中國(guó)非常規(guī)天然氣資源開(kāi)發(fā)與利用

胡文瑞

（中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司，北京 100007）

中國(guó)非常規(guī)天然氣資源開(kāi)發(fā)與利用

胡文瑞

（中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司，北京 100007）

非常規(guī)天然氣資源因其低碳、潔凈、綠色、低污染的特性，已成為當(dāng)今新能源發(fā)展的重要方向.在全球范圍內(nèi)，非常規(guī)天然氣資源豐富，開(kāi)發(fā)利用技術(shù)日趨成熟，是常規(guī)天然氣最現(xiàn)實(shí)的接替資源，在世界能源結(jié)構(gòu)中扮演著重要的角色.中國(guó)非常規(guī)天然氣資源十分豐富，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?闡述全球非常規(guī)天然氣資源的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀和中國(guó)非常規(guī)天然氣的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)展，指出了國(guó)內(nèi)非常規(guī)天然氣資源基礎(chǔ)、發(fā)展條件、開(kāi)發(fā)理論認(rèn)識(shí)、開(kāi)發(fā)技術(shù)體系和開(kāi)發(fā)對(duì)策，以及中國(guó)天然氣開(kāi)發(fā)目前所存在的問(wèn)題，為中國(guó)非常規(guī)天然氣資源的有效開(kāi)發(fā)和利用提出了合理的建議.

中國(guó)；新能源；非常規(guī)天然氣；資源；開(kāi)發(fā)；利用

0 引言

新能源主要是指相對(duì)于傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，目前正在開(kāi)發(fā)利用或積極研究、有待推廣的能源.新能源是理想社會(huì)的特征，也是人類社會(huì)發(fā)展的理想目標(biāo).新能源的發(fā)展將成為一個(gè)國(guó)家再次成功的象征.非常規(guī)天然氣資源屬于新能源的一部分.非常規(guī)天然氣資源因其低碳、潔凈、綠色、低污染的特性，開(kāi)發(fā)技術(shù)趨于成熟，已成為當(dāng)今新能源發(fā)展的重要方向.

全球范圍內(nèi)，非常規(guī)天然氣資源豐富，開(kāi)發(fā)利用技術(shù)日趨成熟，是常規(guī)天然氣最現(xiàn)實(shí)的接替資源，在世界能源結(jié)構(gòu)中扮演著重要的角色.中國(guó)非常規(guī)天然氣資源十分豐富，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?中國(guó)非常規(guī)天然氣資源開(kāi)發(fā)利用，目前正處于快速發(fā)展階段.在目前的經(jīng)濟(jì)基數(shù)條件下，轉(zhuǎn)變認(rèn)識(shí)，研發(fā)低成本配套技術(shù)，推進(jìn)開(kāi)發(fā)利用，是一項(xiàng)重大戰(zhàn)略選擇.

非常規(guī)天然氣資源是指尚未充分認(rèn)識(shí)、還沒(méi)有可以借鑒的成熟技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的一類天然氣資源.主要包括：致密氣（致密砂巖氣、火山巖氣、碳酸鹽巖氣）、煤層氣（瓦斯）、頁(yè)（泥）巖氣、天然氣水合物（可燃冰）、水溶氣、無(wú)機(jī)氣及盆地中心氣、淺層生物氣等.非常規(guī)天然氣資源的埋藏、賦存狀態(tài)與常規(guī)天然氣資源既有相似之處，也有較大的差別，其主要的差別在于資源的“低品位”.

非常規(guī)天然氣的開(kāi)發(fā)是一個(gè)轉(zhuǎn)化的過(guò)程.這是由于非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)是一個(gè)“過(guò)程性概念”，特別是當(dāng)技術(shù)成熟后，“非常規(guī)天然氣資源”可轉(zhuǎn)化為“常規(guī)資源”開(kāi)發(fā).在以下“4種情況”下任意一種均可實(shí)現(xiàn)“非常規(guī)天然氣資源”向“常規(guī)資源”的轉(zhuǎn)換：（1）主體開(kāi)發(fā)技術(shù)達(dá)到常規(guī)程度；（2）開(kāi)發(fā)方式具備規(guī)?；⒓s化特性；（3）油價(jià)穩(wěn)定在60～80美元；（4）“后石油時(shí)代”，石油資源量開(kāi)采的減少.

如果說(shuō)煤炭是高碳，石油是中碳，那么非常規(guī)天然氣是最現(xiàn)實(shí)的低碳資源.其特性：（1）分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，80%～99%是甲烷氣體；（2）熱值高，每立方米甲烷氣體的熱值為50 200kJ；（3）低碳，減少了高碳排放的機(jī)會(huì)；（4）低污染或無(wú)污染.因此，開(kāi)發(fā)非常規(guī)天然氣是利用低碳資源的最佳選擇.

