对我国煤层气勘探中的若干地质问题探讨

煤层气(煤层甲烷)是一种以煤为生气源岩,又以吸附状态储存于煤层的的非常规天然气,其成分主要是甲烷,和常规天然气类似。中国作为煤炭资源大国,煤层气资源十分丰富,根据“七五”、“八五”煤层气资源评价成果,埋深小于2000米的煤层气资源量约为35万亿立方米,相当于450亿吨标准煤,与我国常规天然气资源量相当。目前煤层气的勘探方法主要采用地面钻井,其程序和常规天然气勘探方法类似,主要区别在     

非常规油气储层特征分类研究

近年来,常规油气勘探难度越来越大,产量不断下降,但世界油气需求量持续增长,而非常规油气具有较大的资源潜力,因此非常规油气资源日益引起全世界的高度重视,油气勘探开发从常规向非常规跨越是现如今石油工业发展的趋势。本文对储层孔隙度、渗透率、源储特征、沉积相、相态、地震响应及测井响应进行分类研究。发现中国主要非常规油气资源主要为页岩油、煤层气、页岩气、致密气、致密油和天然气水合物等,在孔隙度,渗透率,沉积相以及测井响应等方面都有区别。在我国石油、天然气短缺将长期存在情况下,开发丰富的非常规油气资源对缓解我国日益严峻的能源压力,保证能源安全方面具有重要的意义。     

浅析中国煤层气勘探开发思路

中国作为煤炭资源大国,拥有丰富的煤层气资源,国内专家估算,埋深2000米以浅的全国煤层气总资源量约为35万亿立方米,约相当于450亿吨标准煤,与我国常规天然气的资源量相当,集中分布在华北和西北地区,其中华北地区占57%、西剑匕地区占33%、华南地区占8%、东北地区占2%。勘探开发和利用煤层气对于缓解我国油气资源短缺,改善能源结构,减少瓦斯灾害,加速改善我国天然气工业的落后面貌,对于开拓下一个世纪后备能源,实现国民经济可持续发展具有重要的战略意义。     

非常规含气系统的研究和勘探进展

从含油气系统的观点出发，分别总结了煤层气、盆地中心气、裂缝型页岩气、浅层生物气和天然气水合物五类非常规含气系统的地质和地球化学特征，修改和补充了传统油气系统的概念，为天然气新领域的开拓和发展提供了新的思路。常规天然气藏为浮力驱动的存在于构造或地层圈闭中的独立气藏，而非常规天然气藏一般不是浮力驱动的聚集气藏，它们在区域上呈连续弥散的聚集，常常与构造和地层圈闭无关，因此，它们的成藏要素和过程与常规天然气藏有所区别。在煤层气和页岩气中，烃源岩既是储层，又是盖层且运移距离很短；储层多为低孔隙度、低渗透性的裂缝型储层，主要为毛细管力和水力封闭，大型煤层气藏可以出现在向斜构造中。     

全国油砂和油页岩资源评价项目研究工作进展

石油天然气资源是重要的能源矿产和战略性资源.为了掌握全国油气资源状况,获得各级资源量数据,建立国家油气资源评价体系,为国家制定重大战略和经济发展规划提供科学依据,根据国务院的部署,由国土资源部和国家发展改革委员会联合组织开展了"新一轮全国油气资源评价".该国家专项下设5个一级项目,即全国常规油气资源评价、全国煤层气资源评价、全国油砂资源评价、全国油页岩资源评价和全国油气资源评价系统.吉林大学承担其中两项,全国油页岩资源评价(项目编号ZP-Y,刘招君教授负责)和全国油砂资源评价(项目编号ZP-S,单玄龙教授负责).     

我国主要含油气盆地油气资源潜力及未来重点勘探领域

油气资源是油气工业的基础,随着油气勘探工作的不断深入,油气勘探形势发生了明显变化,亟需评价落实国内常规与非常规油气资源潜力,明确剩余油气资源的重点勘探领域与有利勘探方向,夯实油气资源家底.中国石油天然气集团公司以近十几年来油气勘探成果、地质认识成果与资料积累成果为基础,攻关形成常规与非常规油气资源评价方法技术体系,系统开展了第四次油气资源评价,评价结果显示我国常规石油地质资源量1 080.31×108 t,技术可采资源量272.50×108 t;常规天然气地质资源量78×1012 m3,技术可采资源量48.45×1012 m3.我国非常规油气资源非常丰富,非常规石油地质资源量672.08×108 t,技术可采资源量151.81×108 t;非常规天然气地质资源量284.95×1012 m3,技术可采资源量89.3×1012 m3.其中,致密油地质资源量125.80×108 t,油砂油地质资源量12.55×108 t,油页岩油地质资源量533.73×108 t;致密砂岩气地质资源量21.86×1012 m3,页岩气地质资源量80.21×1012 m3,煤层气地质资源量29.82×1012 m3,天然气水合物153.06×1012 m3.我国陆上常规剩余油气资源主要分布在岩性-地层（碎屑岩）、复杂构造（碎屑岩）、海相碳酸盐岩、前陆冲断带四大重点领域.其中,陆上剩余石油资源主要分布在岩性-地层（碎屑岩）、复杂构造（碎屑岩）两大领域,陆上剩余天然气资源主要分布在海相碳酸盐岩、前陆冲断带两大领域.海域油气资源主要分布在构造、生物礁、深水岩性3个领域.      

