煤层气勘探方法(1前言)

煤层气勘探方法与技术2008年4月大纲1前言2煤层气勘探开发原则与阶段划分3煤层气主要储层参数测试4煤层气钻井技术5煤层气物探技术6煤层气固井技术7煤层气完井与增产技术8煤层气排采技术9煤层气田集输工程1.前言我国煤层气地面开发开始于1989年；“八五”期间，主要以引进消化美国的技术为特点；“九五期间”，国务院批准成立“中联煤层气有限责任公司”，煤层气对外合作实行专营。我国煤层气勘探成绩显著；“十五”期间，初露煤层气产业化曙光；“十一五”国家更加重视煤层气资源勘探开发，出台了一系列优惠政策和措施，促进了煤层气产业化进程。煤层气勘探开发的重大意义？煤层气是一种洁净能源，弥补天然气供需缺口

煤层气可以有效的保障煤矿安全生产煤层气可以有效减排温室气体煤层气将拉动相关产业的发展

1.1煤层气勘探开发的重大意义有效弥补我国天然气供需缺口据预测，2010、2020、2030、2050年，我国天然气供需缺口分别为268、830、1515、2080亿m32010年，我国煤层气产量将达到100亿m3，将弥补当年天然气供需缺口的37.3%。2020年将达到300亿m3，弥补当年天然气供需缺口的36.1%煤层气是可以有效弥补我国天然气供需缺口的最现实的非常规天然气资源煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患，近年来，煤矿重特大瓦斯爆炸事故时有发生，给人民群众生命财产造成了重大损失我国每年因瓦斯爆炸死亡约2000人，2004年10月-2005年3月，四起特大瓦斯爆炸事故死亡矿工594人煤层气开发利用将从根本上降低煤层中的瓦斯含量，有效减少重特大瓦斯爆炸事故，提高煤矿的经济效益国务院办公厅《关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》（国办发〔2006〕47号）中明确规定：“煤层中吨煤瓦斯含量必须降低到规定标准以下，方可实施煤炭开采”有效保障煤矿的安全生产煤层气的主要成分甲烷是“温室气体”，其温室效应是CO2的20倍采煤之前先开采利用煤层气，可以有效避免煤炭生产过程中的甲烷排放，变废为宝，避免资源浪费国办发〔2006〕47号文中明确规定：“限制企业直接向大气中排放煤层气”2007年5月30日由国务院颁布实施的《中国应对气候变化国家方案》中明确将煤层气的开发利用作为防止环境污染的重要手段，应最大限度地减少煤炭生产过程中的能源浪费和甲烷排放通过发展煤层气产业，预计2010年可减少甲烷温室气体排放约2亿吨二氧化碳当量有效减排甲烷温室气体，变废为宝我国煤层气资源量？1.2世界各国煤层气资源及开发现状全世界煤层气总资源量约91-260万亿立方米。中国位居第三位。17-1136-7636.8111-198-14332单位：万亿立方米

美国煤层气资源量11-19万亿m3，从1977年第一口煤层气井投产到实现年产量100亿m3经历了14年，从100亿m3增长到500亿m3用了13年，平均年增长30.7亿m3

目前，美国煤层气产量占天然气产量的8%-10%

加拿大煤层气资源量11-19万亿m3，通过新技术的推广应用，在短短4年的时间内完成了美国十几年走过的发展历程澳大利亚煤层气开发利用发展迅速2004年，澳大利亚新增煤层气井277口，煤层气产量达到13.56亿m3

，其中78%产自昆士兰州，满足了该州31%的天然气需求政府要求煤层中的瓦斯含量必须降到3m3/t以下，煤炭才能进行开采，实行的是先采气后采煤的措施目前，澳大利亚煤层气年产量达到30亿m3国外煤层气产业发展的启示天然气需求的增长是煤层气产业发展的原动力政府的资金扶持和宏观引导以及优惠政策的鼓励是煤层气产业从起步走向成熟发展的催化剂新技术的不断研发和推广应用是煤层气产业成功发展的根本保证发达的天然气输送管网及灵活的市场投融资机制是煤层气产业发展的必要条件温家宝总理明确提出：“开发和利用煤层气既可治理瓦斯，又可利用能源，一举两得，应该加大科研、勘探、开发的力度。请发改委研究、制定规划和措施。”为煤层气产业的发展指明了新的方向和机遇：既要开发新能源，又要兼顾瓦斯治理1.3我国煤层气勘探现状煤层气开发理念的发展二十世纪九十年代，随着美国煤层气地面开发技术的传入，我国煤层气地面勘探和开发工作逐步出现热潮，先后在众多地区进行不同目的的煤层气地面开发试验。煤层气勘探开发领域开始倡导“资源—安全—环境”的理念。随着山西沁水盆地晋城地区的煤层气开发取得商业性突破和煤矿瓦斯灾害越来越严重，煤层气开发与煤炭开采的关系愈来愈被关注。国家发改委提出了“先采气、后采煤”的煤层气开发的“安全—资源—环境”的理念。1.3我国煤层气勘探现状1.3我国煤层气勘探现状我国是煤层气资源量大国，煤层气资源量位居世界第三位，与我国陆上天然气资源量相当。名称年份评价单位项目名称资源量（万亿m3）可采资源量（万亿m3）2000中联公司全国煤层气资源评价31.642006国土资源部油气中心新一轮全国煤层气资源评价36.8110.86煤层气在煤矿生产中称为瓦斯,它是煤层在煤化过程中生成并储集于煤系地层中的非常规天然气。因此，在国外油气行业中，煤层气也被称为“煤层中的非常规天然气”煤层气的主要成份是甲烷（CH4），以吸附状态为主赋存于煤层中。其储集机理和生产特征有别于常规天然气1.4我国煤层气资源分布特点煤层气与常规天然气对比煤层气