1 全球非常規(guī)天然氣資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

美國(guó)學(xué)者羅伯特［1］指出，“人類將首先進(jìn)入天然氣時(shí)代”.全球天然氣時(shí)代僅僅處在萌芽時(shí)期，開(kāi)發(fā)利用類似“香水”.石油已進(jìn)入了后石油時(shí)代.全球能源以煤炭和石油為主，將轉(zhuǎn)變?yōu)楦鍧?、更環(huán)保、分子結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的天然氣時(shí)代.

固體燃料（木柴、煤炭）延綿幾千年，液體燃料（石油）使人類過(guò)渡到“現(xiàn)代社會(huì)”，天然氣燃料（包括氫氣）將把人類帶進(jìn)“能源氣體”時(shí)代.有可能首次將人類文明過(guò)渡到未來(lái)數(shù)千年完全可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài).人類記載，天然氣的歷史已有3 000多年（公元前11世紀(jì)－711年，西周時(shí)期的《易經(jīng)》）.天然氣在地球上已自然冒了800多年.有煤炭的地方就有天然氣，有石油的地方也有天然氣，而有天然氣的地方不一定有煤炭和石油.天然氣比煤炭和石油加起來(lái)的總和還要多.近10a，全球找到37個(gè)大氣田，是找到大油田的3倍多.目前發(fā)現(xiàn)和估計(jì)的天然氣儲(chǔ)量是石油的5倍多（美國(guó)國(guó)會(huì)聽(tīng)證資料）.研究證明，天然氣不一定完全是生物起源，也可能是無(wú)機(jī)生成，可以再生.在預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，天然氣將供應(yīng)全球80%的能源（美國(guó)國(guó)會(huì)資料）.宇宙物質(zhì)以固、液、氣三態(tài)形式存在.地球里面的水和石油全部抽出來(lái)，與氣體比只是一個(gè)液滴.而巨大的地球（固體）里被氣（天然氣）充滿.地球外被氫氣環(huán)繞，氫氣在空氣中占90%，在水中和石油中占70%.

1.1 現(xiàn)代社會(huì)能源發(fā)展的主要問(wèn)題

（1）全球變暖，環(huán)境污染，主要是CO2排放造成，而排放的主體是煤炭和石油，其主角又是發(fā)電廠和汽車.（2）煤炭的開(kāi)發(fā)利用，在全球就技術(shù)而言，基本停留在19世紀(jì)水平.其污染給社會(huì)造成了沉重負(fù)擔(dān)，使社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)成本上升.估計(jì)其影響，不亞于兩次世界大戰(zhàn)和美國(guó)大衰退.（3）全球石油儲(chǔ)量自然遞減，需求連續(xù)10a增長(zhǎng)，從而導(dǎo)致價(jià)格不斷上升，加劇了地緣政治的沖突，促使經(jīng)濟(jì)收縮，造成社會(huì)不穩(wěn)定.（4）能源對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響不是中性的.中國(guó)重新“和平崛起”的關(guān)鍵和成敗取決于新能源的有效替代和轉(zhuǎn)換.

1.2 資源豐富

據(jù)權(quán)威估算，全球非常規(guī)天然氣資源量約為常規(guī)天然氣資源量的4.56倍.目前，全球非常規(guī)天然氣產(chǎn)量迅速上升到3 242億m3／a（據(jù)中國(guó)首次非常規(guī)油氣資源國(guó)際研討會(huì)資料）.非常規(guī)天然氣已經(jīng)成為一支不容忽視的能源新力量.全球非常規(guī)天然氣總資源量約為常規(guī)石油、天然氣資源的1.65倍，其中天然氣水合物所占比例最大（2 0 1 0年休斯頓研討會(huì)資料）.全球非常規(guī)天然氣資源主要分布在加拿大、俄羅斯、美國(guó)、中國(guó)、拉美等國(guó)家和地區(qū).

全球煤層氣總資源量為256.3×1012m3，是常規(guī)天然氣資源量的50%.主要分布在北美、俄羅斯、中國(guó)、澳大利亞和中亞等國(guó)家和地區(qū).美國(guó)、加拿大和澳大利亞已經(jīng)實(shí)現(xiàn)煤層氣的商業(yè)化開(kāi)發(fā).

全球頁(yè)巖氣資源量約為456×1012m3，相當(dāng)于煤層氣和致密氣的總和.主要分布在北美、中亞和中國(guó)、中東和北非以及拉美等地區(qū).頁(yè)巖氣特點(diǎn)（2010年休斯頓研討會(huì)資料）：（1）分布范圍廣，主要分布在海相地層；（2）沉積厚度大，一般約為300～500m，單層厚度大于50m；（3）有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍在2%以上，成熟度為1.4%～3.0%；（4）開(kāi)采壽命長(zhǎng)，一般為30～50a，有些可達(dá)80～100a.

