1.能源新技术新兴产业发展动态与 2035 战略对策

2.南海北部神狐海域天然气水合物成藏动力学模拟

3.油气成藏史及压力演化史

天然气动压多少正常_天然气动态压力低的原因分析报告分析研究

论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的 文章 ,简称之为论文。本文是我为大家整理的1000字的论文 范文 ,仅供参考。

1000字论文范文篇一:

在现代社会中,人与人之间的交往越来越密切。人们越发的感觉到 人际交往 的重要性。人际交往是一个集体成长和社会发展的需要. 大学生的社交能力普遍偏弱使得人际关系成为 重中之重的一个课题.多年来,学生长期在高考指挥棒下,过分注重 追求成绩而忽视了人际交往能力等其他素质的培养.进入高校后,学 校也很少有专门的系统课程培训.所以导致很多大学生智商很高,情商却很低,往往处理不好如何与其他人相处,沟通,交流. 我认为,人际交往时获取友谊的重要途径。处于青年期的大学生,思想活跃、感情丰富,人际交往的需要极为强烈,都渴望真诚友爱,大家都力图通过人际交往获得友谊,满足自己物质和精神上的需要。对于刚刚进入大学校园的新生,新的群体的构成和紧张的学习生活,使得一部分学生由此而导致了心理矛盾的加剧。此时,积极的人际交往,良好的人际关系,可以使人精神愉快,情绪饱满,充满信心,保持乐观的人生态度。友好、和谐、协调的人际交往,有利于大学生对不良情绪和情。在工作中同样如此,良好的人际关系能使我们保持一个良好的心情,全身心的投入到工作中去

“搞关系”算不上一个褒义词,很容易让人联想到“走后门”、“暗箱操作”等不光彩行为,但有一类人,他们的职责就是“搞关系”,这个关系“搞”得好不好,直接影响到企业的生产效率,这就是员工关系经理。员工关系经理是个不太常见的头衔,只有在正规的外企、国企集团、合资企业中才能觅到他的踪影。他的工作职责包括两大范畴:一是处理员工和 公司的关系,即传统意义的劳资关系,另一方面是员工内部的关系协调。

不论是工作还是生活,人际关系已经成为一个人在社会中最重要的组成部分之一。在工作中可以从很多方面体现出人际关系的重要性。人际关系用文明的角度来说,是一个人在社会集体关系网的地位的体现,用庸俗的角度说,就是兄弟多,讲义气的一定是“大哥”。

当然,结合你的实际,我个人也有一句话送给你,希望能对你起到帮助。如果你的所在单位是直辖市或省会城市的主线单位,那么亲属关系及世交关系,才会对你有直接性的帮助,如果是支线单位,那么你的主管领导将对你的前途起到直接作用,但前提是看你如何去做,你的综合能力如何。如果你所在单位是普通地县市的主线单位,那么除上述关系外,还要有一定的经济实力,如果是支线单位,基本就是靠经济实力和自身能力,所谓自身能力不完全是工作能力,70%是为人处事,也就是你所说的人际关系。总之,人际关系也要看在什么地方,什么时间来用。

官场上有三句话说的好“再大的领导、再大的官,也要看小爷翻不翻(脸)”“小爷喜欢玩你的话,当你是个玻璃球,小爷不喜欢玩你,你就是个玻璃碴子!”“如今都讲究“双盈”和“实效”,主要看你需要不需要!”

社会学将人际关系定义为人们在生产或生活活动过程中所建立的一种社会关系。心理学将人际关系定义为人与人在交往中建立的直接的心理上的联系。中文常指人与人交往关系的总称,也被称为“人际交往”,包括亲属关系、朋友关系、学友(同学)关系、师生关系、雇佣关系、战友关系、同事及领导与被领导关系等。人是社会动物,每个个体均有其独特之思想、背景、态度、个性、行为模式及价值观,然而人际关系对每个人的情绪、生活、工作有很大的影响,甚至对组织气氛、组织沟通、组织运作、组织效率及个人与组织之关系均有极大的影响。

1000字论文范文篇二:

唐朝的时候,洛阳的一座寺院里出了一件怪事。寺院的房间里有一口铜铸的磬,没人敲它,常常自己“嗡嗡”地响起来,这里是什么原因呢?

原来,这口磬和饭堂的一口大钟,它们在发声时,每秒种的振动次数—

—频率正好相同。每当小和尚敲响大钟时,大钟的振动使得周围的空气也随着振动起来,当声波传到老和尚房内的磬上时,由于磬的频率跟声波频率相同,磬也跟着振动起来。发出了“嗡嗡”的响声。这就是发生振动的共振现象,也叫共鸣。

你注意过吧,胡琴的下端都有一个不小的“肚子”——蒙上蛇皮的竹筒。当你兴致勃勃地拉起胡琴时,琴弦的振动通过蛇皮会引起“肚子”中空气的共鸣,使发出来的琴声不仅响亮,而且音乐丰满,悠扬动听。人们把这种“肚子”叫做共鸣箱。你瞧,扬琴、琵琶、提琴、钢琴等乐器,不都有各种形状,大小不一的共鸣箱吗?

除了共鸣箱之外,人们利用共振现象来做的好事还不少呢。

建筑工人在造房子的时候,不论是浇灌混凝土的墙壁或地板,为了提高质量,总是一面灌混凝土,一面用振荡器进行震荡,使混凝土由于振荡更紧密、结实。

大街上的行人,车辆的喧闹声,机器的隆隆声——这些连绵不断的噪声不仅影响人们正常生活,还会损害人的听力。有一种共振性的消声器,是由开有许多小孔的孔板和空腔所构成。当传来的噪声频率与共振器的固有频率相同时,就会跟小孔内空气柱产生剧烈共振。这样,声音能在共振时转变为热能,使相当一部分噪声被“吞吃”掉。

此外,粉碎机,测振仪,电振泵等,也都是利用共振现象进行工作的。

但在某些情况下,共振现象也可能造成危害。例如:当军队过桥的时候,整齐的步伐能产生振动。如果它的频率接近于桥梁的固有频率,就可能使桥梁共振,以致到了断裂的程度。因此,部队过桥要用便步。

在我国西北一带,山头终年积雪。每当春暖花开,山上冰雪融化,雪层会离开原来的地方滑动。往往一次偶然的大吼声,厚厚的雪层就会因为共振而崩塌下来,因此规定攀登雪山的勘察队员,登山队员不能大声说话。

我们要将共振充分运用到各个科学领域,还要防止共振现象给生活、工作、环境带来危害。这就需要我们不断去研究、探索。

1000字论文范文篇三:

研究背景:中国学校 教育 普遍取的是老师测评的 方法 ,由老师单方面给予学生评价,老师单方面的测评有着客观,公正,高效的优点,但不免存在与学生间缺少沟通,不能充分调动学生的学校积极性,参与度方面的缺点.本实验意在对比自我测评与老师测评的优缺点,进而研究学生自我测评的可取性.

研究内容:1.学生 英语口语 表现的自我测评与老师测评是否存在差异?2.如果存在差异是由什么导致的呢?3.自我测评相对于老师测评有什么优势呢?4..第二轮的学生测评会与老师的评价相接近吗?

研究方法:

1. 总体简介:通过两周的培训与十周的两轮的测评,测评由师生配合完成,评测标准包括四部分,每部分五分制.通过两轮学生自我测评与老师评价之间的的对比,以及发放的相关实验的问卷调查,根据其调查结果以及测评结果的差异反映实验结果.

2. 参与者:广东大学外国语学院师生,包括18位女同学,10名男同学,22名英语专业的同学和6名非英语专业的学生,在实验研究前,他们都以及 学习英语 6-12年.

3. 具体实验过程:A,通过评估培训确保学生们懂得测评的方法及准则,b,通过举例说明及老师及时的反馈来帮助同学们及时调整评估的准则.c,老师的参与跟及时指导让同学们明白正确客观的评分.d,位确保实验结果可靠性,学生们在测评前都经过了测评的相关培训.e,利用卡方测试表考察两次测评的相关性

4. 工具:评分标准表,问卷调查,学生反馈表数据收集:1,第一轮老师测评与学生自我测评的差异达5.3分,而第二轮测评,差异缩小到1.4 2,学生自测第一轮跟第二轮的测评结果与考试的相关性分别为0.5521与0.7938

3,p值小于0.05,可以看出两次测评的结果是不同的

4,学生们对自我测评问卷调查的反馈,93%的同学认为学生们应该参与到测评中,71%的学生说他们的测评是以评分标准为基础的

研究结果:

1.学生们在第一轮测评中与老师测评的分数相差较大,而且学生们倾向于给自己打更低的分,在老师的及时反馈跟指导后,第二轮测评中的自我测评更加客观,更接近老师的评估分数.

