非常規天然氣是指由於各種原因在特定時期內還不能進行盈利性開採的天然氣，非常規天然氣在一定階段可以轉換為常規天然氣.在現階段主要指以煤層氣、頁岩氣、水溶氣、天然氣水合物、無機氣、淺層生物氣及緻密砂岩氣等形式貯存的天然氣。由於其成因、成藏機理與常規天然氣不同，開發難度較大。
基本介紹
- 中文名：非常規天然氣
- 外文名：Unconventional Gas
- 學科：石油工程
- 分類：水合物、水溶氣等
- 特點：低碳、潔淨、綠色、低污染
- 分布：加拿大、俄羅斯、美國、中國
物品分類,特點,分布情況,勘探開發狀況,中國前景套用,
物品分類
1.天然氣水合物
天然氣水合物形成的最佳場所是海洋。只要氣水足夠充足、低溫高壓且具有一定孔隙空間，天然氣水合物的成藏既有簡單圈閉也有複合圈閉。簡單圈閉主要出現在永久凍土區或被動大陸邊緣的陸坡和陸隆或三角洲前緣的增生稜柱體中。
活動大陸邊緣（特別是匯聚板塊邊緣）為適合複合圈閉發育的環境，鹽丘底劈形成的圈閉也能形成複合圈閉。而陸地上適合天然氣水合物形成的溫度和壓力條件的地理環境是高緯度永久凍結層(包括永凍區淺海地帶)，在冰點溫度以上的永凍層也存在天然氣水合物，如中國青藏高原地帶。
2.煤層氣、頁岩氣和緻密砂岩氣
中國的煤層氣、頁岩氣和緻密砂岩氣在成藏機理上具有一定的相似性，它們都直接或間接來源於煤層、泥岩或頁岩，儲集空間類型相近，在成藏和分布上有一定的特徵顯示。
3.水溶氣
水溶氣藏是溶於水中的可燃氣體一般處於未飽和狀態。氣源有無機的（含氦氣），也有有機的（生物氣、深層裂解氣)，可以是單一氣源成藏，也可以是不同程度的混源成藏。當高溫高壓地層水中溶解的天然氣量足夠大時，便形成了可供工業性開採或可以綜合利用的水溶氣藏。水溶氣藏的形成受孔縫洞、底水活躍程度及連通性等較多因素的影響。
水溶氣藏成藏的條件在於：地層水相對靜止，存在儲水層，無構造和物性限制，當以構造成藏時可出現含游離氣的氣頂，易於被發現，當以非構造成藏時則難於被發現。對於異常高溫高壓氣藏，氣水比相對較高，常溫常壓氣藏的氣水比則相對較低，僅為前者的1/6—1/5。而甲烷氣的含量隨著地層水礦化度的增加而降低，但隨溫度、壓力的變化呈現無規則變化。
非常規天然氣成因多樣，成藏機理複雜，但在空間分布上有機組合，為天然氣的立體勘探創造了條件。
特點
與常規天然氣相比，包括頁岩氣等在內的非常規天然氣資源儲量更高，非常規天然氣勘探開發潛力無限。在當前能源需求不斷高漲的情況下，天然氣成為了一種相對清潔的燃料，其中非常規天然氣占據重要地位。它同時由於分布較廣和儲量大而有利於所在國家的開採和資源安全。非常規天然氣資源具有低碳、潔淨、綠色、低污染的特性，開發利用技術也日趨成熟，是我國新能源發展的重要方向。
分布情況
全球非常規天然氣資源豐富，達4000萬億立方米，是常規天然氣資源的4.56倍，主要分布在加拿大、俄羅斯、美國、中國、拉美等地區。而我國非常規天然氣資源總量是常規天然氣資源量的5.01倍，主要為緻密砂岩氣，分布在鄂爾多斯、四川、松遼、渤海灣、柴達木及準格爾等10餘個盆地。
我國非常規天然氣總資源量達190萬億立方米，其中煤層氣37萬億立方米，位居世界第三，已探明儲量2800多億立方米；頁岩氣資源量達100萬億立方米，其中可采儲量26萬億立方米，與美國相當。緻密氣資源量約為12萬億立方米。更加難得的是，產區距離市場近，這些能源在中部盆地以及包括珠三角、長三角在內的南方區域均有分布。
