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      點石成金,“硅業報國”或不僅是理念

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      編輯:KYJC ????????來源:國土資源部門戶網站????????時間:2017-05-24

        硅資源在地殼中極為豐富,僅次于氧,占地殼總重的1/4還多,以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。硅具有良好特性,有“點石成金”之效,廣泛應用于精密鑄造、硅橡膠、超大規模集成電路、航空航天等生產領域。

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        中國是全球主要的金屬硅(又稱結晶硅或工業硅)產地。隨著國家節能減排和生態文明建設步伐的加快,很多新興的能源企業建設了金屬硅、多晶硅、單晶硅、太陽能電池等一系列的循環產業鏈條。

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        多晶硅,很多人對它并不陌生。太陽能電池板、集成電路芯片等都是由其生產制作而成。在行業內,多晶硅有著“上帝賜給人類的寶石”的美稱。當太陽光照射到硅晶體上時,就會產生電勢。據此人們成功地研制出了太陽能電池,并開始了太陽能發電。20世紀70年代以后,隨著人們對全球性能源危機和環境惡化問題認識的深化,太陽能這一可再生潔凈能源的利用受到了普遍重視,光伏產業應運而生。作為光伏產業的基礎材料——多晶硅的制備技術及其發展因此而備受矚目。目前,國際上98%以上的太陽能電池是利用硅材料制備的。硅的純度越高,光電轉換效率也越高。因此,多晶硅成為全球電子工業和光伏產業的基石。

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        短短十多年時間里,多晶硅在中國太陽能領域迅速得以應用和發展。如今,中國太陽能多晶硅的總產量已經占到世界總量的50%以上。

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        然而,我國多晶硅產業的發展卻不是一帆風順。

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        雖然我國擁有豐富的硅礦資源,但在2005年以前,美、日、德等國家都將多晶硅作為戰略材料,對我國實施技術封鎖和市場壟斷,多晶硅需求幾乎全部依賴進口。

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        2007年堪稱中國“多晶硅元年”,當年,中國多晶硅產量首超千噸。2008年,國外媒體針對我國多晶硅生產造成污染進行了不實報道,打壓剛剛興起的中國多晶硅產業。在技術受制于人的情況下,國內多晶硅行業的生產水平、規模、成本、能耗、污染等問題備受詬病。2010年,我國光伏產業遭遇美、韓多晶硅低價傾銷。2012年又遭到了歐美對光伏終端產品的“雙反”制裁。

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        愈挫愈勇。經過多年努力,如今,單就光伏產業而言,我國目前市場規模已達到3600億元,很多中國企業的光伏發電產品遠銷海外。

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      奮力彎道超車

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        隨著全球多晶硅需求的增長,其用量和價格也快速增加和上漲,硅礦產業的開發利用前景良好。

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        我國多晶硅的老牌生產企業——中國恩菲工程技術有限公司(下稱“中國恩菲”)子公司洛陽中硅高科技有限公司(以下簡稱“中硅高科”)是一家高新技術型多晶硅生產企業,其用“以技術帶動研發,研發帶動產業,產業形成技術提升的研發與生產雙螺旋上升”的方式,踐行“硅業報國”的理念。

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        實際上,我國多晶硅產業在發展初期曾經歷過一段“末端治理”成本高而效果不理想的“高能耗、高污染”階段。而今,不少企業已經做到近“零”排放。中國恩菲不僅能夠使幾乎100%的四氯化硅和三氯氫硅循環利用,還能夠“廢物利用”,衍生價值?!拔覀兏咝录夹g企業就是這樣,不斷研發,別人都做得很好的領域,我們就退出,轉而研發國內技術欠缺的領域?!甭尻栔泄韪呖贫麻L李愛民說。

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        就在我國多晶硅產業快速發展時,2012年,歐美國家對我國光伏產業進行了“雙反”調查,使我國的光伏產品被攔在了歐美國家的國門之外。據介紹,歐美國家的多晶硅企業通過簽訂長單合同鎖定大量客戶,保障利潤長期化,再通過簽訂短單合同低價打壓中國的新興產業。幾番打壓下來,到2012年,我國多晶硅行業全產業虧損,40多家企業停產,大批從國外進口的價值數十億元的設備打了水漂。

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        海外市場受阻刺激了光伏內需市場的快速發展,進而促進了我國能源結構的調整。隨著光伏內需市場的快速啟動,我國多晶硅產業肩負起了發展新能源的重任。

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      唯有技術降本

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        對于多晶硅產業而言,用電成本占據了其總成本的約30%~50%,因而降低成本成為多晶硅生產企業考慮的重要因素之一。

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        瞄準新疆、內蒙古等西部地區的低電價優勢,國內知名多晶硅生產企業紛紛將產能向西部轉移。在眾多的多晶硅生產企業中,中國恩菲顯得有些特立獨行:其多晶硅生產基地地處洛陽,這里電價超過0.5元/千瓦時,遠高于新疆地區0.2元/千瓦時。但企業仍然能夠保證正常的盈利水平,秘訣就是堅持將技術研發和應用有機融合,降低能耗量。

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        高純多晶硅的生產過程是將高純三氯氫硅用高純氫氣還原成高純多晶硅的過程,其能耗占總能耗超過50%,是實現多晶硅生產環節節能降耗的重點。中國恩菲多晶硅研發團隊創新工藝技術,持續大幅提高多晶硅節能還原爐單爐年產量,為萬噸級多晶硅生產線和節能技改提供了技術支撐。同時他們將整個多晶硅工廠及周邊的各種能源要素通盤考慮,冷熱綜合利用,為多晶硅低成本、低能耗經濟運行創造條件。

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        目前,中國恩菲生產電耗為75千瓦時/千克以下,業內領先?!岸嗑Ч柽@個產業太朝陽了,硅產業鏈的延伸還很廣,還要繼續研發?!崩類勖癖硎?。也正因為如此,多晶硅產業的創新研究就極為重要。中國恩菲擁有我國唯一的多晶硅制備技術國家工程實驗室,公司2016年投入研發的費用約占其銷售收入的4.7%。

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        持續研發與提升多晶硅工藝技術及裝備水平,進一步節能、減耗、降本,是多晶硅行業生存和發展的不二選擇,也是獨立自主發展我國光伏產業的必經之路。經過8年的不懈努力和技術研發,如今我國多晶硅綜合能耗大大降低,市場價格由10年前的每噸325萬元降低到如今的每噸9萬元至12萬元,自主知識產權為我國光伏產業發展奠定了基礎。

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        如今,以多晶硅為原料制造的光伏發電在農村電氣化、通信行業、大型地面電站、光伏精準扶貧等方面實現快速發展。據媒體披露,在我國騰格里沙漠的邊緣有一處60兆瓦光伏電站。起初建站時,這些太陽能電池板下方還是一片沙漠。漸漸地,由于電池板遮擋日照,減少了地面水分蒸發,沙化嚴重的土地上慢慢長出了草。后來,電站管理部門養了二十幾只羊吃草,到如今羊群已繁殖到上百只。光伏電站的建設,除了進行發電外,還幫助當地實現了生態修復,綠色養殖。

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      過剩還是不足?

