原料多元化__页岩气与煤化工的发展

原料多元化——页岩气与煤化工的发展中国石油和化学工业联合会科技部王秀江2013.5.11全球页岩气发展概况目录一、什么是页岩气二、全球页岩气开发利用现状三、我国页岩气资源开发利用进展与对策由于世界各国经济发展对煤、石油、天然气等能源的需求不断攀升，规模储量大、易探好采的常规能源越来越少，这严重威胁着各国的能源战略安全。近20年来，随着勘探和开发技术的不断提高，页岩气等非常规能源资源逐渐进入人们的视野。特别是美国页岩气的大规模开发，对提高该国能源安全、降低对外依存度、缓解天然气供应不足起到了积极作用。这引起各国政府的高度重视。一、什么是页岩气非常规天然气主要包括页岩气、致密砂岩气（简称致密气）、煤层气和天然气水合物等，其中页岩气和致密气是最具代表性的两种非常规天然气资源。据有关国际机构研究，全球页岩气、致密气资源量约666万亿立方米，大约是常规天然气资源量的1.5倍。研究表明，我国页岩气、致密气资源相当丰富，技术可采资源量约22万亿立方米，大致与我国常规天然气可采资源量相当，具备加快发展的条件。页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源。主要成分：主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。一、什么是页岩气全球页岩气资源量约456万亿立方米，相当于煤层气和致密气的总和，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非以及拉美等地区。页岩气特点：分布范围广，主要分布在海相地层。沉积厚度大，一般300～500m左右，单层厚度大于50m。有机质含量普遍在2％以上，成熟度(Ro)1.4～3.0区间。开采寿命长，一般30～50年，有些可达80～100年。二、全球页岩气开发利用现状美国页岩气“静悄悄”开发成功后，全球已有三十多个国家展开页岩气的勘探开发工作，但是北美以外国家的页岩气开发总体上仍处于初级阶段。由于不同国家和地区地质特点、资源潜力、技术状况以及市场条件都存在不确定性或者不成熟，全球除北美以外的其他地区页岩气开发整体上仍处于起步阶段，以至于产业化还需要很长时间。二、全球页岩气开发利用现状1、美国：美国最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家。据最近的估算，美国页岩气资源量为42万亿立方米~52.6万亿立方米，但目前商业开采主要集中在5个盆地，即密歇根盆地的Antrim页岩、阿巴拉契亚盆地的Ohio页岩、福特沃斯盆地的Barnett页岩、伊利诺伊盆地的NewAlbany页岩和圣胡安盆地的Lewis页岩。美国页岩气开发技术历程，从Barnett页岩开采看，可分为4个阶段：第一阶段：1997年以前——直井大型水力压裂；第二阶段：1997~2002年——直井大型清水压裂为主；第三阶段：2002~2007年——水平井压裂技术开始试验；第四阶段：2007年至今——水平井套管完井及分段压裂技术，逐渐成为主体技术模式。二、全球页岩气开发利用现状从20世纪80年代开始，美国政府实施了一系列鼓励替代能源发展的税收激励或补贴政策，在这一系列政策扶持措施的推动下，页岩气勘探开发取得了明显成果。美国是一个常规天然气缺乏的国家，页岩气革命使美国由一个天然气进口国转变为出口国。2009年，美国超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国。2003年，水平井技术的应用使美国页岩气的开发进入新的历史阶段。统计显示，2005年美国页岩气产量仅196亿立方米，随后6年则呈爆发式增长。2006年为283亿立方米，2010年为1387亿立方米，2011年为1720亿立方米，年均增长高达43.1%。二、全球页岩气开发利用现状页岩气发展为美国带来能源安全的同时，带来了美国制造业复兴，刺激了美国国内经济的发展，使美国率先走出金融危机。