勘探開發狀況
基本現狀儘管我國開發利用天然氣的歷史較悠久，但對非常規天然氣的大規模勘探開則是近20年才興起的。截至目前，緻密砂岩氣、煤層氣的勘探開發形成了工業規模的產能，而對其他非常規氣，尚處於調查、研究和小規模開發階段。
1、緻密砂岩氣
20世紀70年代以來，以四川、鄂爾多斯等盆地為主戰場，緻密砂岩氣勘探經歷了從構造氣藏到岩性氣藏的發展，相繼發現了一批大型、超大型緻密砂岩氣田，並擴展到松遼盆地深層等領域。截至2008年底，累計探明緻密砂岩氣地質儲量1.66萬億立方米，發現了蘇里格、子洲—米脂、廣安、合川及徐深等儲量超過千億立方米的大型氣田，已建成年近200萬億立方米的產能。2008年，全國緻密砂岩氣產量約200億立方米，占全國天然氣總產量的23%。其中，僅蘇里格氣田，2009年產能達到100億立方米，年產量近80億立方米。
2、煤層氣
煤層氣勘探開發始於20世紀80年代初，主要在沁水盆地南部、鄂爾多斯盆地東緣等地區獲得工業產量。截至2009年底，全國累計探明煤層氣地質儲量近1800億立方米。2005年以來，沁水盆地南部、鄂爾多斯東緣韓城區塊、遼寧阜新、鐵法等煤層氣田陸續投入商業性開發，產量不斷增加。截至2008年底，全國共鑽各類煤層氣井約3400口，已建成煤層氣產能20億立方米，2009年產能建設達到40億立方米，年產量約10立方米，約占全國煤層氣產量的17%。
3、淺層生物氣
我國迄今發現的生物氣主要分布於上第三系和第四系的砂岩、粉砂岩，埋深30～1500m。青海柴達木盆地東部已發現了5個規模較大的生物氣氣田，即鹽湖、台南、駝峰山、澀北一號、澀北二號氣田，探明儲量2771億立方米。渤海灣盆地的勝利油區和遼河油區、松遼盆地的吉林油區以及杭州灣等地區發現了淺層生物氣氣藏。“八五”，雲南第三系中、小盆地淺層生物氣勘探也獲得了重要進展，先後在楊林、陸良、保山等盆地鑽獲商業氣流，並獲得了一定的儲量，現已進入盆地的滾動勘探開發階段。
4、頁岩氣
美國頁岩氣開發發展迅速，年產量近千億立方米，我國頁岩氣開發剛剛開始，尚停留於前期的地質和基礎研究工作，主要針對南方地區古生界海相頁岩，完成了少量地質淺井和參數井，取得了部分岩和測試資料、數據。對北方湖相暗色泥頁岩，尚未開展相應的工作。總體上，我國頁岩氣勘探開發處探索階段。
5、水溶氣
近年來，中石油、中石化及專家學者開展了水溶氣的探索性研究工作，認為我國水溶氣主要分布於中新生代地層，四川、鄂爾多斯、瓊南等主要含氣盆地是水溶氣勘探開發的主戰場。 中，中石化對全國水溶氣遠景資源量進行了初步評價，中石油在柴達木盆地開展了水溶氣研究和勘探開發工作，認為盆地南側和來自深部的生物成因氣溶解在地層水中，以水溶相由南向北側向運移，當到達北側時，地層水礦化度變高，天然氣從地層水中析出，以游離相形式垂向運移成藏。
6、天然氣水合物
20世紀90年代，我國開始關注天然氣水合物，在南海等海域及陸地永久凍土區開展了專項調查與研究，完成了大量的地震勘查工作，在沖繩海槽的邊坡、南海的北部陸坡、西沙海槽和西沙群島南坡等處發現了海底天然氣水合物存在的似海底地震反射層(BSR)標誌，並在南海北陸坡取得了天然氣水合物樣品。2008年11月，在青海木里地區完鑽了第一口陸上永久凍土帶天然氣水合物科探井DK1，獲取了水合物樣品。對老油田剩餘油生物降解氣的開發利用，國內尚處於試驗研究階段。
中國前景套用