＊甲烷含量>95%＊埋藏浅，300—1200m＊渗透率低，井距小＊单井产量低（几千m3/d)＊生产年限长（20-30年）＊必须压裂，提高单井产量＊产出方式：吸附气，排水-降压-解吸天然气＊甲烷和重烃等烃类气体＊埋藏深，>1500m＊渗透率高，井距大＊单井产量高(~几十万m3/d)＊生产年限短（8－10年）＊储层压力大，自喷＊生产方式：游离气，在储层压力作用下直接流向井筒

1.4我国煤层气资源分布特点

煤层气与常规天然气对比＊天然气井初始产量高，但衰减快。＊煤层气单井产量不如常规天然气高，但气井服务年限长。1.4我国煤层气资源分布特点1.4我国煤层气资源分布特点地理位置上既广泛又集中沁水盆地和鄂尔多斯盆地是煤层气资源量最大的两大盆地，超过10万亿立方米，为规模开发提供了资源条件。埋深适于开发的资源比例大

埋深1500米以浅煤层气资源为主，占60%，有利于煤层气的勘探和开发。1.4我国煤层气资源分布特点1.5全国已获煤层气探明储量开发方式单位探明面积（km2）探明储量(亿m3)可采储量(亿m3)采收率（%）地面开发中联公司205.90452.96

243.4353.7中国石油242.34459.47

229.7550.0合计448.24912.43473.18井下抽放铁法煤业集团135.4977.30

阳泉煤业集团94.04191.34

75.0639.2合计229.53268.64

75.06总计677.771181.07我国煤层气探明储量仅占煤层气资源量0.3%，勘探投入严重不足1.6我国煤层气勘探开发进展煤层气勘探登记区块:64个;总面积81810.3km2，分布在12个省、区12个生产试验项目：潘河、端氏、潘庄、韩城、枣园、樊庄、阜新、淮南、临兴、碛口、柳林、午城6个开发项目：潘河、端氏、潘庄、韩城、枣园、樊庄目前年产能10×108m3主要勘探地区遍布全国：鹤岗、鸡西、依兰、铁法、沈北、阜新、珲春、寿阳、和顺、潞安、晋城、霍东、霍西、宁武、乡宁、大宁—吉县、石楼、三交、临兴、保德-神府-准格尔、韩城、黄陵、吐哈、准南、淮北、丰城、盘江、恩洪、老厂等地区。12个生产试验项目：潘河、端氏、潘庄、韩城、枣园、樊庄、阜新、淮南、临兴、碛口、柳林、午城。

煤层气勘探登记区块:64个;总面积81810.3km2。分布在12个省/区中国煤层气勘探开发形势图7项目进入煤层气开发试验产能达到近10—15×108m3（2007年）沁南樊庄沁南潘庄沁南潘河示范项目沁南枣园阜新项目韩城项目河东柳林井组矿区煤层气（瓦斯）抽放方法钻孔抽采巷道抽采以采空区抽采地面钻井从抽采的部位上本煤层抽采邻近层抽采采空区抽采从抽采时间上采前预抽边采边抽采后抽采从抽采形状上1.7煤矿瓦斯抽采利用现状据傅雪海教授等123穿层钻孔布置

顺层钻孔布置

临近层抽放

采动影响区抽放

弯曲下沉带裂隙带冒落带1.7煤矿瓦斯抽采利用现状据傅雪海教授等煤层气与煤炭和谐开发由于不同区域的煤层气资源条件和开发条件差异较大，因此煤层气开发应采取不同的开发模式和开发技术。据张遂安教授等1.8煤层气地面开发利用现状1、主要用作居民或工业燃料：沁南潘河、枣园、潘庄项目，通过建立CNG压缩站，利用汽车压缩运输向用户供气（晋城、长治、安阳等）；2、煤层气还用于汽车燃料：晋城、长治、安阳等地；3、煤层气发电：潘河、枣园、潘庄等地面开发项目。寺河、淮南、松藻、水城、皖北、峰峰等煤矿瓦斯发电；4、长输管网及液化：近期沁南地区拟建三条长输管线和四个LNG项目等。1.8煤层气地面开发利用现状全国：新增煤层气探明地质储量3000亿m3，全国煤层气(煤矿瓦斯)产量达100亿m3，其中，地面开发50亿m3，井下抽采50亿m3沁水盆地：新增煤层气探明地质储量1500亿m3，建成煤层气产能39.5亿m3

，产量30.5亿m3

。主要规划项目有沁南、樊庄、柿庄、寿阳、潘庄、端氏、晋城矿区、大宁等煤层气地面开发及井下抽采利