天然氣利用技術(shù)2(第二章)

第二章、天然氣工業(yè)概念2024/7/61

1、天然氣是什么？

天然氣與煤炭、石油并稱目前世界一次能源的三大支柱。絕大多數(shù)天然氣是氣體化合物與氣體元素的混合物，其基本成分為甲烷，此外還有C2～5烴類氣體、N2、CO2、H2S等非烴類氣體，是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料和基本的化工原料。2024/7/62

1、天然氣是什么？

天然氣在自然界賦存于地殼的巖石圈中、煤層氣中或以水合物形成藏于地層和海洋深處，具有多源、多階段生成、多相態(tài)運移是資源量比石油還豐富的化石能源。

2024/7/631、天然氣是什么？

天然氣分為常規(guī)天然氣和非常規(guī)天然氣常規(guī)天然氣：在地殼巖石層中聚集為氣田的天然氣或與石油伴生的天然氣。非常規(guī)天然氣：煤層氣（CBM），頁巖氣（ShaleGas），天然氣水合物（NGH）,地下水圈溶解氣，致密砂巖氣（TightSandsGas）,深盆氣等。2024/7/64

2、天然氣工業(yè)概述2.1、天然氣工業(yè)概念：

將自然存在的天然氣開采出來，供給終端的用戶作為燃料、化工原料的生產(chǎn)系統(tǒng)稱為天然氣工業(yè)。

天然氣工業(yè)由資源勘探、開發(fā)生產(chǎn)，長距離輸送和分配應(yīng)用三大部分構(gòu)成，俗稱天然氣工業(yè)的上、中、下游。

天然氣產(chǎn)業(yè)鏈也形象說明了天然氣物流流程上連續(xù)的三個互相聯(lián)系與依存環(huán)節(jié)的關(guān)系。

2024/7/652.2、天然氣工業(yè)各領(lǐng)域之間的關(guān)系：功能角度：天然氣工業(yè)由資源勘探、開發(fā)生產(chǎn)，長距離輸送和分配應(yīng)用三大部分構(gòu)成；

性質(zhì)角度：天然氣工業(yè)可分為資源、設(shè)施和應(yīng)用市場三個領(lǐng)域。

關(guān)系：互相聯(lián)系與依存環(huán)節(jié)

資源是天然氣工業(yè)的基礎(chǔ)；

設(shè)施是天然氣工業(yè)的實體，是一個龐大的天然氣工業(yè)鏈，包括氣田、氣井、集輸管線、凈化設(shè)施，長輸管線或液化裝置、冷凍槽船槽車，分配管網(wǎng)，應(yīng)用設(shè)備等等；

應(yīng)用市場是天然氣工業(yè)的目標(biāo)和歸宿。2024/7/66

3、天然氣的應(yīng)用特點

天然氣的應(yīng)用方向：能源種類的氣體燃料、化工原料

作為一次能源利用的特點：高效清潔方便（易于運輸與儲存）安全性好經(jīng)濟(jì)性好資源豐富4、天然氣資源狀況4.1、天然氣資源概念4.2、全球天然氣資源4.3、中國天然氣資源4.4、中國天然氣發(fā)展規(guī)劃2024/7/684.1、天然氣資源概念

4.1.1天然氣的成因

有機(jī)成因：由腐泥型有機(jī)物或一些干酪根形成的烴類氣體，以甲烷為主，也可以是因腐殖型煤系形成的。無機(jī)成因：地殼內(nèi)部的CO2、CO和H2以鐵族元素作催化劑形成甲烷氣體，地球在凝聚時，原始大氣中的甲烷被吸收保存在地殼中。2024/7/694.1、天然氣資源概念

地殼上天然氣的分布受很多因素的控制，對一個沉積盆地而言，只要它充填著足夠厚的富含有機(jī)質(zhì)的沉積巖系，具有長期持續(xù)下沉的地質(zhì)背景，在生物化學(xué)和熱演化階段，都可生成不同數(shù)量的天然氣。2024/7/6104.1、天然氣資源概念

能夠儲存和滲濾流體的巖石稱為儲集巖，由儲集巖所構(gòu)成的地層為儲集層。含有工業(yè)價值油氣流的儲集層分別稱為油層、氣層或油氣層。儲集層的天然氣進(jìn)一步聚集起來形成天然氣藏。

