天然气并行管道系统跨接方案探讨及优化

针对西X线与西Y线天然气独立管道事故频繁、停输断供等问题,详细调研了国内外长输气并行管道跨接现状以及先进技术,设计的四种跨接方案在西X线与西Y线并行管道上进行了应用。研究表明,随着跨接阀数量增多,跨接阀数量与年系统降量呈反比,系统年失效频率增加,年挽回的损失气量相应降低,导致挽回的损失气量与增加投资的比值变小。四种方案挽回的损失气量与增加投资的比值分别为0、0.313×10~4、0.057×10~4、0.023×104m^3/万元,方案二为两座站间设置1座跨接阀室,性价比最高,方案存在一个最优的跨接阀数量。仅从这四种方案选择,建议在西X线与西Y线站间采用阀前、阀后均设跨接管的方案,不仅能提高管道事故应急调配能力,而且又能保障整个管道系统的供气可靠性,该方案较为高效、经济、合理。

常规、非常规天然气并重打开四川盆地发展空间

四川盆地是我国天然气重要的产区。该盆地常规与非常规天然气资源丰富,特别是下志留统龙马溪组页岩气的成功开发与快速上产,迎来了常规、非常规天然气并重的时代。随着勘探发现与认识进步,尚有多套页岩气接替层系,近期川中地区三叠系雷口坡组与二叠系茅口组气藏新类型的出现,进一步坚定了四川盆地天然气产业发展的信心。常规天然气仍然是四川盆地未来发展的重要领域,起到了“压舱石”的作用,为非常规天然气的大发展留足空间,规避不可知的风险。常规天然气除了深层震旦系—寒武系外,还有川西海相多层系、火山岩等领域,此外川北盐下冲断带还未探索。

碳中和目标下中国天然气工业进展、挑战及对策

天然气在21世纪中叶将迈入“鼎盛期”,“天然气时代”正在到来。回顾全球天然气工业历程,梳理美国页岩革命启示,总结中国天然气发展历史与成果进展,分析天然气在能源绿色低碳转型中的地位与挑战,提出当前和未来中国天然气工业的发展对策。中国天然气工业经历了起步、增长、跨越3个发展阶段,已成为世界第4大天然气生产国与第3大消费国;天然气勘探开发理论技术取得重大成就,为储量产量规模增长提供了重要支撑。碳中和目标下,推动绿色可持续发展,天然气工业发展挑战与机遇并存。天然气低碳优势显著,“气电调峰”助力新能源发展;同时,开采难度与成本加大等问题更突出。为保障国家能源安全,实现经济社会与生态环境和谐共生,碳中和进程中,立足“统筹布局、科技创新;多能互补、多元融合;灵活高效、优化升级”,完善产供储销体系建设,加速推动天然气工业发展:①加大天然气勘探开发力度,规划部署重点勘探开发领域,突破关键理论,强化技术攻关,持续支撑增储上产;②推进天然气绿色创新发展,突破新技术,拓展新领域,融合新能源;③优化天然气供需转型升级,加大管道气、液化天然气布局和地下储气库建设,建立储备体系,提升应急调节能力和天然气一次能源消费比例,助力能源消费结构转型,实现资源利用低碳化、能源消费清洁化。

