探索非常规天然气：了解概况

科学界对于天然气组分的异同,或原始母质、生成环境、赋存状态差异等方面的认识尚需深入,因而关于非常规天然气概念还有待进一步的界定。通常所说的非常规天然气是指那些难以用传统石油地质理论解释,且在地下的赋存状态和聚集方式与常规天然气藏具有明显差异的天然气聚集。非常规天然气的类型包括煤层气、致密砂岩气、页岩气、天然气水合物及浅层生物气等,目前前三种已开始进行工业规模开采。

近年来,随着美国“页岩气革命”等影响世界天然气以至世界能源格局新形势的出现,非常规天然气资源及其利用越来越受到重视,非常规天然气在世界天然气产量中的份额也逐渐增大。根据国际能源署做出的GAS远景模型预测(图9-1)^[1],全球常规天然气产量将从2008年的2.8万亿m³增长到2035年的3.9万亿m³,而非常规天然气到2035年将增加到1.2万亿m³,非常规天然气占天然气总产量的比例也将从2008年的12%提升到2035年的24%。按照这一预测,从2008～2035年天然气需求增量的40%将由非常规天然气提供。在2035年的1.2万亿m³非常规天然气产量中,页岩气占全部天然气产量的11%,煤层气占7%,致密气占6%。

图9-1 GAS远景模型预测(www.xing528.com)

除了上面提到的严格意义上的非常规天然气之外,人们的生产、生活实践会产生出多种含大量甲烷的混合气体,如工业或农业生产过程产生的沼气、煤气化得到的合成气、焦炭生产副产的焦炉煤气、多种化工过程产生的尾气等。这些混合气体,要么甲烷本来就是主要的可燃成分,要么可以通过甲烷化的过程将以氢和一氧化碳为主的成分转化成以甲烷为主的成分。这一类燃气本来并非“天然”,但它们在很大程度上与天然气相近,因此也可以被归入非常规天然气这一大类,如合成气或焦炉煤气甲烷化后得到的气体被称为合成天然气。

鉴于煤在我国能源结构中迄今仍然具有的十分重要的地位,本章主要讨论两类与煤相关的非常规天然气的液化:煤层气和煤制合成天然气,后者可来自煤气化产生的合成气的甲烷化或者焦炉煤气的甲烷化。