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        無論是在國家發改委等政府部門,還是在投資界,抑或光伏產業內部,提到我國的多晶硅市場,普遍的觀感是產能過剩。真的是這樣的嗎?有業內分析人士認為,其實問題癥結在于,我國的絕大多數多晶硅的產能并不是有效產能。

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        數據顯示,如果將在20萬元/噸的價格水平下還能生產的產能稱為有效產能的話,2014年,我國多晶硅的有效產能僅為8萬噸,只占我國多晶硅需求量的40%出頭,進口多晶硅數量大約占了57%。其余的約10萬噸產能已經成為無效產能,不少多晶硅工廠的裝置已經永久報廢并拆除。

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        另有數據顯示,2015年國內多晶硅廠家僅生產了約7.4萬噸多晶硅。但與此同時,國內的2015年的光伏組件產量比上年有約16%的增長,組件的增加必然代表多晶硅用量的增加。因此,2015年多晶硅的需求中的增量部分全部是由進口多晶硅滿足的。

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        數據無言,但最具有說服力。由此可見,多晶硅產業并不是過剩,而是正如李愛民所說“這個產業太朝陽了”。

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        國家能源局發布的《太陽能發展“十三五”規劃》 提出,到2020年,光伏發電電價水平在2015年基礎上下降50%以上,在用電側實現平價上網目標。李愛民認為,多晶硅價格的下降有助于推進光伏平價上網的進程。這對于多晶硅品質的提升提出了更高的要求,而不僅僅是生產重復的過程。他希望技術創新型企業能夠得到更多的關注,并呼吁多晶硅生產企業在看到西部低電價機遇的同時,能夠關注技術的創新和提升?!斑@樣,產業才能得到健康有序的發展?!崩類勖裾f。(趙臘平 吳啟華)

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        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA?MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2017(第十九屆)中國國際礦業大會將于2017年9月23-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

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      干熱巖開發,能否改寫傳統能源版圖?

      編輯:KYJC ????????來源:國土資源部門戶網站????????時間:2017-03-22

        隨著我國經濟的持續增長,對能源的需求量越來越大。煤、石油、天然氣等常規能源不但面臨剩余儲量不斷減少、嚴重枯竭等問題,還存在環境污染的問題。因而,大力發展新能源勢在必行。專家認為,地熱資源已成為新能源中的佼佼者,而干熱巖又是其中最具應用價值和利用潛力的清潔能源。

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      干熱巖資源何處有

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        全球的干熱巖主要分布在美國墨西哥灣、南美太平洋沿岸國家、朝鮮半島、日本北海道,菲律賓、印度、新西蘭、南澳大利亞的部分地區,冰島等歐洲西北部和俄羅斯遠東地區等。全球干熱巖地熱資源量巨大,比蒸汽型、熱水型和地壓型地熱資源量大得多,比煤炭、石油、天然氣的熱能總和還要大。

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        根據我國區域地質背景,高熱流區均處于板塊構造帶或構造活動帶,我國西南部的地熱活動具有南強北弱、西強東弱的規律,東部區的地熱活動呈東強西弱之勢。在滇藏、東南沿海、京津冀、環渤海等地區分布有較大范圍的火山巖體,說明我國具備干熱巖地熱資源形成的區域構造條件。據調查,我國干熱巖主要分布在3個區域:沉積盆地區(東北、華北和蘇中)、近代火山活動地區(包括吉林長白山、山東蓬萊、海南瓊北、臺灣基隆、黑龍江五大連池、云南騰沖、新疆南部和青藏高原西南部等)和高熱流花崗巖地區(福建、廣東、廣西)。我國干熱巖所儲存的熱能約為已探明地熱資源總量的30%。

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        目前,人們對干熱巖的開發利用,主要是發電。利用干熱巖發電技術可大幅降低溫室效應和酸雨對環境的影響,且不受季節、氣候制約。因為干熱巖發電既不像火電那樣向大氣排放大量的二氧化碳等溫室氣體、粉塵等氣溶膠顆粒物,也不像水電那樣因水壩的修建而破壞局部乃至整個河流的生態系統以及在水電廠周圍引起各種程度不一的環境地質災害,所以干熱巖發電幾乎完全擺脫了外界的干擾。

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        同時,干熱巖因其得天獨厚的較高溫度,一旦成功開采出來,將是冬季供暖的良好熱源。干熱巖供暖技術具有普遍適用性、綠色環保、運行成本低、安全可靠等優點。

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      美、日等國先到一步

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        目前,全世界有120多個國家在開發利用地熱資源,其中比較典型的有美國、日本、澳大利亞等。2001年,美國能源部開始實施“增強地熱系統”干熱巖開發試驗計劃,預期在2030年實現干熱巖地熱發電的商業化運營,到2050年干熱巖地熱發電量計劃超過10×104兆瓦。2003年,澳大利亞在庫珀盆地開展了干熱巖地熱開發利用試驗項目,該盆地的熱能儲量高達500億桶油當量,井深4500米處干熱巖溫度高達270攝氏度,并進行了水循環與發電試驗。歐洲也在大力開展干熱巖地熱開發技術研究,如德國在法爾肯貝格對巖石的裂隙、壓裂產生裂隙的機制以及水在這些裂隙中的運移機理進行了研究。

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        我國對地熱的開發利用仍處于初級階段,主要集中在中低溫熱資源的研究和利用方面;對干熱巖地熱資源的開發研究尚處于起步階段,在部分地區進行了干熱巖地熱資源調查,僅少數科研單位開展了初步理論研究。我國對干熱巖的接觸始于上世紀90年代,中國國家地震局地殼應力研究所和日本中央電力研究所在北京房山區合作進行了干熱巖發電研究試驗工作。

