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油气之光——“页岩气革命”是怎么回事?

2015-7-8 10:05:36 来源:中国矿业报 作者:苑 坤

所谓的“页岩气革命”(Shale gas revolution),实际上是油气工业的第三次革命。前两次革命分别是从寻找浅部集中易勘探易开发的构造油气藏向地层岩性油气藏(以寻找隐蔽油气藏为核心)的油气勘探开发第一次转变,和向非常规油气藏(以寻找连续型油气聚集为核心)的第二次转变。而从早期非常规能源如致密砂岩气等转向页岩油、页岩气则是第三次转变。下面,让我们通过几个问题来为页岩气“体检”。

1.既然页岩气早已被发现,为什么近几年才开始被开发呢?

开发页岩气的最大限制因素是技术,在水平井和水力压裂技术成熟之前页岩气的日开采量十分有限且衰减极快,而打井的前期投入又很高,经济效益却很低。在上世纪70年代之前各国尚没有“石油资源枯竭”的紧迫感。

2.页岩气的储量是多少?中国页岩气的储量又如何?够我们用多少年?

截至目前,只有美国EIA做过较为系统的页岩气全球储量评估,根据2013年发表的评估报告U.S. Energy Information Administration (EIA)显示,理论可开采页岩气大约是7299TCF(也就是206万亿立方米),约占总资源量的32%。而理论上的地质储量则是这个数字的3倍~5倍,在考虑化石燃料需求的增长和刨除技术革新的影响的情况下,这大概够全球用100年~150年。我国有很多机构对国内页岩气储量进行过评价,笔者认为相对客观的是国土资源部2011年正式启动的“全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选”项目——截至2012年,我国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿立方米,可采资源潜力为25.08万亿立方米(不含青藏区)。其中,已获得工业气流或有页岩气发现的评价单元面积为88万平方千米、地质资源为93.01万亿立方米、可采资源为15.95万亿立方米,是目前页岩气资源落实程度较高、较为现实的勘查开发地区。

3.天然气、煤层气、页岩气之间有什么异同?

专业上把天然气称为常规天然气,而把煤层气与页岩气称为非常规天然气,其本质都是“天然气”即天然形成之气,它们都是古老生物遗体埋藏于沉积地层中,通过地质作用形成的化石燃料,是自然形成的洁净、优质能源。

1)相同点:a.常规天然气是一种多组分的混合气态化石燃料,主要成分是甲烷,另有少量乙烷、丙烷和丁烷,成分相对复杂,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性。b.煤层气俗称“瓦斯”,主要成分是甲烷,成分较简单,是基本上未运移出煤层,以吸附、游离状态赋存于煤层及其围岩中的气体。其热值是通用煤的2倍~5倍,燃烧后几乎没有污染物。c.页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,成分以甲烷为主。

2)不同点:a.常规天然气以游离赋存为主,蕴藏在地下多孔隙岩层中,主要存在于油田和天然气田中,开采技术较简单。b.煤层气以吸附在煤基质颗粒表面赋存,部分游离于煤、围岩孔隙中或溶解于煤层水中,比开采常规天然气的难度相对大一些。C.页岩气成藏的生烃条件及过程与常规天然气相同,页岩既是烃源岩又是储岩,开采难度较大,主要有水平井技术和多层压裂技术。但是,较常规天然气,页岩气具有开采寿命长、生产周期长等优点,且分布范围广、厚度大、能够长期稳定的产气,所以目前页岩气发展势头迅猛。

4.页岩气是化石能源的最后一根稻草么?

答案自然是否定。目前,已经进入公众视野的化石燃料还有可燃冰。可燃冰是天然气水合物由甲烷(或乙烷、CO2等)与H2O在低温高压条件下形成的冰状固体物质(也称笼型化合物Clathrate)。它的能量密度是煤的10倍,甲烷的160倍,储量高且分布极广,大概是全球总化石燃料量的一半,主要在高原永久冻土带和深海浅部沉积物中。但是,由于可燃冰开发难度大,而且如何转变为商业气各国也正在技术研究阶段,因此可以预见的是在不久的将来当页岩气市场稳定下来后,各国能源领域的重点方向可能会向可燃冰转变。□(作者单位:中国地质调查局油气资源调查中心)

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