2023年中国天然气发展述评及2024年展望

为了助力产业高质量发展、助推中国式现代化建设,收集、整理、分析了中国天然气行业2023年的各项指标、数据和动态,论述和研判了2023年中国天然气产业链各环节以及天然气市场的热点和亮点,进而展望了2024年中国天然气行业的发展前景。研究结果表明,2023年中国天然气发展稳中有进、不乏亮点,主要表现在:(1)天然气勘探全面开花,预计新增天然气探明地质储量或创历史新高;(2)天然气生产稳中有进,全年共生产天然气2 324×10^(8)m^(3),年增产量近123×10^(8)m^(3);(3)天然气进口量增价跌(共进口天然气1 655.6×10^(8)m^(3)),其中LNG进口量重返世界第一(进口量为984.2×10^(8)m^(3));(4)天然气需求量小幅度反弹,天然气表观消费量达3 915.5×10^(8)m^(3),天然气对外依存度为40.6%,市场供应平稳;(5)天然气基础设施建设方兴未艾,LNG接收站、天然气长输管道和地下储气库建设有新进展;(6)在推进实现碳达峰碳中和目标和建设新型能源体系的形势下,油气生产企业大力拓展新能源业务;(7) LNG重卡销量创历史新高(共销售15.19万辆),用气增量异军突起;(8)国家问政于民,新版《天然气利用政策》面向全社会征求意见。结论认为:(1)尽管中国天然气增量市场面临着煤炭“压舱石”和新能源的竞争,但天然气仍然是中国能源结构低碳化发展过程中的桥梁和支柱,不可或缺;(2)预计2024年天然气勘探力度不减,探明天然气地质储量增势依旧;(3)天然气生产稳中有进,增产量与2023年相当;(4)天然气进口量将大幅度增加,天然气进口均价将继续下降;(5)天然气需求量平稳增长,市场供应宽松。

2023年国内外天然气市场回顾与2024年展望

2023年,全球天然气消费量为3.96万亿立方米,产量达4.28万亿立方米,供需基本面趋于宽松;国际气价高位回落,供应链扰动风险不断;全球天然气贸易格局持续深度调整,俄罗斯出口欧洲的管道气持续大幅下降,欧洲LNG进口量高位回落,亚洲LNG进口量恢复增长。2023年,中国天然气消费量为3917亿立方米,增量242亿立方米,同比增长6.6%。天然气产量为2353亿立方米,同比增长5.7%,连续7年增产超100亿立方米。天然气进口量为1656亿立方米,增速为9.5%;对外依存度为42.3%,较上年上涨1.1个百分点。中国天然气基础设施建设稳步推进,天然气价格市场化改革持续进行。2024年,预计全球天然气市场延续脆弱平衡态势,市场走势不确定性因素增多,国际气价波动更加频繁;中国天然气市场持续向好,天然气需求维持较快增长,国产天然气稳步上产,有望再超百亿立方米,进口气较快增长。

数字能源背景下天然气智慧营销管理体系设计

数字技术赋能能源全产业链衍生出了数字能源概念,数字能源智能化加快发展,为现代化天然气产业体系建设视域下的营销业务转型提供了理论指导与技术支持。为此,立足天然气营销业务发展现状与问题分析,设计了天然气智慧营销管理体系框架模型并提出了体系建设的主要内容。研究结果表明:①随着油气市场化体制机制改革进入深水区,天然气市场形势更加复杂,天然气行业政策监管加强、市场化价格机制逐步形成、全国天然气市场开放等宏观环境方面的影响更加强烈,天然气营销业务需要创新发展;②天然气智慧营销是数字能源视域下对天然气营销理论、方法与技术的战略考量与升级重构,是数字技术与营销业务深度融合形成的适应于现代化天然气产业体系建设需要的营销新思维、新理念、新方法和新工具的总和,对推动新质生产力发展具有重要作用;③天然气智慧营销管理体系设计以统筹资源与市场、延伸产业链与提高附加值为价值取向,以数字技术赋能营销为手段,围绕智慧营销战略、营销业务转型、营销数据治理、技术工具与平台等方面进行设计和构建。结论认为,以数字能源发展方向为指引构建天然气智慧营销管理体系是天然气营销业务转型的必然选择与可行路径,该体系能够为现代化天然气产业体系乃至现代化能源体系的建设提供有益参考。

