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一、致密砂岩气的概念及特征

（一）致密砂岩气的概念

致密砂岩气是一种储集于低渗透—特低渗透致密砂岩储层中的典型的非常规天然气，依靠常规技术难以开，需通过大规模压裂或特殊气工艺技术才能产出具有经济价值的天然气（李建中等，2012；邹才能等，2011）。

（二）储层特征

致密砂岩储层具有分布面积较广、埋藏深度较大、成岩演化作用复杂、储层物性差、非均质性强及不完全受制于达西定律等特点，最主要的是单井产能一般较低，通常局部地区发育有“甜点”，利用常规技术难以进行开发。与常规砂岩储层相比，致密砂岩气储层具有以下基本特征：

（1）孔隙度与渗透率均较小，喉道小且改造频繁，连通性差。一般来说，致密砂岩的孔隙度小于10%，渗透率小于0.1mD。

（2）成岩后生作用强烈，次生孔隙占重要地位。致密砂岩通常具有沉积速度相对较慢、成岩过程长的特点。由于成岩历史长且成岩序列复杂，往往压实强烈，后生作用明显，原始粒间孔隙减少较多。据统计，其次生孔隙约占总孔隙的30%～50%。

（3）束缚水饱和度较高且变化较大。根据鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层束缚水饱和度的分析，束缚水饱和度都在40%以上，而Spencer认为致密砂岩储层的束缚水饱和度为45%～70%。

（4）砂体不发育，一般呈透镜状（主要是指“甜点”）。据统计，透镜体产层的天然气占致密砂岩气总储量的43%，这或许是由于透镜状砂体比薄互层状砂体压实率低及溶蚀作用强。

（5）非均质程度高，岩性多样且粒度偏细，自生黏土矿物含量较大，砂泥交互，酸敏明显，驱油效果差，通常伴有裂缝（尤其是微裂缝），层控作用明显。

（6）地层压力异常，变化不一，但毛管压力一般较高。在润湿相饱和度达50%的情况下，通过压汞法和高速离心法测得毛管压力一般大于6.9MPa，气水分布较为复杂（异常高压和异常低压均有可能）（于兴河等，2015）。

二、致密砂岩气的成藏机制

（一）储层成因类型

致密砂岩储层与常规砂岩储层相比具有特殊的特征。Soeder和Randolph（1987）将致密砂岩储层划分出3种类型，即由自生黏土矿物沉淀造成的岩石孔隙堵塞的致密砂岩储层、由于自生胶结物的堵塞而改变原生孔隙的致密砂岩储层和由于沉积时杂基充填原生孔隙的泥质砂岩储层。Shanley等（2004）认为了解常规储层和致密储层之间的岩石学特征对于理解致密储层和预测致密储层是非常关键的；而且指出，致密砂岩储层并不总是由砂岩成分的不成熟、泥质杂基含量高所造成的，在成分成熟度较高的砂岩中一样存在着致密储层。因此，按照砂岩储层的致密成因，可以将致密砂岩储层划分为4种类型（张哨楠，2008）。

1．由自生黏土矿物的大量沉淀所形成的致密砂岩储层

此类致密储层可以是结构成熟度和成分成熟度均比较高的砂岩，也可以是结构成熟度较高而成分成熟度不高的砂岩。岩石类型为石英砂岩，硅质岩碎屑含量比较高，岩石的分选性好，颗粒之间没有任何黏土杂基存在；但是在埋藏过程中由于自生的伊利石堵塞了颗粒间的喉道，喉道间的连通主要依靠伊利石矿物间的微孔隙，这使得岩石的渗透率极低，然而孔隙度的降低与渗透率相比不太明显，主要形成中孔、低渗的致密储层。

2．胶结物的晶出改变原生孔隙形成的致密砂岩储层

在砂岩储层埋藏过程中，由于石英和方解石以胶结物的形式存在于碎屑颗粒之间，极大地降低了储层的孔隙度，储层的渗透率也随之降低，形成低孔、低渗的致密储层。在孔隙中可以保存形成时间比较早的次生孔隙。岩石类型为岩屑石英砂岩，岩石的分选较好，含有少量的长石，孔隙类型主要有长石早期溶蚀形成的粒内溶孔以及高岭石沉淀形成的晶间微孔隙。

3．高含量塑性碎屑因压实作用形成的致密砂岩储层

对于距离物源比较近、沉积环境水体能量不高、沉积物成分比较复杂尤其是塑性和不稳定碎屑含量较高的储层，在埋藏过程中，在没有异常压力形成的条件下，因压实作用使塑性碎屑变形从而呈杂基状充填于碎屑颗粒之间，导致砂岩储层成为致密储层。

4．粒间孔隙被碎屑沉积时的泥质充填形成的致密砂岩储层

在低能条件下或者在浊流条件下，由于沉积水体浑浊或者因水体能量不高，碎屑颗粒间杂基含量比较高，成为泥质砂岩。由于粒间孔隙被杂基所占据，孔隙间的流体交换不顺畅，无论早期还是晚期的溶蚀性流体都很难进入到孔隙中，因此粒间孔隙或者粒内孔隙都不发育；在泥质杂基中，可能发生重结晶或者微弱的溶蚀，形成杂基内的溶蚀微孔隙。

（二）成藏机制

姜振学等根据储层致密化与天然气充注的先后关系将致密砂岩气藏分为2种类型——储层先期致密型（“先成型”）和储层后期致密型（“后成型”）。“先成型”致密砂岩气藏的储层致密化过程发生在烃源岩生排烃高峰期天然气充注之前，并要求孔隙度小于12%，渗透率小于1mD。而“后成型”致密砂岩气藏则以储层后致密为特征。

三、致密砂岩气的开发利用

（一）致密砂岩气的开

1．多级压裂水平井技术

多级压裂水平井技术结合了水平井技术和多级压裂技术的优点，有效改善了近井地带渗流条件，大幅提高了单井控制储量，已成为有效开发致密砂岩油气藏的重要技术手段。通过利用参数对比法、试井曲线形态判别法、裂缝参数分析法等方法，对多级压裂水平井的有关参数进行评价及方案优选。

