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油气开发应兼顾氦气资源的利用
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       氦气是一种稀有的惰性气体,因不易液化、稳定性好、扩散性强而广泛应用于工业及科技领域,例如航空航天、低温超导、特种冶金、渗漏检测、深海潜水以及激光、制冷、医疗和科学实验等领域。特别是在未来可控核聚变能源的开发与利用方面,将扮演重要角色。但在我国油气开发中,氦气资源利用率明显不足。dzW中国城市燃气协会

 
  资源分布广
 
  地球上氦气赋存形态主要有三种:一是作为油气伴生气聚集于油气藏中;二是作为非烃伴生气聚集于非烃气藏中;三是作为水溶气存在于地热田中。一般工业气井中,氦气含量大于0.1%,就具有商业开发价值。
 
  从氦气资源的分布和占有率来看,美国是氦气资源占有率最高的国家,达到39.7%,其次是卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯和加拿大,分别为19.5%、15.8%、13.1%和3.9%。我国是氦气资源相对贫乏的国家,仅占世界氦气资源的2.1%。且已发现的氦气资源综合利用率不高,所需氦气资源长期依赖进口。2012年进口的氦气总量达到500万立方米,并且以每年8%速度增长。
 
  近年来由于美国将氦气资源列为战略储备资源而限制其产量,致使液氦的价格高昂,一克氦气的价格达到一克黄金价格的400倍,被称为“黄金气”。因此,在油气勘探开发过程中,兼顾氦气资源的开发与利用,提高资源综合利用效率,避免我国有限氦气资源的浪费,对保障国家用氦安全和促进我国氦气产业的发展具有重要意义。
 
  我国氦气资源分布特征明显。主要分布在我国东部的郯-庐断裂带两侧的含油气盆地、中部的四川盆地和鄂尔多斯盆地南部的渭河地堑以及西部的塔里木盆地的西北部。
 
  在东部郯-庐断裂带两侧含油气盆地中,发现了多个含有氦气的油气藏和非烃气藏,包括含氦气的二氧化碳气藏和氮气藏等。郯-庐断裂带是我国东部一条深大断裂带,延伸长度超过2400千米,两侧分布着一系列大型含油气盆地,如松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地等,是我国重要的油气富集带和油气生产区。同时,地质学家在该带也发现了多个非烃气藏,且氦气含量较高,达到或超过工业利用标准。另外,位于内蒙古自治区的海拉尔盆地和广东省的三水盆地,在发现的二氧化碳气藏中也具有一定的氦气含量。
 
  在松辽盆地北部,氦气主要分布于白垩系中部含油组合的萨尔图油层、下部含油组合的扶余油层和杨大城子油层,以及深部含气组合的登楼库组气层和侏罗系中。
 
  渤海湾盆地济阳坳陷花沟地区位于济阳坳陷与鲁西隆起的接合部,受中生代以来长期活动深大断裂和多期岩浆活动的影响,区内上第三系明化镇组既有烃类气藏和高纯度的二氧化碳气藏,又有富含氦气非烃气藏。其中,花501井气藏氦气含量达2.08%-3.08%,远高于工业开采标准。
 
  海拉尔盆地自1986年发现非烃气流以后,迄今已发现了4个含氦二氧化碳气藏,预测二氧化碳地质储量达上百亿立方米。,海拉尔盆地含氦二氧化碳气藏具有良好的勘探前景。
 
  三水盆地油气勘探始于1958年,至今共完成各类探井近200口,共获油气井30余口, 二氧化碳气井多口,发现了沙头圩、坑田、高岗等三个二氧化碳气藏。
 
  我国中部地区氦气资源主要富集于四川盆地、卾尔多斯盆地南部的渭河地堑(新生代盆地)。四川盆地威远气田,是我国首个实现氦气商业化利用的气田,产层为震旦系灯影组,部分天然气井中氦气的含量达0.2%,一般为0.1%-0.342%。
 
  在渭河盆地新近系-古近系为目的层的石油和地热钻井中,发现含有氦气的天然气显示。2013年,中国石化对部署在渭河盆地蓝田区块的氦气预探井渭新1井进行测试,两个层段氦气含量分别达到1%和5%。该井为中国石化在渭河盆地开展水溶氦气资源勘探与开发夯实了基础。
 
  我国西部塔里木盆地沙雅隆起和麦盖提斜坡西北部,发现了富集氦气的凝析油气藏,塔里木盆地有较好的氦气资源勘探前景。
 
  利用率不足
 
  美国是氦气资源最丰富的国家,也是最大的氦气生产国,2012年其氦气产量为1.35亿立方米,占到全球氦气生产量的76%,现有19套氦提取装置开工生产,另有3套装置处于关停状态;其次为阿尔及利亚、卡塔尔、俄罗斯和波兰(上述五国被称为氦五国)。
 
  我国仅有中国石油西南油气田分公司成都天然气化工总厂建造了国内唯一一套天然气提氦装置,该装置从上世七十年代开始利用威远气田的天然气提取氦气资源。2010年6月投资约1.1亿元的天然气提氦装置在四川荣县建成。2015年7月,中国石化利用在渭河盆地钻探的首口氦气预探井成功提取出水溶氦气并充填到氦气球中,提取的氦气浓度达到70%左右,拉开了中国石化利用水溶氦气的序幕。
 
  与美国等国家相比,我国氦气生产利用率极低。究其原因,主要有下几个方面:一是我国油气田天然气中氦含量较低,属贫氦天然气,利用天然气提氦经济条件不成熟。而美国等一些国家的天然气氦含量比较高,如美国中东部地区的天然气中氦含量平均约为0.8%,个别天然气井中氦气含量高达7.5%。二是与油田企业只重视石油和天然气资源的勘探与开发,而不太重视氦气资源(也包括其他油气伴生资源)利用的观念有关,如有部分油气开采企业,甚至只重视原油的生产,而忽视石油伴生气(烃类气)的利用,更何况是非烃类气。三是研究力量薄弱,油田企业缺少对氦气等油气伴生资源分析、检测、勘探与资源评价方面的专业技术人员等。
 
  多年来的勘探和研究成果表明,我国部分油气藏、非烃气藏天然气组分中存在一定的氦气资源,具有较好的开发利用前景。因此,在开展油气勘探开发的同时,应树立资源综合利用意识,重视和兼顾氦气资源的勘探与研究;在油气藏勘探开发过程中,应重视对天然气组分中氦气的检测分析;对具有商业利用价值的氦气油气藏,应充分分离天然气中的氦气资源,以提高资源的开发与综合利用效率。
 
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