2,问卷调查的反馈结果可以退出学生倾向给自己分数偏低的原因有学习过程,学生们不太倾向给自己过高的分,还有中国传统的自谦的思想。

3,问卷调查的反馈可以得出学生们对自我测评的积极态度。

研究结论:1,学生们在自我测评实验过程中不仅学会了评分方法,而且在给自己同学评分的过程中看出自己应该提升的地方。

2,实验结果表明学生们应该受到自我测评方面的培训,老师也应该给予学生相当的反馈帮助学生提升。学生的性格会左右其评分结果,如成绩更好的学生会给自己打相对较低的分,而成绩较差的同学会给自己打较高的分。

3,更长时间的实验过程会产生更加可信的结果。

1000字论文范文篇四:

当代社会的巨大变化和飞速发展,对人的人文素质提出了更高的要求。我国青少年的人文素质,特别是思想道德素质如何,直接关系到中华民族的未来。在基础教育阶段,培养青少年应有的公民素质、民族精神和国际意识,是我们必须面对的课题。同时,随着人文社会科学各学科间的义叉渗透,并逐步趋向融通,注重学科联系的综合认识方式,有利于人们形成对历史与社会生活的整体认识。人文社会科学发展的这一综合化趋势,促进了学校社会人文学科的综合化进程。

作为综合课程的《历史与社会》,将历史、人文地理及其他人文社会科学的相关知识有机整合,有利于从学生的生活 经验 出发,促进他们整体地、历史地认识社会,在获得相关人文社会科学基础知识和基本技能的同时,逐步学会运用历史唯物主义的观点去分析问题,提高自主学习的能力。

一、课程性质

《历史与社会》是在义务教育阶段7~9年级实施公民教育的综合文科课程。 本课程的综合性不仅在于对相关人文社会学科知识的综合,还有对其基本方法和技能的综合;不仅是对历史发展过程和现实社会问题的综合,还体现在对分析、认识某个或现象的角度的综合。它是一门在课程目标、课程结构、课程内容及 学习方法 上都力求整合的新型课程。

二、基本理念

(一)本课程将大力提供人文精神,促进学生的自主发展(7-9'SS2'1.2.1) 《历史与社会》课程的开设,目的在于把全体学生培养成有良好的人文素质和社会责任感的公民。不但引导学生综合地、整体地认识社会,逐步形成真实而全面的社会生活观念,而且倡导合作探究的学习方式,为学生终身学习、持续发展奠定必要的知识和能力基础。

(二)本课程将力求真正实现人文社会学科内容的综合

《历史与社会》课程不是学科群体的统称,而是基于学生的生活经验,对历史、人文地理等相关学科内容的整合。它力求综合范围适当、融合程度较高、整合形式合理,从而把各学科领域彼此孤立、相互隔离的内容体系,改造成为各学科领域有机联系的课程体系,而不只是形式上的捏合。

(三)本课程将强调历史地、辩证地观察和认识社会

《历史与社会》课程的整合基础是社会生活与历史变迁,即把社会作为一个动态的过程来描述,借助历史的眼光认识今天的社会。本课程将从纵向发展来呈现人类社会的演进过程及其基本趋势,从横向扩展来揭示不同地域环境和 文化 的差异。在贯穿中国社会发展基本过程的同时,把国际社会的发展历程有机地联系起来,在弘扬民族精神的同时培养学生的全球意识。

1000字论文范文篇五:

钓鱼岛问题

首先,让我们从各个角度谈谈钓鱼岛的归属问题。历史:明朝嘉靖十三年(1534年)第十一次册封使陈侃所著《使琉球录》、嘉靖四十一年(1562年)浙江提督胡宗宪编纂之《筹海图编》、清乾隆三十二年(1767年)乾隆皇帝钦命绘制之《坤舆全图》 (《坤舆全图》使用闽南语发音,称为“好鱼须”,即“钓鱼屿”)。台湾沿用“钓鱼台”名称至今。大陆现代则称该岛为“钓鱼岛”,有时也用“钓鱼台”的名称。在光绪十九年(1893年)十月,即甲午战争前一年,慈禧太后下诏将钓鱼台岛赏给邮传部尚书盛宣怀作药用地,诏书中写道:“盛宣怀所进药丸甚有效验。据奏,原料药材自台湾海外钓鱼台小岛。灵药产于海上,功效殊乎中土。知悉该卿家世设药局,施诊给药,救济贫病,殊堪嘉许。即将钓鱼台、黄尾屿、赤屿三岛赏给盛宣怀为产业,供药之用。” 地理:钓鱼岛位于东海大陆架,而非日本的琉球海槽。政治:钓鱼岛隶属于省宜兰县头城镇大溪里。所以,钓鱼岛自古以来就是中国的固有领土!

但为何日文霸着钓鱼岛这块地不放?一是,在大陆架划分上,中国和日本是相向而不共架的大陆架,由冲绳海槽分隔,但钓鱼岛位于冲绳海槽的西侧上沿。一旦日本拥有钓鱼岛,那不只是占领钓鱼岛列屿那几座岛,而是让其领土踏在中国的大陆架上,中国和日本就变成了相向而共架的大陆架。二是,日本近年对东海的调查投入大量,按照日本前国土交通大臣扇千景的说法,这些海域中埋藏着足够日本消耗320年的锰、1300年的钴、100年的镍、100年的天然气,以及其他矿物和渔业,获得这些海域,将使日本由小国而成为东亚的大国。东海的油气储量大约77亿吨,亦足日本使用近百年。钓鱼岛丰富的和大陆架的范围才是日本争夺钓鱼岛的真正原因。

过去几十年来,中日关系一边发展,一边不断集中爆发矛盾和冲突。每次两国关系恶化,日本或者是挑事者,或者是放纵偶发升级的一方。无论历史、贸易还是海洋权益,只要日本不率先发难,不火上浇油,中日关系就相安无事。历史证明,面对日本这样的邻居,光讲友好显然是不够的。过分强调中日关系重要,会使日本误判中国对国家利益的排序,误判中国社会对日本挑衅的容忍度。中日本来就是完全不同的两个利益体,两国过去发生过战争,今天在战略上互相防范。两国的友好只能以互利和相互尊重为前提,日本的自我纵容应明确不被允许。

中国应建立一整套反制日本挑衅的外交选项。对日本的各种对华不理智行为,中国有必要将其分类、分级,它的每一种挑衅,中国都有必要提前预设反制 措施 。通过几次快速、坚决的斗争,中国就能在日本的对华思考中植入新的认识,他们会清楚,对维系中日关系,中国没有比日本更多的义务,日本必须同时尽力。想要反制日本,中国应首先利用经济,特别是市场。中国目前是日本最大的出口国,中国学者唐淳风估计,近10万家日本企业主要靠中国市场存活。日本对中国市场的依存度已超过对欧美等国,粗略估计已超过40%。中国应打通中日关系的政治和经济领域,使日本在做任何一件事时,都考虑自己的实利。此外,在东亚安全、环保、日本的联合国地位等诸多问题上,中国出牌也应坚决。

1000字论文范文篇六:

一、市场形势及市场机遇的分析

今年市场形势与往年相比变化极大,历史规律全面突破,充分认清当前市场形势对于业务人员掌控和把握市场起到至关重要的作用,从国际和国内两方面看:

1、国际市场形势:

1)国际牛源总体数量较少,产品价格较高。澳洲、新西兰目前是小牛屠宰的最佳季节,产品主要供应给日韩、中东、台湾、欧洲等高价格区域;巴西、澳洲走私的下滑,基本从广西、等地登陆。或是从越南过来,商品增加4-6元/kg。拉美国家受到美元贬值、通货膨胀、粮食价格上涨的影响,牛源出栏量少,正规的商品只有日本和牛,通过缅甸、泰国,价位在400-600元/kg;而南美代理商因人民币升值较强,主要集中胸腩连体、碎肉等商品;60-80集装箱/月,后4个月产品价格会明显上升。

2)产品进口总量下降。随着国内对食品安全要求越来越严,海关加大对走私牛肉打击力度,走私产品减量;正规 渠道 进口的南美产品总量也低于往年,产品主要是腱子、碎肉和胸腩等品项。3)下半年市场预测。牛源数量会持续减少,价格会持续升高,澳洲因为干旱导致的牛源数量减少不会短期改变,巴西牛肉价格因为美元贬值持续走高;中东、香港地区的牛肉消费量会因为价格持续走高而消费减量,产生替代性消费。随之价格较低的印度牛肉出口量将有所提升;中国已经通过了美国、加拿大的出口申请,有可能在下半年在市场中出现少量的加拿大牛肉。

2、国内市场情况:

1)2011年牛源严重短缺,购价格持续上涨,导致肉品价格不断上涨。按照历史规律,4-6月份牛源数量会相对充足,价格较稳定。而今年突破历史规律,自年初开始牛源价格不断上涨,牛源竞争进入白日化,价格调整时间越来越短,今年的年度牛源收购价格指标在今年3月份就突破牛源大战今年爆发,价格一个月调整一次,目前牛源收购价19元/kg;年末将预测突破20元/kg大关,肉牛屠宰牛源成本占总经营成本90%左右,,目前单纯通过上调肉品价格已经不能完全消化牛源价格的上涨,需要通过调整产品结构、节能降耗、增强管控等各项措施来缓解生产经营压力。

2)国家高度重视食品安全,并全面加大监管力度。人大已将食品安全纳入国家安全,各级及职能部门对各行业、各领域的监查已成常态,涉及养殖、饲料、生产、加工、仓储、物流、市场流通等各个环节,检查中出现很多问题,包括一些知名企业。食品安全问题已经成为消费者的关注焦点,安全食品是消费者和品牌企业的首选,价格因素所起的决定性作用有所减弱,消费者对品牌首选。

3)各种材料、辅料、劳动成本的不断提升。CPI7月份同比增长6.5%,物价在不断上涨,当前的调控措施没有发挥作用,企业的经营成本不断加大,沿海的很多出口代加工企业纷纷倒闭,

综上,市场形势是十分严峻的,是所有企业要共同面对的挑战。一定充分认清形势,做好客户的解释、沟通工作,讲清楚、说明白高价的理由,重要的是我们看到困难的同时更要看到机遇。

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能源新技术新兴产业发展动态与 2035 战略对策

异常压力的成因复杂多样,主要包括地层不均衡压实、构造挤压、烃类生成、水热膨胀、粘土矿物脱水等作用。

(一)不均衡压实

沉积物在埋藏和压实过程中,水在机械力的作用下从沉积物中排出。在快速沉积的厚层泥岩剖面中,由于压实引起孔隙度和渗透率降低,从而阻止了水从泥岩中流出,导致压实变缓甚至停止。当埋藏继续进行时,上覆地层载荷增加,承受上覆地层载荷的流体压力也相应地不断增加。不均衡压实形成超压的机制已普遍认同,产生不均衡压实应具备如下条件:巨厚的沉积物快速堆积加载;厚层粘土岩的存在。欠压实多发生在海退层序中,其中快速沉积是最主要的因素。