冰上丝绸之路与北极油气资源

油气是重要的战略资源。其中天然气作为清洁能源,它曾经是,现在是,在可预期的未来——全球碳减排、中国碳达峰情景下,仍然是最重要的能源资源。能源进口渠道的多元化一直是中国缓解能源紧张的有效措施之一。北极地区油气资源丰富且以天然气为主,已发现的油气资源中绝大多数在俄罗斯,尤其是天然气。但是俄罗斯天然气生产的油气田80%以上已经进入北极圈。2012年,中俄合作开发北极亚马尔液化天然气项目正式启动,标志着中国参与北极油气资源开发利用取得重要进展,也事实上开启了中国主导的"丝绸之路经济带建设"和俄罗斯主导的"欧亚经济联盟建设"对接合作的进程。北极地区已发现的油气资源共计3289.4亿桶油当量,其中石油605.4亿桶（84.1亿吨）油当量,仅为全球已发现石油资源的2.5%;天然气41.4万亿立方米（约合2683亿桶,372.6亿吨油当量）,占全球已发现天然气资源的15.5%。北极地区已发现的油气总资源中绝大多数在俄罗斯,俄罗斯已发现的北极油气资源合计2905亿桶油当量（403.5亿吨）,占88.3%;其中天然气约39.47万亿立方米,约合2557.9亿桶（355.3亿吨）油当量,占北极地区已发现天然气总资源的95%以上。北极待发现的油气资源量也非常可观,约占世界待发现常规石油资源的15%;天然气占世界待发现常规天然气资源的30%,其分布也主要在俄罗斯。随着全球气候变暖和能源战略博弈,俄罗斯为确保其天然气出口及财政来源,必然要加大北极油气、特别是天然气的开采和开发,并通过北极航道运到中国和其他消费国。本文在概括分析北极油气资源分布特点、俄罗斯油气资源与北极战略及北方海航道通行能力的基础上,回顾了北极亚马尔液化天然气项目诞生、发展演变及其国际博弈的背景;概括介绍了中国成功介入北极油气资源项目这一标志性事件过程,并进一步提出了中国对北极油气资源利用战略举措的建议。      

从源控论到源储共生系统 ——论源岩层系油气地质理论认识及实践

中国非常规油气正实现整体战略发展,源岩层系油气已成为非常规油气增储上产的主要组成部分。基于中国源岩层系油气地质条件和工业实践历程,本文主要取得4项研究认识:(1)源岩层系油气包括源岩油气和致密油气两种类型,纵向分布新生界、白垩系、侏罗系—三叠系、上古生界、下古生界等5个油气聚集域;(2)源岩层系油气地质是研究陆上源岩层系油气资源类型、赋存机理、富集规律、分布特征、产出机制、评价方法、关键技术及发展战略的一门新兴油气地质学科,核心是研究和评价源岩层系油气"甜点区(段)""烃源性、储集性、含油性、流动性、成缝性和经济性""六性关系";(3) 10余年来,中国源岩层系油气研究和生产取得重要进展,致密砂岩气规模发展,致密油稳步发展,页岩气快速发展,页岩油加快探索,煤层气及油页岩油持续发展,2020年中国源岩层系油气产量已占总产量的18%;(4)未来主要攻关方向,建议聚焦解决制约中低压致密油、含水致密砂岩气、中低阶煤层气、陆相及过渡相页岩气、中低熟页岩油等中国陆上源岩层系油气资源规模动用和开发的瓶颈问题,探索创造页岩原位转化和煤炭地下气化两大地下"人工油气藏"颠覆性工程。源岩层系油气将成为"稳油增气"最具潜力的现实资源,预计2030年页岩层系天然气有望超天然气总产量的50%,页岩层系石油约占原油总产量的10%-15%。     

特约主编致读者

<正>全球非常规油气资源极为丰富,可采资源总量为5 834×108 t,约占油气资源总量的80%。全球非常规油气资源类型包括重油、油砂、致密油、页岩油、油页岩油、致密气、煤层气、页岩气、天然气水合物等,其中致密储层所蕴含的资源量(致密油气)正成为油气勘探的重点和科学研究的热点领域。     