四川盆地东部地区二叠系茅口组孤立浅滩的发现及天然气勘探潜力

中二叠统茅口组长期以来一直是四川盆地天然气勘探的重点层系之一,茅口组天然气勘探开发先后以四川盆地南部地区岩溶缝洞型石灰岩储层和四川盆地中部地区滩相白云化储层为主要目的层系。为了寻找并落实茅口组下一个天然气勘探方向,在勘探程度相对较低的四川盆地东部(以下简称川东)地区开展了大量基础研究工作,在重新梳理地层格架的基础上,对茅口组沉积、储层及成藏条件进行了系统分析,指出了该区孤峰段硅质岩下茅二下亚段孤立浅滩的存在,最后明确了茅口组天然气的勘探潜力。研究结果表明:(1)川东地区在茅口组孤峰段事件性硅质岩沉积之前,宣汉—万州地区茅二下亚段发育碳酸盐岩孤立浅滩,面积可达6500 km^(2);(2)在宣汉—万州地区茅二下亚段发现了滩相基质孔储层,其中发育于茅二下亚段底部的孔隙型白云岩储层厚3~12 m,发育于茅二下亚段中上部的孔隙型石灰岩储层厚5~18 m;(3)川东地区茅口组滩相储层成藏条件优越,其中烃源岩主要为下伏上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组厚层页岩,且与烃源岩沟通的断裂发育,区域盖层主要为孤峰段硅质岩及吴家坪组海相泥岩、页岩,保存条件良好。结论认为,川东地区茅口组孤立浅滩的发现和良好的成藏组合条件,将进一步加快该区天然气勘探开发进程,茅口组大面积分布的高能浅滩有望成为下一个天然气勘探开发重要领域。

南海神狐海域天然气水合物及气源条件海洋可控源电磁成像

地震剖面的似海底反射(BSR)指示了天然气水合物的底边界,并已得到钻探的验证。南海神狐海域是天然气水合物(简称水合物)研究的热点区域。然而,由于地质构造的复杂性且钻井数量有限,仅仅依靠地震与钻探研究不能完全描述区内天然气水合物及气源通道的分布。含水合物地层比围岩具有更高的电阻率,海洋可控源电磁(MCSEM)数据获得的电阻率能为水合物和气源通道检测提供重要依据。本文在神狐海域开展MCSEM探测研究,沿一条测线采集了15个站位的海洋可控源电磁场数据,通过数据处理与二维反演,实现了研究区海底二维电阻率成像。然后,通过灵敏度分析,检验了MCSEM反演结果的可靠性。结合SH-W07-2016随钻测井(LWD)和地震数据,对二维电阻率剖面进行解释,推断了剖面上水合物和游离气分布,划分了两种形式的水合物储层结构,分析了其构造成因。

对天然气在新型能源体系中地位和作用的认识

当前全球能源利用以化石能源为主,各国能源加速向新能源演进,呈现出化石能源下降、可再生能源快速扩张、终端电气化水平提升、低碳氢使用增加四大发展趋势。全球天然气需求先增后降,增长动力主要来自发电和工业领域。中国能源需求较长时间内仍将保持增长态势,预计2030年中国一次能源消费将达到65亿吨标煤左右,2040年前后达到峰值后缓慢下降。中国天然气发展经历了管网建设拉动、政策拉动两个历史阶段,未来发展动能将主要来自“双碳”约束下的工业用能升级和气电与新能源的融合。新型能源体系构建中,天然气在各利用领域呈现差异化发展:在新型电力系统中发挥灵活性调节和应急支撑作用,促进风光可再生能源发展;在工业用能领域发挥补煤替煤作用,促进工业用能减污降碳协同增效;在城市燃气领域长期发挥基础能源作用,增进民生福祉;在交通领域发挥过渡性能源作用,助力陆上重卡和远洋船舶运输减污降碳;在化工领域对原料气起到补充作用,主要保障农业化肥生产需求。

全球天然气并购呈现三大亮点

在高油价条件下，跨国石油公司为长远打算毅然进军天然气领域。因此，北美页岩气继续成为全球天然气上游业务并购最频繁的领域。但全球天然气上游业务并购并不局限于北美页岩气。BP为筹集墨西哥湾漏油事件善后所需巨额资金而不得不出售部分油气资产，这就导致其在印度大手笔收购天然气业务。非洲油气业务并购活动也趋于活跃。

全球天然气并购新发展

在高油价条件下，跨国石油公司为长远打算毅然决然地进军天然气领域。因此，北美页岩气继续成为全球天然气上游业务并购最频繁的领域。但全球天然气上游业务并购并不局限于北美页岩气。BP为筹集墨西哥湾漏油事件善后所需巨额资金而不得不出售部分油气资产，这就导致其在印度大手笔收购天然气业务。非洲油气业务并购活动也趋于活跃。

牛粪厌氧产沼气提纯天然气并入城镇管网的技术研究

新能源与环保治理是调整能源结构与民生环保经济发展的新型要求.经厌氧消化产沼气制备生物天然气因具有环保、新能源双重属性而受到越来越多的关注"本文介绍了牛粪发酵沼气、膜法沼气提纯设备产出天然气并入城镇燃气管网的技术可行性,分析了由此技术提纯天然气并入管网与天然气的互换性.