从得克萨斯至南路易斯安娜的海岸地区均有超压带分布,其成因就是由于快速沉积所致。毕晓普(Bishop,19)用数学模拟方法研究了湾岸地区第三系的沉积压实作用,他认为沉积速率越快,泥质沉积中的孔隙流体压力越高,泥质沉积体的密度也就越小。这是由于泥质体内保留了大量的游离水,水承受了部分上覆沉积物的重量。随着上覆沉积物的增厚,孔隙流体压力也就越大,故孔隙流体压力远大于静水压力而形成超压。如果具有良好的密封层,超压现象会在一个地质时期内发育并保持下去,超压带通常发育在砂岩少于5%~10%的三角洲前缘相带内,在巨厚砂岩层序之下的厚层泥质岩中孤立的砂体常保持高压,图5-4表示三角洲砂泥岩层序的推进及超压带的发育过程。

厚层粘土岩的存在有利于形成超压层。路易斯安娜州Manchester凝析气田的孔隙流体压力与砂、页(泥)岩百分比(图5-5)关系说明页岩含量的百分比与流体压力成正比,页岩的百分比超过60%,厚度大于914m(3000ft)即形成高压带。

(二)烃类的生成

干酪根热降解生油和生气导致的体积增大是超压形成的重要因素之一。图 5-6 是干酪根热降解生油、生成凝析油和湿气以及干气整个演化过程中体积变化的两种典型模式。(a)图是梅森(Meissner,18b)研究威利斯顿盆地巴肯组页岩(Ⅱ型干酪根)的结果,干酪根热降解生烃,包括油和气的整个过程,体积均是增大的;(b)图是翁格尔(Unger-er,1983)研究巴黎盆地黑色(Black)页岩(Ⅱ型干酪根)的结果,干酪根热降解生油阶段,即生油窗阶段(R0:0.65%~1.3%),体积是减小的,而在凝析油、湿气和干气阶段,体积是增大的。从表面分析,这两种现象有些矛盾,究其原因与生烃体系的开放与封闭性有关,(a)图的生烃体系属于封闭可变体积(图5-6,模式Ⅰ),在干酪根热降解生油过程中,伴随生成的 CO2 和 H2O亦在体系中,尤其是 CO2 气体导致体积增大;(b)图的生烃体系属于半开放可变体积(图5-6,模式Ⅱ),在干酪根热降解生油过程中,伴随生成的 CO2 脱离体系而散失。因此,在生油窗阶段体积是减小的。

图5-4 在砂-页岩层序推进过程中超压带的时序发育示意图

图5-5 路易斯安那州Manchester凝析气田的孔隙流体压力与砂岩百分比图

图5-6(a)Williston盆地巴肯组页岩生烃过程的体积变化估算

图5-7 无机矿物和有机质的变化及其相互关系

图5-7较形象地展示了在成岩作用阶段和深成热解阶段,无机矿物的压实成岩作用和有机质的热降解生烃作用以及有机和无机矿物间的相互关系。无机矿物在压实作用阶段孔隙度大大减小,演化至硅化、白云岩化或其他成岩作用阶段,孔隙度基本保持不变;有机质在压实作用阶段,体积变化不大,处于正常的压力区域,而演化至成岩阶段,由于烃类的生成,尤其是天然气的大量生成,体积膨胀,导致超压的形成。

这里列举粉河盆地的研究实例。粉河盆地白垩系页岩中异常高压的形成主要与油气的生成有关,图5-8动态地反映了白垩系页岩和砂岩区域性压力形成机制和演化特征。高压的建立开始于石油的形成,并随着石油向天然气的裂解而加剧,从埋藏史图和生气模拟曲线(油转化成气和干酪根转化成气)就可以确定这2种反应的时段及深度范围(图5-9)。也就是说,通过这种联系,异常压力形成的时间可以被确定。不同深度白垩系页岩的固体13C核磁共振谱示于图5-9,右边第一个主峰(0~90ppm)代表脂肪族的共振信号,向左第二个主峰(100~200ppm)代表芳香族的共振信号,图示的变化趋势是随着深度的增加,脂肪族的含量减少,这是由于热解使其部分转化为烃类化合物。特别指出的是,在异常压力层顶部,代表脂肪族的主峰基本消失。这表明,在异常压力层中,干酪根已基本失去了生成烃类化合物的潜力。

图5-8 粉河盆地白垩系页岩和砂岩区域性压力形成机制和演化特征

在盆地中部,高压的出现大约开始于70Ma(干酪根向石油转化率大于 0.1),而明显的异常高压的形成主要发生在大约40Ma(石油向天然气裂解的转化率大于0.1)。由于大量的石油在大约40Ma裂解为天然气,因此在这些盆地中的异常压力圈闭不是一个短暂的地质现象,而是在地质时期中长期保存的实体。

图5-9 粉河盆地中部地层埋藏史、生烃史及生烃潜力

烃源岩的烃指数变化可反映烃类的生成及排驱。对Washakie盆地Almond组页岩和煤做的Rock-Eval 热解分析是从地表一直做到现埋深 18000ft(5486m)的地方。上白垩统Almond 页岩的产率指数(IP )结果示于图5-10,IP值表明了样品中残留的液态烃或沥青的含量,无论是煤还是页岩,从地表到9000ft(2743m)的深度,其IP值增加是缓慢的,而在 9000ft(2743m)以下急剧增大。换言之,在异常压力层之上,产率指数普遍小于10%,进入异常压力层,指数急剧增加大于30%,高压区更大。这一方面反映了烃类的大量生成,潜在的生烃能力(S2 )越来越小,另一方面反映排烃不畅,烃源岩中残留的液态烃或沥青(S1 )含量较高。比较实验室测量(IP值)和计算机模拟结果(TP 值),大约有一半的烃类仍保留在生油岩中。照片5-1形象地展示了超压层上和超压层中烃源岩的烃含量及其赋存状态,5000ft(1524m)的烃源岩中只有少量不连通的微裂隙(标尺76μm),8000ft(2438m)以下的生油岩中出现大量互相连通,且为沥青充填的微裂隙(标尺38μm)。

图5-10 Washakie盆地 Almond组烃

照片5-1 Mowry页岩薄片照片显示埋深5000ft(1524m)的烃源岩只有少量不连通的微裂隙(标尺76μm),8000ft(2438m)以下的烃源岩中出现大量互相连通且为沥青充填的微裂隙(标尺38μm)

(三)水热作用

在正常压实状态下水热作用表现为单位重量水体积的膨胀,也就是密度的减少或比容的增加。水热作用的强度随埋深和地温梯度的增加而增加(图 5-11),当地温梯度为3.6℃/100m,埋深为 10000ft(3048m)时,水的比容为 1.05cm3/g,与 4℃时水的比容1cm3/g相比较,等于水的体积增加了5%,这是个相当大的数量。水热作用的影响不仅表现为水的膨胀比容有所加大,而且主要表现为流体压力比非水热条件下高得多。其增加的速率决定于地温梯度和层系的封闭程度。

图5-11 不同地温梯度条件下正常压实带中水的比容-深度关系图

图5-12 利用水的压力-温度-密度关系图说明水热增压作用

以美国湾岸地区为例,该区地温梯度为2.5℃/100m,定页岩埋深到L点时就完全封闭孔隙流体不能排出(图5-12)。如果再埋深1000m,此时温度增加25℃,水体也相应有所膨胀,但因层系已完全封闭,水体的比容不可能增加,所以由于温度增加所对应的M点必在与L点相同的等比容线上。在这种情况下欠压实层系的流体压力则由L点到M点增加了420×105Pa,该段压力梯度为420×105Pa/1000m(0.42×105Pa/m),几乎是上覆沉积负荷平均压力梯度0.23×105Pa/m的两倍。说明在封闭层系中,当水体受热不能膨胀时压力必然要大大增加。但该区实测的结果发现流体压力只增加了322×105Pa,相当于图上的N点,其压力梯度为0.32×105Pa/m,这说明自然界的地层不可能完全封闭,总有一些流体排出,属半封闭体系。

无水热增压效应时,欠压实页岩的孔隙度和流体压力的变化可用图5-13(a,b)表示。页岩埋藏至Ze以前为正常压实,Ze深度以下流体停止排出,压实作用也停止,此时流体承受上覆沉积负荷,流体压力梯度为0.23×105Pa/m,与上覆沉积负荷压力梯度相同。Ze~Z之间的流体压力线平行于上覆负荷压力线,可见,在无水热增压效应下,欠压实页岩中的流体压力永远不会达到或超过上覆负荷压力,Ze~Z之间的有效应力也保持不变。

有水热增压效应时,欠压实页岩的孔隙度和流体压力的变化可用图5-13(c,d)表示。页岩埋藏至 Ze 以前为正常压实,Ze 深度以下流体停止排出,压实作用也停止,但由于水热增压效应,流体压力梯度超过上覆负荷压力梯度,达到0.32×105 Pa/m(据美国湾岸研究结果),即从 Ze 深度起流体压力的增长速度大于上覆负荷压力梯度。最终流体压力会等于或超过上覆负荷压力,在这种情况下,不仅是孔隙流体因压力异常大而容易流动,就是页岩本身由于内摩擦力的消失也很容易流动。因此,水热增压作用不仅对流体的运移很重要,而且对底辟、滑移以及断裂等地质现象的形成也具有重要意义。

图5-13 无水热增压和有水热增压作用时 Ze深处欠压实页岩的孔隙度与流体压力变化示意图

(四)粘土矿物脱水

泥质沉积物主要由粘土矿物组成,其中以层状硅酸盐类的蒙脱石、伊利石、蛭石、高岭石和绿泥石最为重要,它们都不同程度地含有层间水,尤其是蒙脱石最多,一般含有4个或4个以上的水分子层,这些水分子按体积计算可占整个粘土矿物的 50%,按重量计算可占整个粘土矿物的22%。这里讲的粘土矿物脱水作用主要指蒙脱石向伊利石转变的成岩过程中释放层间水的作用,主要的成岩反应是:

中国海相石油地质与叠合含油气盆地

鲍尔斯(Powers,1967)在研究墨西哥湾地区后指出,蒙脱石向伊利石转化是在6000ft(1830m)深处开始,到9000~12000ft(2750~3660m)深处就没有蒙脱石了。他认为这种转化释放层间水,为地下深处提供了水源,并由于层间水具有较大密度,释放出来后必然体积膨胀形成孔隙流体的异常高压。

