。
致密砂岩气、煤层气与页岩气的产量分别从1990年的602×108 m3、77×108 m3、57×108 m3增长到2010年的1 748×108 m3、482×108 m3和1 378×108 m3,年均增长分别达到了5.5%、9.6%和17.3%,尤其页岩气产量增长了24.2倍。