天然气开采地质层位及技术解析

随着全球能源需求的和化石能源的逐步转型，天然气作为清洁高效的一次能源，在全球能源结构中占据着重要地位。在中国，“十四五”规划明确提出要加快天然气产供储销体系建设，推动天然气高质量发展。在此背景下，了解天然气开采在什么层位、如何开采以及面临的挑战具有重要意义从地质构造、资源分布、技术手段等多个维度深入分析。

天然气在地下的分布特征

天然气作为一种非常规能源，主要赋存于不同地质层位中。根据地质学研究，天然气的形成与有机质分解有关碳氢化合物在高温高压条件下生成，并在地壳运动过程中向浅层运移。通常情况下，天然气存在于以下几个主要层位：

1. 古生界（寒武系、石炭系等）：该层位主要分布于华北地区和西北部分地区是中国重要的传统产气层。

2. 中生界（侏罗系、白垩系）：这类地层在中国西南地区有广泛分布，储层条件较好。

天然气开采地质层位及技术解析 图1

3. 新生界（第三系、第四系）：这类地层分布较广，尤其是南方海相地层天然气资源丰富。

随着勘探技术的进步，科学家们还在深盆气体藏、页岩气藏等特殊地质构造中发现了大量天然气资源这为中国的天然气增储上产提供了新方向。

不同地质层位的开采技术

根据天然气所处的地层条件和资源类型，目前主要采取以下几种开采方式：

1. 常规天然气开采：针对砂岩、碳酸盐岩等储层，采用直井或大斜度井的方式进行开发。这类方法工艺成熟，但受储层物性限制，产气规模有限。

2. 致密砂岩气开发：针对低渗透率的致密砂岩储层，通过 fracking（水力压裂） 大型压裂簇等技术手段改造储层提高单井产量。这一技术在中国鄂尔多斯盆地得到有效应用。

3. 页岩气开发：以四川盆地为代表的海相页岩气藏，采用水平井钻探结合大规模frac-packing（压裂填砂）工艺进行开发。但该技术对地质条件要求较高，施工难度大、成本高。

4. 煤层气开发：针对山西等地的煤系地层，通过排水降压等方法释放吸附状态的天然气。该技术工艺相对简单，但面临煤岩特性复杂等问题。

中国天然气开采面临的机遇与挑战

随着国家对能源安全重视程度不断提高，我国天然气产业发展迎来新机遇：

1. 政策支持：《能源发展规划》等一系列政策文件为天然气产业发展提供了顶层规划和资金保障。

2. 技术创新：页岩气压裂技术、煤层气开发技术等不断突破，提升了复杂地质条件下的资源开采效率。

3. 市场需求：随着"双碳"目标的推进，天然气作为清洁能源的需求持续。

但也面临一些挑战：

1. 技术瓶颈：深层和非常规天然气开发技术仍需突破，部分关键装备依赖进口

2. 环境问题：水力压裂等开发方式可能带来环境污染风险

天然气开采地质层位及技术解析 图2

3. 成本压力：页岩气、煤层气等非常规资源开发成本较高

未来发展方向与建议

1. 加强基础研究：深化天然气成藏机理研究，特别是深部和复杂地质条件下的天然气赋存规律。

2. 推动技术创新：围绕高效开发技术、环境保护技术开展攻关重点突破压裂装备、完井工艺等"卡脖子"技术难题。

3. 完善配套政策：建立健全资源评价体系、环境监测体系，为科学开发提供制度保障。

4. 加强国际合作：在技术、装备、人才等方面深化国际交流与合作。

天然气作为重要的清洁能源，在实现"双碳"目标过程中发挥着不可替代的作用。随着深层和非常规天然气开采技术的突破，中国天然气产业必将迎来更加广阔的发展前景。行业相关企业需要加大研发投入，培养专业人才队伍，为推动能源结构转型作出更大贡献。

（本文所有信息均为虚构，不涉及真实个人或机构。）