斯密特研究墨西哥湾时,详细分析了某口井的膨胀性粘土(主要是蒙脱石)和非膨胀性粘土的含量随井深的变化,发现在10500ft(3200m)深处蒙脱石转化的速率增加了,这个深度大致相当于94℃的地下温度。从井温曲线上看,在3200m深度上地温梯度也有明显增加,这个深度也正好是异常高压带的顶面(图5-14)。这说明蒙脱石大量转变的地方是井温增高的地方,也是异常高压带开始的地方。这样就把蒙脱石脱水、地温增高和产生异常高压这几方面联系起来了。斯密特的工作还说明了蒙脱石的成岩变化是一个连续过程,从很浅的地方开始,只是当温度超过94℃以后这种成岩变化加快了。

图5-14 膨胀性粘土的百分含量与深度、温度关系图

现已证明只要页岩的粘土矿物组分相同,无论地质时代、压力或沉积物的埋深如何,只要达到成岩的门限深度(即蒙脱石开始大量转化时的温度)就明显发生蒙脱石脱水作用(图5-15)。表明同一沉积背景,即粘土矿物成分相同的页岩,虽时代不同但蒙脱石脱水的温度范围却相同,大致在105~138℃之间,可见温度的影响比时间的影响大得多。

蒙脱石脱水一般可提供页岩总体积10%~15%的水量,很容易引起由于过量水体排不出去而产生的异常高压。特别是当层系已发生欠压实时,则可进一步加强水热作用和异常高压。美国得克萨斯州2口井的压力剖面也说明脱水深度与异常压力出现的深度相一致(图5-16)。

综上所述,影响地层超压的各种因素可概括如图5-17所示。尽管地层压力异常可能是各种原因综合作用的结果,但通常情况下是以一种原因为主,而不同原因所产生的地层压力封闭体系的特征是不一样的。由差异压实作用形成的地层压力分隔化一般是沿着沉积相带顺地层发育的,而由水热膨胀、有机质生烃或粘土矿物转化而形成的压力封闭体系则可能穿越地层或构造,甚至呈现出水平的展布形态。由油藏向气藏裂解所产生的地层压力圈闭则更为复杂,这样的油气藏既不受地层或构造的限制,也常不具油水界面(焦尊生和Surdam,1994)。它既可以是超压油气藏,也可以是负压力异常油气藏。此外,这种成因的超压油气藏中的压力可能很高,压力梯度甚至可远高于静岩压力梯度(> 0.23kg/cm2 .m)。

图5-15 不同时代沉积物中伊利石在伊-蒙混层粘土中所占百分比与地下温度之间的关系图

图5-16 蒙脱石脱水段(阴影区)与地下流体异常压力的关系图

图5-17 主要超压成因机制

南海北部神狐海域天然气水合物成藏动力学模拟

一、前言

能源技术的迭代创新推动了全球能源产业的转型发展。作为世界上最大的发展中国家、第一人口大国和第二大经济体,我国还是最大的能源生产国和消费国,能源工业的 健康 发展攸关我国、环境和 社会 经济可持续发展。当前,我国能源工业发展尽管已取得显著成就,但面临的问题同样突出:①能源消费总量规模巨大,能源生产和消费结构仍以化石能源为主。2018 年,我国煤炭消费总量约为2.74 109 tce,同比增长 1.0%,占能源消费总量的比例高达 59.0% [1] ,但所占比重持续下降。可再生能源和核能发电量保持增长,但规模化水平依然不足。②油气安全供应形势严峻,2017 年我国首次成为全球最大的原油进口国,2018 年石油对外依存度为 72%、天然气对外依存度为 43% [2] 。③化石能源尚未实现优质化利用,尤其是煤炭清洁高效利用水平仍需大幅提升。发电用煤占比远低于发达国家,大规模煤炭开发利用带来的生态环境问题较为突出 [3] 。④能源系统效率整体仍然偏低。我国单位国内生产总值(GDP)能耗是世界平均水平的 1.4 倍,2018 年火电利用小时平均数仅为 4361 h, “三弃”(弃风、弃光、弃水)电量为 1.023 1011 kW·h。⑤温室气体减排与应对气候变化压力巨大,我国CO2 排放量约占世界总量的 30%,CH4 排放量同样位居世界第一。

在保障国家能源安全的同时,保护生态环境并有效应对气候变化将是我国能源发展面临的长期重大问题。随着未来经济 社会 的发展,传统产业升级和基础设施建设对能源的需求依然强劲,我国能源消费总量可能持续上涨,新增能源需求集中在与可再生能源、天然气、核能等相关的新兴产业领域。能源领域新兴产业发展与国家战略需求紧密关联,有助于推动能源生产与消费革命、优化能源结构、助力能源安全、实现温室气体减排和生态环境保护,同时提升国家工业装备制造技术水平、培育经济发展新动能、服务经济 社会 可持续发展 [4] 。

今后 10~15 年以及更长时期,既是我国加快培育和发展战略性新兴产业的关键时期,也是发展绿色低碳产业的重要机遇期。促进能源新技术新兴产业发展,已经成为符合我国发展需求和特色的必然选择。现有研究 [5,6] 对我国战略性新兴产业总体发展规律、新能源产业或某一细分能源领域的发展动向与路径选择、战略性新兴产业政策规制等课题进行了探讨,在区域产业集群、战略布局、创新特征、发展模式等方向完成了深入分析。然而对于我国能源领域新兴产业未来发展,特别是产业定位、发展路径与具体举措的战略层面研究,相关内容尚属空白。

本文在界定我国能源新技术特点与产业内涵的基础上,梳理全球能源新技术新兴产业竞争格局的变化趋势与发展态势,研究面向 2035 年的我国能源新技术新兴产业发展方向,特别是“十四五”时期的发展目标与重点任务;明确具体的技术创新发展方向,提出工程 科技 攻关项目、重大工程和示范区建设以及相关政策的建议。

二、能源新技术的特点与产业内涵

(一)能源新技术的特点

能源新技术具有共性特征 [4] :①通过技术原理上的创新,解决所在技术领域发展的制约性问题;②具有优良的技术竞争力或技术优势;③ 以相关成熟技术为发展基础,具有较好的技术可行性;④ 具有较大的降低成本潜力,能结合较高的技术学习率,在技术发展规模迅速扩张的同时使成本随之急剧下降,从而具备与传统技术竞争而占据大量市场份额的能力。基于已有研究的定义 [7] ,本文进一步将能源新技术明确为:不仅涉及可再生能源和核能领域,而且涵括非常规油气开发、传统化石能源的清洁高效转化与利用、能源的传输以及终端用能等领域,是具有突破性或颠覆性的能源开发利用技术。

(二)能源新技术新兴产业范畴与定位

作为新兴产业,能源新技术产业的定位需准确反映能源发展的客观规律,符合“推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系”的国家重大需求,且充分体现能源产业新趋势、新活力和新业态,有效促进绿色低碳成为经济增长新动能。《院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将战略性新兴产业划分为 7 个大类,其中涉及能源领域的主要有“新能源产业”和“节能环保产业”,其中“节能环保产业”仅涉及传统工业利用过程的高效节能。《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》将新能源产业、节能环保产业和新能源 汽车 产业统称为“绿色低碳产业”。因而,能源领域新兴产业以往主要由“新能源产业”所指代。

能源本身并不涉及新的能源和旧的能源,只是能源技术存在先进程度的差异 [7~9]。仅用“新能源产业”一词,不能直接反映智能电网、储能、分布式能源和微电网等产业,同时可再生能源产业发展也需要重视技术的先进性问题。“新能源产业”的定位由于聚焦于核能、太阳能、风能和生物质能等产业,容易忽视化石能源新技术的颠覆性作用(如页岩油气规模化开发技术、先进洁净煤技术),而且将化石能源与非化石能源新技术的系统联合与协同发展排除在外。国家能源局等一些部门的政策文件将页岩气开发、智能电网纳入战略性新兴产业,但关于能源领域新兴产业的具体范畴仍不清晰。“新能源产业”定位过于狭窄,所统计的范围不能充分体现能源新技术发展所带来的能源转型与产业变革。现有产业划分与定位的局限性在一定程度上阻碍了能源新技术的集成创新以及不同能源产业的协同发展,不利于全面推动能源生产和消费革命。

针对于此,本文提出宜拓展以往“新能源产业”所涵盖的范围与内涵 [7] ,同等重视化石能源的清洁高效利用以及核能与可再生能源的规模化发展,将能源领域新兴产业统称为“能源新技术产业”。与新兴产业发展相关联的能源新技术包括节能与提高能源效率技术,化石能源清洁高效开发与利用新技术,智能电网和储能技术,非常规油气、可再生能源规模化开发利用技术,自主创新的核电技术和核废料处理技术,以及氢能和燃料电池、核聚变能、干热岩、天然气水合物等相关前沿技术。

能源新技术新兴产业主要涵盖了煤炭清洁高效转化与利用产业(以先进燃煤发电产业为重点)、非常规油气开发利用产业(以非常规天然气产业为重点,涉及页岩气、煤层气、天然气水合物产业)、能源互联网与综合能源服务产业(以能源互联网、先进输电、储能、综合能源服务产业为重点)、核能产业和可再生能源产业(以风力发电、太阳能光伏和光热发电、生物质能、地热能、氢能源与燃料电池产业为重点)。

三、能源新技术新兴产业发展动态

(一)发展现状

1. 全球能源新技术新兴产业

全球能源形势正在发生深刻变化,非常规油气的大规模开发支撑了美国“能源独立”,部分国家核电供应能力不断削减,以风力发电和太阳能发电为代表的可再生能源产业快速发展以及非常规油气生产成为全球性趋势,不断改变着全球能源供需格局 [10] 。世界能源发展向绿色、低碳转型,以“能源结构的低碳化转变、能源发展方式向气候和生态适应型转变、从保障能源供应到实现能源服务的智能化转变”为主要特征。各国致力于能源技术创新,推动能源低碳化和绿色可持续化发展。高度活跃的技术创新活动引发了能源开发利用方式的变革:全球能源供应能力随着技术水平提升而得到显著提高;清洁高效的化石能源开发利用技术赋予了化石能源新的竞争力,但减排尤其是减碳压力仍然巨大;可再生能源技术已得到广泛应用且成本不断下降,实现可再生能源的大比例消纳将是未来能源系统面临的挑战 [11] ;值得注意的是,氢能应用已经成为新兴产业,涉及电力、供热和燃料 3 个领域。

