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碳中和背景下,天然气在能源转型中担当什么角色?

来源:中国石油报 发布时间:2024-06-11

近期举办的第六届天然气地球科学论坛,聚焦我国天然气勘探开发中面临的关键科学和技术问题,探讨如何完善学科基础理论,为天然气工业大发展注入新动力。

新质生产力、学科交叉、跨越式发展……这些当下被深入讨论和解读的热词,成为本届论坛的焦点。从与会专家学者的发言讨论和思想碰撞中,深切地感受到加快天然气工业大发展的使命感,清晰地传递出一个声音:致力于创新和发展清洁能源,为构建绿色、可持续的能源未来贡献力量。

天然气勘探的发现和进步

离不开煤成气理论的支撑

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塔里木油田创新发展含盐前陆盆地油气地质理论,强化储层和裂缝发育等地质基础研究,建立了克拉苏构造带断背斜控藏成藏模式,推进克拉-克深天然气高效开发。

随着全球能源结构的持续优化,天然气因其清洁、高效的特性,正逐步成为推动能源转型的“绿色引擎”。中国科学院院士、国际欧亚科学院院士戴金星在论坛上指出,天然气是实现向低碳、零碳能源转型最重要和最现实的过渡能源,特别是在当前形势下,发展天然气能源意义重大。“十四五”是我国天然气工业大发展时期,2025年我国将成为年产气量达2500亿立方米级的产气大国,天然气在保障国家能源安全和促进我国“双碳”目标的实现方面将持续发挥更为重要的作用。

根据产量,我国天然气工业的发展大致分为3个时期:1949—1975年为发展起步期,1976—2000年为缓慢增长期,2001年至今为跨越增长期。按照国家能源局印发的《2024年能源工作指导意见》,天然气保持快速上产态势,预计今年全年新增产量达到130亿立方米以上。

论坛上,专家学者深入探讨了天然气勘探开发与地质理论研究之间的密切关系,并形成一个共识:国内天然气勘探的每一次重大发现都离不开地质理论的支撑。特别是早期煤成气理论的提出和发展,为我国天然气工业的快速发展奠定了坚实基础。

20世纪70年代,国家的能源供给主要是煤炭和石油,天然气被大多数人所忽视。当时盛行的“一元论”油型气理论认为产煤地区不可能产生天然气。

1979年,戴金星提出“煤系是良好的工业性烃源岩”“煤成烃的核心是以气为主、以油为辅”的煤成气理论,使指导我国天然气勘探的理论由“油型气”的“一元论”,转为“油型气和煤成气”的“二元论”,开辟了煤成气勘探新领域。此后,经过引进、吸收、创新、发展,适合我国煤成气勘探开发的地质理论体系逐步形成,为天然气勘探开发提供了重要的理论支撑。

在这一理论的指导下,我国煤成气勘探开发取得了显著成效,准确预测了鄂尔多斯盆地苏里格、塔里木盆地克拉2和克深等一批大气田,引领推动了我国天然气产量和储量的快速增长。位于鄂尔多斯盆地的苏里格气田开发建设20余年来,累计生产天然气超3000亿立方米,相当于国内1年的天然气消费总量;位于塔里木盆地北缘的克拉-克深大气区,累计生产天然气超2200亿立方米,为西气东输稳定供气提供了坚实的气源保障……煤成气在天然气总探明储量中所占比例逐年上升,成为我国天然气工业的重要组成部分。

碳中和背景下

天然气在能源转型中担当重任

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长庆油田通过建立和引入煤成气理论,并将天然气勘探的主战场从鄂尔多斯盆地边缘转移到盆地中部,至今苏里格气田已成为我国陆上最大致密气田。

在碳中和目标的推动下,天然气作为化石能源中唯一的清洁能源,承担着安全供给与绿色低碳的双重使命。

论坛上,中国科学院院士邹才能强调,天然气既是传统化石能源向新能源转型的“连接器”,又是与新能源融合发展的安全“稳定器”,在新型能源体系中发挥着“调节器”的关键支撑作用。