2023年中国天然气调峰特性及2024年市场供需展望

为了助推天然气在中国新型能源体系建设中发挥更大的作用,回顾了2023年中国天然气市场调峰需求的主要特点,展望了2024年中国天然气市场的发展趋势。研究结果表明:(1)2023年,中国天然气供需总体宽松,天然气季节性调峰量为212×10^(8)m^(3),占该年全国天然气消费总量的5.4%,较2022年有所下滑;(2)2023年中国高月天然气不均匀系数为1.34,低月不均匀系数为0.85,月峰谷比为1.57,消费量月度波动幅度在年初市场异常和淡季需求量增长的影响下有所收窄;(3)2023年中国高峰天然气日消费量在历史性寒潮的刺激下直线攀升,峰值达到15.7×10^(8)m^(3)/d,同比增长18.9%;(4)城市燃气和发电用气成为2023年中国天然气调峰需求的主力,工业燃料和化工原料用气在一定程度上平抑了天然气消费量的季节性波动;(5)2023年中国储气设施顶峰能力再上新台阶,经营品种更加丰富;(6)在诸多有利条件叠加的情景下,预计2024年中国天然气需求量将有望达到4264×10^(8)m^(3),同比增长8.8%,新增需求量以工业燃料和发电用气为主;(7)2024年中国天然气调峰需求量预计为227×10^(8)m^(3),同比增长7.0%;(8)预计2024年中国天然气供应能力增长将超过需求量增长,整体上继续保持供应宽松的格局,并且在积极情景下LNG现货需求将保持旺盛;(9)建议国内天然气进口企业高度关注国际市场供应侧风险,销售企业提前做好冬季资源储备,城市燃气企业利用改革红利及时补齐相关短板,设施经营企业积极拓展市场化经营模式。

国家天然气(页岩气)千亿立方米级产能基地共建共享模式

国家天然(页岩气)千亿立方米级产能基地建设是保障国家能源安全、支撑区域社会经济加快发展的重大战略。在借鉴油气共建共享成功经验基础上,构建了国家天然气(页岩气)千亿立方米级产能基地共建共享模式,提出了模式实施路径。研究结果表明:①国家天然气(页岩气)千亿立方米级产能基地建设涉及庞大的产业体系与多元主体不同利益诉求,需要以共建共享理念和系统工程思维为指引,立足多元主体与多维度要素协同构建共建共享模式。②模式实施五大路径:强化共建共享顶层战略设计,丰富发展政企共建共享方式,完善企业之间共建共享机制,畅通多元主体沟通协商渠道,健全共建共享应急预警体系。结论认为,该模式以战略视域统筹产能基地建设,能够实现对多元主体利益的有效协同,促进天然气(页岩气)资源开发利用与产业链价值提升,为带动区域社会经济发展并推进共同富裕提供有力支持。

“双碳”目标下天然气分布式能源发展现状及机遇

为实现碳达峰碳中和(以下简称“双碳”)目标,必须建设清洁低碳、安全高效的新型能源体系。天然气分布式能源具有相对清洁高效、综合能源利用效率高、输出能源类型多等优点,是我国实现“双碳”目标的重要发展路径之一。为此,剖析了我国天然气分布式能源存在的问题和发展机遇,进而对天然气分布式能源项目的发展提出了建议。研究结果表明:(1)中国天然气分布式能源整体发展相对较慢,且不同地区之间发展速度也存在差异,现有项目主要集中在经济较发达的京津冀鲁、长三角、珠三角以及天然气资源丰富的川渝等地区;(2)中国天然气分布式能源发展面临的主要问题包括前期投入成本较高、电网企业与项目用户端存在利益冲突使得项目上网困难、项目用户端对能源消纳程度的不确定性影响其投资回报等;(3)随着政策普及、技术发展、碳交易市场完善及经济性的提高,天然气分布式能源项目发展有望进入快速发展期。结论认为,在“双碳”目标引领下,中国天然气分布式能源产业正处于重要的战略机遇期,建议从政策支持、调峰需求、碳排放收益以及技术突破4个方面加强研究;天然气分布式能源的高质量推进对我国构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系,助力实现“双碳”目标具有重要的现实意义。