2．超前注水技术

致密砂岩油气藏的岩性致密，渗流阻力大，而且压力的传导能力很差。所以仅仅依靠天然的能量进行开，其收率很低，而且地层压力很难恢复。因此要保持地层的注平衡，可以用超前注水的方法。

超前注水是指注水井在油井投产前，经过一定时间的注水，使地层压力上升至高于原始地层压力，并建立起有效驱替系统，油层内驱替压力梯度大于启动压力梯度后，油井投产并保持这种状态下开的开发方式。

用超前注水的机理如下：超前注水可以维持地层压力，促使单井获得较高的产量，从而避免了储层渗透率的降低和启动压力梯度的升高；超前注水增大了流体在地层中的渗流速度，有利于提高油相相对渗透率；超前注水会提高油气藏的最终收率。

3．油气藏描述技术

油藏描述总体上分为三种：以测井为主体的油藏描述阶段、多学科协同油藏描述发展阶段、多学科一体化油藏描述阶段。

对致密砂岩气藏进行精细描述，是有效开发这类气藏的基础。目前发展了以提高储层预测和气水识别精度为目标的二维、三维地震技术系列，主要包括构造描述技术、波阻抗反演储层预测技术、地震属性技术、频谱成像技术、三维可视化技术以及地震叠前反演技术。对致密砂岩气藏而言，寻找裂缝发育带，对提高致密储层天然气的储量、提高单井产量有着举足轻重的作用，它直接关系到致密砂岩气藏的经济可性。

4．储层改造技术

在20世纪末，储层改造主要是作为增产措施和解除近井地带地层的伤害、提高近井地带油气层的渗流能力、提高单井产量的重要手段。现阶段，储层改造技术越来越受到重视。中国石油对储层改造技术给予了高度的重视，并设置了多个重大专项，这些条件为储层改造技术的进步和发展提供了坚实的后盾。常见的储层改造技术如下：

（1）加砂压裂技术：在地面用压裂泵车，使井眼内的压力增高，从而克服地层的地应力和岩石张力强度，进而促使岩石破裂，形成人工裂缝。

（2）高能气体压裂技术：通过电缆将高能燃料输送到气层井段，利用点燃气体产生的大体积的燃烧气体，瞬间产生一个破裂压力，撕开多条主裂缝和微裂缝。

（3）喷砂射孔技术：通过油管将高压喷射射孔枪送到目的层段，利用射孔枪喷射产生的高速液体，在岩石中形成一定深度的孔眼。

（4）酸化技术：在地面用高压泵车，从油管内向地层注入一定浓度的酸液，通过酸液与地层中钻井液、滤液和地层中的可酸蚀成分发生化学反应，清除孔隙中污染和扩大孔隙，减小油气流阻力，提高油气井的产量。

5．注气开发技术

注气开发技术大致上可以分为一次接触、多次接触和非混相驱三种，其基本原理是通过注气达到降低油水界面张力，进而提高油田的驱油效率和提高油田的经济效益。

用注气开发技术开发致密砂岩油气藏，首先要选择什么气体作为注入气，现行的注气开发一般选用的是CO2、N2或烃类气体，使用最多的是CO2。CO2气体能有效降低原油黏度，降低残余油饱和度，溶解储层中胶质，提高渗透率。气驱时，气体与原油接触并溶解于原油中，原油的黏度降低、体积膨胀，同时原油和注入气体的界面张力降低，原油中溶解的气体越多，降黏的幅度越大，油气的界面张力越小，气体进入孔隙的阻力越小。

（二）开发利用状况

据统计，目前全球大约有70个盆地中发育致密砂岩气，主要集中在北美、亚太、拉丁美洲、原苏联和中东—北非等地区。全球致密砂岩气量约为210×1012m3，现今技术可开的致密砂岩气储量约为（10.5～24.0）×1012m3。致密砂岩气勘探开发率先取得重大突破的国家是美国，在900个气田中致密砂岩气生产井超过40000口，占美国陆上除了阿拉斯加和夏威夷州外天然气产量的13%。美国致密砂岩气的研究发展迅速，致密砂岩气产量逐年增加，已由1990年的600×108m3增加到2008年的1757×108m3（呙诗阳等，2013）。

我国致密砂岩气量主要分布在陆上含煤系地层的沉积盆地中，共有致密砂岩气地质量（17.0～23.9）×1012m3，技术可量（8.1～11.4）×1012m3，均占全国致密砂岩气总量的86%左右。其中，鄂尔多斯盆地石炭—二叠系致密砂岩气技术可量（2.9～4.0）×1012m3，四川盆地三叠系须家河组致密砂岩气技术可量（2.0～2.9）×1012m3，塔里木盆地侏罗—白垩系致密砂岩气技术可量（1.5～1.8）×1012m3，三者合计技术可量（6.4～8.7）×1012m3，约占全国陆上致密砂岩气总量的78%。按照中国海油确定的近海海域致密砂岩气评价标准（海域按孔隙度5%～15%、渗透率小于10mD划为致密砂岩气，与陆上标准不同），我国东海、莺歌海、珠江口三个近海盆地共有致密砂岩气技术可量（1.1～2.0）×1012m3，约占全国致密砂岩气总量的14%。随着海域含油气盆地地质认识程度的提高和勘探开发技术的进步，海域将是未来致密砂岩气勘探开发的重要接替领域（戴金星等，2012）。

从致密砂岩气赋存的层系看，我国致密砂岩气埋深普遍偏大，中部地区的鄂尔多斯盆地上古生界、四川盆地三叠系须家河组埋深一般为2000～5200m；西部地区的准噶尔、塔里木、吐哈等盆地埋深一般为3800～7000m，塔里木盆地库车地区致密砂岩气埋深甚至可达8000m左右。东部和海上诸盆地致密砂岩气目的层以白垩系、古近系和新近系为主，埋深一般为2000～4500m。