天然气发电调峰能力强、调峰速度快、清洁低碳,是理想的灵活性电源,可与风电、光伏等新能源优势互补,是新型电力系统下调峰的最佳选择和重要支撑;天然气与氢能融合前景广阔,可以混输混用,互为补充,相互转化。碳中和进程中,加速发展天然气工业,势在必行。邹才能还提出了“超级能源系统”的概念,其特征是达到界定资源量规模的地下煤炭、石油、天然气、地热、伴生矿产与地上风能、光能高度耦合;实现化石能源与新能源融合协同开发利用的区域性智慧用能。

当前,我国天然气发展面临外部环境不确定性增加的风险与挑战,资源劣质化日趋严重,开采难度增大、生产成本上升、绿色环保要求更高等问题日益突出。为保障国家能源安全、实现经济与环境保护协同发展,邹才能强调,在碳中和目标下,我国天然气工业发展要立足“统筹布局,科技创新;多能互补,多元融合;灵活高效,优化升级”,进一步完善天然气产供储销体系。

对此,邹才能认为,要持续加大天然气勘探开发力度,通过战略布局支撑天然气增储上产,着力攻关天然气高效开发与提高采收率关键技术,释放常规低品位气藏及非常规气的潜在产能,重点攻克“卡脖子”难题,改变关键核心技术依赖进口、受制于人的困境。要加快天然气绿色转型,突破天然气新技术,接替天然气新领域,实现天然气与新能源融合发展,推动我国“天然气革命”,打造“清洁、安全、高效、可持续”的新型能源体系,建设“天然气强国”。此外,还要构建安全可靠的天然气产业链和市场体系,优化市场供应需求结构。做大供应端,推进管道气建设,加大LNG布局配置力度,扩大储气库规模,形成多元供应、有序利用、灵活调配的总体格局;做优消费端,提高天然气在一次能源消费中的占比,优化能源消费结构,实现能源利用低碳化、清洁化发展。

深层超深层成为油气产量增长新阵地

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天然气工业发展到今天,面临的勘探难度越来越大,对技术的要求也越来越高。我国超深层和非常规天然气资源丰富,在“双碳”背景下,如何更加低碳高效地进行勘探开发,是摆在科研人员面前的重要课题,也是重大的责任和使命。

目前,深层超深层主要聚焦在两大类区域。一类是克拉通盆地万米特深层。比如,四川盆地、塔里木盆地碳酸盐岩沉积区,主要围绕油藏裂解气进行勘探。另一类是陆相的万米特深层。比如,塔里木盆地库车地区及准噶尔盆地的煤系气。

长江大学地球科学学院院长、勘探开发研究院教授级高级工程师朱光有认为,从地质上来讲,万米特深层的重点勘探领域和资源潜力基本明朗,页岩气、致密气等非常规资源是天然气增储上产的重要增长极。尤其是在非常规领域,目前勘探聚焦的深度在3500米以浅,而埋深超过3500米或被传统理论认为不利于天然气富集的其他区域,亟待我们进一步深化认识。因此在地质理论上,我们还需要在地质评价方面进一步加强理论攻关,进一步落实各种要素,对天然气富集的主控因素进行梳理。

理论的深入研究需要不断攻关,而技术的进步则更需突破性的创新。在主要油气田的勘探开发实践中,特深层、非常规天然气勘探技术还存在很多瓶颈,而提高单井产能就成为关键。朱光有指出,科研人员需要持续加大研究力度,以进一步提高单井产能和扩大单井控制的勘探范围。近期,有望通过一系列学科交叉的技术手段来提升特深层和非常规天然气开发成效。预计到2035年,国内天然气将实现跨越式发展。

技术突破催生的新质生产力,将发挥颠覆性作用。新质生产力的提出,是为了更高效地组织各方力量来加快科技成果的转化,把产业链做强做大。不少专家指出,新质生产力对于天然气工业来说,将有力推动多学科交叉、多要素综合驱动的创新研究。相信在未来5年内,超深层和非常规勘探开发的力度、成效和实现的增量将超出我们今天的预判和想象。

未来已来,未来可期。随着地质理论的深化和技术的不断创新,我国天然气工业必将迎来更加广阔的发展前景。这个机遇与挑战交织的时代,充满变革与创新,我国天然气工业将致力于以更加绿色、低碳的路径前进,为保障能源安全和可持续发展作出更大的贡献。

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