美國(guó)是目前唯一實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)采的國(guó)家.2008年頁(yè)巖氣總產(chǎn)量600億m3，預(yù)計(jì)2015年頁(yè)巖氣年產(chǎn)量將達(dá)到2 800億m3.致密氣是指滲透率小于0.3μm2的天然氣資源，包括致密砂巖氣、火山巖氣、碳酸鹽巖氣.全球致密氣資源量約為209.72×1012m3.目前，世界上技術(shù)可開(kāi)采的致密氣儲(chǔ)量約為（10.5～24.0）×1012m3.全球已發(fā)現(xiàn)有致密氣的盆地70個(gè)，世界各大洲均有分布.致密氣開(kāi)發(fā)最成功的國(guó)家是美國(guó)，其次是中國(guó).2008年，美國(guó)年產(chǎn)量為1 757億m3，約占其天然氣總產(chǎn)量的30%.2009年，中國(guó)年產(chǎn)量約為150億m3.

天然氣水合物是在一定條件下，由水和天然氣形成的類似冰的、非化學(xué)計(jì)量的、籠形結(jié)晶化合物，因其外觀象冰一樣，而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”、“固體瓦斯”、“氣冰”.主要成分為甲烷.據(jù)美國(guó)、俄羅斯、日本等研究結(jié)果，全球陸地總資源為2.83×1015m3，海洋為8.5×1016m3，相當(dāng)于已探明化石燃料總含碳量的兩倍多，資源巨大，儲(chǔ)采比至少是1 000a.天然氣水合物的主要特點(diǎn)是能量密度高.單位體積的水合物分解至少可釋放160個(gè)單位體積的甲烷氣體，其能量密度是常規(guī)天然氣的2～5倍，是煤碳的10倍.目前全球有30多個(gè)國(guó)家在研究利用問(wèn)題.

表1 世界主要國(guó)家煤層氣資源儲(chǔ)量

圖1 全球非常規(guī)天然氣與常規(guī)油氣資源的比例

1.3 發(fā)展趨勢(shì)

2006年以前，非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)利用主要方式是小公司決策.之后，國(guó)際各大油公司（?？松梨?、殼牌、雪佛蘭、康菲、BP等）通過(guò)直接投資、收購(gòu)、合作等方式介入非常規(guī)天然氣的勘探開(kāi)發(fā)，并已經(jīng)成為開(kāi)發(fā)的主角.2009年，美國(guó)天然氣產(chǎn)量首次超過(guò)俄羅斯，達(dá)到6 240億m3，成為全球第一大產(chǎn)氣國(guó)，其主要貢獻(xiàn)是非常規(guī)天然氣，其年產(chǎn)量已達(dá)到2 917億m3.美國(guó)是全球非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)利用的領(lǐng)軍國(guó)家.近7a來(lái)，中國(guó)天然氣每年以兩位數(shù)增長(zhǎng)，其中非常規(guī)天然氣占很大比例.2009年全國(guó)天然氣年產(chǎn)量已達(dá)830億m3，與2002年比較，增長(zhǎng)了2.76倍.

1.4 開(kāi)發(fā)技術(shù)體系

以美國(guó)為代表的非常規(guī)天然氣開(kāi)采，經(jīng)過(guò)近30a的不斷探索，形成適用于非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)的技術(shù)體系.中國(guó)在致密氣開(kāi)發(fā)走在世界前列.其關(guān)鍵主體技術(shù)包括：（1）非常規(guī)天然氣成藏基礎(chǔ)理論研究；（2）致密砂巖氣藏精細(xì)描述技術(shù)；（3）非常規(guī)天然氣地震勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)；（4）叢式井、水平井、羽狀水平井鉆井工藝技術(shù)；（5）多井、多層壓裂改造增產(chǎn)工藝技術(shù).

可見(jiàn)，致密氣開(kāi)發(fā)成功的關(guān)鍵：低成本技術(shù)體系和低成本管理體系.

2 中國(guó)非常規(guī)天然氣資源開(kāi)發(fā)利用進(jìn)展

2.1 資源總量與分布特點(diǎn)

中國(guó)非常規(guī)天然氣（包含致密砂巖氣、煤層氣、頁(yè)巖氣和天然氣水合物）資源量達(dá)280.6×1012m3，是常規(guī)天然氣資源量的5.01倍（見(jiàn)圖2）.目前，中國(guó)的致密砂巖氣已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模開(kāi)發(fā)階段，煤層氣、頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)利用正在起步；天然氣水合物等資源的基礎(chǔ)研究工作也正逐步展開(kāi).

中國(guó)非常規(guī)天然氣資源分布的地質(zhì)特點(diǎn)：（1）南北中廣泛分布；（2）深中淺層系復(fù)合；（3）海陸相沉積兼有；（4）儲(chǔ)層物性復(fù)雜；（5）一般與常規(guī)油氣共生共存.