截至2010年底，我国15个致密砂岩大气田探明天然气储量共计28656.7×108m3，占当年全国天然气总探明储量的37.3%，如再加上全国中小型致密砂岩气田储量（1452.5×108m3），我国致密砂岩气探明储量将达30109.2×108m3，占全国天然气总探明储量的39.2%。

由图3-6可见，1990-2010年20年间美国天然气年产气量基本呈增长之势，这主要是由于有致密砂岩气产量增长作支撑（美国储量排名前100的气藏中有58个是致密砂岩气藏）。中国截至2010年底共发现储量大于1000×108m3的大气田18个，其中9个为致密砂岩大气田，总探明地质储量25777.9×108m3，占18个大气田的53.5%。由此可见，中国与美国致密砂岩气储量有相似之处，即致密砂岩气在我国天然气储量中占举足轻重的地位，因此把致密砂岩气作为我国今后一段时间非常规气勘探开发之首是合理的。

图3-6　美国1990-2035年各类天然气历史产量和预测产量结构图

图中百分数为各类天然气占总产气量的比例

四、致密砂岩气的发展趋势

（一）致密砂岩气发展的关键因素

我国致密砂岩气早在20世纪60年代在四川盆地就已有发现，但受认识和技术限制，发展较为缓慢。2005-2011年，我国致密砂岩气地质储量年增3000×108m3，产量年增50×108m3，呈快速增长态势（图3-7）。至2011年年底致密砂岩气累计探明地质储量为3.3×1012m3，已占全国天然气总探明地质储量的40%；可储量1.8×1012m3，约占全国天然气可储量的1/3。2011年致密砂岩气产量达256×108m3，约占全国天然气总产量的1/4，成为我国天然气勘探开发中重要的领域。致密砂岩气的快速发展得益于以下因素。

图3-7　1990-2011年我国致密砂岩气地质储量、产量增长形势图

1．潜力很大

调查表明，我国致密砂岩气重点分布在鄂尔多斯和四川盆地，其次是塔里木、准噶尔和松辽盆地，约占总量的90%。用类比法，初步评估我国致密砂岩气技术可量为10×1012m3左右，目前累计探明率仅18%，加快勘探开发进度，仍具有很大潜力。

2．关键技术已基本过关

近年来，借鉴世界致密砂岩气开的关键技术，包括直井、丛式井、水平井分段压裂技术，我国致密砂岩气开发技术取得长足进步。随着大型压裂改造技术的进步和规模化应用以及生产组织运行管理模式的创新，单井产量大幅提高，成本大大降低，有力地促进了鄂尔多斯盆地上古生界、四川盆地川中须家河组等一批大型致密砂岩气田的商业性开发利用。在鄂尔多斯盆地苏里格地区成功开发的经验表明，早期天然气几乎完全不能动用，单井产量极低，一般无自然产能；引入市场化机制后，在中国石油长庆油田主导下，其他油气田企业、相关技术服务企业和大量民营企业进入，大大调动了甲、乙双方的积极性，科技攻关不断取得突破。经过压裂改造，单井产量达到日产（1～2）×104m3，开发产能迅速提升。以苏里格气田为例，共投产2681口气井，平均单井日产量1×104m3，生产动态表明，单井稳产4年，平均单井累产可达到2300×104m3。2011年苏里格气田产量达到121×108m3，储量动用程度逐步提高。总体而言，有序监控下的市场化机制促使我国致密砂岩气开效果有突破性进展。

3．全面动用致密砂岩气地质储量的能力较差

我国致密砂岩气具有大面积分布的特点，但由于当前的天然气价格未到位，我国全面动用致密砂岩气的能力还较差。以苏里格地区为例，按照直井单井产量划分，大于2×104m3/d的为Ⅰ类气，（1～2）×104m3/d的为Ⅱ类气，（0.5～1）×104m3/d的为Ⅲ类气，小于0.5×104m3/d的为表外气，前三类气的储量占到60%，Ⅳ类气的储量达到40%。目前，苏里格地区主要动用的是Ⅰ类气和Ⅱ类气的一部分，Ⅲ类气和表外气的储量基本没有动用，主要原因是在现行天然气价格体系下，开发成本偏高，产出投入比较小，经济效益很差，甚至亏损。

总体上，我国致密砂岩气品位差异较大，全面动用我国致密砂岩气的能力还较差。较好的致密砂岩气，如长庆油田苏里格地区Ⅰ类气，目前开发具有一定的经济效益。Ⅱ、Ⅲ类气和表外气开发的关键难点是品位差、开发成本高、核心技术需要持续攻关。

（二）与页岩气、煤层气发展情况对比

致密砂岩气和页岩气、煤层气的开发步伐相比，其开发速度遥遥领先。虽然在非常规天然气开中，致密砂岩气占绝对优势，煤层气和页岩气只有很少一部分，但致密砂岩气和页岩气、煤层气当前的发展状况却明显不一样。在美国页岩气革命成功后，我国页岩气的地位发生了重大改变，一跃成为独立的矿种，而致密砂岩气只是作为天然气的细小分支而存在。舆论媒体、国内外油气巨头、资本市场对页岩气更是钟爱有加，资本市场概念股横空出世、国土部两轮页岩气招标的推出更是将页岩气的影响力推上顶峰。