天然氣在自然狀況下在儲集層中的賦存是一種資源。2024/7/611

4.1、天然氣資源概念4.1.2天然氣資源分布的地質(zhì)特點

在世界上已進(jìn)行勘探的400個盆地中，目前只有50個盆地發(fā)現(xiàn)有大油田，占已勘探盆地的總數(shù)的12.2％，然而它卻擁有天然氣探明儲量91×1012M3

集中了探明天然氣總儲量的82.8％。2024/7/612

4.1、天然氣資源概念4.1.2天然氣資源分布的地質(zhì)特點

按地質(zhì)時代分布：世界上已探明的天然氣儲量在中生界分布最富，占60.5％，其次為古生界，占28.9％，新生界僅占10.6％。

按儲量埋藏深度分布：深層氣集中在1500～3000m，占儲量的56.2％；其次是淺層氣（<1500m）,占35.7％；深部（>4000m）儲量少，與勘探程度有關(guān)。2024/7/6134.1、天然氣資源概念4.1.3天然氣資源的分級概念天然氣資源分為兩大類別：儲量和資源量儲量：對于根據(jù)獲得的參數(shù)和數(shù)據(jù)比較確定掌握的資源稱為地質(zhì)儲量。資源量：對于認(rèn)識程度較差，有相當(dāng)大的推測成分的非儲量部分。儲量和資源量的總量是要少于實際客觀存在的資源的總量的。2024/7/6144.1、天然氣資源概念

一次能源已探明資源總量:中國常規(guī)能源資源總量為4.05萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中原煤5.57萬億噸，占89.3％；原油940億噸，占3.5％；天然氣38.14萬億立方米，占1.3%；水能5.92億千瓦時，占5.9％。已探明能源資源總儲量為823l億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2024/7/6154.1、天然氣資源概念探明儲量：在現(xiàn)代技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下可供開采并能夠獲得利潤的可靠儲量?？刂苾α浚嚎勺鳛檫M(jìn)一步評價鉆探、編制中、長期開發(fā)規(guī)劃的依據(jù)。預(yù)測儲量：是制定評價勘探方案的依據(jù)。潛在資源量：可作為編制預(yù)探方案的依據(jù)。推測資源量：可為早期區(qū)域勘探部署或編制長遠(yuǎn)規(guī)劃提供依據(jù)2024/7/616

儲量分級對比1、世界石油會議推薦；2、中國規(guī)范；3、美國SPE；4、前蘇聯(lián)2024/7/6174.1、天然氣資源概念4.1.3天然氣資源概念：

對儲量進(jìn)行分類的意義在于用于其指導(dǎo)勘探部署，作為開發(fā)和投資的依據(jù)。

可采儲量

儲采比2024/7/6184.1、天然氣資源概念

可采儲量：是一個技術(shù)經(jīng)濟(jì)范疇，即在現(xiàn)有技術(shù)條件下具有不低于探井工業(yè)氣流標(biāo)準(zhǔn)（單位為104m3/d，其規(guī)定值與氣層埋深有關(guān)），有足夠的產(chǎn)氣量和開發(fā)時間，具有合理的銷售價格和采氣利潤率等經(jīng)濟(jì)性條件的儲量。2024/7/619天然氣資源概念

儲采比：可采儲量減去已采儲量稱為剩余可采儲量。儲采比定義為剩余可采儲量與當(dāng)前生產(chǎn)量的比值。儲采比指標(biāo)給出了確定已掌握天然氣資源的可持續(xù)耗用的時間長度，可用來衡量和決策資源與生產(chǎn)的關(guān)系2024/7/620全球各地區(qū)天然氣儲采比

4.2、世界天然氣資源狀況2024/7/621

4.2、世界天然氣資源狀況全球天然氣資源量的統(tǒng)計TCM(1012m3)地區(qū)探明可采儲量附加可采儲量預(yù)期可采儲量潛在可采儲量合計非洲中東亞洲和大洋洲東歐和北亞西歐和中歐北美南美10.051.015.956.96.28.55.94.625.010.78.43.547.55.414.676.726.665.39.756.011.32.858.445.192.24.334.04.217.4135.072.7157.514.090.015.5全球155.1105.0260.2242.0502.1來源：世界燃?xì)饴?lián)盟（IGU）1999年，當(dāng)年全球天然氣產(chǎn)量2.26TCM,2024/7/6224.2、世界天然氣資源狀況

世界上可采儲量的63.8％，由俄羅斯、伊朗、卡塔爾、阿聯(lián)酋、沙特阿拉伯、委內(nèi)瑞拉、阿爾及利亞、印度尼西亞、尼日利亞、伊拉克等10個國家的石油公司掌握。2024/7/623NATURALGASRESERVES,tcm

