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全球致密气勘探开发及中国发展趋势 [复制链接]

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致密气已经成为全球非常规天然气勘探开发的重要领域之一,特别是美国致密气大规模开发利用,不仅助推美国天然气产量快速回升,也推动了许多国家进行致密气勘探开发的进程。2010年我国天然气对外依存度已经突破15%。

  致密气已经成为全球非常规天然气勘探开发的重要领域之一,特别是美国致密气大规模开发利用,不仅助推美国天然气产量快速回升,也推动了许多国家进行致密气勘探开发的进程。2010年我国天然气对外依存度已经突破15%,而我国独特的地质条件决定了致密气等非常规天然气资源较常规天然气更丰富,发展潜力更大。新形势下,加快开发利用致密气等非常规天然气资源对我国天然气工业的发展和社会的运行具有重大战略意义。

  一、全球致密气资源丰富,分布广泛

  据美国联邦地质调查局研究结果,全球已发现或推测发育致密气的盆地大约有70个,资源量大约为210×1012 M³,亚太、北美、拉丁美洲、前苏联、中东-北非等地区均有分布,其中亚太、北美、拉丁美洲分别拥有致密气资源为51.0×1012 M³、38.8×1012 M³、36.6×1012 M³(见图1),占全球致密气资源的60%以上。

  



  致密气资源量

  近年来,有关研究机构和学者对全球致密气资源储量出新进行过估算,部分预测结果较上述资源量有较大幅度的增加。

  二、勘探领先地区

  目前,全球已有美国、加拿大、澳大利亚、墨西哥、委内瑞拉、阿根廷、印尼、中国俄罗斯、埃及、沙特等十几个国家和地区已进行了致密气藏的勘探开发。其中,北美地区的美国和加拿大在致密气资源勘探开发方面处于世界领先地位。

  北美

  致密气最早在美国获得突破。1980年,非常规天然气只占美国天然气产量2%,这些非常规天然气大都是致密砂岩气。美国致密气产量已连续10年达到1000亿立方米以上,到2010年,美国已在23个盆地大约发现900个致密气田,剩余探明可采储量超过5万亿立方米,生产井超过10000口,美国非常规天然气产量达到全美天然气产量的58%,其中致密砂岩气占29%, 2011年美国致密气年产量达到1690亿立方米,约占天然气总产量的26%,成为美国天然气产量构成中重要的组成部分。目前,美国进行致密气开发的盆地主要是落基山地区的大绿河盆地、丹佛盆地、圣胡安盆地、皮申斯盆地、粉河盆地、尤因他盆地、阿巴拉契亚盆地和阿纳达科盆地。

  加拿大

  加拿大致密气主要储集在西部地区阿尔伯达盆地深盆区,故称深盆气。1976年加拿大钻成第一口工业致密气井,从而揭开了致密气勘探开发新局面,同事开辟了一个新的含油气领域。随后发现的霍德利、牛奶河气田进一步证实了该区致密气良好的发展前景,最终导致特大型致密气田的发现。仅艾尔姆沃斯、霍德利两大致密气田的可采储量就达到了6490×108-—6780×108 M³。目前,加拿大致密气分布面积达6400平方千米左右,地质储量大约为42.5×1012 M³。

  



  2001-2008年全球非常规天然气产量变化图

  成功前提:关键技术突破

  通过对美国、加拿大两个典型致密气田发展历程的剖析发现,关键技术突破是致密气得以快速发展的基本前提。

  (1)美国皮申斯盆地的鲁里森致密气田。皮申斯盆地为一典型的前陆——克拉通盆地,面积为1.4×104平方千米,天然气资源量为5.6×1012 M³——8.4×1012 M³。1952年举汉1井在盆地发现了Mesaverde地层含气,从而发现了鲁里森气田,但因缺乏有效技术手段,随后钻探的多口井均无产能。后经长期试验室分析、现场压裂试验以及不同井距生产井开采试验等,到1993年终于突破了商业性开采关,之后产量快速增长,2008年产量达到32.5×108 M³。鲁里森气田面积为21-52平方千米,气藏埋深为1780米,气层厚度为700米,可开采储量为324×108 M³。

  2)加拿大阿尔伯达盆地艾尔姆沃斯致密气田。1953-1976年,在针对白垩纪岩性地层圈闭勘探过程中,曾有近几百口井钻遇到致密砂岩气层,但当时主要勘探目的层是密西西比系,加之气层压力比较低、储层致密、井筒伤害等原因,一直没有获得商业性发现。1976年,技术人员仔细的岩石学分析和系统的测试资料对比,发现了下白垩系大量开采气层,艾尔姆沃斯气田得以发现。艾尔姆沃斯气田面积为5000平方千米,气藏埋深1500米,气层厚度为1000米,可开采储量4760×108 M³,2008年该气田产量已达到88×108 M³。

  



  三、中国致密气开采历程

  1.三个阶段

  探索起步阶段(1995年以前)按照致密气的概念及评价标准,我国早在1971年就在四川盆地川西地区发现了中坝致密气田,之后在其他含油气盆地中也发现了许多小型致密气田或含气显示。但早期主要是按低渗-特低渗气藏进行勘探开发,进展比较缓慢。

  快速发展阶段(1996-2005)20世纪90年代中期开始,鄂尔多斯盆地上古生界天然气勘探取得重大突破,先后发现了乌审旗、榆林、米脂、大牛地、苏里格、子洲等一批致密气田,特别是2000年以来,按照大型岩性气藏勘探思路,高效、快速探明了苏里格大型致密气田。

