中國非常規(guī)天然氣現(xiàn)狀與問題及解決方案剖析

中國特殊規(guī)自然氣

資源、現(xiàn)狀、問題及解決方案陜西省處在國家西部和鄂爾多斯盆地腹部，特殊規(guī)自然氣（致密氣、煤層氣、頁巖氣）特殊豐富，開發(fā)特殊規(guī)自然氣陜西省得天獨厚開發(fā)鄂爾多斯盆地常規(guī)、特殊規(guī)自然氣，替代高碳能源資源，本身就是一種更高效更平安的能源利用方式鄂爾多斯盆地特殊規(guī)自然氣開發(fā)走在了全國的前列，稱之為“特殊規(guī)自然氣開發(fā)之父”，并在全球產(chǎn)生了特殊重要的影響中國特殊規(guī)自然氣開發(fā)總體上尚處于探討、試采、規(guī)模開發(fā)初期階段資源、現(xiàn)狀與問題所謂特殊規(guī)自然氣資源，是指尚未充分相識、還沒有可以借鑒的成熟技術(shù)和閱歷進(jìn)行規(guī)模開發(fā)利用的一類自然氣資源。特殊規(guī)自然氣在中國屬于新能源的范疇。1、特殊規(guī)自然氣定義新能源定義：所謂新能源，是指相對于傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，包括目前正在開發(fā)利用或主動探討、有待推廣的能源，稱之為新能源。主要包括特殊規(guī)油氣、可再生能源，以及核能、煤制氣等14種能源。2、特殊規(guī)自然氣的概念致密氣：是指比較常規(guī)儲層更致密的砂巖（碳酸鹽、火山巖）中聚集的自然氣。單井一般沒有自然產(chǎn)能或自然產(chǎn)能低于工業(yè)氣流下限一類自然氣資源。（以前稱低滲透特低滲透或超低滲透自然氣）。煤層氣：是指主要以吸附方式存（少量游離在煤層裂隙中）在于煤表面和微裂隙中的自然氣，俗稱瓦斯氣。頁巖氣：是指以游離和吸附方式存在于頁巖內(nèi)部微小孔隙、裂縫和礦物、有機(jī)物表面的自然氣?？扇急菏侵缸匀粴馀c水在低溫高壓條件下形成的固態(tài)結(jié)晶物，又稱自然氣水合物。類型儲層源儲關(guān)系成因運聚機(jī)理成藏機(jī)理賦存狀態(tài)致密氣致密砂巖近源生物成因熱成因活塞式運移活塞式氣水推進(jìn)以游離態(tài)為主煤層氣煤層源內(nèi)熱成因生物成因吸附吸附與解吸平衡吸附態(tài)為主頁巖氣頁巖源內(nèi)熱成因吸附活塞式運移吸附與復(fù)雜滲流共存吸附與游離共存特殊規(guī)自然氣成藏機(jī)理3、常規(guī)與特殊規(guī)油氣源儲關(guān)系油氣資源源內(nèi)源外特殊規(guī)油氣資源常規(guī)與特殊規(guī)油氣資源常規(guī)油氣資源特殊規(guī)油氣資源石油自然氣致密氣(砂巖、碳酸鹽、火山巖)致密油（同上）油砂（疏松）油砂巖（致密）頁巖油(砂頁泥巖互層)頁巖氣（砂巖、碳酸鹽等）油母頁巖（露頭、淺層）煤層氣自生自儲源內(nèi)聚集二次運移或近源成藏（短距離）80%20%可燃冰，是個例外，可能是化學(xué)生成。4、中國特殊規(guī)自然氣資源量致密砂巖氣：100萬億立方米（社會機(jī)構(gòu)評估）煤層氣：36.8萬億立方米（國家三輪資源評估）頁巖氣：134萬億立方米（國家國土資源部評估）（海相300，海陸過渡200，陸相290）可燃冰：206萬億立方米（中國工程院探討成果）常規(guī)自然氣：56萬億立方米。特殊規(guī)自然氣資源476.8億立方米。注：美國機(jī)構(gòu)評估136萬億立方米，中國石油評估100萬億立方米（2005年）。中國特殊規(guī)自然氣可采資源量（落實資源量）

