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| 非常規油氣勘探開(kāi)發(fā)邁入“納米時(shí)代” |
| 來(lái)源：中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì ) 更新時(shí)間：2014-01-20 08:57:01 瀏覽次數： |
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日前，國土資源部召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì )，公布2013年我國非常規天然氣煤層氣和頁(yè)巖氣產(chǎn)量分別超過(guò)30億立方米和2億立方米，其中頁(yè)巖氣產(chǎn)量已超過(guò)200萬(wàn)立方米/天。預計到2030年，非常規油氣開(kāi)發(fā)將占油氣總產(chǎn)量的1/3。
中國科學(xué)院大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院教授琚宜文表示：“利用納米科學(xué)理論與技術(shù)方法對我國非常規油氣的形成、運移、聚集和開(kāi)采進(jìn)行創(chuàng )新性研究，將推動(dòng)我國非常規油氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，增加國家能源戰略?xún)洹?rdquo;
納米孔隙中尋找油氣
傳統石油地質(zhì)理論認為，毫米和微米級的裂隙、溶隙與孔隙系統是油氣儲層中的主要儲集空間和滲流通道。而在極低滲透性的致密砂巖、煤層和頁(yè)巖等非常規儲層中，如何開(kāi)采出有經(jīng)濟效益的油氣，是困擾非常規油氣發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。
“納米孔隙結構是煤層氣和頁(yè)巖氣的主要吸附空間。”琚宜文介紹。他帶領(lǐng)的科研團隊曾于2003年運用X射線(xiàn)衍射、液氮吸附等方法對煤巖大分子結構和納米級孔隙進(jìn)行了系統研究，認清了煤巖結構與甲烷吸附和解吸作用的關(guān)系。
2007年，美國地質(zhì)學(xué)者獲取了福特沃斯盆地巴奈特頁(yè)巖有機質(zhì)納米孔隙圖像，首次發(fā)現頁(yè)巖氣在納米級孔隙中儲集。
中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院副院長(cháng)鄒才能介紹：“我國頁(yè)巖氣儲層孔隙直徑為5~200納米。”2010年，他領(lǐng)導的研究團隊在我國第一口頁(yè)巖氣井中，首次直觀(guān)獲取了我國頁(yè)巖氣儲層的納米級孔圖像。
此外，鄒才能團隊的研究還揭示了致密油氣儲層納米孔隙的大小。“致密灰巖油、砂巖油、砂巖氣儲層孔隙直徑分別為40-500納米、50-900納米、40-700納米。”鄒才能說(shuō)。
納米技術(shù)助力非常規油氣開(kāi)發(fā)
除了在納米孔隙中尋找油氣，納米技術(shù)還將在非常規油氣開(kāi)采中發(fā)揮重要作用。“驅油氣”是油氣開(kāi)采中的重要環(huán)節。非常規儲層納米孔隙中的油氣與有機質(zhì)和粘土礦物分子間作用力更強，不易開(kāi)采。
目前，水力壓裂是非常規油氣開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)向地層中注入壓裂液，達到增產(chǎn)的目的?？茖W(xué)家正在利用納米技術(shù)研發(fā)新的支撐劑，以替代傳統砂粒作為壓裂液中的支撐劑。“人工合成的一種球形程度高、密度小的壓裂用支撐劑，能隨壓裂液運移到更深的地層。”中國科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院教授鄭建中解釋。
鄭建中還指出，目前，由于壓裂液中的部分化學(xué)添加劑具有毒性，如果處理不當,會(huì )對水體造成嚴重污染。因此，非常規油氣開(kāi)采過(guò)程中，亟待開(kāi)展地層含水結構以及地層產(chǎn)出水處理與利用的研究。
納米地質(zhì)學(xué)正在形成
琚宜文指出，我國非常規油氣勘探與開(kāi)發(fā)正邁入“納米時(shí)代”，其研究重點(diǎn)將集中在納米成藏理論及納米孔隙油氣開(kāi)發(fā)方面，當前須立足正在形成的納米地質(zhì)學(xué)，針對國家重大戰略需求開(kāi)展深入研究。
中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)環(huán)境學(xué)院教授王焰新也指出：“納米科技將給21世紀地質(zhì)學(xué)的發(fā)展帶來(lái)飛躍，從而獲得地質(zhì)學(xué)在超微觀(guān)尺度上的重大突破。”
目前，研究者還將納米科技引入了地質(zhì)學(xué)的相關(guān)分支領(lǐng)域。“但是，納米地質(zhì)學(xué)的理論體系尚不完善，納米成藏成礦的整體認識尚不深入。”琚宜文表示。
業(yè)內人士認為，納米地質(zhì)學(xué)作為一個(gè)全新領(lǐng)域，有望為礦物與碳基新型材料利用、能源與礦產(chǎn)資源勘探開(kāi)發(fā)以及環(huán)境保護和災害預測等提供理論基礎。
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