2. 我国能源新技术新兴产业

当前,我国能源发展已转向着力提升质量阶段 [11] 。国内能源消费结构不断优化,2018 年煤炭和石油以外的清洁能源占比已达 22.1%。能源供应结构朝着多元化方向发展。作为世界最大的可再生能源生产国,我国可再生能源产业发展迅速,相应新增发电装机已经超过化石能源,2018 年可再生能源发电量在电能结构中的占比达到 26% [2] ,替代作用日益显现。风力发电(占比 5.2%)、太阳能光伏发电(占比 2.5%)规模均达世界第一,弃风限电形势明显好转,光伏弃光电量和弃光率均有所降低。核电规模(占比 4.1%)稳定增长,核能多用途利用前景看好。能源互联网和综合能源服务产业蓬勃发展,能源基础设施建设提速,保障了“一带一路”倡议实施,促进了区域融合发展。

在技术层面,我国能源 科技 水平和创新能力持续提升,部分领域达到国际领先水平 [12] 。化石能源开发和利用效率进一步提高,燃煤发电超低排放技术开始全面推广。非常规天然气开发利用技术不断取得突破。电网与储能工程技术水平持续提升,能源互联网与储能产业处于国际领先水平。核能和可再生能源产业技术创新能力也有所增强。

与此同时,我国能源新技术新兴产业发展存在的问题也较为突出 [13] 。煤炭清洁高效转化和利用整体水平有待提升,先进煤炭利用技术亟需进一步研发突破与示范推广;油气供应安全问题突出,非常规油气仍未实现大规模商业化开发,关键技术和体制机制方面的制约因素仍然存在;核电产业仍需进一步规模化以保障安全高效发展;能源互联网与综合能源服务产业发展仍受制于技术、市场等多方面因素;可再生能源产业发展面临的核心技术不足、并网消纳困难等诸多问题仍有所体现。

(二)发展趋势

1. 全球能源新技术新兴产业

面向 2035 年,全球能源发展的主流仍是化石能源与非化石能源的协同发展 [13] 。在稳定性、经济性和可获得性方面,可再生能源存在明显不足,全球一次能源供应的主体在较长时期内仍将是技术稳定的化石能源。绿色、低碳能源在较长时期内是能源技术创新的主要方向,同时能源与信息、材料的深度融合,有望催生智慧能源网络。能源领域的技术创新将为传统产业的转型升级注入新动力,推动智能制造、智能建筑、智慧交通等新兴领域的快速发展 [11] 。

2. 我国能源新技术新兴产业

未来 10~15 年,我国能源生产和消费结构将继续优化,但鉴于现有规模基础,传统化石能源在保障能源安全方面仍将持续发挥基础性作用。页岩气、煤层气等非常规油气有望成为我国油气工业的战略性接替。核能产业是我国具有全球竞争力的高新技术领域,核能技术的研发与多用途利用将持续升温。可再生能源产业作为化石能源的清洁替代方案,在增进能源供应能力、满足对可持续性能源的需求、维护环境和气候安全等方面意义重大,将持续处于快速上升期。能源互联网为现代电力工业和综合能源系统的变革指引了发展路径。

四、 面向 2035 年的能源新技术新兴产业发展战略对策

(一)能源新技术新兴产业发展战略思路

基于我国国情现实、能源发展客观规律以及能源技术创新趋势,能源新技术新兴产业的发展需要同等重视化石能源和非化石能源新技术的颠覆性作用,持续优化能源生产和消费结构,着力提升能源利用效率和非化石能源的消费比重。加强能源 科技 基础研究,大力开展前沿性技术创新,特别是交叉学科创新和颠覆性技术创新研究。推动能源与材料、信息的深度融合以及智能电网、智慧能源发展,构建清洁、低碳、高效、智能的现代综合能源体系 [7,11]。

(二)“十四五”时期产业发展目标与任务

根据能源新技术新兴产业所涵盖的9个子产业,在“十三五”时期各产业发展的基础上,进一步分析“十四五”时期各产业应着力实现的具体发展目标和重点任务。

1. 煤炭清洁高效利用产业

发展目标:燃煤发电机组平均供电煤耗低于300 gce/(kW·h),碳排放强度力争下降到 825 g/(kW·h)左右;实现 5~10 MW 煤气化燃料电池系统(IGFC)电站工程示范;建设 600 MW 等级的 700 超超临界工程示范项目;建成百万吨级 CO2 捕集、驱油与封存示范项目。

重点任务:①全面提升燃煤发电机组效率与污染物排放控制水平,开发高效低成本的碳捕集、利用和封存技术;②开发高灵活性燃煤发电技术,研发煤与可再生能源耦合发电技术;③研发数字化、自学习、自适应、互动化特征显著的智能发电技术;④加快实施“煤炭清洁高效利用”重大项目,加大IGCC/IGFC(整体煤气化联合循环发电系统,简称IGCC)研发投入。

2. 非常规天然气开发利用产业

发展目标:页岩气产量达到 3 1010 ~5 1010 m3 ,地面煤层气抽产量达到 1.3 1010 m3 ;前瞻性布局天然气水合物产业,加强天然气水合物勘探,开试验技术力争取得新突破。

重点任务:①加快川渝页岩气商业开发基地建设,实现页岩气产量快速增长;②加快常压、深层、陆相等新类型页岩气示范区建设,推动页岩气产业向多地区、多领域拓展;③继续推进沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘两个煤层气产业化基地建设;④加快南方二叠系、鄂尔多斯盆地低阶煤等新区和新层系开发试验,形成新的煤层气产业化基地;⑤海陆并举,前瞻性布局天然气水合物产业,加快评价和技术研发力度。

3. 能源互联网与综合能源服务产业

发展目标:建成泛在电力物联网,初步形成共建、共治、共赢的能源互联网生态圈,引领能源生产、消费变革,实现涉电业务线上率达到 90%。

重点任务:①研究适应全球能源互联网发展特点的智慧城市新基础设施体系;②输电线路升级改造逐步用超导输电技术;③全面深度感知源网荷储设备运行、状态和环境信息,重点通过虚拟电厂和多能互补方式提高分布式能源的友好并网水平和电网可调控容量占比;④用优化调度实现跨区域送受端协调控制,基于电力市场实现集中式省间交易和分布式省内交易,促进清洁能源消纳;⑤开发多类型、大容量、低成本、高效率、长寿命的先进储能系统。

4. 核能产业

发展目标:建成核电装机容量9.4 107 ~1 108 kW;建成压水堆投运容量 7.2 106 ~9.6 106 kW;建成先进堆投运容量 6 106 kW。

重点任务:①自主三代压水堆核电技术实现型谱化开发、批量化建设;②小型多用途核反应堆技术开拓核能应用范围与应用领域;③第四代先进核能技术与压水堆协调发展,打造可持续发展模式;④发展稳态、高效、安全、实用的核聚变技术。

5. 风电产业

发展目标:累计装机容量达到 3.5 108 kW,其中海上风电为 2 107 kW;陆上风电项目全面实现竞价上网,海上风电项目平准化度电成本显著下降。

重点任务:①优化产业空间布局,加快发展陆上分散式风电;②积极有序推进海上风电建设;③加强就地就近利用,落实解决消纳难题;④加强基础共性技术研究,形成产业发展的完整研发制造体系;⑤强化市场竞争机制,积极促进风电产业与金融体系的融合。

6. 太阳能光电产业

发展目标:太阳能光伏发电累计装机容量接近400 GW,太阳能光热发电装机容量累计为 5 GW。

重点任务:①大力发展分布式光伏发电;②完善消纳保障机制,保消纳、保装机;③进一步提高太阳电池及组件效率,降低度电成本;④规模化发展长储热小时数的融盐塔式技术,进一步降低导热油槽式电站的成本电价;⑤发展太阳能跨季节储热暖技术;⑥积极参与全球市场。

7. 生物质能产业

发展目标:垃圾焚烧发电实现清洁运行并在生物质发电中占据主导地位;生物质成型燃料年利用量为 4 107 t,生物质发电和供热成本逼近燃煤发电和供热成本。

重点任务:①建立生物质分布及其物化特性数据库;②研发生物质高效热电联产、热电多产品联产和垃圾清洁焚烧发电联合多产品生产技术;③生物质成型燃料重点研发成型燃料工业化生产关键技术和高效清洁化利用;④生物质交通燃料重点推进纤维乙醇产业化,建立生物柴油成熟的商业运营模式,研发生物质高效转化技术。

8. 地热能产业

发展目标:新增地热能供暖(制冷)面积为1 109 m2 ;新增地热发电装机容量 500 MW;地热能年利用量折合 1 108 tce。

重点任务:①优先开展地热潜力勘查与选区评价;②积极推进地热供热(制冷),改善供热结构,满足清洁用能需求;③针对不同热储类型加强技术攻关,突破共性关键技术;④加强地热发电技术攻关,推动地热高效利用;⑤大力发展梯级利用和“地热 +”,增强地热能的市场竞争力。

9. 氢能源与燃料电池产业

发展目标:完善制氢、加氢等配套基础设施,累积建成加氢站 300 座以上,实现氢气供需基本平衡;关键核心零部件批量化技术大幅提高,基本掌握氢能产业链核心技术;实现城市氢能应用场景多元化。

重点任务:①氢能基础设施全局规划、合理布局,规范化建设、规模化推进;②加强燃料电池系统集成;③在大型工业园区开展副产氢 + CO2 捕获和封存技术(CCS)、加氢站及燃料电池货运车示范;④在沿海城市开展可再生能源电解制氢、加氢站及燃料电池公交车、大巴示范应用;⑤特殊交通运输工具用燃料电池示范应用;⑥在边缘城市和工矿企业开展百千瓦级燃料电池分布式电站应用。