致密氣9-13萬億立方米（中值11萬億立方米，已探明4萬多億立方米）

煤層氣11萬億立方米

頁巖氣10-13萬億立方米（中值11.5萬億立方米）

（美國能源署36萬億立方米，美國能源信息署26萬億立方米，中國有關(guān)機(jī)構(gòu)評估45萬億立方米）5、中國特殊規(guī)自然氣開發(fā)覺狀（2011）致密氣：271億立方米（256億立方米。僅次于美國）煤層氣：115（23+92）億立方米（106.1億立方米。世界其次）頁巖氣：0.3億立方米（主要為試采產(chǎn)量。2012.6.累計70口井，成功率70%）可燃冰：探討階段常規(guī)自然氣：1004億立方米(包括特殊規(guī)自然氣，可能未包括煤層氣)中國代表性的頁巖氣發(fā)覺井，（中國石油）川南長寧，威201-H1井,日產(chǎn)13萬立方米（中石油、殼牌）富順-永川，陽201井，日產(chǎn)43萬立方米（中國石化）涪陵元壩元21井，日產(chǎn)50，7萬立方米6、中國特殊規(guī)自然氣發(fā)展規(guī)劃致密氣：預(yù)料2015年致密氣產(chǎn)量550億立方米，2020年800億立方米，2030年1000億立方米。（規(guī)劃年探明儲量5000億立方米。目前探明儲量接近4萬億立方米）。煤層氣：2010年煤層氣產(chǎn)量100億立方米（其中地面開采50億立方米、井下巷道抽排50億立方米）；2020年產(chǎn)量300億立方米；2030年產(chǎn)量500億立方米。頁巖氣：2015年頁巖氣產(chǎn)量65億立方米，2020年產(chǎn)量為600-1000億立方米。（規(guī)劃探明地質(zhì)儲量6000億立方米，可采儲量2000億立方米）?？扇急?015年前勘探評價，2020年試驗性開采，2030年商業(yè)性開發(fā)。常規(guī)氣、煤層氣、致密氣、頁巖氣，2015年，1000、300、500、40；2020年,1300、500、800、200；2030年，1500、900、1000、600。（1）可持續(xù)（還在生成）；（2）高效、低耗；（3）綠色、低碳；（4）低污染或無污染，有利于環(huán)境疼惜。新能源，是志向社會的特征，也是人類社會發(fā)展的志向目標(biāo)。新能源，將成為一個國家再次成功的象征。新能源，將創(chuàng)建一個人與自然和諧的社會。7、特殊規(guī)自然氣資源屬于清潔能源假如說煤炭是高碳，石油是中碳，那么特殊規(guī)自然氣就是最現(xiàn)實的低碳資源。其特性如下：分子結(jié)構(gòu)簡潔，80％－99％是甲烷氣體；熱值高，每立方米甲烷氣體的熱值是50200千焦；低碳，削減了高碳排放的機(jī)會；低污染或無污染。開發(fā)特殊規(guī)自然氣是實現(xiàn)低碳社會的最佳選擇！8、特殊規(guī)自然氣資源屬于低碳資源9、特殊規(guī)自然氣資源的本質(zhì)性特征特殊規(guī)自然氣，屬于“邊緣資源”、“邊際資源”，是徹頭徹尾的低品位“貧礦”?！暗蜐B透、低孔隙、低豐度”，致密砂巖氣還存在“低壓”，是最基本的地質(zhì)特征?！八牡汀钡谋囟ǎ皇恰岸嗑彤a(chǎn)”；二是技術(shù)難度大；三是開發(fā)建設(shè)投資大，生產(chǎn)運行成本高。如何開發(fā)此類資源？怎樣開發(fā)此類資源？是擺在工程師和決策者面前不行逾越的問題。特殊規(guī)自然氣開發(fā)是一個“過程性概念”，特別是開發(fā)技術(shù)的成熟、價格的合理等，特殊規(guī)自然氣資源，可轉(zhuǎn)化為“常規(guī)資源”開發(fā)。轉(zhuǎn)化的主要條件是：

