1.4.4.非常規(guī)天然氣

非常規(guī)天然氣主要包括頁巖氣和煤層氣。

1)頁巖氣

美國頁巖氣革命對國際天然氣市場及世界能源格局產(chǎn)生重大影響，世界主要資源國都加大了頁巖氣勘探開發(fā)力度。"十二五"期間，我國頁巖氣勘探開發(fā)取得突破，成為北美洲之外第一個實現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)開發(fā)的國家。根據(jù)2015年國土資源部資源評價最新結(jié)果，全國頁巖氣技術(shù)可采資源量21.8萬億立方米，其中海相13.0萬億立方米、海陸過渡相5.1萬億立方米、陸相3.7萬億立方米。截至目前，全國累計探明頁巖氣地質(zhì)儲量5441億立方米，2015年全國頁巖氣產(chǎn)量45億立方米。

2012年，財政部、國家能源局出臺頁巖氣開發(fā)利用補(bǔ)貼政策，2012-2015年，中央財政按0.4元/立方米標(biāo)準(zhǔn)對頁巖氣開采企業(yè)給予補(bǔ)貼；2015年，兩部門明確"十三五"期間頁巖氣開發(fā)利用繼續(xù)享受中央財政補(bǔ)貼政策，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為前三年0.3元/立方米、后兩年0.2元/立方米。"十二五"期間制，中國石化和中國石油分別與地方企業(yè)成立合資公司，開發(fā)重慶涪陵、四川長寧等頁巖氣區(qū)塊。

目前來看，頁巖氣開發(fā)仍然面臨這一些挑戰(zhàn)，主要有：

（1）建產(chǎn)投資規(guī)模大。頁巖氣井單井投資大，且產(chǎn)量遞減快，氣田穩(wěn)產(chǎn)需要大量鉆井進(jìn)行井間接替，因此，頁巖氣開發(fā)投資規(guī)模較大，實施周期長，不確定因素較多，對頁巖氣開發(fā)企業(yè)具有較大的資金壓力和投資風(fēng)險,部分中小型企業(yè)投資積極性有所減退。

（2）深層開發(fā)技術(shù)尚未掌握。埋深超過3500米頁巖氣資源的開發(fā)對水平井鉆完井和增產(chǎn)改造技術(shù)及裝備要求更高。目前頁巖氣重點(diǎn)建產(chǎn)的川南地區(qū)埋深超過3500米的資源超過一半，該部分資源能否有效開發(fā)將影響我國頁巖氣的開發(fā)規(guī)模。

（3）勘探開發(fā)競爭不足。頁巖氣有利區(qū)礦權(quán)多與已登記常規(guī)油氣礦權(quán)重疊，常規(guī)油氣礦權(quán)退出機(jī)制不完善，很難發(fā)揮頁巖氣獨(dú)立礦種優(yōu)勢，通過市場競爭增加投資主體，擴(kuò)大頁巖氣有效投資。此外，頁巖氣技術(shù)服務(wù)市場不發(fā)達(dá)，不利于通過市場競爭推動勘探開發(fā)技術(shù)及裝備升級換代，實現(xiàn)降本增產(chǎn)。

2）煤層氣

我國煤層氣資源豐富。我國埋深2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36.8萬億方，可采資源總量約10萬億立方米。我國煤層氣主要分布在華北和西北地區(qū)。與頁巖氣不同的是，頁巖氣開發(fā)對技術(shù)、裝備要求較高，在中國可能大企業(yè)更合適。而煤層氣技術(shù)差別大，需要更細(xì)化，一些中小公司具有優(yōu)勢。過去許多外國大公司在中國進(jìn)行煤層氣勘探開發(fā)曾遭遇技術(shù)的"水土不服"，目前外資合作比例已由最高時期的85%降至目前的30%-35%。近年來，一些中小民營公司卻憑借獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢異軍突起。

二、煤層氣概況

2.1.煤層氣的成分，熱值與形成

煤層氣是指儲存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產(chǎn)資源，屬非常規(guī)天然氣，是近一二十年在國際上崛起的潔凈、優(yōu)質(zhì)能源和化工原料。煤層氣或瓦斯的熱值跟甲烷(CH4)含量有關(guān)，與其他燃料相比較，其熱值是通用煤的2-5倍，1立方米純煤層氣的熱值相當(dāng)于1.13kg汽油、1.21kg標(biāo)準(zhǔn)煤，其熱值與天然氣相當(dāng)，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。煤層氣熱值具體如下表所示：