(BPStatisticalReviewofworldenergyJune2003)

Region

Reserves

%ofWorldTotalPersianGulf59*37.1

(IRAN)(26)(16.5)FSU5636S&CAmerica74.5Africa116.9NorthAmerica74.6Asiapacific127.6Europe53.1Total158

100*FiguresforMiddleEastHasbeenchangedby3bcmtoaccountforIran’sreserves2024/7/624

全球常規(guī)天然氣前九大探明儲量國（2010年1月）俄羅斯，1680萬億立方英尺；伊朗，1045萬億立方英尺；卡塔爾，899萬億立方英尺；沙特，263萬億立方英尺；美國，245萬億立方英尺；阿聯(lián)酋，214萬億立方英尺；尼日利亞，185萬億立方英尺；委內(nèi)瑞拉，176萬億立方英尺；阿爾及利亞，159萬億立方英尺。2024/7/6252024/7/626ProjectedWorldEnergyDemand

EIAAnnualEnergyOutlook2005AverageGrowth

–2.0%NaturalGasDemand

–2.4%~20%HigherthantheAverage2024/7/627WORLDNATURALGASCONSUMPTION,%(2000≈100%)1970-2000averageyearlygrowthnearly3%2000-2025expectedaverageyearlygrowth2.8%Source:

InternationalEnergyOutlook2003,EIA2024/7/628WorldNaturalGasConsumption(1970-2025)世界天然氣消費量2000年：24430億m32001年：24663億m32002年：25355億m32005年：27496×m3預(yù)計2010年：32000億m32015年：38000億m32020年：43000億m32025年：50000億m32024/7/629

4.3、中國天然氣資源

我國的天然氣主要分布在：1、四川盆地2、鄂爾多斯盆地3、西北新疆含氣盆地新疆地區(qū)的塔里木、準(zhǔn)葛爾、吐－哈3個盆地共發(fā)現(xiàn)氣田和凝析氣田8個，煤層氣田8個。4、南部鶯－瓊盆地（海域第一大氣區(qū)）5、東海陸架盆地6、松遼－渤海灣地區(qū)（3個中型油氣田。6個含油氣結(jié)構(gòu)）7、煤層氣2024/7/630柴達(dá)木準(zhǔn)噶爾鶯-瓊22.057.735.796.52鶯-瓊四川20%塔里木24%柴達(dá)木8%渤海灣6%準(zhǔn)噶爾7%鶯-瓊11%松遼2%其它9%鄂爾多斯13%

我國天然氣資源分布2024/7/6314.3、中國天然氣資源中國主要含氣盆地天然氣資源2024/7/6324.3、中國天然氣資源

通過分析主要含氣盆地儲量情況，到2020年，我國將形成塔里木、長慶、四川、鶯瓊及珠江口盆地四個大型產(chǎn)氣區(qū)，形成青海、東海、渤海灣、準(zhǔn)噶爾及吐哈盆地共5個中型產(chǎn)氣區(qū)。預(yù)測到2020年我國將氣層氣的儲采比將降至20，達(dá)到合理、可持續(xù)發(fā)展的儲采比水平，在勘探目標(biāo)實現(xiàn)的情況下，2010年我國天然氣產(chǎn)量將達(dá)到850×108m3，2020年將達(dá)到1277×108m3。2024/7/633

4.3中國天然氣儲量

根據(jù)我國油氣最新資源評價成果，我國天然氣總資源量為47.00TCM，其中陸上38.58TCM，占82.1％；海域8.42TCM，占17.9%。截止2005年底，全國天然氣剩余可采儲量2.66TCM，僅占世界總量的1.3%，人均占有量只有世界平均水平的6.6%。氣層氣儲采比為47:1，探明程度較低，潛力很大。2024/7/6342002年中國天然氣2005年可采儲量：1.92萬億m3

3.11萬億m3

儲采比：46.354產(chǎn)量：326億m3499.6億m3

消費量：301億m3460億m3

2000～2005年，中國天然氣消費量平均增長13.8%全球總探明可采儲量155萬億m3中國儲量居世界21位產(chǎn)量居世界16位消費量居世界18位3、中國天然氣資源2024/7/6354.3、中國天然氣資源

我國最新的油氣資源評價計算結(jié)果提出我國天然氣資源量為47～50.6TCM，但主要含氣盆地天然氣探明程度很低，勘探獲重大發(fā)現(xiàn)的潛力巨大。按照可采儲量約為資源量的26.3％計算，我國天然氣的可采儲量可估算為12.4～13.3TCM。2024/7/636國內(nèi)天然氣資源勘探開發(fā)和生產(chǎn)快速增長2024/7/637