1、主體開發(fā)技術(shù)達(dá)到成熟程度；2、開發(fā)方式具備規(guī)模化、集約化特性；3、油價穩(wěn)定在60－80美元之間；4、常規(guī)油氣資源勘探難度增大和開采量的削減。10、特殊規(guī)自然氣開發(fā)是一個過程性概念可能的解決方案首先，是理念問題（低品位資源開發(fā)工程觀）針對本質(zhì)性特征：低品位，貧礦，邊際、邊緣樹立“從簡、從省、適用新技術(shù)”?！耙磺辛粢鈱嶋H效果”?！暗统杀鹃_發(fā)”（為開發(fā)降低每一分錢而努力）?？茖W(xué)技術(shù)工程以科學(xué)的看法。科學(xué)是什么？是發(fā)覺。探究低品位資源開發(fā)的規(guī)律。適用的技術(shù)手段。技術(shù)是什么？是獨創(chuàng)，是改造環(huán)境以實現(xiàn)某種特定目標(biāo)的特定的方法。運用工程的集成和造物，變更資源開發(fā)的形成方式。工程是什么？是造物、是集成。是一種人造物活動。造物是什么？造物是變更事物性狀的集成性活動。國內(nèi)外成功閱歷是：“特殊規(guī)資源開發(fā)，必需走一條特殊規(guī)開發(fā)之路”，堅決不移的“技術(shù)為先，致力于低成本開發(fā)”。1、識別資源（識別上的差距，在與參數(shù)測定，而參數(shù)測定在于識別的技術(shù)和手段；具體包括巖性、物性、含油性、電性、源巖特性和脆性<頁巖氣><Ro、TOC、P、H>等）2、預(yù)料資源的壽命周期（相識與機(jī)會->探究與發(fā)展->評價與開發(fā)->生產(chǎn)->衰竭；最佳生命周期或全生命周期，使資源價值最大化和最優(yōu)化）3、貝葉斯信念網(wǎng)絡(luò)評估（基于概率推理的圖形化網(wǎng)絡(luò)，直觀描述事物之間的因果關(guān)系）4、從烴源巖到自然氣貯存（原生原儲，即原地論）5、層序地層學(xué)的作用（揭露泥巖儲油氣巖特性及對其應(yīng)用困難限制中的作用）6、致力于低成本技術(shù)開發(fā)（從“探討、應(yīng)用、培訓(xùn)”三個環(huán)節(jié)，到“鑒別機(jī)會、評價、商業(yè)應(yīng)用”三個步驟）7、定義“甜點”及可能的富集區(qū)（康玉柱院士7條件：孔滲、裂隙、層理、脆性、薄夾層、壓力大?。?、使自然氣資源開發(fā)發(fā)揮到物理極限（儲層厚度與有效厚度；多段改造；最終的采收率）其次、建立資源開發(fā)的高端模型

“二元論”，即“技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新”結(jié)合，集中配置人力、物力、投資、組織等要素，通過集成與集約，以較低的成本實現(xiàn)開發(fā)目標(biāo)。二元論技術(shù)創(chuàng)新管理創(chuàng)新基礎(chǔ)研究認(rèn)識研發(fā)核心技術(shù)集成配套技術(shù)建立技術(shù)體系組織重組、流程再造簡化優(yōu)化、成本控制數(shù)字化、市場化、機(jī)制、激勵、共進(jìn)退集約化低成本第三、二元論（鄂爾多斯盆地致密油氣開發(fā)實踐獲得的成功做法）指導(dǎo)安塞特低滲透油田攻關(guān)，建成我國首個大型特低滲透油田（1997年突破100萬噸，2011年突破300萬噸）。指導(dǎo)蘇里格致密氣田開發(fā)，建成我國產(chǎn)氣量最高的氣田（規(guī)劃300億立方米，2011年160億立方米）。創(chuàng)建了著名的“安塞油田開發(fā)模式”（1989—1995）和“蘇里格氣田開發(fā)模式”（2001—2007）。創(chuàng)新發(fā)展后，引導(dǎo)長慶油田油氣產(chǎn)量快速增長。目前，已成為我國第一大油氣田，2013年將建成“西部大慶”。第四，可復(fù)制蘇里格致密氣開發(fā)模式蘇里格（探究）致密氣開發(fā)模式的核心，是“低成本技術(shù)體系”和“低成本管理體系”。而且“可復(fù)制、可推廣”，其緣由“存在地質(zhì)上相同性”。經(jīng)濟(jì)模板：億立方米建設(shè)投資不超過3億人民幣主體思路：面對現(xiàn)實，依靠科技，創(chuàng)新機(jī)制，簡化開采，走低成本開發(fā)的路子。技術(shù)攻關(guān)：借鑒安塞模式，“技術(shù)與管理二元攻關(guān)”方法。開發(fā)體制：5+1體制，“六統(tǒng)一、三共享、一集中”的管理體系。建設(shè)模式：設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，建設(shè)模塊化，管理數(shù)字化，服務(wù)市場化?？傮w目標(biāo)：創(chuàng)新建設(shè)蘇里格現(xiàn)代化大氣田。蘇里格氣田，是我國最大的自然氣氣田，探明儲量約3萬億立方米，最終探明預(yù)料約6萬億立方米，是我國唯一和大慶能媲美的氣田，規(guī)劃建設(shè)300億l立方米，長遠(yuǎn)可建設(shè)600億立方米。蘇里格是中國特殊規(guī)自然氣開發(fā)的鼻祖或之父。蘇里格曲線就代表了其開發(fā)的世界性水平實際案例：可參考的蘇里格曲線(也可稱之為成功者的曲線)成本鉆井口數(shù)單井產(chǎn)量開發(fā)試采階段技術(shù)攻關(guān)階段商業(yè)開發(fā)階段（常規(guī)技術(shù)）（適用新技術(shù)）（適用高新技術(shù)）