我國的非常規天然氣資源儲量豐富，如果能夠得到合理有效地開發，那么非常規天然氣我國國民經濟的可持續發展提供非常穩定的能源保障。本文主要研究了我國非常規天然氣資的潛力，探討了目前的開發技術現狀，並在最後展望了未來非常規天然氣的勘探技術與套用。 近年來，我國天然氣工業進入快速發展階段，市場需求強勁，天然氣供求矛盾日益突出。據預測，2020年我國天然氣需求缺口可能達到1000億m，這為我國非常規天然氣開發提供了強勁的市場驅動和機遇。而且，開發非常規天然氣是對氣候變化、發展低碳經濟的戰略選擇。國家高度重視非常規天然氣開發利用，相繼出台了進了煤層氣開發利用的政策，目前正研究制定頁岩氣開發政策。技術水平相對落後儘管在煤氣、緻密砂岩氣等開發方面，積累了一些相對有效的技術工藝，比如羽狀水平井、叢式井等鑽井技術，但總體上現有技術、工藝水平難以適應非常規天然氣開發需要，與世界先進水平相比尚有較大差距，缺乏多段同步壓裂、長距離水平井、環保型壓裂液等頁岩氣開發技術。
初步統計顯示，我國非常規天然氣分布廣，層系多，埋深範圍大，開發利用程度低，資源潛力大，僅緻密砂岩氣、煤層氣、頁岩氣的資源量就達50萬億～70萬億立方米。
據新一輪全國油氣資源評價，我國低滲透緻密砂岩氣地質資源8.37萬億立方米，主要分布在四川盆地、鄂爾多斯盆地、準噶爾盆地南部和東部松遼盆地深層。據中石油不完全評價，全國緻密砂岩氣地質資源量超過11.95萬億立方米。其中，四川盆地上三疊統須家河組緻密砂岩氣資源量超過3.0萬億立方米，鄂爾多斯盆地上古生界緻密砂岩氣資源量超過8.0萬億立方米，僅蘇里格氣田緻密岩氣資源量近4.0萬億立方米。截至2008年底，全國累計探明緻密砂岩氣地質儲量約1.8萬億立方米，待探明約6.6萬億立方米，探明率21.5%，技術採收率僅50%左右，比全國常規天然氣儲量平均採收率低10%～15%，開發利用程度較低，尚處於勘探開發早期階段。
全國2000m以淺的煤層氣地質資源量36.8萬億立方米，主要分布鄂爾多斯、沁水、準噶爾、二連、滇黔桂、吐哈、伊犁、海拉爾等8個盆地的石炭系、二疊系、侏羅系煤層。其中，埋藏深度小於1000m的地質資源量達14.27萬億立方米，是目前煤層氣開發主要對象。截至2009年底，全國煤層氣勘探開發程度更低，1000m以淺煤層氣探明率不足2%，尚處於初期發展階段。據初步估算，全國頁岩氣地質資源量約31萬億立方米，主要分布在南方古生界海相地層和北方湖相、過渡相地層。其中，以上揚子、下揚子地區的古生界海相泥頁岩為主。
非常規油氣資源的成功開發與利用，可彌補未來很長一個時期常規油氣資源的不足，為中國經濟的可持續發展提供能源保障。中國近期能夠實現開發的非常規油氣資源包括煤層氣、緻密砂岩氣、無機氣和淺層生物氣。對此，中國應當加大基礎理論和工程技術的研究力度，制定相關的優惠政策，為非常規油氣資源的充分利用創造條件。 根據中國當前的經濟條件、勘探開發技術水平和發展趨勢，借鑑國外非常規天然氣預測理論及其勘探開發經驗，預測了中國未來非常規天然氣產量。結果表明：常規天然氣的產量大致在2040年後達到高峰，產量超過3500×108立方米;煤層氣、緻密砂岩氣、生物氣和無機氣的產量大致在2070年後達到高峰，產量可能接近3000×l08次方立方米;頁岩氣和水溶氣的大規模開發將在2070年之後;天然氣水合物的規模開採則大致在2080年以後;頁岩氣、水溶氣和天然氣水合物的產量大致在未來一段時間內呈逐漸上升的趨勢，並會持續較長時間。