煤層氣的成分在各個區(qū)塊并不完全相同，主要是與各個區(qū)塊煤層氣生成的地質(zhì)條件以及構(gòu)造運(yùn)動有關(guān),也即與煤巖成分、煤級和氣體運(yùn)移有關(guān)。但總的來說主要是甲烷（占93~97%)、二氧化碳和氮。從煤層氣里還可能檢測到微量乙烷、丙烷、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等成分。

在接近地表的煤層內(nèi),原生的天然氣向上運(yùn)移,離開煤層,地面空氣和地表的生物化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體向下滲透,進(jìn)入煤層,從而淺部煤層氣成分形成垂向分帶現(xiàn)象。一般自上而下可分為四個帶：二氧化碳—氮?dú)鈳?，氮?dú)鈳В獨(dú)?mdash;甲烷帶，甲烷帶。采煤界將前三個帶統(tǒng)稱為"瓦斯風(fēng)化帶"，在"瓦斯風(fēng)化帶"下的"甲烷帶"才是煤層氣的主要開采區(qū)域。具體如下表所示：

就其形成過程而言，煤層氣的形成與天然氣成因相同，可以分為有機(jī)成因和無機(jī)成因兩大類。在植物體埋藏后，經(jīng)過微生物的生物化學(xué)作用轉(zhuǎn)化為泥炭(泥炭化作用階段)，泥炭又經(jīng)歷以物理化學(xué)作用為主的地質(zhì)作用，向褐煤、煙煤和無煙煤轉(zhuǎn)化(煤化作用階段)。

在煤化作用過程中，成煤物質(zhì)發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)變化，揮發(fā)份含量和含水量減少，發(fā)熱量和固定碳的含量增加，同時也生成了以甲烷為主的氣體。煤體由褐煤轉(zhuǎn)化為煙煤的過程，每噸煤伴隨有280～350m^3(甚至更多)的甲烷及100～150m^3的二氧化碳析出。泥炭在煤化作用過程中，通過生物成因過程和熱成因過程生成氣體，生成的氣體分別稱為生物成因氣和熱成因氣，即煤層氣。

2.2.煤層氣儲量和分布

全球煤層氣儲量達(dá)268萬億立方米，目前已有74個國家發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)藏有煤炭資源，其中90%分布在12個產(chǎn)煤國家，儲備量前五的國家分別是：俄羅斯、加拿大、中國、美國和澳大利亞。

具體來看，煤層氣世界第一儲量大國是俄羅斯，保守估計84萬億立方米，雖然俄羅斯的煤層氣儲備較為豐富，但俄羅斯對煤層氣的開采卻并不重視。直到2010年俄羅斯才開始進(jìn)行大規(guī)模的煤層氣開發(fā)。加拿大的煤層氣儲備量大約在5.6-76萬億方之間，其煤層氣資源主要集中阿爾伯塔省，少量位于不列顛哥倫比亞省和東部的新斯科舍省。

中國的煤層氣儲備量位于世界第三，達(dá)31.46萬億方。"十一五"期間我國煤層氣資源開發(fā)已實現(xiàn)商業(yè)化，"十二五"期間則已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，因此在"十三五"期間煤層氣有望成為非常規(guī)天然氣資源開發(fā)的主戰(zhàn)場。

美國的煤層氣開發(fā)較早，其煤層氣地面開發(fā)早在1976年就已獲得工業(yè)氣流，至2012年，黑勇士、圣胡安、粉河、中阿巴拉契亞、尤因塔、拉頓等10個主要盆地均已進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，估計美國的煤層氣儲量為21.19萬億方。

澳大利亞是繼美國之后煤層氣勘探發(fā)展較快的國家，其煤層氣開發(fā)主要分布于5個盆地：鮑溫、加利利、蘇拉特、悉尼、佩斯盆地，煤氣層儲量估計在8.4-14萬億方之間。