圖2 中國(guó)非常規(guī)天然氣資源量與常規(guī)天然氣資源量對(duì)比（單位：1012m3）

2.2 致密氣總資源量及分布

中國(guó)致密氣遠(yuǎn)景資源量約為12.0×1012m3，占天然氣總資源量（56.0×1012m3）的1／5以上［2］.廣泛分布于鄂爾多斯、四川、松遼、渤海灣、柴達(dá)木、塔里木及準(zhǔn)噶爾等10余個(gè)盆地，其中鄂爾多斯和四川盆地最為豐富（見(jiàn)圖3）.鄂爾多斯盆地致密砂巖氣總資源量約為10× 1012m3，探明約為3×1012m3.其中，蘇里格2.2×1012m3（基本探明），大牛地氣田3 522億m3，榆林氣田1 807.5億m3（致密氣占50%），烏審旗氣田1 012億m3，神木氣田940億m3，米脂氣田358.48億m3.目前，這些氣田正在擴(kuò)大勘探.

2009年，鄂爾多斯盆地致密砂巖氣總產(chǎn)量為133.82億m3（不包括榆林27億m3的常規(guī)砂巖氣）.其中：蘇里格氣田80億m3，大牛地氣田19.6億m3，榆林氣田54.59億m3（致密氣約占50%），烏審旗氣田1.6億m3，米脂氣田5.02億m3.另外，神木氣田目前正在試采開(kāi)發(fā)階段，即將投入正式開(kāi)發(fā).

表2 中國(guó)非常規(guī)天然氣資源量與產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)（2009年）

圖3 中國(guó)致密氣資源分布

鄂爾多斯盆地的蘇里格氣田為我國(guó)最大的天然氣氣田.2009年，蘇里格氣田天然氣基本探明儲(chǔ)量2.2 ×1012m3.2010年，儲(chǔ)量將達(dá)到2.7×1012m3，是中國(guó)第一個(gè)特大型天然氣氣田.2009年，蘇里格氣田天然氣產(chǎn)量達(dá)到80億m3，2010年產(chǎn)量將突破100億m3，規(guī)劃到2015年建成249億m3的生產(chǎn)能力，就單個(gè)氣田而言也將是最大的氣田.蘇里格大氣田是京津地區(qū)天然氣供應(yīng)的主力氣源，可以穩(wěn)定供氣30～50a，甚至更長(zhǎng)時(shí)間.四川盆地致密砂巖氣勘探開(kāi)發(fā)潛力大.最新評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，川西侏羅系與上三疊統(tǒng)天然氣資源量為（1.8～2.5）×1012m3，探明儲(chǔ)量約為2 200億m3，僅占資源量的10%左右.2009年，川中地區(qū)須家河組致密砂巖氣產(chǎn)量約為20億m3.

2.3 煤層氣資源分布與開(kāi)發(fā)利用

中國(guó)埋深小于2 000m的煤層氣地質(zhì)資源量達(dá)36.81× 1012m3（見(jiàn)表3）.1 500m內(nèi)可采資源量達(dá)10.9×1012m3［3］.煤層氣資源在全國(guó)范圍內(nèi)分布廣泛，東部地區(qū)主要分布在沁水、二連、海拉爾、豫西、徐懷、寧武一帶；中部地區(qū)主要分布在鄂爾多斯、四川一帶；西部地區(qū)主要分布在天山、塔里木、三塘湖、準(zhǔn)噶爾、吐哈一帶；南方主要分布在川南黔北、滇東黔西一帶（見(jiàn)圖4）.截至2009年，全國(guó)地面煤層氣鉆井總數(shù)達(dá)3 972口（探井675口，開(kāi)發(fā)井3 297口），其中羽狀水平井85口，主要分布在鄂爾多斯盆地東部和山西沁水盆地；累計(jì)探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量為1 852.4億m3，資源探明率為5.0‰；煤層氣地面產(chǎn)能達(dá)到25億m3／a，產(chǎn)量為10億m3／a.初步形成了高階煤低成本開(kāi)發(fā)技術(shù)體系，包括煤層地球物理識(shí)別技術(shù)、羽狀水平井技術(shù)、排水采氣技術(shù)、低壓集輸工藝技術(shù)等.

2010年，煤層氣規(guī)劃產(chǎn)量100億m3，其中地面開(kāi)發(fā)50億m3、井下抽采50億m3；2020年產(chǎn)量300億m3；2030年產(chǎn)量500億m3.

2009年，全國(guó)煤炭產(chǎn)量30億t，井下瓦斯抽采量達(dá)到61.7億m3，全國(guó)煤礦災(zāi)害死亡人數(shù)共計(jì)2 631人，其中因瓦斯災(zāi)害死亡750人，百萬(wàn)噸死亡率為0.987人，首次降到1以下（見(jiàn)表4）；瓦斯利用率還很低.安全、環(huán)保形勢(shì)依然嚴(yán)峻，煤層氣開(kāi)發(fā)任務(wù)艱巨，任重而道遠(yuǎn).

