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中国煤层气的研究开发历史现状和发展趋势展望


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专题论述

中国煤层气的研究开发历史现状和发展趋势展望
中国矿业大学 (徐州 资源与地球科学学院 ) 程 龙 黄健良 周平华
[摘 要] 煤层气作为一种新兴的洁净能源, 其分布在大陆板块相对稳定区带的沉积构造盆地。煤层气的勘探开发方式与石油、 常规 已经实现了勘探试验的突破, 开始进入 天然气及煤炭虽有相近之处, 但它们彼此各成体系又各有其法。我国煤层气产业刚刚崛起, 区域勘探阶段。 [关键词] 煤层气 洁净能源 区域勘探 投入 开发 1、 煤层气简述 煤层气是一种在煤化作用过程中形成的、 与煤岩同生共体,并赋存 在煤层中的以甲烷为主的,以吸附状态赋存在沉积盆地煤层之中的可 煤层甲烷或煤层瓦斯, 主要出现在晚古 燃混合气体, 也称煤层吸附气、 ) ) 生代以来的几个成煤期。煤层气的成分以甲烷 (CH4 (包括重烃 为主, 其次为二氧化碳 (CO2 、 (N2 等。因此它除了作为能源外, ) 氮气 ) 还可作为 一种洁净的气态燃料和化工原料。 2、 我国煤层气的研发历史及现存问题 2.1 我国煤层气研究开发的历史现状 从 80 年代中期开始, 随着美国煤层气地面开采的成功和对煤层气 商业价值和能源战略地位的认识不断的提高,我国开始进行煤层气地 研究机构和高校先后进行了全国 面开发的研究和试验, 有关工业部门、 性、 区域性和某些重点矿区或煤田的煤层气资源评价、 开采技术条件和 东北和华南的近 30 个矿区或煤田施 开发工艺的调查和研究, 在华北、 工煤层气资源评价井和生产试验井 90 余口。通过这些工作, 对我国煤 层气的资源状况、 赋存规律以及地质控制因素有了初步认识, 并在选区 评价、 勘探技术等方面取得了一些重要研究成果和经验。 2.2 我国煤层气研发理论成果 煤层气来源于大量聚集的成煤有机物质,是煤化同时热降解而生 成的气。 以煤层为储集层的煤层气, 主要以吸附状态附着在煤岩基质微 细颗粒的表面, 在一定的地质条件下, 也有一些溶解在煤岩基质孔隙、 裂隙的水中或是游离在孔隙、 裂隙的空间。 在烃类物质运移、 聚集和散失方面 ,煤层气藏与常规油气藏有明显 的差别。 常规油气藏遵循重力分异原理, 在运移、 聚集过程中 ,油、 水 气、 不断分异, 因而储集在圈闭的不同部位。不论圈闭是背斜构造、 地层遮 岩性尖灭、 断层封闭等何种形态, 一般都要聚集在盆地相对高处的 挡、 高等势封闭的低势区内。 而以吸附状态储集在煤岩层中的煤层气, 并不 遵循重力分异原理,无须受高等势封闭条件下低势区所形成的圈闭的 控制, 只要有较好的封盖条件, 能够形成相当的地层压力和温度, 煤岩 生成并有足量的甲烷等烃类气体, 煤岩孔隙、 裂隙中的水溶解气或孔隙 裂隙空间的游离气的浓度能使煤岩中的吸附烃不被解吸而扩散,煤岩 裂隙渗滤通道, 就可形成较好的煤层气藏, 因而 层发育有较好的孔隙、 在盆地相对低位处煤层气藏照样可以形成。 由此可见, 煤层气和石油、 常规天然气虽然共存于同一沉积构造盆 地, 由于成藏机理的差异, 油气多是赋存在有利于气、 水分异的构造 油、 相对高部位的圈闭中,而煤层气藏赋存在盆地中构造相对低部位可成 藏的有利构造带, 甚至油气不可能成藏的区带, 煤层气也可能形成良好 的气藏。 2.3 我国煤层气现阶段存在的问题 尽管我国在煤层气勘探开发方面进行了不懈努力,并已取得初步 成效, 但仍存在着某些技术难题需要解决: ①我国煤层气总体资源状况 尚不真正明了, 总资源量中有多大比例有可能加以回收, 目前更是没有 明确概念, 导致对资源量评价结果的可靠性往往无法加以估价; ②煤储 层渗透性的准确评价和机理研究, 特别是具有极低渗、 高应力、 无水或 少水煤层以及厚煤储层物性非均质性的评价; ③一个盆地、 煤田或矿区 中高含气性、 高渗透性和高产能区的有效预测、 寻找以及控气地质因素 问题, 包括总体思路、 获取有效参数的途径和研究评价的方法; ④新的 (上接第 343 页 ) 学, 而不要为了用多媒体而用多媒体。 