產(chǎn)量持續(xù)上升，成本持續(xù)下降，鉆井?dāng)?shù)上升轉(zhuǎn)而下降，一切都是技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。直井叢式井水平井叢式井組水平井組大位移井實際案例：蘇里格致密氣田勘探開發(fā)概念表述：用系統(tǒng)論的思想和方法，“技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新”結(jié)合，集中配置人力、物力、投資、組織等要素，通過集成與集約，以較低的成本實現(xiàn)開發(fā)目標(biāo)。邏輯起點：工程實踐、開采現(xiàn)象、技術(shù)攻關(guān)試驗。哲學(xué)思索：重新相識鄂爾多斯盆地；重新相識低滲透；重新相識自己?；纠砟睿阂磺辛粢馐澜缧Ч?。最大限度獲得地下資源（價值觀）。文化內(nèi)涵：優(yōu)秀傳統(tǒng)、企業(yè)文化、行業(yè)特色。開發(fā)對象：邊際、邊緣、特殊規(guī)（低滲透、特低滲透、超低滲透）致密自然氣資源。技術(shù)路途：從簡、從省、從快、適用新技術(shù)。24項核心、關(guān)鍵、配套技術(shù)。核心技術(shù)：油藏工程探討、壓裂改造技術(shù)、超前注水技術(shù)、叢式鉆井、水平井技術(shù)、單短簡小串地面工藝技術(shù)。管理創(chuàng)新重點：管理以人為中心，組織以事為中心，三個轉(zhuǎn)變<常規(guī)到特殊規(guī)；多井低產(chǎn)到少井高產(chǎn)；點到面>。四級到二級、5+1、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、建設(shè)模塊化、管理數(shù)字化、服務(wù)市場化，經(jīng)濟(jì)規(guī)模有效。關(guān)鍵詞：致密自然氣、適用技術(shù)、低成本、集約、集成、規(guī)?；??；緺顩r：蘇里格地區(qū)，面積4萬平方公里，三次評價資源量4萬億立方米（低了），1999年發(fā)覺，2001年試驗性開發(fā)，2005年規(guī)?；_發(fā)，探明3萬多億立方米儲量，規(guī)劃300億立方米，建成180億立方米實力，為中國大慶式大氣田。第五、基本閱歷與技術(shù)路途地質(zhì)選區(qū)與識別資源（選區(qū)指標(biāo)須要統(tǒng)一）巖石、流體測試技術(shù)（具備基本的巖石、流體測試技術(shù)，但差距恒大）儲層識別技術(shù)（對常規(guī)儲層的識別技術(shù)在探究）水平井鉆完井（降低成本和提高單井產(chǎn)量）水平井分段壓裂改造（國內(nèi)水平井分壓段數(shù)最多8段）經(jīng)濟(jì)評價技術(shù)（相關(guān)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價指標(biāo)體系沒有建立）起步階段，先把常規(guī)技術(shù)做精做細(xì)，發(fā)揮效果；具備確定規(guī)模后，在基本相識清晰了，再提升新技術(shù)水平和產(chǎn)量，規(guī)模開發(fā)，集中施工，攤薄成本。稱之為“先退再進(jìn)”（鄂爾多斯盆地做法）。不看好一起先就上超前的新技術(shù)，作為試驗是可以的。龍馬溪組有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔隙特殊發(fā)育（通過氬離子表面拋光和掃描電鏡視察）。頁巖儲層，納米級孔隙發(fā)育，孔隙特征困難，孔隙尺度多樣。龍馬溪組海相頁巖儲層有機(jī)質(zhì)納米孔隙孔徑為0-100納米的孔隙面積，占到總孔隙面積的74%，海相頁巖儲層有機(jī)質(zhì)內(nèi)孔隙，以納米級微孔隙為主。第六、科學(xué)的基礎(chǔ)探討（滲流低速、納米孔隙、煤粉與裂縫）實際案例：儲層壓力系數(shù)對產(chǎn)能有重大影響最重要的還是儲層壓力系數(shù)要大于1，即超壓儲層。