俄罗斯东部地区油气资源远景分析

俄罗斯东部地区油气资源十分丰富,而且远景储量巨大。其石油储量远景区主要圈定在东西伯利亚地区晚元古代-早古生代陆源碎屑岩-碳酸盐岩含油气盆地,远东地区中-新生代大陆架硅质岩含油气盆地和远东滨海坳陷中古新世-始新世杂砂岩含油气建造等。而且,远东地区含油气盆地的形成时代自西向东逐渐变年轻,具体由侏罗纪、白垩纪过渡为新生代。俄罗斯东部地区中-新生代煤层气盆地广布,其中最主要的煤层气盆地为勒拿河流域盆地和南雅库特盆地。煤层气的成因及分布特征主要受控于盆地的基本地质特征,即上覆、下伏地层层系和褶皱断裂构造、变质作用等。俄罗斯远东地区萨哈林大陆架、鄂霍茨克海以及白令海阿列乌特深水海盆中蕴藏大量的天然气水合物资源。天然气水合物中的甲烷一般被认为来自深部油气层,但也有专家认为它可能来自大陆架以外的深海海域。     

煤层气开发与利用分析

煤层气是近二十年在世界上崛起的新型能源,其资源总量与常规天然气相当。煤炭开采中排出的大量煤层气作为一种新型能源,具有独特的优势。我国具有丰富的煤层气资源,开发潜力巨大。开发煤层气将对国民经济发展起到巨大的推动作用。同时,煤层气作为一种有害的危险气体,排放到大气中具有很强的温室效应,既污染环境,又因其易燃易爆性严重危及着广大煤矿职工的生命财产安全。鉴于此,国家应该变害为利,变废为宝,合理的开发煤层气。     

欧洲地区主要含油气盆地资源潜力评价

欧洲作为20世纪70年代世界重要油气产区之一和世界重要油气消费区,近20年地区油气年度新增探明储量逐年下降,评价其油气待发现资源潜力,对判断未来地区油气发展前景和世界油气供需格局意义重大。据评价结果,欧洲14个盆地、38个成藏组合累计原油待发现可采资源量48.45亿t、天然气5.41万亿m3、凝析油7.8亿t,分别占全球待发现油气资源总量的4.8%和4.0%,未来油气资源前景不乐观。挪威是该地区未来最大常规油气潜力国。     

中国天然气可采资源量及高峰产量预测的初步探讨

油气的高峰产量是指四年以上油气连续最高水平的年产量。运用国内外20个主要油气区的实际资料,编制了油气资源开采速度曲线。曲线表明:油气高峰产量与油气的资源量之间存在着明显的规律性。当天然气资源量大于(11～12)×10~(12)m~3时,高峰产量为资源量的1,00%～1.26%,且变化持平稳,当天然气资源量小于(11～12)×10~(12)m~3时,高峰产量为资源量的1.26%～2.50%,变化较大。主要利用四川盆地资源评价中总结得出的一些参数,推断出我国天然气的经济技术可采资源量为11.0×10~(12)m~3,并采用资源开采速度曲线法、类比法和翁(文波)氏法,综合预测出我国天然气的高峰产量为(1040～1420)×10~Sm~3(中值1230×10~8m~3)。     

天然气水合物,新世纪一种重要的接替资源

分析了我国油气资源的现状，要实现经济可持速发展，急需开发新的接替资源。天然气水合物在世界范围内有广泛分布，是新世纪接替油气的一种重要资源。     

论常规—非常规油气有序“共生富集”——兼论常规—非常规油气地质学理论技术

石油工业发展呈现进军深层深水非常规、突出天然气发展、重视地质工程一体化的新局面，地质学科研究呈现常规和非常规油气地质并行协同发展、〖JP2〗超级盆地常规和非常规油气一体化整体研究的新趋势。未来石油和天然气仍是能源消费和安全的关键需求，常规和非常规油气地质融合创新将是学科发展的主要挑战。常规—非常规油气地质学的产生，主要缘于重新构建油气地质理论框架、重新认识超级盆地资源体系、重新研发适用配套关键技术、重新塑造能源转型战略角色、重新记录勘探开发示范模板等需求。常规—非常规油气地质学是研究常规—非常规油气“共生富集”盆地中大油气区形成机理、有序共生、差异富集、采出规律、发展战略的地质学科，如鄂尔多斯、四川等盆地，同步关注常规油气和非常规油气两种资源，围绕主力烃源层系，重点评价“烃源性、储集性、含油性、流动性、可采性与经济性”六特性及其匹配关系，创新研发源控论及源储共生系统评价、常规—非常规油气共生盆地物理及数值模拟、地质工程一体化评价、平台式“工厂化”生产模式等核心技术，研究重点是“常规油气和非常规油气的整体研究、同步发现、极限开采和协同发展”。常规油气和非常规油气有序“共生富集”，“共生”是客观自然规律，“富集”是主观人为认知，客观规律可以主观认知，有序协调客观和主观的统一性，超前创新研发理论技术，可以更好发掘剩余油气资源的潜力和价值。从常规圈闭型油气藏与目的层到非常规连续型甜点区与甜点段油气，再到常规—非常规有序“共生富集”油气，理论认识和核心技术的创新发展，将引领和支撑油气资源不断实现高效发现和利用。     