从经济效益来看，致密砂岩气有着非常完整的产业链，产运销各环节都不存在障碍，涉足企业的盈利能力也比较可观；而页岩气目前还处在勘探阶段的初期，储量尚不能有效落实，仅中国石化涪陵页岩气田和中国石油长宁—威远页岩气田实现了商业开发，第二轮全国页岩气招标中标的企业均处于前期勘探阶段。从储量来看，页岩气可地质储量达25×1012m3，其开发潜力无可比拟，有望在常规天然气枯竭后成为清洁能源的主要来源。从工程技术方面来看，致密砂岩气开的关键技术已相当成熟，川西、鄂尔多斯深盆、松辽断陷和淮南已实现大规模商业化开；而页岩气开发还处于起步阶段，页岩气对开技术和设备的要求更高，且页岩气开发的地质条件可能更为复杂，现正加紧试验和技术攻关，运输环节也需要更多投入，不过日后页岩气开技术突破，实现了大规模商业开发后，将成为天然气产量来源的主力军。美国页岩气产业的巨大成功为我国提供了诸多可借鉴的经验，国内页岩气产业链一旦突破诸多技术瓶颈也会迎来爆发期；虽然现阶段页岩气炙手可热，但是产量已经有相当规模的致密砂岩气同样需要更多的资本投入，以获取更多产能（文小龙，2015）。

（三）发展前景

目前，我国已经拥有较为成熟的致密砂岩气勘探开发方法和技术，并在鄂尔多斯、四川和塔里木等盆地取得了一系列重要成果，形成了鄂尔多斯盆地上古生界、川中须家河组和塔里木盆地库车深层三大致密砂岩气现实区和松辽盆地、渤海湾盆地、吐哈盆地和准噶尔盆地等四大致密砂岩气潜力区。根据中国致密砂岩气的基础和目前的勘探开发现状，预计在今后相当长时期内，我国每年将新增致密砂岩气探明地质储量在（2500～3500）×108m3之间；预计到2020年全国致密砂岩气年产量有可能达到600×108m3以上，产量将主要集中在鄂尔多斯盆地、四川盆地和塔里木盆地。

总体而言，我国致密砂岩气较丰富，勘探开发技术较为成熟，是非常规天然气最现实的勘探领域。随着致密砂岩气勘探理论和开发技术的进步，致密砂岩气将成为中国天然气工业发展的重要组成部分（李建忠等，2012）。

天然气的密度为多少

240个字。根据查询武汉市燃气集团有限公司得知，武汉天然气一档段配给的是360个字，天然气二档是240个字，正常家庭够用。武汉市天然气价格按照分档气量和梯度价格，将居民家庭全年用气量划分为三档，并实行超额累进加价。

天然气怎么计算

常温、常压下甲烷的密度为0.7174kg/m3，相对密度为0.5548。

天然气的密度一般为0.75 kg/m3～0.8kg/m3，相对密度一般为0.58～0.62。

天然气的密度与温度、压力及天然气的组成有关，通常情况下，其密度变化范围为0.55—0.90kg／m3。

天然气的相对密度是天然气的密度与标准状态(0℃，101.325kPa)下的空气密度的比值.

一、天然气

天然气是指动、植物遗体通过生物、化学及地质变化作用，在不同条件下生成、转移，并在一定压力下储集，埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。其主要成分是饱和烃，以甲烷为主，乙烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多，也含有少量非烃类气体，如一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、硫化氢、水蒸气及微量的惰性气体氦、氩等。

1. 密度和相对密度

常温、常压下甲烷的密度为0.7174kg/m3，相对密度为0.5548。

天然气的密度一般为0.75 kg/m3～0.8kg/m3，相对密度一般为0.58～0.62。

2. 着火温度

甲烷的着火温度为540℃。

3. 燃烧温度

甲烷的理论燃烧温度为10℃。

天然气的理论燃烧温度可达到2030℃。

4. 热值

热值是指1标准立方米某种气体完全燃烧放出的热量，属于物质的特性，符号是q，单位是焦耳每立方米，符号是J/m3。热值有高位热值和低位热值两种。

高位热值是指一标准立方米气体完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。

低位热值是指一标准立方米气体完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。燃气的高位热值在数值上大于其低位热值，差值为水蒸气的气化潜热。由于天然气是混合气体，不同的组分以及组分的不同比例，都会有不同的热值，

5. 爆炸极限

可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的含量，称为可燃气体的爆炸下限，而当可燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。

由于天然气的组分不同，爆炸极限存在差异。大庆石油伴生气是4.2%～14.2%、大港石油伴生气是4.4%～14.2%。通常将甲烷的爆炸极限视为天然气爆炸极限，因此天然气的爆炸极限约为5%～15%。

二、压缩天然气

压缩天然气（Compressed Natural Gas 简称CNG）通常是指经净化后压缩到20MPa～25MPa的天然气。

CNG的用途：压缩天然气在20MPa时体积约为标准状态下同质量天然气的1/200。由于CNG生产工艺、技术、设备比较简单，运输装卸方便，而且在环境保护方面有明显优势，因此是值得大力推行的车用燃料及城镇居民用气。

CNG的特点：CNG作为一种理想的车用替代能源，其应用技术比较成熟。它具有成本低、效益高、污染少及使用安全便捷等特点，CNG作为城镇居民的替代气源，具有便携的特点，尤其在难觅优质民用燃料的城镇应用尤为显著。

三、液化天然气

天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则由气态变成液态，称为液化天然气（英文 Liquefied Natural Gas, 简称LNG）。LNG 的主要成份为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷以及氮等。天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷纯度更高，几乎不含二氧化碳和硫化物，且无色、无味、无毒。

LNG的密度取决于其组分和温度，通常在430 kg／m3～470 kg／m3之间，但是在某些情况下可高达520kg／m3。密度随温度的变化梯度约为1．35 kg／（m3·℃）。LNG的体积约为同量气态天然气体积的1/600。

四、液化石油气

液化石油气（Liquefied Petroleum Gas，简称LPG）是开和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷，习惯上又称C3、C4，即只用烃的碳原子（C）数表示。这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小为气态时的1/250。

1. 密度

液化石油气的密度有气体密度和液体密度之分。

对于气体密度，由于液化石油气密度随着温度和压力而变化，表示时必须注明温度和压力条件。气态液化石油气的密度随着温度及相应饱和蒸气压的升高而增加。在压力不变的情况下，气态物质的密度随着温度的升高而减小。标况下液化石油气的气态密度约为1.9 kg/Nm3～2.5 kg/Nm3。