穩(wěn)定型：處于構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)，儲層壓力系數(shù)大于1，如：四川盆地南部的長寧地區(qū)。

改造型：處于構(gòu)造活動區(qū)，保存條件差，儲層壓力系數(shù)小于1。如：云南昭通地區(qū)。

過渡型：處于構(gòu)造活動區(qū)中的相對穩(wěn)定區(qū)，斷裂不發(fā)育，保存條件相對較好，儲層壓力系數(shù)在1左右。如：重慶東南地區(qū)。重點須要找尋超壓富集區(qū)實例：壓力系數(shù)2，Q13萬方（威201—H1）；壓力系數(shù)1.5，Q3.6萬方（寧201）；壓力系數(shù)1.0，Q1.2萬方（昭104）；壓力系數(shù)0.8，Q微氣（昭101）。

在頁巖含氣量指標(biāo)上（游離氣+吸附氣），有利區(qū)要求含氣量大于1m3/t，核心區(qū)則要求含氣量大于3m3/t。26實際案例：致密氣地質(zhì)特征致密氣最大的本質(zhì)性特征是：資源的低品位（貧礦）人們從致密氣儲層的物性特征，稱之為“四低”，

低滲透。滲透率0.5毫達(dá)西以下，大部分0.1毫達(dá)西以下

低壓。地層壓力系數(shù)0.65—0.8

低產(chǎn)。蘇里格直井日產(chǎn)量1.2萬立方米，水平井5萬立方米

底豐度度。每平方千米1.2—1.4億立方米

“四低”造就了開發(fā)的“多井低產(chǎn)”和開發(fā)建設(shè)投資，開發(fā)運行成本高。實際案例：實測煤粉賦存產(chǎn)狀（煤粉主要來自煤層順縫）近豎直方向發(fā)育的煤粉主要發(fā)育在斷層的斷裂帶內(nèi)。實地視察時：單獨視察時煤粉的個體可看到呈顆粒狀，但煤粉整體聚集呈層狀，某些部位軟煤形成的煤層有褶皺發(fā)育，可清晰的看到層面間有因摩擦擠壓產(chǎn)生的光亮帶，有很多因擠壓摩擦形成的片狀煤粉集合體。世界上，只有美國實現(xiàn)了特殊規(guī)自然氣的成功的開發(fā)，目前還沒有其次個國家能和美國相比。美國成功，一是機(jī)制，二是技術(shù)，三是低成本。這些完全學(xué)不來的?？梢詮?fù)制，但不能簡潔的復(fù)制，更不行能把技術(shù)無償?shù)墓?yīng)，加之地質(zhì)條件的不同。第七、推崇“小公司決策方式”（美國特殊規(guī)自然氣開發(fā)的一條重要的成功做法）但是，不看好、不期望中國各類小公司在特殊規(guī)自然氣開發(fā)中能有所作為，煤層氣、煤炭、稀土開采就是深刻的教訓(xùn)。正確的做法是建立新型的開發(fā)商業(yè)營運模式（投資者、礦權(quán)擁有者、民企、外企與技術(shù)服務(wù)公司參與，合作開發(fā)）。為此，必需走自己的路，走協(xié)同創(chuàng)新的路，走合作開發(fā)的路。即“中國式的特殊規(guī)資源開發(fā)之路”。實際問題：值得留意的實際現(xiàn)象1、成功可以復(fù)制，但不能簡潔的復(fù)制；可以和美國對比，但對比的目的是想法子開發(fā)，而不是開倒車。因為，自然界沒有相同的同一片葉子。美國、蘇里格的做法，確定不能簡潔復(fù)制和對比。2、不看好民企僅靠靈敏的機(jī)制和體制，就能使頁巖氣、煤層氣