(三)面向 2035 年的创新方向与工程 科技 支撑

1. 关键技术方向

综合研判,面向 2035 年的我国能源新技术新兴产业关键技术发展方向见表 1,共有 41 项具体技术。

表 1 我国能源新技术新兴产业关键技术发展方向

(续表)

2. 设立工程 科技 攻关项目

从国家层面支持和推动设立工程 科技 攻关项目(见表 2),对能源领域具有前瞻性、先导性和 探索 性的重大关键技术开展集中攻关,提升技术水平和自主创新能力,进而有效支撑中长期能源新技术及产业的发展。

表 2 能源新技术新兴产业发展相关工程 科技 攻关项目

3. 设立多能互补分布式能源重大工程

国内对单一能源技术及其控制研究已经比较成熟,但缺乏对多种能源技术的集成应用技术,以及以分布式能源为基础的微电网基础理论和工程实践问题研究 [13] 。分布式供能系统是未来能源系统的重要发展方向,具有环保、经济、分散、可靠和灵活等特点,可满足高耗能行业以及工业园区、公共、商业和民用建筑的多能源联供需求,具有巨大的技术提升空间和市场潜力。设立重大工程,以示范为基础,建设多能互补分布式供能系统,这是构建“互联网 +”智慧能源系统的重要任务,有利于提高能源供需协调能力,推动能源清洁生产和可再生能源就近消纳,提高能源系统综合效率。

工程任务:①优化布局建设分布式供能系统基础设施;②开展分布式供能基础理论、核心技术和系统集成研究;③研制高水平独立微网变流器、控制器等关键设备;④通过独立微网系统集成和能效管理关键技术,实现多能协同供应和能源梯级利用;⑤形成适合终端用户和大型能源基地的多能互补分布式供能系统;⑥为城镇、海岛(礁)、极区及边远地区提供整体能源解决方案。

重点任务:①中东部终端多能互补分布式供能系统;②大型能源基地多能互补分布式供能系统。

4. 设立能源新技术集成创新示范区

(1)河北雄安新区能源新技术集成创新示范区

河北雄安新区及其周边地区现有开发程度较低,发展空间充裕,具备高起点、高标准开发建设的基本条件。以河北雄安新区为主建设能源新技术集成创新示范区,助力建设绿色智慧新城,打造生态城市,发展高端高新产业,带动河北南部地区乃至华北腹地的发展,建成与生态文明发展要求相适应的绿色低碳发展模式。

工程任务:①建设河北雄安新区智慧能源综合服务平台;②完成新建核电厂的供热总体规划方案及泳池式低温供热堆;③加快推进风电开发与配套电网建设协调发展;④加速推动区域太阳能全产业链的协调发展;⑤推进高效清洁的垃圾发电项目、建设玉米 / 小麦整株燃料乙醇和沼气生物炼制工程;⑥发展规模化分布式可再生能源并网技术与装备;⑦加大勘查力度,重点开展雄安新区多层水热型热储综合利用 [14] ;⑧布局包括制氢、运氢、加氢储氢、用氢在内的全产业链建设。

(2)华南沿海地区能源新技术集成创新示范区《粤港澳大湾区发展规划纲要》《国家生态文明试验区(海南)实施方案》《关于支持深圳建设中国特色 社会 主义先行示范区的意见》均提出了发展绿色低碳产业的要求。基于良好的区域优势、政策优势和能源产业基础,以粤西南地区(包括海南)为主建设华南沿海地区能源新技术集成创新示范区,为沿海区域低碳经济发展提供参考范例。

工程任务:①建设跨区域“互联网 +”能源综合运营服务平台;②完成现有核电机组建设,同时选址新建核电项目;③积极有序推进陆 / 海上风电开发建设,促进风电就地就近消纳利用;④光伏产业与其他产业互为补充,多种形式发展太阳能光电;⑤推进高效清洁的垃圾发电项目,开发蔗渣 / 稻秆燃料乙醇和多原料沼气生物炼制工程;⑥勘探地热及分布特点,建成地热利用示范工程;⑦重点突破规模化分布式可再生能源并网技术与装备 [14] ;⑧构建智慧能源体系,实现不同能源形式相互转化,提高能源的整体利用效率;⑨建设能源(氢能、电能)与交通融合的“绿色海南”,打造零排放智能交通海南岛自贸示范区。

五、对策建议

我国能源新技术新兴产业发展已经具备良好的基础,但作为战略性新兴产业,其发展壮大仍然面临成本、市场、政策等多重因素的制约 [15] 。为促进我国能源新技术新兴产业的高质量发展,亟待加强面向 2035 年的顶层设计与规划。

(1)重新明确能源领域新兴产业范畴与定位,在各级出台的战略性新兴产业发展规划中,将“新能源产业”调整为“能源新技术产业”,将节能产业从“节能环保产业”中独立并整合到“能源新技术产业”,精准布局能源新技术及产业的发展方向。

(2)理顺能源产业管理的体制机制,加强能源新技术新兴产业的统计体系建设,保持能源规划目标与政策的一致性、延续性和有效性,避免产业政策“令出多门”以及规划目标调整过于频繁,确保能源新技术产业相关规划的权威性,完善能源市场准入政策 [7] 。

(3)高度重视并准确评估能源领域 科技 攻关项目或重大工程“落地方案”,确保项目实施的可行性和可操作性。强化企业在能源技术创新决策、研发投入、科研组织和成果应用中的主体作用。大幅度提高能源新技术研发投入,强化关键核心技术攻关与项目立项,精准布局重大工程与示范区建设。

油气成藏史及压力演化史

苏丕波,梁金强,沙志彬,付少英,龚跃华

苏丕波(1981-),男,博士,主要从事天然气水合物的气源条件与成藏模拟研究,E-mail:spb_525@sina。

注:本文曾发表于《石油学报》2011年第2期,本次出版有修改。

广州海洋地质调查局,广州 510760

摘要:为了了解南海北部神狐海域天然气水合物的成藏匹配条件,针对神狐海域水合物研究区典型二维地震剖面,构建了该区的地质模型,并对其进行了天然气水合物成藏动力学的模拟。研究结果表明:神狐海域具备有利于天然气水合物成藏的温度、压力条件;微生物气和热解气的潜力巨大,满足水合物形成的气源条件;运移条件优越,有利于天然气水合物的聚集成藏。针对上述结果,提出了该区天然气水合物的成藏模式,并初步预测该区天然气水合物潜力巨大,是进一步勘探水合物的远景区。

关键词:南海;神狐海域;天然气水合物;成藏模式;生物气;热解气

Gas Hydrate Reservoir Simulation of Shenhu Area in the South China Sea

Su Pibo,Liang Jinqiang,Sha Zhibin,Fu Shaoying,G ong Yuehua

Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou 510760

Abstract:In order to understand the natural condition of gas hydrate formation,a geological model of gas hydrate reservoir,which based on the typical seismic image oained from Shenhu area,was studied by basin modeling.The studies indicated: 1) The temperature and pressure of Shenhu study area are ropriate for gas hydrate reservoir; 2)These gas source rocks he huge gas-generating potential,thus provide abundant gas sourcefor gas hydrate formation; 3)The hydrocarbon migration conditions are forable for accumulation of gas hydrate.A forecasting model of gas hydrate formation was given after basin analysis.The conclusion is drawn that Shenhu area is a better hydrate prospecting area because of its forable conditionsfor gas hydrate formation.

Key words:South China Sea ; Shenhu area;gas hydrate;reservoir model;biogases ; thermolytical gases

0 引言

天然气水合物是在低温、高压环境下由水和天然气组成的类冰结晶化合物,主要赋存在陆地永久冻土带和水深超过300 m的海洋沉积物中。目前发现的海底天然气水合物主要分布于世界各大洋边缘海域的大陆斜坡、陆隆海台和盆地以及一些内陆海区的大洋沉积物中,水深一般为300~4 000 m ,赋存沉积物一般为海底以下0~1 500m[1]。

控制海洋天然气水合物成藏的关键因素包括温度、压力、气体组分和饱和度及孔隙水组成,水合物的结晶和生长还取决于沉积物颗粒大小、形状和组成[2],但是这些因素受到海洋中一系列构造和沉积作用的影响,在不同的时间尺度上可能导致多种天然气水合物成藏的动力学反映[3-5]。目前,国内外对天然气水合物赋存及分布的主控因素的研究仍局限于对影响水合物成藏的个别因素探讨上,如全球气温变化、构造活动与地热史、沉积作用效应、地温梯度和冰川性海平面相对移位等[6],这些因素均可改变天然气水合物形成所需要的温压条件与沉积物的物性特征,从而影响天然气水合物系统的稳定性。除温压条件外,是否有充足的气体供应是控制天然气水合物的形成的另外一个重要的控制因素;从动态过程来考虑,除了烃类气体的供应外,还涉及烃类气体到达天然气水合物稳定带的运移通道,天然气水合物形成的构造环境等。

南海北部陆坡含油气盆地发育,气源丰富,类型众多,深部热解气、浅层微生物气均有可能形成天然气水合物,虽然部分学者分别就烃类气体供应问题、烃类运移条件、岩层和构造对天然气水合物产状与分布影响或控制做过单方面的研究[7-9],但还没有将它们作为一个有机整体在时空尺度上开展水合物的成藏系统研究。本文选取南海北部神狐海域研究区的典型地震剖面,围绕天然气水合物“成藏”这一核心问题,通过水合物成藏动力学模拟,结合地震剖面解释成果,对南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式进行了初步的探讨。

1 研究区地质概况

图1 研究区位置及范围

神狐海域水合物研究区地理上位于南海北部陆缘陆坡区的中段神狐暗沙东南海域附近,即西沙海槽与东沙全岛之间海域,构造上位于珠江口盆地珠二坳陷白云凹陷(图1)。白云凹陷水深200~2 000 m,面积约为20 000 km2,新生代最大沉积厚度约为12 000 m,地史上经历多次地壳运动和多阶段的构造演化,地质构造复杂,断层-褶皱体系非常发育[10-13]。神狐海域研究区晚期断层极其发育[14],新生代断层大致可分为晚中新世和上新世以来2个主要时期,晚中新世断层以NW为主,断层大部分切割上中新统,部分切割上新统,是研究区最主要的断层活动时期;上新世以来活动断层以NEE向为主,断层活动下,部分断层切穿较新的沉积层延伸至海底附近,深部断层为天然气向浅部水合物稳定带运移创造了有利条件,而褶皱构造易于捕获天然气,促使水合物的形成。同时,神狐海域海底滑塌作用非常强烈,有分析认为可能与水合物的形成和分解有关[15]。此外,根据沉积相分析[16-17]

于兴河,苏新,陈芳,等.南海天然气水合物成矿的沉积条件初步研究.北京:中国地质大学,广州:广州海洋地质调查局,2002.

