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石油机械行业:可燃冰点亮前景

时间:2014-01-05 21:09:48  来源:  作者:

12月17日,国土资源部召开2013年海域天然气水合物勘探成果新闻发布会,宣布我国珠江口盆地东部海域首次探获高纯度新类型天然气水合物。长期看,可燃冰有望主导未来全球能源供给,但目前各国对可燃冰的赋存条件、形成机理和分布特征的研究,以及更进一步的经济性开采技术尚未成熟。目前阶段可燃冰主要为油服板块带来主题投资机会。
  二、可燃冰:天然气水合物
  可燃冰即天然气水合物(NaturalGasHydrate),是分布于陆地的永久冻土或深海沉积物中,由天然气与水在低温高压条件下形成的类冰状的结晶物质。
  2.1形成条件:低温、高压、气源充足
  可燃冰是由水和天然气在中高压和低温条件下混合而成的类冰的、笼形结晶化合物:
  (1) 低温:可燃冰在0-10℃下生成,超过20℃便会分解,海底温度一般保持在2-4℃左右。
  (2) 高压:可燃冰在0℃时,只需30个大气压即可生成,深海很容易具备30个大气压条件,并且气压越大,水合物就越不容易分解。
  (3) 气源充足:海底有机物沉淀后,其中丰富的碳经过生物转化,可产生充足的气源。
  海底的地层是多孔介质,在温度、压力、气源三者都具备的条件下,可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。
  2.2化学成分:mCH4onH2O
  可燃冰化学分子式可用mCH4onH2O表示,m代表水合物中气体的分子数,n为水分子数。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。
  形成天然气水合物的主要气体为甲烷,对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物(MethaneHydrate)。
  2.3物理性质:易被勘探
  物探方法识别天然气水合物的理论基础:
  (1) 天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度,剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰;
  (2) 天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物;
  (3)中子孔隙度低于饱和水沉积物;
  (4)天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。
  三、资源储量:可供人类使用1000年
  3.1全球储量:相当于化石能源的2倍
  据估计,全球可燃冰资源总量约有2.8x1015--8x1018m?,大部分资源量位于海洋中,永久冻土区蕴含资源量占全球资源量的比例低于20%。
  据估计,储存在天然气水合物中的碳至少有1×1013t,约为目前已探明的所有化石燃料(包括煤、石油和天然气)中碳含量总和的2倍。
  科学家估计,海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。
  3.2中国储量:资源量占全球0.4%
  我国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带,据粗略估算,其资源量分别约为64.97x1012m?、3.38x1012m?、12.5x1012m?和2.8x1012m?。中国南海天然气水合物的资源量为700亿吨油当量,约相当中国陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。
  四、储藏分布:海上为主,埋深较浅
  4.1状态:白色固体物质
  类冰状的结晶物质,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的冰块,甲烷占80%--99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小。
  4.2分布:冻土型、海洋型
  (1)冻土型--主要分布在永久冻土带的陆地上的可燃冰成藏原理:天然气向上溢散,遇到上面冻土层的覆盖,天然气和水在低温、高压的条件下形成可燃冰,其组分除了甲烷,还有少量乙烷、丙烷等气体。陆地上发现的可燃冰气藏与常规气藏赋存形式相同,都在沉积岩层中,和常规气层开发基本相同。陆上可燃冰气藏与海洋可燃冰气藏相比,气层厚度相对较大,并且均发现在含油气盆地中,且气藏属于下生上储型。我国是世界上第三冻土大国,冻土区总面积达215万km2,具备良好的赋存条件和资源储量。远景资源量至少有350亿t当量油,可供中国使用近90年,而青海省的储量约占其中的1/4,一是青海有面积广、厚度较大的冻土带资源,为可燃冰的存在提供地质条件,二是青海有丰富的煤炭资源,为可燃冰的形成提供资源条件。(2)海洋型--海上的可燃冰
  海洋型可燃冰有两类来源:(1)海洋里大量的生物和微生物死亡后的遗尸不断沉积到海底,很快分解成有机气体甲烷、乙烷等,留存在海底结构疏松的沉积岩微孔,遇水形成化合物;(2)海底地层常规天然气受地质构造运动影响,向上运动遇低温海水和深海压力条件下,形成化合物。
  海洋可燃冰通常存在于新生代欠固结岩石或沉积物中,在砂岩和粉砂岩中以细粒浸染状分布于孔隙中或以网状充填于裂隙中;在未成岩的沉积物中通常呈团块状、絮状、薄层状和透镜状,故含气整体性较差,但在砂岩储集层中含气整体性较好,海洋可燃冰在上新世地层中发现较多。
  目前海洋中发现的可燃冰数量与规模比陆地上大,主要分布在东、西太平洋边缘和西大西洋边缘,东大西洋边缘和印度洋也有少量发现。
  世界海洋陆坡面积的90%具备埋藏可燃冰的条件,海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万km2,是迄今为止海底最具价值的矿产资源。
  4.3储量分布:海上占比80%以上
  天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、
  极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。
  海底天然气水合物已发现的主要分布区:
  (1) 大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸等;
  (2) 西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等;
  (3) 东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等;
  (4) 印度洋的阿曼海湾;
  (5) 南极的罗斯海和威德尔海;
  (6) 北极的巴伦支海和波弗特海;
  (7) 大陆内的黑海与里海等。
  五、开采进度:美日中德俄走在世界前列
  可燃冰开采方面,美国、日本、德国等走在了世界前列,中国成为继美国、日本、德国、俄罗斯之后世界上第五个采集到自然状态可燃冰的国家。
  5.1中国:20年后可燃冰接力页岩气
  中国国土资源部2009年9月声明,中国地质部门在青藏高原发现了一种名为可燃冰的环保新能源,预计10年左右能投入使用。这是中国首次在陆域上发现可燃冰,使中国成为加拿大、美国之后,在陆域上通过国家计划钻探发现可燃冰的第三个国家。
  根据中国战略规划对可燃冰勘探开发的安排,2006-2020年是调查阶段,2020-2030年是开发试生产阶段,2030-2050年,中国的可燃冰将进入商业生产阶段。
  5.2日本:首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家
  日本2013年3月12成功从爱知县附近深海可燃冰层中提取出甲烷,成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。这是全球首次通过在海底分解含大量天然气成分的可燃冰取得天然气,标志着日本可燃冰开采商业化进程迈出关键一步。
  日本希望2018年开发出成熟技术,实现大规模商业化生产。
  5.3其他国家
  美国:1981年投人800万美元制订了天然气水合物10年研究计划,1998年又把天然气水合物作为国家发展的战略能源列入长远计划,每年投入2000万美元,准备在2015年试开采。
  韩国:产业资源部制订了《可燃冰开发10年计划》,计划投入总计2257亿韩元,用以研究开发深海勘探和商业生产技术。
  印度:1995年制订了5年《全国气体水合物研究计划》,由国家投资5600万美元对其周边海域的天然气水合物进行前期调查研究。
  一、投资建议:短期主题投资机会,长期海上钻完井受益
  长期看,可燃冰有望主导未来全球能源供给,但目前各国对可燃冰的赋存条件、形成机理和分布特征的研究,以及更进一步的经济性开采技术尚未成熟。目前阶段可燃冰主要为油服板块带来主题投资机会,A股上市公司中,重点关注受益可燃冰海上钻井服务和随钻测井服务的中海油服、海油工程、吉艾科技,重点关注受益可燃冰完井服务和生产、储运环节的杰瑞股份、恒泰艾普、惠博普、富瑞特装。

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