中国非常规油气勘探开发与理论技术进展

新世纪非常规油气获战略突破,微纳米孔喉页岩系统油气成为油气资源接替的重要新领域,非常规油气资源在能源格局中的地位愈发重要。致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国在致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发获重要突破,油页岩、天然气水合物、重油、油砂矿等获重要进展,初步评价中国非常规石油资源量(223~263)×10~8t,天然气资源量(890~1260)×10~(12)m~3。中国非常规油气研究取得重大进展,细粒沉积学在陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积、海陆相细粒沉积等研究新进展,提供了盆地中心储集体形成和分布的理论依据;非常规储层地质学在研究方法技术、多尺度数据融合、地层条件物理模拟等方面取得重大进展,多方法多尺度整体表征非常规储层已成为研究热点,推动了非常规油气地质学地质理论和方法技术快速发展;创新发展了连续型油气聚集理论,构建了非常规油气地质学理论体系框架,明确了非常规油气地质研究的内涵、地质特征、形成机理、分布规律和核心技术,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;非常规油气勘探开发技术方法快速发展,涌现了烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性评价等"六特性"、"甜点区"地质一工程综合评价等核心评价方法,微地震监测、水平井钻完井、"工厂化"生产、"人工油气藏"等开发工程核心理念和技术,推动非常规油气"革命性发展"。非常规油气的突破,带来了坚持理论创新、坚持核心技术进步等4点重要启示,对延长石油工业生命周期、推动理论技术升级换代、改变能源格局具有深远意义。     

特约主编致读者

<正>随着我国经济的快速发展,对能源资源尤其是油气资源的需求正在急剧增加,油气产量已远远不能满足经济发展的需求。因此,解决我国的能源短缺、选择新的替代能源不仅是当务之急,而且是一项长期的国家能源战略任务。正是在这一背景下,天然气水合物作为未来一种清洁高效的能源走进我们的视野。天然气水合物为     

21世纪能源与环境的前沿问题——天然气水合物

天然气水合物资源极为丰富。据国外专家估算，水合物中的天然气总资源超过了包括煤炭、石油与常规天然气在内的所有已知可燃矿产的储量。天然气水合物层是油气聚集的极好盖层，可以作为勘探油气藏的标志。天然气水合物还是影响全球气候变化的重要温室气体之一的甲烷的重要源和汇。因此，进行天然气水合物研究对开拓２１世纪能源、完善油气成藏理论、解决天然气工业生产和输送过程的管进堵塞问题，以及探讨其与全球气候变化的关系问题均有重大意义。目前应开展的研究内容与重点课题包括：天然气水合物的成因机制与油气成藏演化规律；分布规律及有利蕴藏地区；物化特性及其生成与消除的方法；天然气水合物与全球气候变化的关系等。     

中国陆上天然气资源量与埋深的关系

<正> 根据1994年完成的中国油气资源第二轮评价结果,中国陆上天然气资源量及其与埋深的关系如表1所示。其中埋深大于3500m 的天然气资源量为17.11×10~(12)m~3,占陆上天然气总资源量的57.3%,且主要集中在我国中、西部地区。     

大吉区块深部(层)煤层气储层地应力测井预测研究

深部(层)煤层气勘探开发过程中,精准预测地应力对于安全高效钻完井具有重要意义。曾被认为是勘探开发禁区的深部(层)煤层气,近几年相继获得高产而备受关注,但与之相适应的地应力预测模型尚未进行过有益探讨。据此,本文翔实梳理和系统分析了常规油气储层和煤层气等非常规天然气储层中常用的6种地应力预测模型,基于常用的预测模型开展了地应力计算,通过闭合压力对比分析,得知组合弹簧模型和Newberry模型精度相对较高。为提升地应力预测模型的精度,采用煤岩的有效应力系数对两种模型进行优化。优化后的地应力模型预测精度较优化前误差降低了4%,其精度基本能满足大吉区块深部(层)煤层气勘探开发对地应力预测精度的要求。