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        2012年,我國啟動了“863”計劃項目“干熱巖熱能開發與綜合利用關鍵技術研究”。2013年,國土資源部在青海共和盆地中北部鉆成井深2230米、井底溫度達153℃的干熱巖井,對干熱巖地熱開發進行了探索試驗。

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        此后,中國地質調查局地熱資源調查研究中心編制了《全國干熱巖勘查與開發示范實施方案》,計劃在掌握全國干熱巖資源與潛力的基礎上,找出優先開發靶區,建立干熱巖勘查示范基地,形成我國干熱巖勘查開發關鍵技術體系,推進我國干熱巖技術商業化。

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      前景廣闊但尚待時日

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        我國政府相關部門都出臺了一系列政策措施支持干熱巖開發利用。其中,最近出臺的《地熱能開發利用“十三五”規劃》明確提出,在“十三五”時期,開展干熱巖開發試驗工作,建設干熱巖示范項目,通過示范項目的建設,突破干熱巖資源潛力評價與鉆探靶區優選、干熱巖開發鉆井工程關鍵技術以及干熱巖儲層高效取熱等關鍵技術,突破干熱巖開發與利用的技術瓶頸;開展萬米以淺地熱資源勘查開發工作,積極開展干熱巖發電試驗,在藏南、川西、滇西、福建、華北平原、長白山等資源豐富地區選點,通過建立2個~3個干熱巖勘查開發示范基地,形成技術序列,孵化相關企業,積累建設經驗,在條件成熟后進行推廣。

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        截至目前,我國已初步篩選出干熱巖勘查開發的幾大重點區域:東南沿海地區、藏南地區、大同盆地、松遼平原、環渤海地區、長白山地區、五大連池地區、雷州半島地區、瓊北、川西、滇西、華北平原、蘇北盆地、關中盆地、塔里木盆地、柴達木盆地、準噶爾盆地、阿爾山地區、塔什庫爾干地區。國內部分省市對干熱巖的開發利用也表現出了興趣,如山東、青海、廣東等省在該領域都已經有了投入。

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        有關專家表示,在干熱巖開發利用方面,我國現在面對的是一片空白,所知甚少,實際操作中如何壓裂、如何保證裂隙連通、如何保證流量填充、如何實現可持續,都是必須解決的技術難題。

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        值得欣慰的是,2013年底成立的中國地調局地熱資源調查研究中心為示范工程的開展提供了堅實的團隊支撐。該中心將作為一個平臺,集聚各方人才和力量,共同開展我國地熱勘查開發利用研究。其中,一個團隊是干熱巖資源研究團隊,主要開展地殼熱結構、盆地熱演化、高溫地熱資源形成機理等研究。他們將完成我國干熱巖資源潛力調查評價與研究基地建設的調查計劃,并開展干熱巖資源科學開發利用與試驗研究,建設干熱巖壓裂和熱交換模擬系統,并將其作為未來申報國家重點實驗室或國家工程中心的一項重點內容。

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        干熱巖開發利用,需要借助大量水循環,每次提取地熱資源時,都要給地下巖石水庫注水,在循環過程中還要對流失的水不斷進行補充。因此,充足的水源供應是開發利用熱干巖的一項重要條件。當然,目前也有專家正在研究用超臨界的二氧化碳作為循環液。這種方法可以避免水溶液注入可能產生的一系列問題,同時實現二氧化碳的資源化。不過,這項研究才剛剛起步,仍面臨不少技術難題。

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        他山之石,可以攻玉。我們通過同國外公司合作,不斷積累,一旦有了自主創新的成果,我們就有可能做得比他們更好。此外,干熱巖在社會民眾層面的認知度并不高,還需要輔助更多的宣傳,以取得民眾的理解和支持,便于更好地開展工作,進一步推動國家能源可持續發展戰略。

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        近年來,我國將綠色發展提升到前所未有的高度。干熱巖作為最具應用價值和利用潛力的清潔能源,必將在優化能源結構,防治大氣污染,改善人民生活,促進經濟社會生態環境科學、協調發展等方面發揮更加重要的作用。盡管目前我國干熱巖開發還處于起步階段,技術基礎和理論尚未突破,面臨的困難也很多,但只要我們加大理論研究和技術攻關,積極開展示范工程,終將形成我國干熱巖地熱開發自主化技術體系,并實現大規模高效利用。(吳啟華)

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        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA?MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2017(第十九屆)中國國際礦業大會將于2017年9月23-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

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      全球黃金行業發展分析

      編輯:KYJC ????????來源:國土資源部信息中心????????時間:2017-01-12

        黃金以它的稀缺性、抗腐蝕性強、易保存和極好的延展性倍受人類的喜愛,成為金融屬性最強、與經濟發展最密切的金屬。

        一、黃金用途相對單一

        黃金主要用于首飾、工業、儲備和投資。其中首飾是最主要的用途,其用量約占50%;其次是投資,主要指金幣和金條等,其用量約占30%;再次為工業和國家儲備,分別約占10%(圖1)。首飾、金幣和金條、國家儲備都體現了黃金的金融屬性,因此黃金的用途主要體現其保值功能。隨著全球經濟的發展,黃金在金融穩定方面發揮的作用越來越大,因此在國家儲備的用量逐漸增長,同時也帶動了首飾和投資的增長。

        二、黃金是勘查的熱點礦種

        由于黃金的金融屬性,黃金一直以來都是固體礦產勘查的熱點礦種。據SNL統計,自1998年以來,全球黃金礦產勘查投入為654.16億美元,是勘查投資最熱的礦種,占全球非燃料固體礦產勘查投入的比重基本在40%以上,1998年甚至接近六成(圖2)。


        雖然全球投入巨資開展黃金勘查,但由于開采量比較大,黃金儲量增長緩慢。黃金儲量由1990年的4.24萬噸波動增至2015年的5.6萬噸,年均增長1.1%。21世紀前15年僅增長了8000噸。

        三、黃金產業的發展與經濟密切相關

        自從人類發現黃金以來至本世紀初生產了約18萬噸礦產金。19世紀之前生產了1萬噸,19世紀生產了1.15萬噸,20世紀生產了11.12萬噸,21世紀截止目前生產了4.21萬噸(表2)。

