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煤系氣——非常規天然氣的“巨無霸”

2019-7-30 9:58:17 來源:中國礦業報 作者:畢彩芹

足彩19074期开奖时间 www.yrrdg.com 2017年,中國地質調查局在貴州六盤水地區實施的楊煤參1井獲得高產穩產工業氣流,最高日產氣量達5011立方米,穩定日產氣量4000立方米以上,實現了我國煤系氣綜合調查的重大突破。初步估算,楊煤參1井所在的楊梅樹向斜煤系氣地質資源量366億立方米,比單純評價的煤層氣資源量提高了6倍。

什么是煤系氣?為什么同一地區的煤系氣資源量會比煤層氣資源量高出數倍之多?煤系氣是指賦存在煤系地層中,由煤系生烴母質在地質演化過程中生成的以甲烷為主要成分的全部天然氣,包括煤層氣、致密砂巖氣、致密碳酸鹽氣、煤系頁巖氣和煤型氣源的天然氣水合物等。通常將煤層氣、致密砂巖氣和煤系頁巖氣稱為“煤系三氣”或“煤系非常規天然氣”,成因上具有“同源共生”的特點。

煤系主要形成于陸相或海陸交互相沉積環境中,賦存在不同構造性質的殘留盆地中。煤系沉積具有顯著的旋回性沉積特征,巖層一般相對較薄,砂巖、泥頁巖、煤層等互層頻繁,幾何形態表現為泥包砂、泥包煤,泥巖層、煤層廣布,單個砂體鑲嵌在煤系中與泥巖、煤層以沉積相變形式產出的三維空間展布格局。獨特的構造—沉積背景使得煤系成為煤層氣、頁巖氣、砂巖氣能夠共生成藏的唯一沉積層系。

煤系沉積相對比剖面示意圖(歐陽永林等,2018)

煤系氣賦存模式圖(王剛等,2018)

煤系烴源巖類型多樣,如煤層、碳質泥巖、暗色泥巖、油頁巖等,累計厚度占比大,有機質含量較高,生氣能力強,氣源充足,為煤系氣成藏提供了良好的物質基礎。煤系儲層類型多樣,從無機儲層(如砂巖、石灰巖等)、混合儲層(泥頁巖)到有機儲層(煤層和油頁巖),有機質豐度逐漸增高,形成了一個不存在自然界限的儲層巖性序列。煤系氣賦存狀態多樣,既有以吸附態為主的煤層氣,又有以游離態為主的致密砂巖氣,還有吸附態與游離態并存的煤系頁巖氣。

煤系中不同物性的巖層頻繁互層,使生儲蓋組合關系多變,同一巖層(如煤層或泥頁巖層)可兼具源巖、儲層和蓋層的功能,導致煤系氣藏類型多樣。“煤系三氣”共生成藏的特點,既與單純的煤層氣、致密砂巖氣、頁巖氣生儲蓋特點不同,更與常規天然氣存在較大差異。煤系中的煤層氣、煤系頁巖氣和致密砂巖氣既相互獨立又具有不同程度的成因聯系與耦合關系,如果地質條件配置有利,可以形成具有工業開發價值的獨立天然氣藏或多類型天然氣資源組合氣藏。

煤系氣是我國非常規天然氣的重要組成部分,有30%以上的非常規天然氣賦存在煤系中或與煤系相關,足見其分量之重。我國是煤炭大國,聚煤時期跨度長、聚煤盆地面積大、煤系層數多且分布范圍廣,多數煤系不僅賦存有大量的煤炭資源,還共伴生有豐富的煤系氣資源。我國煤系氣資源分布不均,資源量較大的盆地主要有沁水、鄂爾多斯、準噶爾、海拉爾等盆地,資源量較大的地區主要有晉、陜、蒙、新、黔、川等。據估算,我國2000米以淺的煤系氣資源總量約為82萬億立方米。

近年來,隨著基礎地質理論研究和勘探開發技術的突破與進步,我國非常規天然氣產業發展勢頭強勁,但資源探明率和利用率整體水平仍較低。針對我國煤系氣埋深較深、儲層較致密、儲層滲透率低和多類型氣藏共生共存的特點,煤系“三氣”單獨開發經濟效益不顯著,“三氣共探共采”理念應時而生。

煤系天然氣藏類型(朱炎銘等,2016)

中國主要含煤盆地分布圖

“三氣共探共采”,顧名思義,即針對多煤層煤系,從單純以“煤層”為儲層的煤層氣視野轉變為以煤系中“煤層、泥頁巖、砂巖”為儲層的煤系三氣視野,擴大資源評價領域和空間,開展煤系天然氣資源“多深度、多類型、全方位”的立體式統籌勘探開發,實現“共生”的多類型天然氣資源“一次勘探、多種發現”。煤系氣立體式綜合勘探開發,不僅能有效節約勘探成本,提高單井的產量和經濟效益,實現煤炭資源的綜合利用和利益最大化,助推煤炭產業轉型升級,而且有利于緩解我國天然氣資源緊缺現狀,對?;ど肪?、改善能源結構和保障國家能源安全具有戰略意義,同時對油氣地質理論創新與勘探開發技術革新也具有積極意義。

我國煤系氣共探共采尚屬探索階段,通過借鑒國際、國內煤系氣合勘共采的成功經驗,在開展先導性試驗及效果評價的基礎上,不斷完善和創新煤系氣共探共采技術方法和模式,逐步推進煤系氣共探共采規?;⒄?,實現“立體勘查、綜合開發、一井多用、節約高效”利用煤系氣資源?!?/p>

(作者單位:中國地質調查局油氣資源調查中心)

網站編輯:宮莉