天然氣作為清潔能源，越來越受到全球的重視。在中國，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和環(huán)保理念的提升，人們對天然氣的需求急劇增加。大力發(fā)展天然氣，已經(jīng)成為我國能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略。
伴隨天然氣地質(zhì)理論的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和大型天然氣田的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)與上產(chǎn)，截至 2013年底，我國天然氣累計探明地質(zhì)儲量已經(jīng)達(dá)到9.8×1012m3，年產(chǎn)量超過 1078.7×10 8m3，躍居世界第六位，天然氣勘探開發(fā)取得了飛躍式發(fā)展。同時，天然氣消費量也在急劇上升，需求缺口逐年拉大。根據(jù)《能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（2004～2020 年）》預(yù)計，到2020年，我國天然氣消費量將超過 3000×108m3，而國內(nèi)產(chǎn)量屆時只有 2400×108m3，缺口仍然很大。因此，只有通過天然氣地質(zhì)理論和技術(shù)創(chuàng)新，加快勘探步伐，不斷發(fā)現(xiàn)更多的大型天然氣田，才能從根本上緩解供需矛盾。
中國天然氣地質(zhì)理論與勘探實踐歷程
中國天然氣地質(zhì)理論與勘探實踐歷程，可概括為三個發(fā)展階段。
第一階段為天然氣地質(zhì)理論引進(jìn)與萌生階段（1949～1978 年），通過引進(jìn)和學(xué)習(xí)國外天然氣地質(zhì)理論和技術(shù)，并結(jié)合中國地質(zhì)特點積極開展天然氣勘探。當(dāng)時學(xué)界認(rèn)為只有海相和陸相的泥質(zhì)巖與碳酸鹽巖才能作為氣源巖，天然氣勘探以找尋油型氣為主，且沒有形成系統(tǒng)的天然氣地質(zhì)理論體系，天然氣勘探受到很大制約，僅在四川盆地與渤海灣盆地等盆地取得了一些發(fā)現(xiàn)。至20世紀(jì)70年代末，天然氣累計探明地質(zhì)儲量 2460×108m3，年產(chǎn)量僅 100×108m3，發(fā)展速度緩慢。
第二階段為煤成氣理論發(fā)展階段（1979～2000年），大致為“六五”到“九五”末。我國開始加強(qiáng)天然氣地質(zhì)科技攻關(guān)，天然氣地質(zhì)學(xué)、煤成氣地質(zhì)學(xué)等各種論著紛呈，以 1979年戴金星院士“煤成氣”理論的提出為標(biāo)志，人們首次把煤系源巖作為天然氣的重要來源，認(rèn)為含煤盆地有利于形成大中型氣田。該階段陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了克拉 2、靖邊、崖城 13-1、磨溪等煤成氣大型氣田，天然氣儲量和產(chǎn)量逐年增大。至 2000 年底，天然氣累計探明地質(zhì)儲量 2.6×1012m3，年產(chǎn)量上升到 191.6×108m3，從此拉開了中國天然氣工業(yè)快速發(fā)展的序幕。