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        全球礦產金的生產與經濟發展密切相關。全球礦產金生產增速與全球GDP增速的變化趨勢基本一致,同時全球礦產金生產增速的變化早于全球GDP增速的變化,因此全球礦產金生產增速是全球GDP增速變化的先行指數(圖3),從而將礦產金生產增速變化作為預測全球經濟變化的重要參考指標。

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        自1900年以來,全球礦產金生產的變化規律明顯。一是經歷了三個完整的周期(表3),每個周期約為30年且都與一次全球性大事件息息相關(圖4)。

        第一個周期(1910-1940),與之相關的是第一次世界大戰;

        第二個周期(1941-1970)與之相關的全球性事件為第二次世界大戰;

        第三個周期(1971-2000)與之相關的全球性事件為全球經濟危機,在20世紀90年代發生的東南亞經濟危機是局部性事件,對礦產金生產的影響也比較小,成為本周期中的小周期;

        第四個周期(2001-2030)與之相關的全球性事件為全球金融危機。根據前三個周期的規律,第四周期預計在2030年前后結束,未來15年全球基本不會出現影響全球經濟發展的大事件發生,全球經濟發展將會迎來比較的穩定的15年,而2030年后有可能出現影響全球經濟發展的大事件。

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        四、黃金行業效益高

        黃金行業投入產出比高。1998年以來,黃金行業投入產出比均在10以上,2002年和2015年甚至高達30以上(圖5),黃金行業的高投入產出比吸引了大量的勘查資本。2000年以來黃金行業的投入產出比平均為23.8(表4)。

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        黃金行業在經濟發展中居有重要地位。其產出占全球GDP的比重保持在萬分之七以上,且呈上升態勢(圖6)。

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        總之,全球黃金行業發展處于上升期,消費重心向以中國和印度為首的亞洲轉移,生產與需求穩定增長,仍將是熱門行業。隨著美元、歐元、英鎊等國際貨幣不斷貶值,黃金的保值功能將會越來越重要,對黃金的需求將持續增長。

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        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2017(第十屆)中國國際礦業大會將于2017923-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

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      海底礦產資源及其應用前景

      編輯:KYJC ???來源:中國礦業網 ???時間:2017-01-05

        隨著陸地上礦產資源的日益減少,人們自然把注意力移向海洋。海洋占地球面積的2/3,蘊藏著豐富的礦產資源。世界上海底石油的產量已達到全部石油產量的30%左右。我國海上石油工業有了長足的發展,海底石油的產量可占到石油總產量的11%。分布十分廣闊的大洋金屬結核,因其含有豐富的Cu、Co、Ni等有用金屬,早已引起人們的重視,我國也已在東太平洋的C-C區圈定15萬平方公里的開辟區,已獲聯合國的批準。海底礦產資源十分豐富多樣。本文著重介紹海底熱液硫化物和天然氣水合物這兩種十分重要的資源。

        

      海底熱液硫化物礦

        1.1發現

        1948年瑞典的信天翁號科學考察船在紅海中部考察時發現了水溫和鹽度異常,隨后在該處的進一步調查中發現了多金屬軟泥。?研究認為,這種多金屬軟泥的形成和海底擴張有關。六十年代末七十年代初,在人們使用海底照相技術用于海底擴張洋脊區的調查時,在大洋中脊發現了一系列的熱液噴口,并證明多金屬的軟泥正在那里沉積形成。1972年、1976年在哥拉帕哥斯擴張脊和1984年在沖繩海槽進行的海底熱流調查研究時都發現了很高的熱流異常。如沖繩海槽的某些測站的熱流值達到200多MW/M2,這比正常的海底熱流值高三倍多。隨后在這些區域進行的深潛調查都發現了海底熱液硫化物礦的存在。此外,海底熱液硫化物礦的發現在很大程度上還依賴于人類深潛技術的成熟。美國ALVIN號深潛器、法國的NAUTILE號深潛器、前蘇聯的MIR號深潛器及日本的深海2000號和深海6500號深潛器都在海底熱液活動及其熱液硫化物礦產的調查研究中起到了非常重要的作用。從1963年美國發現者號在紅海發現熱液成因的多金屬軟泥,到1979年Alvin號深潛器在東太平洋海隆發現正在生長的熱液黑煙囪,直到現在,現代海底熱液硫化物礦產的調查研究已經歷了半個多世紀的歷程。半個多世紀以來,科學家們通過不懈的努力取得了令人注目的調查發現和研究成果。

        1.2分布

        隨著調查活動的不斷進行,海底熱液硫化物礦區的發現已從特定的區域拓展到大洋中脊,從弧后盆地拓展到板內火山。很快,人們認識到海底熱液硫化物礦在全球的海底是一種十分普遍的地質現象。已經知道,大洋中的三大構造背景(大洋中脊,板內火山和弧后盆地)普遍發育熱液硫化物礦。雖然對大洋中除大洋中脊、板內火山和弧后盆地以外的其它地區沒有更多的調查資料,但可以肯定,大洋中構造活動的地區應是海底熱液硫化物發育的主要場所。到目前為止我們已在世界海底發現了一百多個熱液硫化物礦化點。根據我們的研究結果,現代海底熱液硫化物主要分布在中低緯度的洋中脊的中軸谷和火山口附近,水深一般在2600米,處于洋中脊擴張段地形較高的部位,并且擴張速率和熱液活動區的分布密切相關。

        1.3潛在的巨大資源

        從1978年在東太平洋海隆發現塊狀硫化物以后,熱液成礦的問題在現代海底熱液活動的調查研究中得到了足夠的重視。到1993年在世界海底已圈定了139處熱液礦化點,其中多處資源量超過百萬噸。如,東北太平洋海隆勘探者海脊的塊狀硫化物堆積體,直徑達200米,高為10米,儲量大于1.5Mt,北胡安得??ê<?處熱液堆積體,直徑400米,高60米,估計每處資源量超過1.0Mt,紅海阿特蘭提斯II海淵的熱液金屬儲量估計為94.0Mt,大西洋中脊TAG熱液活動區的一處硫化物堆直徑250米,高50米,估計塊狀硫化物的儲量為5.0Mt。另外,根據對西太平洋勞海盆黑白煙囪體的調查研究,無論從規模大小還是硫化物的含量看,其儲量都不低于大西洋中脊TAG熱液區。加上綿延在4公里長,200米寬的地帶中存在著數百個錳煙囪,按一般厚度4.5厘米計算,資源量估計超過10.0Mt??梢娬麄€世界海底熱液礦產資源量十分可觀,資源開發前景十分誘人。