美国页岩气产量爆发式增长带来价格骤降后，对美国影响最大的是煤电行业。2011-2015年美国新规划的电厂中，以煤炭为燃料的占比分别为19.03%、18.31%、2.42%、6.28%和0.49%，而天然气为燃料的电厂在2011-2015年的规划中平均占比为54%。廉价而充足的天然气以及电力，使美国天然气化工经济性优势显现。北美化学工业焕发勃勃生机，美国制造业呈复兴之势。有复兴必有失落，被替代的能源和相关产业则迅速衰退。风电、核电和煤炭发电项目推迟。煤炭成为销售困难的能源。二、全球页岩气开发利用现状2、加拿大是继美国之后第二个实现页岩气商业化开采的国家加拿大页岩气生产也已有数十年的历史。加拿大页岩气资源也十分丰富，且资源分布面积广、涉及地质层位多，主要分布在西部盆地地区，包括不列颠哥伦比亚省东北部中泥盆统的霍恩河盆地和三叠系Montney页岩，艾伯塔省与萨斯喀彻温省的白垩系Colorado群，魁北克省的奥陶系Utica页岩，新不伦瑞克省和新斯科舍省的石炭系HortonBluff页岩。根据加拿大非常规天然气协会（CSUG）的资源评价结果，加拿大页岩气的资源量大于42.5万亿立方米，其中霍恩河盆地和Montney的页岩气资源最为丰富，据世界能源委员会估计，其页岩气资源量为39.08万亿立方米。目前，已有多家油气生产商在加拿大西部地区进行页岩气的开采或开发试验，但与美国相比，加拿大页岩气开发还处于初级阶段，尚未进行大规模的商业性开采，2009年的产量已达到72亿立方米。二、全球页岩气开发利用现状3、欧洲：英国和波兰是该洲页岩气前景最好的国家2009年，国际能源署预测欧洲的非常规天然气储量为0.35万亿立方米，其中将近一半蕴藏在泥页岩中，这个数字远低于美国，从全球来看，除了撒哈拉以南的非洲地区，欧洲的页岩气储量可能是最少的。欧洲页岩气主要集中在英国的威尔德盆地、波兰的波罗的盆地、德国的下萨克森盆地、匈牙利的Mako峡谷、法国的东巴黎盆地、奥地利的维也纳盆地以及瑞典的寒武系明矾盆地等。其中，英国和波兰是欧洲页岩气前景最好的国家。近年来，欧洲启动了多项页岩气勘探开发项目。工作目标是收集欧洲各个地区的页岩样品、测井试井和地震资料数据，建立欧洲的黑色页岩数据库。2010年，欧洲又启动了9个页岩气勘探开发项目，其中5个在波兰，波兰的马尔科沃利亚1号井1620米深处已出现页岩气初始气流。近年来，多个跨国公司开始在欧洲地区展开行动。埃克森美孚、康菲、OMV及壳牌等国际石油公司已经分别在德国、波兰、奥地利和瑞典开始实质性的工作。二、全球页岩气开发利用现状4、其他国家：印度、阿根廷、澳大利亚均发现页岩气资源2011年1月25日，印度ONGC公司在靠近西孟加拉邦杜尔加布尔的一口研究和开发井的大约1700米深处的BarrenMeasure页岩中发现了天然气。阿根廷的页岩气技术可采资源量为21.9万亿立方米，位居世界第三，是南美天然气开发利用前景最好的国家，特别是内乌肯盆地页岩气前景看好，为此吸引了一些世界大油气公司的青睐。澳大利亚Beach石油公司在大洋洲7个盆地中发现了富有机质页岩，前期评价的资源潜力大，计划对库珀盆地的页岩气进行开发，已在新西兰获得单井工业性突破。二、全球页岩气开发利用现状我国发育海相、海陆过渡相和陆相三类页岩气资源，其中海相页岩气资源前景和现实性最好。我国与美国相似的海相富有机质页岩，重点分布在南方上、中、下扬子地区的下古生界，富有机质页岩集中段最发育的层位是志留系龙马溪组和寒武系筇竹寺组，横向分布稳定、厚度大，部分地区存在异常高压，含气量较高。以美国为参照系，采用类比法和含气量法开展评价，我国海相页岩气技术可采资源量约8.8万亿立方米。三、我国页岩气资源开发利用进展及对策我国页岩气发展时间很短，2006年开始资源调查与评价，2009开发试验。我国页岩气勘探开发工作主要集中在四川盆地及其周缘，鄂尔多斯盆地、西北地区主要盆地。包括：中石油在川南、滇北地区优选了威远、长宁、昭通和富顺-永川4个有利区块作业。中石化在黔东、皖南、川东北优选了建南和黄平等有利区块作业。