第三階段為多元天然氣地質(zhì)理論系統(tǒng)形成階段（2001年至今）。中國具有小陸塊拼合、多旋回演化、強(qiáng)烈陸內(nèi)構(gòu)造活動性等地質(zhì)特點，決定了中國天然氣地質(zhì)具有天然氣成因類型多、氣藏類型豐富、成藏過程復(fù)雜、天然氣勘探領(lǐng)域多樣的特點。成因類型包括煤型氣、油型氣、原油裂解氣、生物氣、無機(jī)氣等，儲層類型包括常規(guī)砂巖、致密砂巖、碳酸鹽巖巖溶、臺緣礁灘、火山巖、變質(zhì)巖、煤層、頁巖等，氣藏類型包括構(gòu)造、構(gòu)造巖性、巖性構(gòu)造、地層巖性等，為多元天然氣地質(zhì)理論系統(tǒng)形成創(chuàng)造了條件。
這一階段，隨著天然氣地質(zhì)實驗技術(shù)的快速發(fā)展，人們對煤成氣、原油裂解氣、干酪根裂解氣、生物氣等生氣機(jī)理有了深入認(rèn)識，包括有機(jī)質(zhì)“接力成氣”、生氣下限大幅度下延等；對不同類型氣藏、不同天然氣勘探領(lǐng)域的成藏機(jī)理與富集規(guī)律形成了系統(tǒng)的認(rèn)識；針對不同天然氣勘探領(lǐng)域的特色地球物理技術(shù)得到了快速發(fā)展與應(yīng)用。這期間發(fā)現(xiàn)了蘇里格、烏審旗、普光、大北 3、廣安、合川、龍崗、克深 2、塔中、克拉美麗、徐深等大型氣田，有力地支持了天然氣儲量和產(chǎn)量的快速增長。2013年產(chǎn)量比 2000年增加了887.1×108m3 ，有力推動了中國天然氣工業(yè)的大發(fā)展。
《中國陸上天然氣地質(zhì)與勘探》的主要作者大多有幸參加了“八五”至“十二五”國家和中國石油天然氣集團(tuán)公司的天然氣科技攻關(guān)研究，特別是主持了“十五”至“十二五”國家和中國石油天然氣集團(tuán)公司的天然氣科技攻關(guān)研究，成為這期間天然氣科技攻關(guān)研究的一支重要隊伍，親歷了中國天然氣地質(zhì)理論與勘探實踐的快速發(fā)展過程。《中國陸上天然氣地質(zhì)與勘探》主要反映了該團(tuán)隊在“十一五”期間天然氣攻關(guān)的研究成果，匯集了中國陸上天然氣地質(zhì)、勘探技術(shù)與勘探實踐等方面的最新研究成果。概括起來，主要體現(xiàn)在以下 8個方面。
（1）天然氣生成方面：進(jìn)一步明確了煤系烴源巖的生氣下限、原油裂解生氣的終止溫度和生物氣生成的溫度下限，提出了煤和碳質(zhì)泥巖在高演化階段（R o為 2.5%～5%）仍能大量生氣、天然氣生成量占總量的 20%以上的新認(rèn)識；通過生烴動力學(xué)模擬實驗，發(fā)現(xiàn)原油在地溫 230℃時裂解終止，修正了前人普遍認(rèn)為的原油在地溫200℃時裂解終止的認(rèn)識；將生物氣的生成下限從原來的75℃下延到85℃，生物氣生成的深度向下延伸了數(shù)百米。為深層天然氣勘探提供了理論依據(jù)。
（2）大氣田儲集機(jī)理方面：發(fā)現(xiàn)了高溫、高壓條件下砂巖快速溶蝕現(xiàn)象（模擬實驗發(fā)現(xiàn)150℃之后，長石溶蝕速率增大2～3 倍），極大地改善了深部砂巖儲層的儲集性能，豐富了前人深部儲層的快速埋藏、儲層超壓和構(gòu)造裂縫等形成機(jī)理的認(rèn)識，拓展了深層碎屑巖天然氣勘探領(lǐng)域。通過水槽實驗?zāi)M了平緩構(gòu)造背景、多物源和水體頻繁振蕩形成大面積砂體的沉積特征，為“敞流型”湖盆沉積模式的建立與有效砂體的預(yù)測提供了依據(jù)。
（3）天然氣封蓋層方面：提出了考慮蓋層有效厚度、排替壓力、氣藏壓力系數(shù)及斷層等因素的大氣田蓋層多因素綜合定量評價新方法（CSI），建立了不同類型氣田蓋層定量評價參數(shù)體系，確定了不同類型大氣田的蓋層參數(shù)下限，蓋層評價逐步走向定量化。應(yīng)用多因素綜合定量評價方法初步評價了超高壓、火山巖、碳酸鹽巖大型氣田的封蓋條件。
