氣源管網(wǎng)建設(shè)

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1、氣源管網(wǎng)建設(shè)第一章氣源的簡(jiǎn)介隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消費(fèi)與需求量不斷攀升，包括頁(yè)巖氣、煤層氣、煤制氣和天然氣在內(nèi)的能源的開采及利用日益受到重視。1.1天然氣與煤炭、石油等能源相比，天然氣在燃燒過程中產(chǎn)生的能影響人類呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極少，產(chǎn)生的二氧化碳僅為煤的40%左右，產(chǎn)生的二氧化硫也很少。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產(chǎn)生，具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。作為國(guó)家“十二五”規(guī)劃節(jié)能減排中重耍的產(chǎn)業(yè)，預(yù)計(jì)2015年我國(guó)天然氣市場(chǎng)需求2000-2400億方，2020年將達(dá)到3500-4000億方。隨著氣化率的提高，天然氣消費(fèi)

2、結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步優(yōu)化，工業(yè)燃料和城市燃?xì)獾膬?yōu)勢(shì)逐漸明顯，成為用氣的主要領(lǐng)域，約占需求總量的三分之二，發(fā)電和化工氣量?jī)铀黾樱撬急壤陆祇2015年中，我國(guó)天然氣需求中：城市燃?xì)庹?2%,工業(yè)燃料占31%,發(fā)電占21%,化工占16%。供給方面，“十二五”期間，我國(guó)將形成“西氣東輸、北氣南下、海氣登陸、就近外供”的供應(yīng)格局。在我國(guó)能源消耗中，煤礦所占比例高達(dá)70%,石油所占比例為19%。天然氣在我國(guó)一次能源消費(fèi)中所占比例僅為4%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界20%的水平，是世界平均水平的10%、亞太地區(qū)平均水平的25%。1.2頁(yè)巖氣頁(yè)巖氣是指

3、主體位于暗色泥頁(yè)巖或高碳泥頁(yè)巖中，以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的天然氣聚集。它是天然氣生成以后在桂源巖層內(nèi)就近聚集的結(jié)果，具有“原地”成藏的特點(diǎn)。頁(yè)巖氣是一種重要的非常規(guī)天然氣資源，其特殊的賦存方式使之不受圈閉的控制，因此，有人把它歸屬于“連續(xù)性氣藏”。分布規(guī)律及主控因素?zé)o論是頁(yè)巖氣藏的形成機(jī)理，還是頁(yè)巖氣藏的特征，都與常規(guī)氣藏有明顯差異，從而使頁(yè)巖氣的富集規(guī)律受諸多因素的影響。陳更生等研究總結(jié)了控制頁(yè)巖氣藏富集程度的三大要素：頁(yè)巖厚度、有機(jī)質(zhì)含量和頁(yè)巖儲(chǔ)層空間（孔隙、裂縫）。a?富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的厚度與分布面積越大，氣藏富集

4、度越高。富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的厚度與分布面積是決定頁(yè)巖儲(chǔ)層能否達(dá)到工業(yè)氣藏的前提，是保證頁(yè)巖氣藏有足夠的源巖有機(jī)質(zhì)以及足夠儲(chǔ)集空間的重要條件。在相同有機(jī)質(zhì)含量和生氣強(qiáng)度之條件下，泥頁(yè)巖的厚度與分布面積越大，其生氣量就越多，氣藏的含氣量也就越大。而若要形成大規(guī)模的頁(yè)巖氣藏，頁(yè)巖厚度還必須大于有效排怪厚度，一般在30m以上。泥頁(yè)巖的厚度與分布面積均受沉積體系的控制，如陸相的湖盆和海相的盆地及斜坡區(qū)等都是泥頁(yè)巖廣泛發(fā)育的區(qū)域，因此也是頁(yè)巖氣勘探的有利區(qū)域。b?泥頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)豐度及生氣作用越高，氣藏富集度越高。有機(jī)碳含量是頁(yè)巖氣藏評(píng)價(jià)中的一

5、個(gè)重要指標(biāo)，它不僅是頁(yè)巖生氣的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定頁(yè)巖的生怪強(qiáng)度；也是頁(yè)巖吸附氣的載體Z-,決定頁(yè)巖的吸附氣量的大小；同時(shí)還是頁(yè)巖孔隙空間增加的重要因素之一，決定頁(yè)巖新增游離氣的能力。在相同的地質(zhì)條件及演化階段下，頁(yè)巖生桂強(qiáng)度、吸附氣量大小及新增游離氣能力與頁(yè)巖中有機(jī)碳含量呈明顯的線性止相關(guān)性，頁(yè)巖含氣量（吸附氣及游離氣總量）隨頁(yè)巖有機(jī)碳含量的增加而增大。此外，不同母質(zhì)類型、不同演化度的頁(yè)巖，其等溫吸附曲線也存在明顯差別。頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型越好，甲烷的吸附量越大。另外，頁(yè)巖含氣量大小還受黏土成分及含量、有機(jī)質(zhì)熱成熟度、頁(yè)巖含水量的影響

6、。對(duì)此，尚需作進(jìn)一步的深入研究。C?頁(yè)巖孔隙與微裂縫越發(fā)育，氣藏富集度越高。因?yàn)轫?yè)巖儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率極低，非均質(zhì)性極強(qiáng)，頁(yè)巖氣藏中的游離氣主要儲(chǔ)集在頁(yè)巖基質(zhì)孔隙和裂縫空間中。這里所說的裂縫并非指天然開啟的裂縫。由于大部分裂縫都因膠結(jié)而被封閉（主耍是方解石），因此不存在大量開啟的天然裂縫。這種裂縫是指人們?cè)谕昃^程中產(chǎn)牛的使現(xiàn)存的天然裂縫系統(tǒng)得到加強(qiáng)的誘導(dǎo)裂縫，該類裂縫越發(fā)育，頁(yè)巖氣產(chǎn)能也就越高。也就是說，能夠被壓裂的頁(yè)巖層越發(fā)育，其產(chǎn)能也就越高。而影響壓裂效果的重要因素是頁(yè)巖中脆性礦物（如石英顆粒）的含量。雖然中國(guó)頁(yè)巖氣

7、勘探還處于起步階段，但經(jīng)過成藏條件的初步對(duì)比發(fā)現(xiàn)，中國(guó)的許多盆地與美國(guó)東部地區(qū)頁(yè)巖氣藏的地質(zhì)條件類似，故勘探潛力巨大。中國(guó)的頁(yè)巖氣發(fā)育區(qū)可劃分為與板塊大致對(duì)應(yīng)的四大區(qū)域，即南方地區(qū)、中東部地區(qū)、西北地區(qū)及青藏地區(qū)，這些區(qū)域都具有良好的頁(yè)巖氣勘探前景（如下圖）。中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)育區(qū)示意圖1.3煤層氣煤層氣，是指賦存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的桂類氣體，作為氣休能源家族三大成員其主耍成分是CH4（甲烷），是主耍存在于煤礦的伴生氣體，也是造成煤礦井下事故的主要原因之一。全球

8、埋深淺于2000米的煤層氣資源約為240萬(wàn)億立方米。美國(guó)是目前世界上煤層氣商業(yè)化開發(fā)最成功的國(guó)家。我國(guó)煤層氣資源豐富。據(jù)煤層氣資源評(píng)價(jià)，我國(guó)埋深2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36萬(wàn)億立方米，主要分布在華北和西北地區(qū)。其中，華北地區(qū)、西北地區(qū)、南方地區(qū)和東北地區(qū)賦存的煤層氣地質(zhì)資源量分別占