表3 中國(guó)各地區(qū)煤層氣資源量統(tǒng)計(jì)

圖4 中國(guó)煤層氣資源分布

表4 中國(guó)煤炭產(chǎn)量與百萬(wàn)噸煤死亡率對(duì)比結(jié)果

2.4 頁(yè)巖氣資源分布與開(kāi)發(fā)利用

頁(yè)巖氣資源廣泛分布于海相、陸上海相沉積盆地，在全國(guó)范圍內(nèi)各地質(zhì)歷史時(shí)期都存在頁(yè)巖氣資源（見(jiàn)圖5）.中國(guó)海相地層沉積面積達(dá)300萬(wàn)km2，其中陸上海相沉積達(dá)280萬(wàn)km2.根據(jù)中國(guó)石油2006年的研究，中國(guó)頁(yè)巖氣資源量為100×1012m3.四川、鄂爾多斯、渤海灣和準(zhǔn)噶爾等盆地的邊緣斜坡部位具有很好的頁(yè)巖氣資源勘探前景［4］.近期有利地區(qū)頁(yè)巖氣資源量約為30×1012m3（見(jiàn)表5）.

全國(guó)在多個(gè)含油氣盆地發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣資源.凡是有天然氣生成的盆地，理論上講都應(yīng)該存在頁(yè)巖氣.嚴(yán)格意義上講，是頁(yè)巖中生成后未運(yùn)移出去和殘留于頁(yè)巖層的天然氣.中國(guó)頁(yè)巖氣成藏與基本地質(zhì)特點(diǎn)為：（1）分布約占國(guó)土面積的1／4；（2）儲(chǔ)層厚度大，單層厚度為20～500m（100～850m）；（3）成熟度高，一般大于1.0%；（4）有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般大于2%.

“大力推進(jìn)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)”基本形成了共識(shí).中國(guó)石油旗下的西南油氣田公司、浙江油田公司和煤層氣公司，已投身頁(yè)巖氣的勘探評(píng)價(jià)，并與殼牌、康菲、挪威國(guó)家石油公司等廣泛開(kāi)展合作研究及試采開(kāi)發(fā).目前，具有良好的發(fā)展前景.2009年8月，國(guó)土資源部天然氣資源戰(zhàn)略研究中心在重慶市綦江縣啟動(dòng)了中國(guó)首個(gè)頁(yè)巖氣資源勘查項(xiàng)目.2009年11月，中國(guó)石油與殼牌合作開(kāi)發(fā)的中國(guó)首個(gè)頁(yè)巖氣合作項(xiàng)目即《富順－永川區(qū)塊頁(yè)巖氣項(xiàng)目》在成都啟動(dòng).2010年，在四川盆地川東地區(qū)、云貴地區(qū)開(kāi)辟兩個(gè)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)試采示范區(qū).

圖5 中國(guó)主要盆地頁(yè)巖氣分布

表5 中國(guó)頁(yè)巖氣有利區(qū)資源分布

2.5 天然氣水合物處于研究階段

天然氣水合物資源潛力大，前景廣闊，主要分布在南海、東海、青藏高原、東北凍土帶，其中以南海海域資源潛力最大.據(jù)國(guó)土資源部專家初步估算，我國(guó)天然氣水合物資源量為700億t油當(dāng)量；“在我國(guó)南海至少有450億t油當(dāng)量”［5］.實(shí)際中國(guó)天然氣水合物調(diào)查只有幾年，僅投入很少的工作，但在臺(tái)灣東南和西南近海海底、西沙海槽、青藏高原發(fā)現(xiàn)天然氣水合物，顯示天然氣水合物資源的良好前景.天然氣水合物是我國(guó)天然氣的后備超級(jí)資源庫(kù)，將對(duì)我國(guó)未來(lái)能源產(chǎn)生重大的影響，但目前還看不到開(kāi)發(fā)利用的前景.

2.6 其他非常規(guī)天然氣資源

中國(guó)水溶氣廣泛分布于中、新生代地層中.預(yù)測(cè)全國(guó)水溶氣資源量約為45×1012m3［6］，其中東部遠(yuǎn)景資源量為19×1012m3.四川、松遼、渤海灣、瓊東南、鄂爾多斯等盆地具有勘探水溶氣的較好前景.中國(guó)松遼、渤海灣、蘇北、東海、珠江口、鶯歌海等盆地，共發(fā)現(xiàn)28個(gè)無(wú)機(jī)成因的CO2氣田，其中萬(wàn)金塔、黃橋等氣田已開(kāi)發(fā)，并已取得效果.同時(shí)，在松遼盆地的三肇凹陷、渤海盆地的黃驊凹陷151氣藏及東海天外天構(gòu)造，也發(fā)現(xiàn)了無(wú)機(jī)成因的甲烷天然氣.但是這些資源都還沒(méi)有真正的投入開(kāi)發(fā).