对于液体密度，液态液化石油气的密度受温度影响较大，温度升高，密度减小，同时体积膨胀。液化石油气的液态密度一般为500 kg/m3～600 kg/m3。

2. 着火温度：液态液化石油气中的着火温度约为426℃～537℃。

3. 燃烧温度：当液化石油气利用空气作助燃剂，其理论燃烧温度可达到1900℃。

4. 热值：由于液化石油气是混合气体，以C3、C4为主，组分比例不同，会造成不同的热值。

5. 爆炸极限

由于液化石油气的组分比例不同，爆炸极限存在差异。大庆液化石油气是1.7%～9.7%，北京液化石油气是1.6%～9.7%。通常所用的液化石油气的爆炸极限是1.5%～9.5%。

五、人工煤气

由固体燃料（煤、焦炭等）或液体燃料（重油等）经干馏、汽化或裂解等过程所制得的气体，统称为人工煤气（或人工燃气）。人工煤气的主要成分为烷烃、烯烃、芳烃、一氧化碳和氢等可燃气体，并含有少量的二氧化碳和氮等不可燃气体。人工燃气中含有无色、无味、有剧毒的一氧化碳，尽管在城镇燃气质量要求中限制了一氧化碳的含量，但出现泄漏时，会导致中毒。

1. 密度：焦炉煤气主要由碳氢化合物和氢气组成，常压下焦炉煤气密度为0.4686 kg/m3，相对密度为0.3623。

2. 着火温度：焦炉煤气的着火温度为600℃-650℃。

3. 燃烧温度：焦炉煤气的理论燃烧温度为1998℃。

4. 热值：焦炉煤气其低热值为17.9MJ/m3。

5. 爆炸极限

六、沼气

沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气是混合气体，主要成分是甲烷，其性质与天然气相似。

沼气由50％～80％甲烷(CH4)、20％～40％二氧化碳(CO2)、0％～5％氮气(N2)、小于1％的氢气(H2)、小于0.4％的氧气(O2)与0．1％～3％硫化氢(H2S)等气体组成 。由于沼气含有少量硫化氢，所以略带臭味。沼气的爆炸极限约8.6～20.8％。沼气的热值约20.8～23.6 MJ/m3。

油气盖层封闭能力的识判标志及评价分别是什么？

气化率计算公式：天然气的气化率=城市非农业用气人口数/城市非农业人口总数×100%。

LNG的气化率计算公式是：LNG气化率=1000 kg /LNG气体密度（kg/m3）。

天然气主要由甲烷(85%)和少量乙烷(9%)、丙烷(3%)、氮(2%)和丁烷(1%)组成。主要用作燃料，也用于制造乙醛、乙炔、氨、碳黑、乙醇、甲醛、烃类燃料、氢化油、甲醇、硝酸、合成气和氯乙烯等化学物的原料。

天然气被压缩成液体进行贮存和运输。煤矿工人、硝酸制造者、发电厂工人、有机化学合成工、燃气使用者、石油精炼工等有机会接触本品。

扩展资料

天然气按在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。

天然气按照存生成形式又可分为伴生气和非伴生气两种。

伴生气：伴随原油共生，与原油同时被出的油田气。

其中伴生气通常是原油的挥发性部分，以气的形式存在于含油层之上，凡有原油的地层中都有，只是油、气量比例不同。

即使在同一油田中的石油和天然气来源也不一定相同。他们由不同的途径和经不同的过程汇集于相同的岩石储集层中。

非伴生气：包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力的下降和温度的升高。

百度百科-天然气

百度百科-气化率

武汉天然气几月恢复一档

油气盖层封闭能力由于受沉积环境、构造运动及成岩作用等多种因素的影响而具有明显的差异性。主要评价参数宏观上有岩性、厚度、连续性、异常压力、断裂特征等；微观上有突破压力、扩散系数、孔隙度、渗透率、比表面、粘土矿物含量、孔喉中值等；微观与宏观结合的封闭特征参数有封盖系数和最大封闭烃柱高度，评价流程见图3—5。

石油和天然气组成及性质不同，其流动能力亦不同，封盖天然气要求要比封闭石油严格得多，下面主要以天然气藏封盖层评价为主，油藏盖层评价标准一般比天然气盖层低1～2个档次。

1.宏观封闭油气能力的评价反映盖层宏观封闭性能特征的评价参数主要有盖层的岩性、

图3—5 封盖层检测与评价流程图

厚度及连续性、成岩阶段及可塑性、盖层欠压实作用、微裂缝形成、断裂破坏等。

1）厚度及连续性盖层厚度是评价盖层最重要的依据之一，大部分油气藏的形成和富集，都与较厚的泥岩盖层相关联。盖层厚度大，反映沉积环境稳定，岩性较纯，分布广泛，且在小断层发育地区，断层两侧泥岩接触机会高，容易形成侧向封堵；厚度大，微孔隙、微孔洞、微裂隙等渗漏空间不易沟通，也易形成欠压实层，使之流体不易排出，形成地层超压。实质上，地层超压亦是因为岩层自身具有较高的毛细封闭能力，致使流体难以排出而形成超压，从而增强了盖层对油气的封盖能力，由此说超压是毛细封闭的一种特殊表现形成。

实际上，在确定盖层的封闭能力时，首先要确定直接盖层及区域盖层的分布稳定性及厚度。尤其对于气藏，天然气藏盖层不仅仅是指紧邻气藏上方的直接盖层，更强调气层上方直至地表的整个覆盖层中是否有良好的区域性盖层。例如鄂尔多斯胜利井气田，含气高度为60m，直接盖层虽然只有20m，但在直接盖层上还有厚80m的上石盒子组泥岩和一含水层作为区域盖层，正是这种重叠的盖层封闭才使气藏得以保存。