        1.4我國的研究

        早在1985年我國就有學者提出了熱液成礦的多元理論,并注意了洋脊地下熱液在Fe、Cu等硫化物沉淀中的作用。但這一時期我國在這方面的研究僅限于理論研究和以國際合作的形式參與國外的調查研究。1988年和1990年中、德、美合作利用德國的太陽號科學考察船兩次對馬里亞納海槽的熱液硫化物進行調查。1993年,中國科學院海洋研究所首次用科學一號在沖繩海槽進行了一個航次的熱液礦床的調查,并在1994年3月再度組隊對沖繩海槽的熱液硫化物進行實地調查。1998年我國的大洋一號在馬里亞納海槽開展了首次大洋熱液礦點實驗調查。我國經過短短十幾年的大洋熱液礦產調查取得了較為注目的成績。如,我們在沖繩海槽的熱液樣品中發現金和銀的含量都很高。

        

      天然氣水合物

        現代社會經濟增長的基礎是對能源的占有和利用。當今世界能源的80%來自化石燃料——煤、石油和天然氣。隨著經濟的發展、人口的增長,人類對資源的需求也在逐年增大。按照我們傳統的化石燃料理論和勘探結果,人類行將面臨不可再生化石燃料資源的短缺問題。因此,尋找新型替代(或稱后續)資源以解決資源短缺問題,維持經濟持續發展,是我國也是世界各國共同面臨的重要課題。天然氣水合物自上個世紀在海底沉積物中廣泛發現以來,因其分布廣、資源量大、能量高而引起科學界的高度重視,并被認為可望成為“21世紀行將枯竭的常規油氣能源的后續能源”。日本科學家的最新研究結果表明,日本的天然氣水合物探明儲量可供日本在石油和天然氣枯竭后使用140年。這一結果足以引起我們對天然氣水合物研究的高度重視??梢灶A計21世紀,天然氣水合物單從能源的角度來看將會扮演一個非常重要的角色。

        2.1穩定賦存和分布

        天然氣水合物是一種水包氣(一般是甲烷)的籠形物,外形似冰。水分子形成一個籠形格架,中間為一個氣體分子。很多氣體分子的大小都適合于填充到籠形格架中形成水合物,如二氧化碳、硫化氫和一些低碳的碳氫化合物。一般地,如果籠形格架中充填了二氧化碳則稱為二氧化碳水合物,如果充填了甲烷則稱為甲烷水合物。研究表明,天然氣水合物是在一定的溫度-壓力條件下才形成并穩定存在的。氣體水合物主要形成于低溫高壓的環境中。溫度范圍一般在-10℃—30℃,相應的壓力范圍為1-100MPa。如果溫度升高相應的壓力也必須升高。比如在0℃,只要壓力條件大于3MPa就可以形成氣體水合物,而當溫度升高到20℃時,壓力必須大于20MPa,氣體水合物才能形成并穩定存在。

        根據天然氣水合物穩定存在的穩壓范圍容易推知,天然氣水合物主要存在于兩極低溫的陸區和深海高壓的沉積物中。目前,已在世界各大洋和大陸內海確定了80多處天然氣水合物遠景區,其中多處經海底鉆已探得到證實,如秘魯近海、美國東部和西部海域、日本近海等。

        2.2潛在的巨大能源

        據資料,陸地面積的27%,海域面積的90%都有天然氣水合物分布。而且目前已知的絕大多數天然氣水合物為甲烷水合物。甲烷水合物是甲烷氣體的捕獲器,在一個大氣壓下,分解單位體積的甲烷水合物,可以得到160體積的甲烷氣。因此,在地表以下深約2000米的淺層沉積天然氣水合物內隱藏著大量的甲烷。甲烷水合物的含碳量是所有化石含碳量的兩倍。這種甲烷水合物的能量通量(在標準狀況下每單位體積巖石中的甲烷體積)是其它非常規氣源(如煤層、黑色頁巖和深部含水層)能量通量的10倍,是常規天然氣能量通量的2-5倍。其儲量大約相當于煤炭和常規石油天然氣總量的3倍。根據美國地質學家的資料,現代天然氣水合物的總資源量為1×1018m3,據28屆地質大會資料,天然氣水合物的資源量可達28×1013m3。

        可見,天然氣水合物的儲量極為豐富。有些科學家已肯定地指出天然氣水合物將是21世紀的重要能源。

        2.3國外對天然氣水合物的研究

        80年代以來,俄、美、日、加、德、荷、印等國在海洋天然氣水合物調查與開發方面給予高度重視,從資源儲備的戰略高度相繼制定了長遠發展規劃和實施計劃。應該指出的是,90年代以來天然氣水合物的研究才蓬勃發展起來。美國1995年在ODP第164航次中,率先在布萊克海脊布設了三口勘探井,首次有計劃地取得了天然氣水合物樣品。1995-1999日本基本完成了南海海槽天然氣水合物的海上地球物理調查,3000米的勘探井揭穿增生楔的天然氣水合物沉積。在1998年5月,美國參院資源委員會一致通過“海底天然氣水合物研究與資源開發計劃”。本世紀大洋鉆探計劃(ODP21)也將海底天然氣水合物的形成機理確定為主要的學術目標之一。印度針對本國能源不足的現狀,在1996-2000年間設立了尋找海底天然氣水合物資源的專項研究,計劃投入5600萬美元在孟加拉灣和阿拉伯海開展調查研究工作。

        近10年來,對海底天然氣水合物的產生條件、分布規律、形成機理、環境效應、勘查技術、開發工藝、經濟評價與環境保護等方面的研究已取得實質性進展。

        2.4我國邊緣海域的天然氣水合物研究

        近年來國內有關單位召開了以天然氣水合物為主題的研討會,強調了在我國開展天然氣水合物研究的意義,并首先資助了南海海域天然氣水合物的海上調查工作。目前,我國一些主要的科技項目,如國家自然科學基金項目、ODP項目、973項目、S863項目等都把天然氣水合物的研究列為重點的研究內容。