3 中國(guó)非常規(guī)天然氣資源的條件與問(wèn)題

3.1 發(fā)展條件

自1907年以來(lái)，中國(guó)常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了百年的歷史，積累了豐富的勘探開(kāi)發(fā)認(rèn)識(shí)、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，完全可以創(chuàng)新、復(fù)制應(yīng)用到非常規(guī)天然氣資源勘探開(kāi)發(fā)利用上.近年來(lái)，國(guó)家大力支持非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)利用，中國(guó)石油等企業(yè)初步形成了非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)的理論、技術(shù)、模式、管理經(jīng)驗(yàn)及成功對(duì)策，為非常規(guī)天然氣發(fā)展創(chuàng)造了條件.加之，借鑒國(guó)際石油公司先進(jìn)的技術(shù)，同時(shí)合作開(kāi)發(fā)積累的認(rèn)識(shí)、技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)石油在某些領(lǐng)域已形成了具有世界先進(jìn)水平的技術(shù)，如致密氣開(kāi)發(fā)在世界上有很大的影響力.中國(guó)非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ)條件已經(jīng)趨于成熟：（1）與常規(guī)天然氣雖有差異，但在成藏、開(kāi)采機(jī)理上基本相似；（2）與常規(guī)天然氣的開(kāi)發(fā)技術(shù)接近，可以移植、復(fù)制并改造；（3）可以直接利用現(xiàn)有的常規(guī)天然氣管道、銷售網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施；（4）國(guó)家大力支持，已出臺(tái)并將繼續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)優(yōu)惠政策；（5）國(guó)外已形成了多項(xiàng)低成本技術(shù)，可借鑒.

3.2 開(kāi)發(fā)理論認(rèn)識(shí)

經(jīng)過(guò)多年的不懈探索，中國(guó)非常規(guī)天然氣在勘探、地質(zhì)、開(kāi)發(fā)等方面形成了一系列理論認(rèn)識(shí).（1）致密氣（砂巖、火山巖、碳酸鹽巖）理論認(rèn)識(shí).超高建設(shè)型大型河流三角洲、低速變形流動(dòng)、3個(gè)重新認(rèn)識(shí)、二元攻關(guān)理論、超淺層侵入相火山巖、海相碳酸鹽巖層系多期聚散成藏理論.（2）煤層氣開(kāi)采機(jī)理及理論認(rèn)識(shí).排采“雙駝峰”曲線理論、物理吸附說(shuō)、面積降壓平穩(wěn)排采認(rèn)識(shí)、等溫吸附模型、低煤階煤層氣分形吸附模型、“五段兩點(diǎn)法”管理.（3）頁(yè)巖氣形成機(jī)理及理論認(rèn)識(shí).泥巖裂縫孔滲形成概念、泥頁(yè)巖裂縫性成藏認(rèn)識(shí)、游離方式賦存說(shuō)、海相優(yōu)于陸相的認(rèn)識(shí)、生物和熱成因認(rèn)識(shí).

3.3 開(kāi)發(fā)技術(shù)體系

經(jīng)過(guò)多年的不懈努力，中國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)初步探索形成了一系列關(guān)鍵技術(shù)，有些技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平.如：（1）煤層地球物理識(shí)別技術(shù)；（2）煤層鉆完井技術(shù)；（3）羽狀多分枝鉆井技術(shù)；（4）排水采氣技術(shù)；（5）水平井鉆井技術(shù)；（6）水平井分段壓裂改造技術(shù)；（7）排水采氣技術(shù)低壓集輸處理工藝技術(shù)等.

中國(guó)致密（低滲透）天然氣開(kāi)發(fā)探索形成了一套致密砂巖氣田有效開(kāi)發(fā)主體技術(shù)、特色技術(shù)和適用的配套技術(shù)體系.主要有：（1）高精度二維地震技術(shù)；（2）富集區(qū)優(yōu)選、井位優(yōu)選技術(shù)；（3）快速鉆井及小井眼鉆井技術(shù)；（4）適度規(guī)模壓裂技術(shù)；（5）井下節(jié)流技術(shù)；（6）排水采氣技術(shù)；（7）分壓合采技術(shù)；（8）地面不加熱、低壓集氣、混相計(jì)量技術(shù).

3.4 開(kāi)發(fā)管理模式

中國(guó)非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)已經(jīng)探索形成了一些典型的開(kāi)發(fā)模式或示范區(qū)，其核心是低成本技術(shù)體系和低成本管理體系，主要包括：（1）蘇里格模式（致密氣）：低成本、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、市場(chǎng)化；（2）蘇南合作模式（致密氣）：低成本、程序化、效率；（3）沁水模式（煤層氣）：低成本、數(shù)字化、經(jīng)濟(jì)有效、規(guī)模開(kāi)發(fā)；（4）韓城模式（煤層氣）：低成本、成組水平井、叢式井、節(jié)能；（5）云貴示范區(qū)（頁(yè)巖氣）：低成本技術(shù)、管理示范；（6）川南示范區(qū)（頁(yè)巖氣）：低成本技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)示范.

