气源管网建设

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1、气源管网建设第一章气源的简介随着世界经济的快速发展，能源消费与需求量不断攀升，包括页岩气、煤层气、煤制气和天然气在内的能源的开采及利用日益受到重视。1.1天然气与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。作为国家“十二五”规划节能减排中重耍的产业，预计2015年我国天然气市场需求2000-2400亿方，2020年将达到3500-4000亿方。随着气化率的提高，天然气消费

2、结构将进一步优化，工业燃料和城市燃气的优势逐渐明显，成为用气的主要领域，约占需求总量的三分之二，发电和化工气量冇所增加，但是所占比例下降o2015年中，我国天然气需求中：城市燃气占32%,工业燃料占31%,发电占21%,化工占16%。供给方面，“十二五”期间，我国将形成“西气东输、北气南下、海气登陆、就近外供”的供应格局。在我国能源消耗中，煤矿所占比例高达70%,石油所占比例为19%。天然气在我国一次能源消费中所占比例仅为4%,远远低于世界20%的水平，是世界平均水平的10%、亚太地区平均水平的25%。1.2页岩气页岩气是指

3、主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。它是天然气生成以后在桂源岩层内就近聚集的结果，具有“原地”成藏的特点。页岩气是一种重要的非常规天然气资源，其特殊的赋存方式使之不受圈闭的控制，因此，有人把它归属于“连续性气藏”。分布规律及主控因素无论是页岩气藏的形成机理，还是页岩气藏的特征，都与常规气藏有明显差异，从而使页岩气的富集规律受诸多因素的影响。陈更生等研究总结了控制页岩气藏富集程度的三大要素：页岩厚度、有机质含量和页岩储层空间（孔隙、裂缝）。a・富有机质页岩的厚度与分布面积越大，气藏富集

4、度越高。富有机质页岩的厚度与分布面积是决定页岩储层能否达到工业气藏的前提，是保证页岩气藏有足够的源岩有机质以及足够储集空间的重要条件。在相同有机质含量和生气强度之条件下，泥页岩的厚度与分布面积越大，其生气量就越多，气藏的含气量也就越大。而若要形成大规模的页岩气藏，页岩厚度还必须大于有效排怪厚度，一般在30m以上。泥页岩的厚度与分布面积均受沉积体系的控制，如陆相的湖盆和海相的盆地及斜坡区等都是泥页岩广泛发育的区域，因此也是页岩气勘探的有利区域。b・泥页岩中有机质丰度及生气作用越高，气藏富集度越高。有机碳含量是页岩气藏评价中的一

5、个重要指标，它不仅是页岩生气的物质基础，决定页岩的生怪强度；也是页岩吸附气的载体Z-,决定页岩的吸附气量的大小；同时还是页岩孔隙空间增加的重要因素之一，决定页岩新增游离气的能力。在相同的地质条件及演化阶段下，页岩生桂强度、吸附气量大小及新增游离气能力与页岩中有机碳含量呈明显的线性止相关性，页岩含气量（吸附气及游离气总量）随页岩有机碳含量的增加而增大。此外，不同母质类型、不同演化度的页岩，其等温吸附曲线也存在明显差别。页岩有机质类型越好，甲烷的吸附量越大。另外，页岩含气量大小还受黏土成分及含量、有机质热成熟度、页岩含水量的影响

6、。对此，尚需作进一步的深入研究。C・页岩孔隙与微裂缝越发育，气藏富集度越高。因为页岩储层的孔隙度和渗透率极低，非均质性极强，页岩气藏中的游离气主要储集在页岩基质孔隙和裂缝空间中。这里所说的裂缝并非指天然开启的裂缝。由于大部分裂缝都因胶结而被封闭（主耍是方解石），因此不存在大量开启的天然裂缝。这种裂缝是指人们在完井过程中产牛的使现存的天然裂缝系统得到加强的诱导裂缝，该类裂缝越发育，页岩气产能也就越高。也就是说，能够被压裂的页岩层越发育，其产能也就越高。而影响压裂效果的重要因素是页岩中脆性矿物（如石英颗粒）的含量。虽然中国页岩气

7、勘探还处于起步阶段，但经过成藏条件的初步对比发现，中国的许多盆地与美国东部地区页岩气藏的地质条件类似，故勘探潜力巨大。中国的页岩气发育区可划分为与板块大致对应的四大区域，即南方地区、中东部地区、西北地区及青藏地区，这些区域都具有良好的页岩气勘探前景（如下图）。中国页岩气发育区示意图1.3煤层气煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的桂类气体，作为气休能源家族三大成员其主耍成分是CH4（甲烷），是主耍存在于煤矿的伴生气体，也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。全球

8、埋深浅于2000米的煤层气资源约为240万亿立方米。美国是目前世界上煤层气商业化开发最成功的国家。我国煤层气资源丰富。据煤层气资源评价，我国埋深2000m以浅煤层气地质资源量约36万亿立方米，主要分布在华北和西北地区。其中，华北地区、西北地区、南方地区和东北地区赋存的煤层气地质资源量分别占