截止2006年底，全國共探明天然氣地質(zhì)儲量5.39×1012m3。

鄂爾多斯:17473準(zhǔn)噶爾:787塔里木:8622四川:14568柴達(dá)木:2900松遼:1935吐哈:392渤海灣:3129中國天然氣探明儲量分布狀況圖東海:686珠江口:586鶯－瓊:2602國內(nèi)天然氣資源勘探開發(fā)和生產(chǎn)快速增長2024/7/638國內(nèi)天然氣資源勘探開發(fā)和生產(chǎn)快速增長可采地質(zhì)儲量2024/7/639國內(nèi)天然氣資源勘探開發(fā)和生產(chǎn)快速增長年產(chǎn)量2024/7/6404.3、中國天然氣資源

目前，我國天然氣工業(yè)正處于發(fā)展高峰時期，且發(fā)展速度越來越快，這由兩個標(biāo)志體現(xiàn)出來：其一，天然氣探明儲量日益增長，到2008年年底，我國探明天然氣總地質(zhì)儲量為6.4萬億立方米，近6年平均探明天然氣儲量為5105億立方米，目前年均探明儲量相當(dāng)于1949年至1988年40年的累計探明儲量。其二，天然氣年產(chǎn)量日益增多，2008年，全國天然氣產(chǎn)量為760億立方米，平均日產(chǎn)氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1958年全國年產(chǎn)氣量。2024/7/6414.4、我國天然氣發(fā)展規(guī)劃中國天然氣需求增長的因素經(jīng)濟(jì)高速增長，國民生活水平提高.

優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)降低國產(chǎn)石油供給不足帶來的負(fù)面影響環(huán)境保護(hù)的壓力西氣東輸工程及液化天然氣項目的推動2024/7/6422010年和2015年我國天然氣需求預(yù)測：2010年，1100億方－國內(nèi)供應(yīng)約900億方2015年，1600億方－國內(nèi)供應(yīng)約l200億方(新的能源發(fā)展規(guī)劃中，2015年2500億方，2020年4000億方)缺口較大，只有通過多元化途徑才可能解決

4.4、我國天然氣發(fā)展規(guī)劃2024/7/6434.4、我國天然氣發(fā)展規(guī)劃國家已制訂天然氣產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃，加快天然氣勘探、開發(fā)和利用。預(yù)計2002至2020年，天然氣基礎(chǔ)設(shè)施需2200多億元人民幣用于:５萬公里的天然氣管線，2千萬噸規(guī)模的液化天然氣接收站百萬噸規(guī)模的液化天然氣運輸能力。2024/7/6444.4、我國天然氣發(fā)展規(guī)劃

截至2005年，全國天然氣管道總長度約2.8萬千米，干線輸氣能力達(dá)到450億立方米。近幾年是我國天然氣管道建設(shè)的高峰期，除了西氣東輸管道以外，2005年忠武輸氣管道工程、陜京二線輸氣管道、冀寧聯(lián)絡(luò)管道等工程都已投產(chǎn)運營。

2024/7/6454.4、我國天然氣發(fā)展規(guī)劃輸氣干管：西氣東輸為代表的一批干管建設(shè)投產(chǎn)，供氣規(guī)模范圍急遽擴(kuò)大進(jìn)口LNG項目迅速鋪開：投產(chǎn)接收站：大鵬、福建、上海、江蘇、大連、浙江、珠海、青島、建設(shè)：唐山、深圳六個核準(zhǔn)：天津、海南、廣西、溫州、粵東、深圳小型液化廠和衛(wèi)星氣化站迅猛發(fā)展：已投產(chǎn)小液化廠6個，LNG供給能力折合氣態(tài)214萬方/日已建LNG衛(wèi)星站有100多個，供氣能力400萬方/日煤層氣資源的利用正在被重視2024/7/646

已建、在建和在規(guī)劃中LNG項目序號項目名稱規(guī)模104t/y所屬公司投產(chǎn)時間1廣東LNG項目370+840*中海油2006.6/-2福建LNG項目260+500中海油2008/20123上海LNG項目300+300中海油2008/-4寧波LNG項目300+300中海油2008/-5珠海LNG項目300+700中海油20086海南LNG項目200+100中海油2009/20157遼寧LNG項目300中海油-8粵東LNG項目250＋250中海油20109秦皇島LNG站線200+300中海油201