据我国70多个气田（包括120多个气藏）统计资料，由于盖层岩性不同，所要求厚度亦不同。如盖层为封闭性能良好的铝土质泥岩、膏盐岩时，厚度一般在20～100m（如膏盐岩中夹碳酸盐岩类厚度略大一些），致密碳酸盐岩一般在50～200m，煤系一般在40～150m。泥岩、泥页岩类盖层厚度变化极大，薄的可为几米，而厚的可达数百米。但是象柯克亚、崖13—1、平湖、锦州20—2、板桥、汪家屯、文留等储量大于100×108m3的气田盖层厚度均在200m以上（据游秀玲，19）。

2）岩性与纯度沉积相控制了盖层的岩性、分布、厚度，也控制了沉积盖层的纯度。

泥岩的均质程度主要是指泥质岩中砂质含量所占的比率，含砂量越少，则均质程度越高。在含砂量较低时，砂质的存在可增强岩石的韧性，不易形成裂缝，有利于封盖，随着含砂量的提高，其封闭能力下降（表3—5）。一般而言，封盖能力由大到小的顺序为：较纯净泥岩、含粉砂泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。

表3—5 砂质含量对封盖能力的影响

泥质岩的纯度主要受沉积环境的控制，不同相带依均质程度划分封盖能力：前三角洲相好于三角洲前缘相，深湖相优于滨浅湖相及河流相。

总之，缓慢、稳定沉积环境条件下形成的泥质岩纯度高，成岩作用后岩性致密、微孔发育，封盖性较好，而快速、混杂堆积往往泥质不纯，脆性增强，封盖性相对弱些。

3）构造运动地层上升，盖层遭受剥蚀，盖层封闭性随剥蚀程度增强而变差。断裂作用对盖层影响很大，在一般情况下，断裂作用对盖层的封闭性起着破坏作用，尤其是当断层断距大于盖层厚度或断裂带呈开启状态时，断裂可使盖层完全丧失封闭性，不利于油气的保存。据西西伯利亚盆地断层与油气聚集关系研究，当断距与盖层厚度之比值为0.3～0.6时，只形成油藏，气体全部跑掉；其比值大于1时，油藏也遭到破坏（郭友春等，1992）。

在靠近生油气洼陷的构造，早期发育的断层于浅层消失，浅层较薄泥岩可起封盖作用，中深层盖层所处构造部位是长期油气运移的指向，由于有烃类长期供给和成岩过程中长期受高矿化度地层水作用的影响，沉淀出来的方解石、粘土矿物等充填于盖层内断层裂隙中，对晚期烃类保存有利。晚期断层发育区，浅层若无区域性盖层分布，局部盖层内断层裂隙发育，则盖层封闭条件变差，不可能形成大型油气藏。同生断层下降盘盖层厚，可形成披覆状盖层。

4）成岩作用成岩作用是影响盖层质量的重要因素之一，不同成岩阶段的泥岩具有不同的封闭能力。浅层泥岩（<1500m）成岩程度差，以毛管力封闭为主，封闭能力一般较低；中浅泥岩（1500～3200m），最主要和最有效的是异常压力封闭；深层（>3200m）则由于泥岩变脆和地层压力升高，产生了微裂缝，封闭性能逐渐变差。

5）力学性质盖层岩石的封盖性能取决于岩石的物理化学特征，最直接的因素就是岩石的抗压、抗强、抗剪强度，它受岩石的脆性和塑性因素的制约。岩石的塑性与脆性常随埋深增大而变大，岩性不同，力学性质不同。

一般膏岩抗压强度小，硬度低，而塑性系数和压缩系数较大，体积形变量大，具明显的塑性特征，在构造应力的作用下，易产生塑性变形，不易破裂，裂缝不发育，封闭能力强。

泥质岩抗压强度和硬度中等，塑性系数和压缩系数中等偏大，这表明泥质岩具有一定的抗变形能力和较大的压缩性，并具有明显的塑脆性特征，在构造力的作用下易发生塑脆性变形，具有较好的封闭能力。

碳酸盐岩（白云岩、石灰岩和泥灰岩）抗压强度大，硬度高，塑性和压缩系数小，这表明抗变形能力强，可塑性小，但硬度高，脆性大，并具有明显的脆性特征，受力后易产生脆性破裂，造成裂缝发育，大大降低其封盖能力。

根据各类岩石力学性质，按塑性和硬度杨传忠将盖层划分为三类六级（表3—6）。做为盖层，最好的是软—中软的塑性和塑脆性岩石，具有该性质的岩类具有良好的塑性和压缩系数，硬度适中，易于发生塑性变形而不易形成裂缝，能够保持有效的封盖能力。

表3—6 盖层岩类按力学性质分类

（据杨传忠，1994）

由上述分析可见，硬石膏、石膏和泥岩是较好的盖层岩性，其它岩类次之。但在超大埋深作用下（>4000m），泥岩会产生成岩次生裂缝，降低封盖能力。

2.微观封闭油气能力的评价盖层的主要作用是阻滞油气逸散，但不能绝对阻止油气通过盖层散失，这主要取决于封盖层的封盖能力——毛细封闭能力（包括压力封闭）和浓度封闭能力，不仅如此，还与储盖的相互配置关系有关，即储盖是相对的，在盖层评价时要充分考虑储盖的物性参数及其流体势的关系。

1）毛细封闭能力评价前已述及，封盖层对油气封闭是以其微细、毛细孔隙产生的高突破压力阻止油气散失，其最直接的参数就是排替压力。理论上当盖层的排替压力大于储层剩余压力时就能有效地形成对油气的封盖，由此可用盖层排替压力与储层剩余压力之差的大小Pr1评价封盖性能的好坏，其差值越大，盖层的封盖能力越强，如果Pr1接近于零或小于零则不能形成封盖。同理也可用二者的比值Pr2进行评价，Pr2越大，封闭能力越强，如Pr2≤1则不封闭油气。用单一参数评价时往往不能真实地反映盖层封盖能力的优劣，只有在其它相关参数的下才能正确评价封盖能力的大小。影响毛细封闭能力的参数主要有渗透率、孔喉分布、比表面、含砂量、粘土矿物组成等。