        我國東海及鄰近的海域不僅具有豐富的地質內涵,而且具有豐富的石油天然氣資源。從上世紀六十年代開始在該區域進行的以構造演化和礦產資源(油氣)評價為主要目地的地質地球物理調查,積累了大量的可資天然氣水合物研究的資料。其中包括地質取樣資料、海底溫度資料、地殼熱流資料、地溫梯度資料、折射地震資料、多道地震資料、鉆井資料等。資料顯示,在我國邊緣海域中(東海、南海和臺灣東部海域)的部分地區具備天然氣水合物穩定存在的水深條件和海底溫度條件。ODP184航次在南海的鉆探結果顯示出天然氣水合物的化學異常,南海北部陸緣多處地震剖面上都識別出BSR。專為天然氣水合物研究而在南海布設的地震測量剖面上也發現有明顯的BSR顯示。我國東海及鄰近海域的天然氣水合物研究與勘探工作正在進一步展開。(礦業俱樂部)

        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2017(第十屆)中國國際礦業大會將于2017923-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

        

      2016中國礦產資源報告

      編輯:KYJC? 來源:國土資源部門戶網站 ?時間:2016-11-25

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        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2017(第十九屆)中國國際礦業大會將于2017年9月在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

          

      準噶爾盆地二氧化碳地質儲存概況

      編輯:KYJC? ??來源:中國礦業報? ??時間:2016-07-25

        自18世紀中葉工業革命以來,因人類活動影響,全球氣候正經歷一次以變暖為主要特征的顯著變化。進入21世紀,全球氣候變化的趨勢還在加劇,由氣候變化導致的氣溫增高、極端天氣和氣候事件頻發等問題也日益凸顯。

        準噶爾盆地,這一位于新疆北部的阿爾泰山和天山之間的我國第二大內陸盆地,也同樣需要面對因經濟發展帶來的氣候變化的挑戰。由于受歷史發展條件制約,準噶爾盆地與我國中西部其他盆地類似,工業發展以煤電、重化工產業為主,“生態環?!钡慕洕鐣l展需求與“高投入、高消耗、高污染和低產出、低效益、低品質”傳統發展方式的矛盾依然突出,產業升級與轉型在一定時期內還面臨較大困難。這種矛盾在新疆維吾爾自治區尤為突出,尤其是處于經濟發展快速增長的準噶爾盆地準東地區。

        2012年12月11日,經新疆維吾爾自治區人民政府批準,《新疆準東經濟技術開發區總體規劃》頒布實施,確立了準東經濟技術開發區的定位和發展目標:成為世界級煤炭、煤電、煤化工為重點的煤炭資源綜合利用產業聚集區;成為國家戰略型能源開發綜合改革試驗區;成為國家西部地區能效經濟發展示范區;成為國家級資源型地區綠色發展先導試驗區;成為天山北部工業生態文明發展示范區。

        在保證社會經濟和人民生活水平提高的同時,落實綠色、生態文明發展的要求,必須探索應用新的產業技術。二氧化碳地質儲存與資源化利用技術是減排二氧化碳的直接有效技術之一,受到國內外的普遍關注。該技術是指將二氧化碳注入地下,利用地下礦物或地質條件,生成或者強化有利用價值的產品,且相對于其他具有相同產品或功效的工藝可減少二氧化碳排放的過程。二氧化碳地質儲存與驅油、驅氣、驅熱結合,可提高石油、天然氣、煤層氣、地熱等能源采收效率;與驅替高含鉀、鋰的鹵水結合,可提高鉀、鋰等稀缺礦產資源保障,又能在一定程度上控制氣候變化等環境問題。另外,在砂巖型鈾礦中使用二氧化碳加氧氣進行地浸采鈾具有低成本、低污染和高產出的技術優勢,對解決我國鈾能源保障具有重要意義。

        近年來,中國地質調查局水文地質環境地質調查中心依托地質調查工作,對新疆維吾爾自治區境內的準噶爾盆地實施二氧化碳提高石油、天然氣、煤層氣采收率和強化深部咸水開采技術開展了深入研究評價,為類似盆地實現環境保護和提高能源資源保障能力的雙贏探索了新思路。

        二氧化碳提高石油采收率技術是將二氧化碳注入到油藏中,利用其與原油間的物理、化學、水力學作用,實現石油增采和二氧化碳封存的工業過程。該技術已被證明是眾多三次采油技術中最為有效的技術之一,未隨原油排除的二氧化碳將被永久封存到油藏中。

        準噶爾盆地受多期構造運動影響,油氣藏具疊合盆地典型的“多源、多期、多機制、多類型”成藏特征。2009年以來,中石油新疆油田開展了準噶爾盆地二氧化碳驅油、埋存潛力評價及先導試驗可行性研究,在基礎研究、野外技術示范等方面取得大量實踐經驗。2013年6月,新疆油田工程技術公司在塔里木盆地的塔河油田實施了深度超過6000米的超深井二氧化碳提高石油采收率儲存作業,創造了該技術領域國內多項記錄。

        二氧化碳提高石油采收率技術可將二氧化碳注入現有油井中埋存,減少碳排放,在適宜條件下還可以增加原油產量,一舉兩得。據國土資源部新一輪全國油氣評價成果顯示,準噶爾盆地石油地質資源量40.72億噸~80.75億噸。按新疆油田典型區塊平均提高石油采收率10.88%計算,可增采石油4.43億噸~8.79億噸,儲存二氧化碳8.28億噸~16.41億噸。在眾多二氧化碳地質儲存技術中,因二氧化碳提高石油采收率技術經濟效益顯著,在盆地具有很好的應用前景。

        二氧化碳提高天然氣采收率技術指注入高壓二氧化碳到即將枯竭的氣藏恢復地層壓力,由于重力分異作用二氧化碳會向下運移,促使天然氣向頂部運移并穩定地產出,從而將自然衰竭無法開采的天然氣驅替出來提高天然氣的采收率,同時將大量二氧化碳封存于氣藏地質結構中來實現二氧化碳減排,并且有效避免了坍塌沉淀和水侵等現象的發生。準噶爾盆地陸梁隆起、中央坳陷和山前斷褶帶天然氣田內天然氣地質儲存約1625.77億立方米,可儲存二氧化碳約1.56億噸。