天然气管道可靠性增长预测方法研究

为减少天然气管道投产前的设计和制造缺陷,提高使用寿命、运行可靠性和安全性、减少后期维修费用,通过统计模型结合试验数据实现对天然气管道可靠性增长水平的预测,提出天然气管道可靠性增长预测方法;分析常用可靠性增长模型并结合天然气管道可维修、小子样的特点,将Duane模型与AMSAA模型应用于天然气管道,结合点估计、趋势检验、拟合优度检验、区间估计和标准差,得出天然气管道可靠性增长模型,预测可靠性增长并进行实例验证。研究结果表明:Duane模型与AMSAA模型作为天然气管道可靠性增长试验具有可行性;其中AMSAA模型更具优势,得出天然气管道的瞬时无故障工作时间(MTBF)估计值可达到试验目标值,并预测MTBF达到2000 h时所需要的试验时间为317954611.3 h,未来第51次故障预测区间为[848.4609,939.6226],误差为1.25%,方法具有良好的适用性,可有效预测天然气管道可靠性增长。研究结果可为天然气管道设计改进提供指导。

二氧化碳置换法开采天然气水合物研究进展

应用CO_(2)置换法开采天然气水合物被认为是一种极具潜力的提高CH_(4)采收率和CO_(2)埋存率的技术。论述了CO_(2)及其混合气置换法开采天然气水合物的机理,梳理了CO_(2)混N_(2)/H_(2)及地热辅助CO_(2)提高水合物中CH_(4)采收率的技术进展。研究表明:①应用纯CO_(2)置换开采天然气水合物时,CH_(4)的采收率较低,而将CO_(2)与N_(2)、H_(2)以不同比例混合后注入天然气水合物藏中进行CH_(4)开采,能够有效提高CH_(4)的采收率。②CO_(2)与N_(2)或H_(2)混合注入水合物层时,多种气体分子在竞争吸附作用下降低了CH_(4)分子与水合物分子笼之间的范德华力,同时降低了混合气中CO_(2)的分压,导致水合物相平衡曲线上移,抑制了置换过程中CO_(2)水合物的生成速率,减轻了包裹作用的不利影响,从而提高CH_(4)采收率。③CO_(2)混合N_(2)注入开采水合物时,N_(2)的混入虽然能够减轻包裹作用的影响,但新形成的N_(2)水合物会堵塞CO_(2)进入水合物分子笼的通道,因此提高CH_(4)采收率效果有限。④在水合物层条件下H_(2)并不会形成新的水合物,而且混入少量的H_(2)又会与N_(2)发生吸附竞争,从而抑制N_(2)水合物的形成,故将低浓度的H_(2)气混入CO_(2)与N_(2)的混合气中能够进一步提高对水合物中CH_(4)的置换率,从而提高CH_(4)的采收率。因此,混入H_(2)被认为是提高CO_(2)置换开发水合物效果的重要途径。⑤混合气周期注气方式可明显提高水合物中CH_(4)的采收率和CO_(2)水合物藏封存率。⑥应用地热辅助CO_(2)开采水合物的方法也能够降低新形成水合物的包裹作用,同时实现CO_(2)在地热层和水合物层的两次埋存,在提高CH_(4)采收率的同时,大大提高CO_(2)在地层中的埋存率。