,南海北部陆坡自晚渐新世以来处于坳陷沉降期,以滨、浅海—半深海沉积环境为主,陆源碎屑供给充足,沉积速率大、厚度大、粒度总体上中等偏细。特别是晚中新世以来神狐海域研究区以三角洲、扇三角洲、滑塌扇、浊积扇沉积为主,重力流非常发育,特别是第四纪,广泛发育滑塌沉积,这些沉积体普遍具有较高的沉积速率,沉积厚度相对较大,含有大量的有机质,并能得以有效地保存,能为天然气水合物的形成提供充足的气源。综合分析,神狐研究区具备良好的天然气水合物成藏地质条件。

2 模型选择及参数的选取

由于神狐海域探井缺乏,本次模拟剖面选取既考虑选择神狐海域水合物研究区具有代表性的典型剖面,同时兼顾该区及邻区是否有可以借鉴的模拟参数资料。结合这两点,本次模拟研究选取神狐海域水合物研究区的二维地震测线Line A,该测线处水深介于400~1 700 m,地层自下而上发育有始新世文昌组、渐新世恩平组、中新世珠海组、珠江组、韩江组、粤海组、上新世万山组和第四系8套地层,在水深500~1 000 m之间的万山组内识别了指示水合物存在的BSR特征标志(图2)。

本次研究用IES软件中的Petro Mod 2D模块,主要对研究区新生界的温压场、有机质热演化指数R。和流体运移进行了模拟。地层压力的演化基于2个设应用有限元模拟方法来模拟孔压发育史:首先设岩石和孔隙流体在压缩和变形过程中保持质量平衡;其次压实过程中,流体排出极其缓慢,能够以达西流法则来描述牛顿流。热史恢复则用地球热力学和地球化学结合方法,即将正演技术与反演技术、地史恢复与热史恢复结合起来,利用已知的地层信息和古温标资料作为约束条件,对研究区的热演化史进行模拟。有机成熟度的计算用Sweeney和Burnham 提出的EASY% Ro模型[18-19],它是目前用于成熟度计算最为完善的一种模型,它不仅考虑了众多一级平行化学反应及其相应反应的活化能,而且还考虑了加热速率,适用范围广,能比较精确的模拟地质过程中有机质成熟度演化。

图2 神狐海域研究区模拟测线A原始解释剖面及地质模型

a.测线A原始地震剖面(时间域);b.测线A模拟地质模型(深度域)

模拟中主要需要岩石性质、地质界面、烃源岩地球化学和断层活动性等参数,对这些模拟参数的选取,综合借鉴了研究区各方面的研究成果。其中,模拟所需的岩性参数来源于中海油钻探资料[20];地质界面参数中古水深来源于高红芳等[21]在该区的研究结果;热流来源于ODP184航次调查成果[22-23];古地温由IES系统根据剖面所在的全球位置和纬度,利用全球平均地表温度窗口以及古水深变化计算不同时期的温度曲线;对于烃源岩地球化学参数,综合目前研究资料及地质分析,认为该区主要烃源岩层为文昌组和恩平组,其中恩平组w(TOC)平均值为2.19%,HI平均值为157.4 mg/g,由于白云凹陷尚未钻遇文昌组烃源岩,文昌组烃源岩层TOC、HI数据根据珠江口盆地珠一坳陷与珠三坳陷的资料结合该区地质条件类析认为:研究区文昌组为中深湖相泥岩, w(TOC)平均值为2.94%,HI平均值为483.4 mg/g[24];而断层活动性的分析主要是基于断层在地震剖面上断过的层位以及研究区构造活动的时间来判断和估算。本次模拟研究中,断层根据其活动期次划分为始新世中期神狐运动及之前形成的活动断层,中中新世东沙运动形成的活动断层以及上新世以后的活动断层;对剖面经过的每一条断层均进行了属性定义,在模拟过程中,各断层活动性自构造活动时间开始均设为完全开启状态。

3 模拟结果分析

模拟结果是否可靠需要通过模拟结果与钻井实测值进行对比来进行检验。研究区番禺低隆起有部分探井,其中井B有实测的地温和镜质体反射率[25],且该井与测线剖面较近,两者的演化环境与受热历史相差不大。可以利用该井的实测值对模拟结果进行检验,从与该井最近的剖面点模拟结果与实际井资料的对比图(图3)可以看出,测线点模拟曲线与井测试值趋势比较一致,说明模拟结果比较准确,可以用模拟结果来进行相关解释。

图3 神狐研究区井B地温和Ro实测值与模拟值对比

3.1 温压场模拟

天然气水合物的形成与成藏需要特定的温压条件,低温和高压有利于水合物的形成和稳定赋存[26]。测线A通过地震剖面解释,在水深500~1 000 m之间的万山组内识别了指示水合物存在的BSR特征标志。通过模拟得到该区现今的温度场(图4)与压力场(图5),在剖面上BSR所处温度在16℃左右,压力在15 MPa左右,对比世界上已知天然气水合物区,结合甲烷在海水中形成水合物的相平衡曲线[27],表明该测线剖面BSR区域处于天然气水合物稳定存在的温压场范围内,符合天然气水合物的成藏要求。

图4 神狐海域A测线现今温度场模拟

图5 神狐海域A测线现今压力场模拟

3.2 有机质成熟度模拟

对神狐海域地质调查站位资料的分析[28]

郭依群,梁劲,龚跃华,等.南海北部神狐海区天然气水合物概查报告.广州:广州海洋地质调查局,2004.

:研究区浅表层沉积物中普遍存在游离气,甲烷碳同位素δ13C1的测试结果显示:δ13C1(PDB) (‰)值在-46.2‰~-74.3‰之间,平均为-60.9‰,除2个样品的δ13C1(PDB)值为-46.2‰和-51‰外,大多数样品的δ13C1(PDB)值小于-57‰,证实神狐海域浅表层沉积物顶空气主要来源于生物气。同时,许多调查站位顶空气甲烷的含量在垂向上保持了相对较高的丰度,特别是在调查区北部白云凹陷内,甲烷的含量分别接近了120μL/kg和200μL/kg,暗示其深部可能有持续稳定的游离甲烷供应,来源于深部的热解气。王建桥等[29]对研究区东部的ODP1146站位顶空气样品进行了分析,结果显示为混合气体的特征。由此推测,研究区浅部地层中的天然气可能兼有生物气和热解气2种来源。

Ro值是反映烃源岩成熟度的重要指标。通常,生物气的烃源岩应处于未熟—低成熟的生烃门限以下,其Ro< 0.7%,有机质热演化Ro模拟结果显示(图6):浅部地层上新世万山组、中新世粤海组、韩江组Ro位于0.2%~0.6%,均未进入生油门限,由于其厚度大,且有机质丰度较高;其中,第四系w(TOC)平均为0.22%~0.28%,万山组w(TOC)平均为0.30%~0.39%,粤海组w(TOC)平均为0.49%;粤海组—第四系海相泥岩生烃潜力w(Sl+S2)平均为0.13~0.32 mg/g,均已达到了作为生物气烃源岩的有机质丰度和生烃潜力的标准和条件

郭依群,梁劲,龚跃华,等.南海北部神狐海区天然气水合物概查报告.广州:广州海洋地质调查局,2004.

,这几套层序可以成为良好生物成因气的主力“生物烃源岩”,具备生成生物气的巨大潜力。在合适的条件下,能够为水合物成藏提供大量的生物气气源。

图6 神狐海域A测线有机质成熟度模拟

同时,模拟结果也表明了凹陷内的“热解烃源岩”文昌组和恩平组有机质的演化程度普遍较高。其中,文昌组Ro值在2%以上,最大值超过3%,处于过成熟生干气阶段,已产生大量热解气。而恩平组Ro为1.3%~2.6%,处于高演化阶段,现阶段以生气为主。高分辨率地震资料解释结果显示

梁金强,郭依群,沙志彬,等.天然气水合物量评价方法及成矿远景研究.广州:广州海洋地质调查局,2002.