        二氧化碳提高煤層氣采收率技術是指將二氧化碳注入深部不可開采煤層中封存起來,同時將煤層中的煤層氣驅替出來加以利用的過程。該過程不僅儲存了二氧化碳,實現了溫室氣體減排,同時開采了煤層氣這種優質能源,具有雙贏效果。據國土資源部新一輪全國油氣評價成果顯示,準噶爾盆地2000米以淺區煤層氣主要分布在侏羅系八道灣組和西山窯組,地質資源量為38698.37億立方米,可儲存二氧化碳約15.97億噸。

        二氧化碳強化深部咸水開采技術是指將二氧化碳注入深部咸水層或鹵水層,驅替高附加值液體礦產資源(例如鋰鹽、鉀鹽、溴素等)或深部咸水資源,加以綜合開發和利用同時實現二氧化碳長期儲存的過程。該技術是傳統的二氧化碳深部咸水層儲存與地面咸鹵水處理技術的組合。但與傳統的儲存相比,該技術因抽采深部地下水,一方面可增加二氧化碳儲量、降低大規模二氧化碳儲存風險 ;同時,抽采的咸鹵水進行處理,可用于解決工農業用水困難,甚至可以獲得高附加值的鉀、鋰、溴素等礦產資源,產生顯著的經濟效益。由于受歷史發展條件制約,新疆境內的準噶爾盆地工業發展仍以高二氧化碳排放、高耗水的煤電、重化工產業為主。真正上規模的煤化工企業,要保持正常運行,每小時必須供應上千噸淡水。以中石化“十三五”期間在新疆準東綜合示范區規劃建設的每年300億立方米煤制天然氣項目為例,據測算,項目投產后將年消耗水量1.75億噸,產生1.2億噸二氧化碳。眾所周知,項目所在地準東地區水資源匱乏,計劃采用“引額濟烏”工程“500”水庫東延管線供水。油氣勘探表明,準噶爾盆地深層砂巖地層中賦存深層地下水。據測算,盆地內深部咸水層溶解機理和束縛氣機理二氧化碳地質儲存量可達177.59億噸。

        社會經濟的發展要求決定了新疆準噶爾盆地未來一段時期內仍會以煤電、煤化工產業為主,能源資源需求與環境生態要求的矛盾將長期存在,二氧化碳地質儲存與資源化利用是一種可使二氧化碳由“上天為害”變為“入地為寶”的新技術,具有應用前景。但是,我們必須清醒的認識到,科學技術的應用具有兩面性。在利用二氧化碳地質儲存技術為我們帶來經濟環境效益的同時,也需要全面評價該技術可能產生的環境影響和安全風險,以便我們能夠用更科學的技術要求來規范工程的實施,減少甚至避免產生不良影響。(李旭峰 劉迎娟)

        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2016(第十八屆)中國國際礦業大會將于2016年9月22-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

      全球深水油氣勘探的四新領域

      編輯:KYJC? ??來源:中國礦業報? ??時間:2016-07-11

        石油界將海域按深淺劃分為淺海(水深不足500米)、深水(水深超過500米)和超深水(水深超過1500米)。

        全球海洋油氣資源豐富。據估計,海洋石油資源量約占全球石油資源總量的34%,累計獲探明儲量約400億噸,探明率30%左右,尚處于勘探早期階段。據美國地質調查局(USGS)評估,世界(不含美國)海洋待發現石油資源量(含凝析油)548億噸,待發現天然氣資源量78.5萬億立方米,分別占世界待發現資源量的47%和46%。

        海洋油氣資源主要分布在大陸架,約占全球海洋油氣資源的60%。在探明儲量中,目前淺海仍占主導地位,但隨著石油勘探技術的進步,海洋油氣勘探逐漸轉向深海。目前,海洋石油鉆探最大水深已經超過3000米,油田開發的作業水深達到3000米,鋪設海底管道的水深達到2150米。

        從區域看,海上石油勘探開發形成三灣、兩海、兩湖(內海)的格局?!叭秊场奔床ㄋ篂?、墨西哥灣和幾內亞灣;“兩?!奔幢焙:湍虾?;“兩湖(內海)”即里海和馬拉開波湖。其中,波斯灣的沙特、卡塔爾和阿聯酋,墨西哥灣的美國、墨西哥,里海沿岸的哈薩克斯坦、阿塞拜疆和伊朗,北海沿岸的英國和挪威,以及巴西、委內瑞拉、尼日利亞等,都是世界重要的海上油氣勘探開發國。其中,巴西近海、美國墨西哥灣、安哥拉和尼日利亞近海是備受關注的世界四大深海油區,幾乎集中了世界全部深海探井和新發現的儲量。

        海上油氣生產始于20世紀40年代,海洋油氣勘探首先集中在墨西哥灣、馬拉開波湖等地區;上世紀50年代~60年代,則在波斯灣、里海等海區初具規模;上世紀70年代,是海洋油氣勘探最為活躍的時期,成果最顯著的是北海含油氣區。此后,隨著技術進步逐步向深水領域推進,形成了美國墨西哥灣、巴西、西非三大傳統深水油氣區。近年來,巴西鹽下、東地中海、東非等其他深水區相繼取得突破,發現了一大批世界級的大油氣田,成為國際大石油公司的投資熱點。2013年和2014年,全球十大油氣新發現主要來自熱點勘探海域。目前,全球90%左右的已發現深水石油儲量集中在巴西、西非、美國墨西哥灣和挪威四大海域,亞太作為迅速崛起的深水新區,也非常值得關注。

        全球已進入深水油氣開發階段,近幾十年來,海上油氣發現的平均水深不斷加深。2010年,全球油氣發現的平均水深為624米,其中在拉美地區油氣發現的平均水深達到1211米,非洲1000米,大洋洲790米。比較而言,自2000年到2009年間,全球油氣發現的平均水深為422米,而1991年到2000年間,平均水深僅為183米。2000年以來,深水油氣勘探取得明顯進展。至2013年底,深水2P油氣儲量已達到187億噸油當量,是2008年的2倍,是2000年的7倍。當前全球主要深水油氣發現已形成美國墨西哥灣、巴西和西非的“深水三角區”。

        全球深水油氣勘探有四新領域。新領域之一為深層“鹽下”。目前巴西東部深水區鹽下油氣勘探主要集中在位于Santa Catarina州和SaPaulo州海域的桑托斯盆地,鹽下勘探活動始于2004年。巴西深水油氣鹽下開采技術難度大,單井成本高,但由于單井產量高,桶油成本是全球深水作業區中最低的,平均操作成本在10美元/桶左右,盈虧平衡點在40美元/桶左右。目前的低油價水平對正在進行的巴西深水油氣項目影響甚微,桑托斯、坎普斯等盆地的勘探開發仍然正常有序進行。