高含硫天然气净化装置腐蚀特征与典型腐蚀案例分析

相关高含硫天然气净化装置的工程建设、设备制造、材料选型等标准规范较少,多采用或借鉴石油炼制行业标准。普光气田天然气净化厂自2009年投产至今,因高酸性气体腐蚀,以及酸性气体、制造缺欠、材料缺陷等多因素耦合腐蚀,引发装置设备或设施多次泄漏,成为制约工厂安全、高效、长周期运行的主要问题。通过统计分析历年异常事件、设备检维修台账、压力容器管道检测台账等,归纳了高含硫净化装置重点腐蚀区域、影响因素、腐蚀机理,得出湿硫化氢腐蚀、高温硫腐蚀、二氧化硫腐蚀、垢下腐蚀为主要腐蚀形式;从区域、类别、诱因等不同角度归纳了腐蚀分布规律,脱硫、硫磺回收系统腐蚀占比达80%以上;重点剖析了基于硫化氢、液硫、制造缺欠等因素的典型腐蚀案例,提出了高含硫天然气净化装置腐蚀防控措施,为同类酸性气田装置、设备腐蚀监检测和防控提供了借鉴。

煤与天然气协同开采理论与技术构想

我国存在大量的煤炭与天然气重叠赋存资源,出于对资源开采效率的要求,大量的煤与天然气重叠资源需要在同一时空内同步开采,传统的煤与天然气开采理论与技术难以满足协同开采出现的技术难题,煤与天然气协同开采的进程受到了严重制约。基于此,结合国内煤与天然气重叠赋存情况对煤与天然气协同开采进行了科学定义,总结了已有可借鉴的煤与天然气开采技术和相关理论。建立了天然气井近场岩体力学理论、天然气近场围岩耦合损伤理论、“围岩–水泥环–套管”耦合损伤理论、煤与天然气协同开采垂直场围岩耦合损伤理论,揭示了煤与天然气协同开采围岩的耦合损伤机理,为煤与天然气技术体系的构建提供了理论基础。提出了“煤与天然气协同开采技术”“煤炭开采通过废弃井技术”和“天然气近场小煤柱留设技术”3项技术以及“协同开采分区规划系统”“透明地质与生产信息动态监测系统”和“煤与天然气协同区安全监测与评价系统”三大系统,为煤与天然气协同开采提供技术支持,提高煤炭与天然气资源的开采效率。在此基础上,构建了煤与天然气协同开采的理论与技术体系,明确了煤与天然气协同开采未来的研究重点,提出了我国煤与天然气资源安全、绿色、高效协同开采的技术路径与研究方向。

渤海湾盆地天然气勘探新进展、未来方向与挑战

渤海湾盆地石油和天然气资源丰富,总体呈现“油多气少”的特征,随着国家“双碳”目标提出,天然气作为低碳清洁的过渡能源,其勘探开发愈发重要和紧迫。为了进一步明确渤海湾盆地天然气资源潜力与未来勘探方向,基于区域构造演化和烃源岩发育特征,明确了渤海湾盆地天然气资源分布,创新形成了地质理论和勘探技术,综合分析与类比指出了天然气勘探有利领域及面临的挑战。研究结果表明:①渤海湾盆地发育上古生界石炭系—二叠系煤系和新生界古近系始新统湖相2套主力气源岩,基于烃源岩生排烃模拟分析,测算渤海湾盆地天然气总资源量约为6.60×10^(12)m^(3),其中渤海海域为2.92×10^(12)m^(3),占近“半壁江山”;②近年通过对渤海海域深层天然气成藏地质理论研究和勘探技术攻关,取得了重要创新认识,包括新生界始新统湖相烃源岩晚期爆发式生烃、潜山规模性成储机制、潜山压扭性断层封堵、潜山多通道输导、宽方位地震成像和裂缝预测技术等;③在新地质认识基础上,通过类比分析,指出发育1套或2套主力气源岩的深大凹陷是未来天然气勘探有利区域,主要包括渤中、辽中、辽河西部等共计10个凹陷;④从层系上看,古潜山、古近系“双古”领域是天然气勘探的主力层系,古近系主要勘探目标为沙河街组混积岩及东营组湖底扇等。结论认为,研究成果明确了渤海湾盆地未来天然气勘探的有利区带、有利层系及面临的挑战,为渤海湾盆地未来天然气规模增储上产坚定了信心,并指明了方向。