3.5 開(kāi)發(fā)對(duì)策

總體而言，對(duì)于非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)，中國(guó)還在謀劃和起步階段.根據(jù)國(guó)際成功的經(jīng)驗(yàn)和中國(guó)近些年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)非常規(guī)天然氣資源的長(zhǎng)遠(yuǎn)開(kāi)發(fā)大計(jì)，主要對(duì)策［7］：（1）制定國(guó)家發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略；（2）國(guó)家層面主要是制定扶持政策；（3）小公司決策方式是一條重要途徑；（4）大公司以小公司決策方式開(kāi)發(fā)低品位資源也是一種方式，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；（5）低成本技術(shù)體系和低成本管理體系是唯一選擇；（6）關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)必不可少；（7）顛覆傳統(tǒng)規(guī)則，制定非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)新規(guī)則；（8）完全的、真正意義上的市場(chǎng)化運(yùn)作.

3.6 發(fā)展的主要問(wèn)題

中國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)受區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件、資源供應(yīng)、管網(wǎng)建設(shè)、天然氣消費(fèi)、國(guó)際能源價(jià)格的影響，可能要經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期.從目前看，中國(guó)天然氣發(fā)展還存在一些主要問(wèn)題：（1）天然氣在人類生活中是個(gè)奢侈品，天然氣是富人的標(biāo)志.全球天然氣消費(fèi)主要集中在北美、歐洲和日本等，發(fā)展中國(guó)家年占比例很小.中國(guó)經(jīng)濟(jì)狀況還達(dá)不到廣泛使用的條件.（2）新能源是個(gè)相對(duì)概念，在中國(guó)天然氣屬于新能源，而在北美、歐洲就不是新能源.既然是新能源其發(fā)展要經(jīng)歷一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程，不可能發(fā)現(xiàn)幾個(gè)大氣田就能廣泛覆蓋消費(fèi).（3）天然氣規(guī)?；M(fèi)的基礎(chǔ)條件是管網(wǎng)的高覆蓋，美國(guó)天然氣管網(wǎng)50萬(wàn)km2，覆蓋到了鄉(xiāng)村，中國(guó)只有3萬(wàn)km2.預(yù)計(jì)到2020年前，中國(guó)將共鋪設(shè)約5萬(wàn)km2的天然氣管道［8］.因此，中國(guó)要達(dá)到美國(guó)的條件，需要幾十年的努力，僅靠幾個(gè)公司解決不了廣泛覆蓋，而且資源也有限.（4）天然氣消費(fèi)的調(diào)峰是一大難題，如北京冬季日用氣是5 000萬(wàn)m3，而夏季只有300萬(wàn)m3，巨大峰谷差依賴巨大的儲(chǔ)氣庫(kù)，大港約30億m3儲(chǔ)氣庫(kù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)解決不了調(diào)峰問(wèn)題，況且儲(chǔ)氣庫(kù)就不可能盈利，至少目前不可能盈利，而美國(guó)有400余座大中型儲(chǔ)氣庫(kù)保證消費(fèi).（5）中國(guó)氣價(jià)混亂，上海天然氣消費(fèi)有5種價(jià)格，西氣東輸有三種價(jià)格在一條管道運(yùn)行，土庫(kù)曼氣2.0元多，塔里木0.6元，長(zhǎng)慶0.8元，國(guó)內(nèi)氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際氣價(jià).管道輸送基本上是微利，類似慈善事業(yè).國(guó)內(nèi)老百姓對(duì)天然氣寄托厚望，而且價(jià)格越低越好，認(rèn)為資源屬于國(guó)家所有，最好是免費(fèi)消費(fèi).（6）非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)，在中國(guó)可能要經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期.低碳能源在中國(guó)還是一個(gè)理想狀態(tài).據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2050年全球能源80%還是以化石能源為主，新能源只占10%左右.中國(guó)情況更不能例外.中國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不可能在短時(shí)期改變.（7）中國(guó)天然氣消費(fèi)國(guó)際化是個(gè)大趨勢(shì)，中土線（（300＋100）億m3）、中緬線（100億m3）、中俄三條線、伊朗—巴基斯坦—中國(guó)線（籌劃中）.LNG規(guī)劃和建設(shè)，在沿海分布有9座LNG接收站，約3 000多萬(wàn)噸，相當(dāng)于天然氣400億m3，主要是中國(guó)海油（約2 000萬(wàn)t）、中國(guó)石油（約900萬(wàn)t）、中國(guó)石化（約300萬(wàn)t）承擔(dān).上述能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)政治、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)極大.