2）浓度封闭能力评价除了渗流运移外，天然气还可通过盖层进行扩散运移。天然气通过盖层的运移量可用下式来描述（郝石生等，1995）：

当盖层初始烃浓度为零（C=0）及盖层为非烃源岩（B=0）时，天然气通过盖层底界面的扩散散失量为：

扩散散失量与盖层的扩散系数D、盖层中存在的烃浓度（C0-C2）及扩散时间t正相关，扩散系数越小或浓度梯度越低，扩散散失量越少。

扩散作用虽然是一种微量甚至缓慢进行的过程，但它却是一个连续过程。在漫长的地质历史和巨大的地质体中，气藏形成后因扩散作用而逸散的气量也是相当可观的，据游秀玲等（1996）对四川盆地中坝气田及鄂尔多斯盆地刘家庄气藏扩散量的计算（表3—7）表明：刘家庄二叠系气藏形成时间晚于中南须家河组气藏，虽然其盖层厚度大，但由于扩散系数高，扩散散失量高达453×108m3，比中坝气藏高八倍。

表3—7 扩散散失量计算有关参数一览表

（游秀玲等，1996）

当盖层中始烃浓度不为零或盖层自身即具有生烃能力时，其生成烃量改变了盖层中浓度分布，同时也降低了储盖层之间的浓度梯度行内图：10007502127348010004_0109_0002.jpg" />

121109，由此可使扩散散失量减少，当其生烃速度较高，使盖层中的烃浓度高于储集层的烃浓度时，形成反扩散，即Q为负值，这表明盖层完全抑止了天然气扩散散失并且有烃类由盖层中向储层中运移，形成浓度封闭（图3—6）。

扩散散失及浓度封闭评价可以用控制扩散散失量的浓度梯度差值来衡量，定义浓度封闭因子为：

式中C1（t）——时间t时盖层中的烃浓度。

图3—6 天然气藏盖层浓度封闭原理图

当ECD>0时，即出现浓度封闭增长时，ECD越大，则扩散的浓度梯越小，扩散越慢，浓度封闭能力越强，当ECD=1时，则完全阻止了天然气通过盖层的扩散运移，当ECD大于1时则出现反扩散。

除了用浓度判别外，还可以用剩余系数（杨家琦，1995）来评价，剩余系数定义为：

式中Q——气藏原始气量，×108m3；Qd——扩散散失量，×108m3。

3）储盖层相对性评价储层与盖层是相对的，良好的储盖组合要求盖层比储层具有更差的物性条件（图3—7）通俗地讲就是储层具有良好的渗透性，而盖层与其相比渗透性能极差，这样才能使油气在储层中运移与聚集而不被盖层散失，形成良好的油气藏。

储盖相对性主要表征参数有相对封闭压力，浓度封闭因子，无因次突破压力和无因次渗透率等，具体定义见表3—8。

图3—7 储盖层突破压力随深度变化图（据张义纲，1990）

表3—8 储盖层相对性评价参数表

3.盖层综合评价由前述可知，用于盖层评价的参数即有反映盖层宏观封闭性能特征的参数，又有反映盖层微观封闭性能特征的参数。在利用这些参数进行封盖层评价时，不同学者提出了不同的评价标准。

王庭斌结合岩石微孔隙结构、岩样有效孔隙度、突破压力、中值半径、优势孔隙及埋深等参数将盖层分为五类。Ⅰ类盖层中值半径小于2nm，优势孔隙范围为0.5～2.5nm；扩散系数一般小于n×10-9cm2/s，突破压力大于15MPa，无论是对油还是气都可构成高效封闭。Ⅱ—Ⅲ类优势孔隙范围小于10nm，扩散系数在n×10-7-n×10-9cm2/s之间，突破压力在10～15MPa之间，也可对油气构成有效封闭。Ⅳ—V类虽然优势孔隙小于70nm，但在总孔隙中仍有少部分大于75nm的孔隙，因而对油气藏一般只能构成低效封闭，气藏能否形成要视储层结构及气源补充能力而定。

目前，除王庭斌将盖层分为五类评价外，国内外许多学者都建立过盖层的评价标准，如苏联学者A·A哈宁，国内学者王少昌（1985，1994）、郝石生（1990）、许化政（1991）、李国平、郑德文等（1996）都对盖层进行了系统的分级评价，使用参数3～12种，主要评价参数有：孔隙度、渗透率、突破压力、中值半径，最大连通孔径、优势孔范围，遮盖系数、扩散系数、封盖饱和度、单层厚度、砂/泥比、沉积相、成岩作用阶段、埋藏深度、岩石类型、绿泥石含量和吸附量等17项参数。

上述评价标准主要是针对天然气藏盖层进行分类评价的准则，各标准应用参数各异，选定参数标准也各不相同。王庭斌认为突破压力大于15MPa为I类盖层，李国平等认为突破压力8～15MPa为Ⅰ类盖层（表3—9），许化政则认为只要大于2MPa就可成为良好的盖层，王少昌认为最好盖层的饱和水突破压力达30MPa，相互差异很大。这是因为参数测定方法不同，不同的方法给出不同的测定结果，另一原因是研究区域不同，储盖匹配不同，对盖层的封盖能力要求也不同。在鄂尔多斯做为储层岩类，在东部却可成为良好的盖层。因此，对于具体油气藏，应进行具体分析，总体原则是盖层比储层应具有更低的渗透性和更高的突破压力，且在盖层的突破压力大于储层流体剩余压力时，才能形

表3—9 天然气盖层综合分级评价标准（据李国平等，1996）

注：1.此表为天然气盖层综合评价标准表。

2.此表适用于压力系数为1.0～1.2的地区。

成有效的封盖。

上述宏观和微观评价主要是静态评价，盖层的封盖性能随着地质历史时期各种地质作用，始终处于动态演化过程。自油气生成之后至目前各时期的封盖能力都直接影响油气的保存，烃源岩排烃进入二次运移空间，其运移受流体势控制，其运聚量一方面取决于排烃量与二次空间的残留烃量，一方面取决于油气的散失量，由此盖层的封盖能力需要在油气运移、聚集与散失的全过程进行动态评价，油气保存是一个动平衡于过程。