,文昌组在白云凹陷中面积达1 900 km2,厚度1 700~3 000 m,w(TOC)平均值为2.94%,w(氯仿沥青“A”)平均值为0.225%;干酪根H/C原子比为1.5~1.0,大多在1.2,表明有机质类型为Ⅰ和Ⅱ型,以Ⅱ1型为主,HI平均为483.4mg/g;恩平组在白云凹陷中分布面积为2 860 km2,厚度1 100~2 300 m,w (TOC)平均值为2.19%,w(氯仿沥青“A”)平均值为0.16%;干酪根H/C原子比多在1.2~0.7,表明有机质类型以Ⅱ:和Ⅲ型为主。岩石热解分析测定恩平组烃源岩生烃潜力w(S1+S2)为(0.22~34.36)×10-3,平均3.1 1×10-3,HⅠ为41.6~400.0 mg/g,平均为157.4 mg/g。综上所述,研究区热解生气潜力同样巨大。

3.3 流体运移模拟

通过前面有机质成熟度的模拟分析可以知道,处于测线A深部的文昌组和恩平组有机质成熟度已处于高演化阶段,均以产气为主。从测线剖面所在区域的文昌组和恩平组烃源岩产生的油气流体运移模拟结果可以看到(图7),深部的文昌组和恩平组烃源岩已经开始产生大量的热解气,并且产生的热解气通过断层或上部渗透率高的岩层,可以运移至浅部水合物稳定带,为水合物成藏提供一定的热解气。同时也应注意到,虽然深部烃源岩层能够大量产气,但是大部分气体在运移至珠海组和珠江组时,在有利构造部位集聚成藏,这些成藏的气体然后以断裂为主要运移通道向上运移至浅部水合物稳定带;同时,也可以看到,当断层断裂至海底时,气体将沿着断层逸散至海面,造成气体的散失,不利于水合物的成藏。另外,深部热解气也可以随超压孔隙流体向上运移,与浅部生物气混合形成水合物。而在浅部,由于断裂构造不发育,受流体势控制,浅部生物气以则向运移为主运移至水合物稳定带区域。

图7 神狐海域A测线油气运移模拟

4 水合物成藏模式的构建

天然气水合物成藏是一个复杂的过程。其成藏系统包括烃类生成体系、流体运移体系、成藏富集体系,它们彼此之间在时间和空间上的有效匹配将共同决定着天然气水合物的成藏特征。白云凹陷于始新世—早渐新世在潮湿的气候环境、全封闭的深洼陷及高的沉积速率下形成了巨厚的文昌组、恩平组烃源岩,随后,这2组烃源岩在裂后相对构造平静期大量生烃,而以高沉积速率的深水细粒为主的充填作用导致白云凹陷形成超压;随后的东沙运动使白云凹陷发育大型底辟构造和大量NW 向张扭断裂,压力随之得到释放,逐步形成今天趋于正常地层压力的状态[30]。超压存在说明油气运移曾经不畅,现今白云凹陷趋于正常压力,则表明超压得到了有效释放、油气运移通畅,大量油气已经运移出来。因此,可以认为晚期底辟和断裂产生的垂向通道为油气垂向输导的有效通道。油气勘探也显示白云凹陷北坡天然气藏具有晚期断裂控制成藏的特点,同时由于白云凹陷深水区同样存在大量具有底辟构造和断裂相关的浅层亮点气异常反射,也证明了凹陷深部的油气被垂直输导到浅部地层;显然,白云凹陷存在晚期活动的断裂和底辟带的垂向输导系统,可以大大改善天然气的垂向运移条件。代一丁等[31]通过盆地模拟表明:文昌组和恩平组两套烃源岩层在开平凹陷现在处在生、排烃高峰期,在白云凹陷已处在产生裂解气的阶段。这与本次模拟吻合。另外,离该测线不远处,有我国第一口深水钻井LW3-1-1井,该井在上渐新统珠海组和下中新统珠江组钻遇了大量天然气,累计天然气地质储量约为800亿~1 100亿m3[32-33]。据此推测,该区域深部烃源岩在一定程度上可以产生大量热解气,这些热解气通过合适的断层与底辟为天然气水合物的成藏提供一定的热解气源。

同时,近海油气勘探表明[34],南海北部边缘盆地生物气的烃源岩分布相当广泛,纵向上从上中新统至第四系,甚至在局部区域的中中新统的不同层段均有分布;区域上盆地内均有大套浅海相和半深海相的泥质烃源岩展布,其有机质丰度相对较高,已达到了作为生物气烃源岩的标准,且具有一定的生烃潜力。并且已在珠江口盆地东部白云凹陷北斜坡PY34-1和PY30-1构造的浅层已发现生物气气藏。

图8 神狐海域天然气水合物成藏模式

综上所述,构建了该区的水合物成藏模式图(图8)。该成藏模式认为神狐海域水合物气源为通过深海平原生物气横向迁移和深部热解气的垂向运移混合成因,深度热解烃源岩具有良好的生烃能力,生成的大量气体以活动断裂为主要运移通道向上运移,并在合适的条件下在源岩上部有利构造部位形成一定规模的天然气气藏。同时,这些深源高成熟气体持续以断裂为主要运移通道或者随超压孔隙流体向上运移,这些气体运移至浅部与浅部生物成因气混合在一起,在合适的温压域内形成水合物。

5 结论

1)神狐海域具备有利于天然气水合物成藏的水深、温度、压力条件及其地质条件。

2)神狐海域气源条件充足,白云凹陷深部发育文昌组和恩平组两套主要的烃源岩,其有机碳含量和镜质体反射率值均较高,以产气为主,部分气体通过断裂构造运移至水合物稳定带,为天然气水合物成藏提供一定的热解气气源;神狐海域浅部韩江组,粤海组,万山组及第四系镜质体反射率在0.2%~0.6%之间,热成熟低、厚度大、泥岩及有机质含量高,是良好的生物气气源岩;生物气潜力巨大,可为天然气水合物的形成提供生物成因气气源。

3)神狐海域运移条件优越,发育沟通气源岩层的断裂与底辟构造,为水合物的成藏提供气体的垂向运移通道;而在浅部,气体则通过侧向运移为主运移至水合物稳定带。

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异常低压是沉积盆地中重要的流体动力状态,其形成、发展和演化在一定程度上控制了盆地内流体的流动样式,并与油气成藏过程之间的关系异常复杂,异常低压的形成不是一种静止的现象,而是盆地压力系统演化过程中的动态现象。

本次研究对苏里格气田储层岩心样品进行了流体包裹体岩相学、热力学及激光拉曼光谱等测试分析。结果表明,苏里格地区储层中烃类包裹体主要赋存在石英微裂隙、石英次生加大边和方解石胶结物中。烃类包裹体荧光下主要呈现浅**和蓝白色(图6-7),表明储层中存在两种不同成熟度烃类的注入。

图6-7 苏里格气田储层流体包裹体显微照片

储层流体包裹体激光拉曼光谱分析结果表明,苏里格地区流体包裹体根据成分可划分为3种类型(图6-8):第一类是富CO2的包裹体,该类包裹体以CO2为主,CO2质量分数占60%以上,主要赋存于早期石英次生加大边及早期石英微裂隙中,呈灰色;第二类是富高饱和烃包裹体,该类包裹体以高饱和烃为主,高饱和烃质量分数占80%以上,主要发育于石英次生加大早期,沿石英次生加大边内侧成带状分布,呈深褐色;第三类是富CH4的包裹体,该类包裹体以CH4为主,CH4质量分数占70%以上,主要发育于石英次生加大期后,沿石英颗粒中的微裂隙成线状或带状分布,或成群分布于方解石胶结物中,呈灰色、深灰色(图6-7)。

图6-8 苏里格气田上古生界储层流体包裹体成分分类

以上3种类型的流体代表了不同地质时期运移进入苏里格气田储集层的流体类型。包裹体捕获流体过程与煤生气过程紧密相连。从煤在各成熟阶段生烃的组成变化可知,Ro值在0.8%以前,煤生成产物中CO2含量可达60%以上,随后CO2的含量迅速降低;Ro值在0.8%~1.1%时,煤生成的烃类中C2以上的高饱和烃组分占总烃量约80%以上;Ro值在1.4%时,CH4生成的量迅速增加,可占烃类总量的50%以上;Ro值为2.2%时,CH4的含量可达95%以上。这说明烃源岩生烃史与流体包裹体形成时期有对应关系,即早期形成液态含CO2包裹体,中期形成液态烃包裹体,晚期形成气态烃包裹体。

包裹体均一温度具有明显的双峰特征(图6-9),第一峰值为100~110℃,第二峰值为140~150℃,表明该地区上古生界天然气充注主要有两期。结合埋藏史及储层流体包裹体均一温度分析认为(图6-10),苏里格地区上古生界气藏两个主要成藏期为:早侏罗世中期—晚侏罗世中期和早白垩世早期—早白垩世晚期。

图6-9 苏里格气田上古生界储层流体包裹体均一温度分布直方图

图6-10 苏里格气田上古生界气藏成藏期次划分

因此,苏里格地区上古生界天然气成藏及地层压力演化主要经历了下面几个阶段:

(1)晚三叠世—早侏罗世

该时期地层快速埋藏,上古生界分布的煤系烃源岩,在正常古地温作用下,开始进入生烃门限,并有少量烃类排出,该时期以压实排烃和扩散排烃为主,因泥质岩和其他致密岩性形成侧向遮挡,该时期的天然气主要沿过剩压力梯度降低较快的方向由下向上沿垂向运移,在近源的透镜状砂体中聚集,该阶段地层压力主要处于正常压力状态。

(2)侏罗世—晚侏罗世

该时期由于埋藏深度的快速增加,地层温度快速上升,烃源岩大面积快速成熟生烃,大量生成的天然气经初次运移进入储层,随着天然气不断生成补给及上覆地层压力的增加,天然气在运移过程中形成“气驱水”的现象。该时期是苏里格地区天然气藏形成的主要时期之一,地层压力整体表现为上升,局部开始出现高压异常,虽然由于构造抬升地层剥蚀,地层压力出现过短暂的下降,但仍然表现为常压和异常高压。

(3)早白垩世早期—早白垩世晚期

该时期地层第二次快速埋藏,地层温度达到最高,烃源岩进入高成熟-过成熟阶段,干气大量生成,该时期以微裂隙排烃为主,扩散排烃为辅。随着天然气生成量的增加,地层水中轻烃的溶解量也逐渐增加,并最终达到饱和状态,形成明显的气水界面,在毛细管力封堵作用下,天然气被封堵聚集成藏。该时期是苏里格地区天然气藏形成的主要时期,地层压力持续增大,达到高压—超高压阶段。

(4)早白垩世后

该时期鄂尔多斯盆地内部受燕山运动晚期以及后续的喜马拉雅运动的影响,盆地快速抬升剥蚀,气源岩埋深变浅,地层温度大幅度下降,烃源岩的热演化与生烃作用逐渐减弱直至停止,储层中天然气的补给量极小,由于地层抬升剥蚀和地层温度的下降,气藏压力逐渐降低,由异常高压降为异常低压或超低压。