中海油在皖浙等地区开展了页岩气勘探前期工作。延长石油在陕西延安地区进行陆相页岩气作业。中联煤在山西沁水盆地提出了寿阳、沁源和晋城三个页岩气有利区。三、我国页岩气资源开发利用进展及对策目前有一比较流行的数据认为，我国页岩气可采资源量为25万亿立方米，其中海相页岩气为8.2万亿立方米，海陆过渡相和陆相页岩气占到17万亿方左右。目前，我国在四川富顺－永川、长宁、威远、重庆涪陵等地区已有多口井获得了产量不等的工业化页岩气流，表明我国页岩气具有很好的开发利用前景。但我国页岩气要形成规模开发还面临一系列重大挑战：（1）我国海相页岩热演化程度普遍较高、含气量偏低、埋深偏大，超压范围比较有限等；（2）我国海相页岩气存在经济性较好的超压和经济性较差的常压-低压两种类型，并且常压-低压型页岩气在我国分布规模较大；（3）我国海相页岩气多分布在山地和丘陵区，地表条件较差，给工程技术使用和施工带来很大挑战；（4）我国海相页岩气分布区地应力复杂，地下地层破碎较严重，运用美国的成熟技术，还存在很大“水土不服”的问题，同样一口深度和水平段相当的钻井，我们需要的时间是美国的5-7倍，经济性面临挑战。与美国十万口页岩气井相比较，我国目前仅有不足100口针对页岩气的勘探井，具有规模产量的井数更少。应当说我国页岩气发展还有很长的路要走。三、我国页岩气资源开发利用进展及对策从美国经验来看，其页岩气大发展离不开政府政策的大力支持。建议政府加大支持和推动的力度。目前，国民经济和社会发展“十二五”规划明确要求“推进页岩气等非常规油气资源开发利用”。国家发展改革委、财政部、国土资源部、国家能源局等四部委于2013年3月份发布了《页岩气发展规划（2011-2015年）》，按照国家页岩气资源“十二五”发展规划，2015年页岩气产量65亿方。建议：（1）建立页岩气试验区，给试验区予特殊优惠政策，引入经济技术实力最强的公司，包括外国公司，实现预定目标。（2）对2020年以前企业在页岩气领域投入的勘探、关键设备、技术引进、开发与创新费用给予免税政策。（3）大力推进天然气价格改革，加大对页岩气的价格补贴力度。（4）进一步加大对页岩气基础理论研究和技术攻关的支持力度，加强相关标准的制定，支持和组织攻克页岩气规模开发的重大技术瓶颈问题，进一步落实我国页岩气资源与核心区分布。三、我国页岩气资源开发利用进展及对策我国煤化工产业发展现状及建议我国煤化工产业发展现状及建议提纲一、发展煤化工的重要性二、煤化工发展现状三、面临的机遇和挑战四、发展趋势及建议石油和化学工业既是能源产业，也是原材料工业，是国民经济的支柱产业，资源依赖程度高，资金技术密集，规模经济效益显著，上下游关联性强，经济带动作用大。化学工业是以煤、石油、天然气、硫、磷、盐等矿物质和生物质为原料，通过不同工艺技术制备各种各样化工产品的产业。按原料路线可划分为石油化工、煤化工、天然气化工、盐化工、生物化工等等。一、发展煤化工的重要性中国可持续发展面临的五大能源挑战能源需求总量巨大且快速增长，供应能力日趋紧张液体燃料短缺，高度依赖进口，能源安全堪忧常规环境污染严重农村和小城镇急需大量清洁、便利的能源服务温室气体排放量巨大而且迅速增加一、发展煤化工的重要性车用液体燃料短缺根本上还得从煤基替代燃料上找出路。原油缺口：2012年，全国原油表观消费量4.8亿吨，同比增长5.0%，净进口原油2.7亿吨，增长7.5%，对外依存度56.4%，同比提高1.3个百分点。粮食乙醇：生物柴油和玉米等纤维素合成的乙醇只能解决一部分液体燃料短缺问题。煤基醇醚燃料的替代成为我国能源发展的战略方向。一、发展煤化工的重要性今年我国汽车保有量突破1亿辆，仅次于美国位居第二。再生能源在2020年前不可能解决主要问题风电：装机1亿kW，折合满负荷2500小时，约为火电的1/3，相当于火电3300万kW，是9.5亿kW总装机容量的3.5%。太阳能：热发电最多几万kW示范，光伏发电，不会比风电多。生物质能：可利用的农作物秸秆3亿吨标煤，可利用的森林3亿吨标煤，总量相当