（4）天然氣聚集效率方面：通過刻度區(qū)解剖，近源運聚系數(shù)可達(dá) 3%～5%，近源高效聚集的大面積低滲砂巖在生氣強(qiáng)度大于 10×108m3/km2區(qū)域可以形成大氣田，突破了前人認(rèn)為由于天然氣易散失，運聚系數(shù)一般 0.3%～1.0%，大氣田主要分布在生氣強(qiáng)度大于 20×108m3/km2區(qū)域的認(rèn)識。拓展了大氣田的勘探領(lǐng)域與范圍，有效指導(dǎo)了源儲一體大面積低滲砂巖的天然氣勘探。
（5）大氣田成藏富集規(guī)律研究方面：提出了源儲交互疊置、孔縫網(wǎng)狀輸導(dǎo)、近源高效聚集和大面積成藏為要素的低滲砂巖成藏新認(rèn)識，提出了大面積古老烴源巖、大面積古老丘灘巖溶儲層、長期繼承性大型古隆起、大型古油藏原油裂解為核心的古老碳酸鹽巖成藏理念，提出了基底大斷裂控相帶、臺緣礁灘云化控儲、源巖儲層斷裂共同控藏、沿臺緣控源斷裂找礁灘的成藏認(rèn)識，提出了以生烴斷槽為基本單元的“斷槽控源、相縫控儲、斷裂控藏、定槽選帶”斷陷盆地火山巖氣田成藏與勘探新思路。發(fā)展了天然氣成藏理論，有力支持了勘探方向的選擇、風(fēng)險井的突破和大氣田的發(fā)現(xiàn)。
（6）天然氣地質(zhì)實驗新技術(shù)方面：針對天然氣成藏面臨的問題，開發(fā)了連續(xù)無損耗天然氣生成模擬，天然氣成因鑒別與氣源對比，高溫、高壓儲層溶蝕，天然氣成藏三維模擬和斷裂對蓋層破壞物理模擬等實驗新技術(shù)。其中，天然氣中非烴氣體（H 2 S、CO 2、N 2 ）的硫、氧、氮同位素在線分析技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白，在國際上處于領(lǐng)先地位。豐富和完善了天然氣生成、資源潛力評價、氣源對比和成藏示蹤指標(biāo)體系，并在鄂爾多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、松遼盆地等天然氣成藏研究和大氣田勘探中發(fā)揮了重要作用。
（7）天然氣地球物理評價和預(yù)測技術(shù)方面：一是針對低滲砂巖成功研制出低孔滲人造砂巖，在國內(nèi)首次模擬出第三類 AVO 效應(yīng)，建立了巖石物理分析與正演模型，開發(fā)了地震儲層預(yù)測與氣層檢測技術(shù)；二是針對碳酸鹽巖縫洞型儲層非均質(zhì)性強(qiáng)、氣水關(guān)系復(fù)雜的特點，建立了縫洞精細(xì)雕刻預(yù)測技術(shù)；三是針對碳酸鹽巖礁灘，開發(fā)了礁灘儲層預(yù)測和氣層檢測技術(shù)；四是針對疏松砂巖和低孔致密氣層，自主研發(fā)了多系列、多參數(shù)天然氣層測井定性識別技術(shù)。為鄂爾多斯盆地、四川盆地和塔里木盆地等相關(guān)領(lǐng)域的評價勘探提供了技術(shù)支持。
（8）勘探實踐方面：通過對四川盆地、鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、松遼盆地等 7 個盆地天然氣地質(zhì)條件和成藏主控因素的深入研究，在古老碳酸鹽巖巖溶、臺緣礁灘、低滲砂巖和火山巖等勘探領(lǐng)域，優(yōu)選了以四川盆地高石梯-磨溪長期繼承性古隆起構(gòu)造為代表的幾十個有利勘探區(qū)帶，自主評價了以高石 1 井為代表的多個風(fēng)險勘探目標(biāo)，指導(dǎo)了大氣田的發(fā)現(xiàn)，同時為“十一五”期間新增天然氣探明地質(zhì)儲量 3.1×1012m3 及天然氣產(chǎn)量的快速增長提供了有力的技術(shù)支持。