庞雄奇（1993）综合宏观与微观评价提出封油气指数的概念，其中考虑了盖层的厚度和渗透性，驱动力与阻力，储层与盖层物性的差异性及盖层纯度与欠压实程度等，具体参数定义为：

式中CRIo——盖层封油指数，cm-3；CRIg——盖层封气指数，cm-3；μo——油在地下的粘度，mPa·s；μg——气体在地下的粘度，mPa·s；Ko——油在盖层中的渗透率；Kg——气体在盖层中的渗透率；H——盖层厚度，m；F——气体通过盖层时的动力；f——气体通过盖层时遇到的阻力，相当于排替压力；φn——泥岩孔隙度；φs——砂岩孔隙度；Rno——盖层泥岩（厚度）含量；Kso——地表纯砂岩的渗透率；Kno——地表纯泥岩的渗透率；Kp——盖层欠压实系数。

据全国已知气藏CRIg指数与封闭气柱高度统计，封闭气柱高度与CRIg指数正相关：

Hg=21.88（CRIg-0.5）1.474（3—12）

依此可以根据CRIg指数评价盖层的封盖能力。对于塔里木盆地，CRIg>10×10-4m3时，封气高度大于600m，评价为好盖层，CRIg在2×10-4～10×10-4m3之间封气40～600m，为中等盖层，CRIg<2×10-4m3为差盖层。CRIg综合考虑了多种地质参数的影响，如经恢复得到各地质时期的各项参数，这样就能了解盖层封盖能力的演化过程。

总之，油气盖层的检测与评价应根据具体的地质条件所取得的参数进行评价，主要评价如下几个方面：

①盖层的岩性特征及其展布规模，主要沉积相研究资料，地震及测井解释资料，构造演化特征及其对封盖条件的影响；②盖层的毛细封闭能力，主要评价指标有突破压力、渗透率、相对封闭压力及封气指数等，附助参数有比表面、平均孔径或优势孔径、泥岩含砂量及粘土矿物成分等；③浓度封闭能力评价主要参数有扩散系数，浓度梯度及盖层厚度等；④储盖层相对物性评价指标主要有无因次渗透率、无因次突破压力等；⑤在不同演化阶段封盖性能的变化及其与生储的配置关系，并综合构造运动对油气保存的影响进行综合评价。

在盖层评价时，首先进行宏观地质评价，依岩性特征和分布规律判断能否成为盖层，然后进行毛细封闭能力和储盖相对性分析，对封盖性能进行定量评价，对于天然气藏需再进行浓度封闭能力分析，进而在历史演化过程中分析宏观及微观封盖的演化规律，从而进行封盖能力的综合评价。

另外，在油气勘探不同阶段，由于所掌握的资料不同，对地质认识程度及要求不同，封盖层评价方法亦不相同。在盆地区域评价初期阶段，主要用地质方法，依据周边露头岩性、岩相资料，推测腹地的盖层分布范围。在盆地区域评价早期阶段，可利用地震资料测井资料进行区域盖层展布规律预测，进而对盖层进行评价。在盖层的圈闭评价阶段，主要利用实验资料、测井资料和地震资料划分封盖模式，指明有效盖层的纵横向分布规律，指出勘探有利方向。在盖层的油气藏评价阶段，充分利用测井和实验分析资料的高分辨率特点，结合地震资料对盖层进行精细评价。划分有利的生储盖组合，确定每套储盖组合中盖层的分布范围和封闭能力以及隔层的封隔能力，为进一步勘探开发提供评价参数。

家里的天然气费为什么不应该多交呢？多交会怎样？

一月。根据查询武汉天然气相关资料得知，武汉天然气一月恢复一档。武汉市天然气价格按照分档气量和梯度价格，将居民家庭全年用气量划分为三档，并实行超额累进加价，服务范围为中心城区、开发区、东西湖和功能区的武汉市天然气用户。

在各行业竞争激烈的背景下，现在很多行业都喜欢实行 "预付费制度"。说白了，就是让顾客先在卡里充值，这样会比每次用钱都便宜，或者给一定的折扣。在正常情况下，顾客存款和充值的金额越多，就可以享受更大的折扣。然而，有一个行业却成了例外，客户反映他们因为多收费而多花了钱。这到底是怎么回事？其实，这句话在我们的生活中经常用到，很多人担心突然停气充值不方便，所以会提前存一些钱。不过，专家直言不讳，但不要多付油钱，因为你存的钱越多，可能买的油价就越高。

之前，南宁的一位网友反映，她帮家里的老人充值燃气时，发现一年要充值360多立方米，所以买了高价燃气。后来向燃气公司反映的时候，得到的答复是不退。说白了就是和阶梯价格一样，燃气表的充值也分为不同的区间。如果一年的用气量超过360立方米，那么就按照第二阶梯气价来计算。简单来说，如果一次性充值太多，那么不管最后用了多少，用气量都是按照不同的价格收取。而燃气公司也明确表示：如果充值时价格高于现行价格，就不补差价。

对于这个收费标准，网友很好奇，为什么燃气公司不按照用户的年总用气量来计算？据南宁市燃气公司工作人员介绍，南宁市燃气表是机械薄膜式燃气表与IC卡表装置结合运行，这意味着必须按照预付费的方式收钱，而不是按照实际用气量收钱。当然，需要提前预付也无可厚非，但充值太多反而气价更贵，这样的收费无论怎么想都觉得有些不合理。这也是为什么业内人士说，在燃气充值这方面不要一下子收太多。如果不用提前交钱，就不要多交钱，因为到最后你会发现，交的越多，气价越贵。

事实上，分步定价的目的是为了节约能源。与电一样，只要在第一个梯度内，收费就很便宜。耗气量越大，后续的单价就越高。平时用气过程中要注意，不要倾注过多的资金。