3.7 發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)

2020年，我國(guó)天然氣發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)：預(yù)測(cè)產(chǎn)量將達(dá)到1 800～2 200億m3，在能源結(jié)構(gòu)中的比例由目前的3%將上升到8%～12%，屆時(shí)，中國(guó)將進(jìn)入天然氣生產(chǎn)大國(guó)行列，非常規(guī)天然氣將是重要的貢獻(xiàn)者.以蘇里格大型氣田為代表的致密砂巖氣已經(jīng)進(jìn)入規(guī)?；焖侔l(fā)展階段.沁水、渭北、三交等煤層氣田已進(jìn)入規(guī)模建設(shè)期.四川、云貴等南方地區(qū)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)已開(kāi)始示范性起步.中國(guó)石油、中國(guó)石化和眾多的民營(yíng)企業(yè)、合資企業(yè)成為角逐中國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)的主角.

4 結(jié)論

（1）全球非常規(guī)天然氣資源十分豐富，資源量約為常規(guī)天然氣資源量的4.56倍.目前，產(chǎn)量迅速上升到3 242億m3／a.非常規(guī)天然氣已經(jīng)成為一支不容忽視的能源新力量.國(guó)際各大油公司通過(guò)直接投資、收購(gòu)、合作等方式介入非常規(guī)天然氣的勘探開(kāi)發(fā)，并已經(jīng)成為開(kāi)發(fā)的主角，逐漸形成了非常規(guī)天然氣成藏基礎(chǔ)理論研究、氣藏精細(xì)描述、鉆井和增產(chǎn)工藝等技術(shù)組成的非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)配套工藝技術(shù).

（2）中國(guó)非常規(guī)天然氣（包含致密砂巖氣、煤層氣、頁(yè)巖氣和天然氣水合物）資源量達(dá)280.6×1012m3，是常規(guī)天然氣資源量的5.01倍.中國(guó)的致密砂巖氣已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模開(kāi)發(fā)階段，煤層氣、頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)利用正在起步；天然氣水合物等資源的基礎(chǔ)研究工作也正逐步展開(kāi).

（3）中國(guó)非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ)條件已經(jīng)趨于成熟.在非常規(guī)天然氣勘探、地質(zhì)、開(kāi)發(fā)等方面探索形成了一系列理論認(rèn)識(shí)，初步探索形成了一系列關(guān)鍵技術(shù)，有些技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平；探索形成了一套致密砂巖氣田有效開(kāi)發(fā)主體技術(shù)、特色技術(shù)和適用的配套技術(shù)體系.中國(guó)非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)已經(jīng)探索形成了一些典型的開(kāi)發(fā)模式或示范區(qū)，其核心是低成本技術(shù)體系和低成本管理體系.但受區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件、資源供應(yīng)、管網(wǎng)建設(shè)、國(guó)際能源價(jià)格的影響，中國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)可能要經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期.

總體而言，中國(guó)非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)還處在謀劃和起步階段.國(guó)際成功的經(jīng)驗(yàn)和中國(guó)近些年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，都為實(shí)現(xiàn)中國(guó)非常規(guī)天然氣資源的長(zhǎng)遠(yuǎn)開(kāi)發(fā)提供了有利的條件.非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)，雖然是個(gè)難題，也有較長(zhǎng)的過(guò)程.但是，已經(jīng)成為主戰(zhàn)場(chǎng)，成為全球綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流趨勢(shì)！

［1］ RobertI，Daniel Y.America＇s natural gas revolution－A＇shale gale＇of unconventional and abundantU.S.gas is transforming the energy market［N］.The Wall StreetJournal，2009－11－2.

［2］ 王金琪.中國(guó)大型致密砂巖氣含氣區(qū)展望［J］.天然氣工業(yè)，2000，20（1）：10－16.

［3］ 劉成林，范柏江，葛巖，等.中國(guó)非常規(guī)天然氣資源前景［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2009，16（5）：26－29.

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［7］ 胡文瑞.非常規(guī)天然氣的非常策［J］.中國(guó)石油石化，2010，7：28.

［8］ 胡見(jiàn)義.中國(guó)天然氣發(fā)展戰(zhàn)略的若干問(wèn)題［J］.天然氣工業(yè)，2006，26（7）：1－3.

Developmentand utilization of non－conventional natural gas resources in China／2010，34（5）：9－16

HU Wen－rui
（China National Petroleum Corporation，Beijing100007，China）

Characterized by low－carbon，cleanness，greenness and less pollution，non－conventional natural gas resources are becoming an importantnew energy resource in today’s world.Being abundantin their reserves and the developmenttechnique being available day by day，they are the mostpractical substitutes for conventional natural gas resources and play an importantrole in the world’s energy makeup.China is rich in non－conventional natural gas resources with enormous developmentpotential.This paper deals with the survey of the developmentand utilization of non－conventional natural gas resources and in the world and in China，points outthe resource basis，the conditions，the theoretical perception，the technology and the strategy of the developmentof non－conventional natural gas resources in China，reveals the difficulties in their development，and offers some suggestions for the developmentof the resources in China.

China；new energy；non－conventional natural gas；resources；development；utilization

book=9,ebook=262

TE02

A

1000-1891（2010）05-0009-08

2010-08-22

胡文瑞（1950－），男，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士生導(dǎo)師，主要從事低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)和工程管理方面的研究.