  快速发展阶段(2006年至今)2005年以来,按照致密气田勘探开发思路,长庆油田实现合作开发模式,采用新的市场开发体制,走管理和技术创新、低成本开发之路。集成创新了以井位优选、井下节流、地面优化技术为重点的12项开发配套技术,实现了苏里格气田经济有效开发,从而推动苏里格地区致密气勘探开发进入大发展阶段。

  



  中国致密气分布图

  2.致密气开发主要成果

  2011年致密气产量达256 亿m3,约占全国天然气总产量的1/4,成为我国天然气勘探开发中重要的领域。2012年,中国致密气产量达到300亿立方米,几乎占到全国天然气总产量的1/3。

  鄂尔多斯盆地上古生界苏里格气田

  鄂尔多斯盆地天然气大规模勘探开始于20世纪80年代末,目前已经发现气田9个。近10年来,新增天然气探明储量以致密气为主,年均增长1000×108 M³以上。苏里格、大牛地、乌审旗、神木、米脂等5个探明储量超千立方米的大型气田均为致密气田,主力气层为上古生界石盒子组、山西组和太原组。苏里格地区位于鄂尔多斯盆地西北部,有利勘探面积为5.5×104平方千米,远景资源量约为5×1012 M³。自2005年引入市场竞争机制,加快开发步伐以来,通过依靠科技、创新机制、简化开采、走低成本开发路线,勘探开发取得重大进展,累计探明和基本探明地质储量3.2×1012 M³,产量快速增长。2010年产量突破100×108 M³,2011年产量达到137×108 M³,从而超越克拉2气田成为我国第一大气田。

  四川盆地川中须家河组气田

  四川盆地广安区致密气藏勘探经历了复杂历程,1967年广19井就发现了须家河组致密气藏。但在随后近40年的勘探开发历程中,却因地下条件复杂,以及地质认识与工艺技术的限制,以构造圈闭勘探为主,发现了7个构造圈闭气藏和一些含气构造以及部分零星分布的高产气井。2005年3月广安2井须六段射孔完井试油测试获日产天然气4.2×104 M³,获得高产工业气流。紧接着,广安3井、广108井等也获得工业气流,开启了广安地区低渗透砂岩气藏勘探的新篇章,相继发现了合川、安岳等千亿

  立方米大气田,从而掀起了川中地区须家河组致密气勘探开发热潮。2006-2011年川中地区须家河组合计新增探明地质储量5971×108 M³,2011年须家河组致密气产量超过15×1012 M³。

  塔里木盆地库车地区克深气田

  库车坳陷面积为2.3×104 km2远景资源量约为3×1012 M³,继2000年探明克拉2气田、2001年迪那2井突破之后,4年间钻井18口均未成功。分析制约勘探的关键:一是地表和地下情况复杂,构造难以落实;二是勘探集中于中浅层,构造保存条件相对较差。普遍认为前陆冲断带深层发育大构造,但储层物性可能较差,即使发现储量难以开发。这一认识,阻碍了对深层大构造的探索。近年来,持续坚持三低地震攻关与研究,深层构造得到进一步落实,2007年优选克深2号构造上钻6573—6697米获得日产46×104 M³高产气流,突破了克深构造带深层勘探。随后钻探的克深1、克深201,克深202井获高产气流,初步落实储量规模超过3000×104 M³。

  



  中国盆地致密气分布图

  3. 重点地区产量预测

  鄂尔多斯、四川、塔里木三大盆地是我国致密气资源最丰富的地区,也是目前勘探开发最现实和最具潜力的地区。根据上述三个地区勘探开发形式,结合油田公司规划安排,综合预测鄂尔多斯、四川、塔里木三个盆地2020年致密气产量有望达到600×108 M³左右。致密气已成为我国天然气增储上产的重要领域,预计2020年产量有望达到800×108 M³左右,2020年之后致密气产量进入高峰增长阶段,2030年产量有望达到1000×108 M³。

  四、我国致密气发展路线

  1.以鄂尔多斯、四川、塔里木等盆地作为重点,加快致密气探明储量和增加产量的步伐。

  2.把火山岩天然气纳入致密气范围,加快发展准噶尔及松辽盆地的火山岩天然气及致密气。准噶尔盆地侏罗系致密气资源潜力丰富,具有5000亿m3规模的可采资源量,松辽盆地白垩系致密气具有1万亿m3规模的可采资源量。同时,在松辽盆地的北部和南部,徐家围子及长岭地区发现大量火山岩天然气,岩性也非常致密,应纳入致密气的范畴共同加快发展。

  3.积极勘探开发吐哈、渤海湾和柴达木盆地的致密气。吐哈、渤海湾和柴达木盆地的致密气勘探开发应积极进行,争取紧跟鄂尔多斯、四川、塔里木等主要致密气区的勘探开发,尽快实现规模上产。

  4.实现“三步走”战略。第一步,“十二五”期间加快鄂尔多斯、四川、塔里木三大气区的上产步伐,同时全面加强准噶尔、松辽、吐哈、渤海湾和柴达木等盆地致密气勘探,落实可利用资源,发展完善勘探开发配套技术,2015年全国致密气产量达到500亿m3。第二步,“十三五”期间在主要盆地全面实现致密气大规模开发利用,形成系统配套、高效、低成本的技术体系,进入产量增长高峰,2020年致密气产量达到800亿m3。第三步,2020 年以后致密气产量稳定增长,2030年产量达到1000亿m3。
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