        新領域之二為“超深水區”?!俺钏畢^”是目前海域油氣勘探的又一焦點,主要集中分布于西非海域、墨西哥灣、巴西近海、澳大利亞西北陸架、挪威中部陸架、巴倫支海、孟加拉灣、緬甸灣、南中國海以及日本海等。超深水區油氣勘探始于20世紀80年代后期,90年代后期以來持續活躍。近兩三年,全球共鉆探超深水勘探井約200口,絕大多數集中于巴西近海和非洲海域。全球陸續有超深水區重大油氣發現,其中以巴西2006年在桑托斯盆地發現Tupi巨型油田和Iara巨型油田最為引人矚目。

        新領域之三為環北極深水盆地群。該區域由于自然條件及歸屬等原因,研究起步很晚且研究程度非常低,是未來深水油氣的巨大增長點。環北極深水區已經有油氣重大發現,主要集中在波弗特海的北極斜坡盆地、巴倫支海盆地和喀拉海區域。

        新領域之四為濱西太平洋低勘探程度深水盆地群區域。主要包括日本海盆地、澳大利亞東南部的吉普斯蘭盆地等,是深水油氣的潛在增長亮點。

        海洋油氣勘探開發的趨勢是:從淺海走向深水超深水;近海走向遠海;從一般海洋環境邁向惡劣海洋環境和極端海洋環境;從水面向水下發展;從水下生產向岸上生產發展。(中國地質調查局油氣資源調查中心-孫喜愛)

        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2016(第十八屆)中國國際礦業大會將于2016年9月22-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

      頁巖氣“甜點”:非常規能源的寶藏本

      編輯:KYJC? ??來源:中國礦業報? ??時間:2016-06-12

        頁巖是一種沉積巖,頁巖氣是一種從地下頁巖層中開采出來的天然氣,藏匿于頁巖的孔隙之中,甲烷含量占97%以上,屬于一種非常規天然氣。

        世界上對頁巖氣資源的勘探開發工作最早起源于美國。自1821年起,經過幾個世紀的研究和技術積累,得益于水力壓裂和水平井技術的突破,美國最終實現了Barnett頁巖氣的規?;虡I開發。從此以后,美國的頁巖氣革命全面展開,一改天然氣進口大國的局面,實現了全面自給自足,甚至有望成為天然氣出口國。革命悄然開始,巨變轟然降臨。

        我國的頁巖氣資源也非常豐富。據美國能源信息署評價,全球可采頁巖氣儲量約2.06×1014立方米,其中中國的頁巖氣儲量高達3.61×1013立方米,位居世界第一。根據國土資源部2011年啟動的“全國頁巖氣資源潛力調查評價及有利區優選”項目評價,中國的頁巖氣可采資源潛力也在2.5×1013立方米,其中,已獲得工業氣流或已發現頁巖氣的評價單元可采資源潛力為1.595×1013立方米,按照目前的天然氣消費水平,足夠全國使用上百年。

        所謂的頁巖氣“甜點”,就是指頁巖氣富集且易于開發的區域,能“多吃好吃”的才是甜點。頁巖氣“甜點”區有許多評價標準,例如頁巖的總有機碳(TOC)、脆性和含氣量等,這些參數有助于我們判斷某個頁巖氣勘探區域是否屬于“甜點”區。

        明確了頁巖氣“甜點”區之后,如何將這些富集的頁巖氣開發出來,就成為一個大問題。頁巖氣儲存于頁巖中,相對于常規油氣的儲集層,頁巖更加致密,孔隙度和滲透率都很低,這也是長久以來制約國內外頁巖氣開發的難題。通過上百年的探索,美國采用兩種關鍵技術率先解決了這個問題:水力壓裂和水平井技術。自此,頁巖氣開發變得有跡可循。首先在頁巖氣勘探預測的“甜點”區,打直井到目的層,然后根據預測的頁巖氣“甜點”層位的角度打一個相同角度的井,即水平井,這樣便加大了地面上井眼與地下頁巖氣儲層的接觸面積,能夠將更大范圍內的頁巖氣儲層納入控制范圍,大幅提高采收率。水平井完鉆后,頁巖氣開發正式開始,通過射孔將套管和水泥射穿,將生產管柱和頁巖氣儲層聯通起來,隨后在地面利用高壓泵將壓裂液壓入井底,沿著之前射穿的孔洞進入頁巖氣儲層,并在液壓之下將頁巖氣儲層壓裂擠碎,產生一系列的裂縫和孔隙,進一步擴大頁巖氣儲層的連通性,頁巖氣就會源源不斷地被開采出來了。

        分布廣泛、儲存量大是頁巖氣的最大優勢。與此同時,頁巖氣的勘探開發也存在很多弊端。例如相對于常規油氣,頁巖氣產能衰減很快,一口井持續開發的能力很弱,一年之后產量大都會衰減一半以上,因此需要不斷地打新井來維持產量,這也造就了美國頁巖氣礦區鉆井密布的現象。另外,開發頁巖氣的壓裂技術最常用、最成熟的就是水力壓裂,由于無法對壓裂液體進行完全回收利用,所以會不可避免地帶來環境問題。同時,我國的頁巖氣資源目標區很多都位于水資源不太豐富的地區,也會給頁巖氣的開發帶來不同程度的困難。

        近一兩年,國際油價持續下跌,油氣勘探開發的利潤不斷壓縮,這令本就投入甚高的頁巖氣勘探開發處于尷尬的境地。我國的頁巖氣開發利用尚處于起步階段,剛一開始便舉步維艱。但是作為一個能源進口大國,一種安全、清潔和可持續的能源對于我國的能源戰略具有十分重要的意義,這些是常規油氣以及煤炭資源無法滿足的。目前,我國的頁巖氣開發工作主要集中于幾大石油公司,中石油和中石化均已建立起具有商業開發價值的頁巖氣鉆井甚至頁巖氣田。通過無數人員的共同努力,頁巖氣開發雖任重道遠,但前景光明。(田玉昆)

        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2016(第十八屆)中國國際礦業大會將于2016年9月22-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

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