5.3 药物化学课件要体现专业差异性 “备课” 要备学生, 在我校药学系一共有三个不同专业: 药剂、 药物 分析与检验和生物制药专业。 因此针对不同专业的岗位要求, 药物化学 课件也要体现专业差异性。 如针对药物分析与检验专业的学生, 我们要 尽可能讲清楚典型药品的合成过程,弄清楚成品药物中主要杂质哪些 是在生产过程中引入的, 哪些是在贮存过程中生成的。 为学生们后续专 —药物分析打基础; 针对生物制药专业的学生, 我们介绍一些 业课程—— 典型制药设备, 使学生认识常规制药仪器设备, 为其将来制药厂的合成 实习打下基础。 或地质条件更为复杂的地区煤层气井的完井及激化, 包括工艺、 技术、 设备以及激化机理等研究。 3、 我国煤层气研究开发的趋势与措施 从我国煤层气基础理论研究的现状可以看到我国煤层气研究发展 的趋势是:①中国煤盆地形成演化历史复杂,盆地原形及构造样式多 变, 煤的多阶段演化和多热源叠加变质作用明显, 煤层气勘探目标极不 ②中国 明确, 期待建立反映我国特殊地质条件的煤层气成藏理论体系。 煤储层煤层气流动机制、 富集规律和开采机理, 是多年来学者研究的重 点, 但是收效不大, 所以努力研究, 建立我国的煤层气流动机制、 富集规 律和开采机理的研究势在必行。③煤层气勘探和生产具有很大的地质 风险性和经济风险性, 我国煤层气刚刚起步, 抗风险能力很底, 期待建 立符合中国地质条件的煤层气有效资源潜力评价和开发系统决策体 系。 为了加快煤层气的开发利用, 解决资金来源和技术发展与引进, 应 尽快制定有关的政策法规, 包括:国家将煤层气开发列为能源发展战略 目标, 确定开发战略重点; 制定税收、 价格、 引进外资等方面的优惠政 策, 吸引多渠道投资; 引进和研制先进技术和装备; 加强行业管理; 加强 国家对科研的支持等。 4、 煤层气发展构想及建议 自从人类用矿物燃料替代了木质能源后, 2000 年之前的一个半 在 世纪中, 煤炭 1920 年和石油 1980 年都曾上升为能源构成比率的高峰, 转而走向低谷, 天然气 2020 年将于二十一世纪初期达到顶峰, 同时太 阳能及核能渐趋上势。煤层气将作为新的能源矿种展现于世界。 煤层气工业的发展, 不可能脱离一个国家的经济形势和经济政策。 根据我国情况, 我国煤层气资源极为丰富, 开发前景极为广阔, 为了实 现经济利益、 社会效益和环境效应的协调发展, 建议政府针对煤层气工 业发展现状, 在执行现有原油、 天然气及煤炭工业政策基础上, 进一步 制定鼓励煤层气工业加快发展的赋税等有关政策并对投资计划体制作 必要的调整。 我们应当不断扩大煤层气勘探开发对外合作,积极吸引外商投资 勘探开发煤层气, 吸收国外资金加快煤层气工业的发展; 应当选择风险 较小, 见效较快的有利区块对外合作, 鼓励外商坚定信心, 不惧风险, 递 补推进, 长期投资; 应当进一步总结经验, 调动各方面积极性, 鼓励国有 大型能源企业积极扩大对外合作,赢得更多的合作者投资煤层气勘探 开发。 参考文献 [1] 孙茂远主编.中国煤层气开发利用与对外合作 [M] .北京:煤炭工 业出版社,2000 [2] 黄盛初等.我国煤层气利用技术现状与前景 ] [J .中国煤炭,1998, (5):210- 225 [3] 黄景诚等.煤层气译文集.郑州:河南科学技术出版社,1990:1~ 8,94~97,345~347 [4] 孙万禄等.煤层气地质学基本问题的探讨.石油与天然气地质, 1997;(3):189~193 [5] 孙万禄等.我国煤层气储量、 资源量级别分类.石油与天然气地 质,1997;(4):305~307

参考文献 [1] 詹小颖.多媒体教学应处理好的几个问题 ] [J .梧州学院学报, 2007, ) (03 . [2] 张春玲,聂国庆.从学生角度看多媒体教学—— — “多媒体教学效 益问卷调查” 的结果分析 ] [J .中国现代教育装备,2006, ) (11 . [3] 郭玲,江斌.多媒体教学模式与传统教学模式的再思考 ] [J .科学 教育论坛,2005 ) (13 . [4] 石海燕.对提高多媒体教学效果的一点思考 ] [J .绍兴文理学院 学报,2007 ) (7 .

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