煤层气资源特点
煤层气概述
煤层气的开采方式
3.即是现有的垂直井，也存在井斜严重、全角 变化率大的情况，也需要无杆泵排采。 综合上述原因，利用目前常规的抽油机设备越 来越受到限制，有时考虑到一次性投资少，勉 强使用，会加大维修成本。螺杆泵有一定的长 处，比抽油机贵很多，也存在加大维修成本的 问题。每年作业2-4次，作业费用10万左右，不 断更换磨损的油管和抽油杆，一年维护正常生 产费用应是10-20万元。一是造成排采经济效益 低，二是在排采过程频繁的停抽、修井，最易 造成储层伤害。
煤层气特征及用途
井下抽采的煤层气（瓦斯）目前一般将甲 烷(CH4)含量调整到40.8%后利用，此时 瓦斯的热值为：（在0℃, 101.325kPa下） 低热值：14.63MJ/m3(约3494 kcal/ Nm3) 高热值：16.24 MJ/m3(约3878 kcal/ Nm3)
煤层气特征及用途
煤层气储量
煤层气是煤层本身自生自储式的非常规天 然气，世界上有74个国家蕴藏着煤层气资 源，全球埋深浅于2000米的煤层气资源 约为240万亿立方米，是常规天然气探明 储量的两倍多，中国煤层气资源量达36.8 万亿立方米，居世界第三位。 目前，中国煤层气可采资源量约10万亿立 方米，累计探明煤层气地质储量1023亿 立方米，可采储量约470亿立方米。
（5）根据个井出煤粉和砂的情况，定期和不定期进行 不间断的稀释工作。 （6）液晶显示屏显示主页面：电压、电流、频率、井 下液面、井下温度、井口温度、液体排量、总排液量、 产气量、管线阀门开度、平衡阀门开度。 (7) 根据用户要求，配置无线数据远程传输及监控系统。 煤层气井智能排采设备是一种全自动的电潜泵排采系统， 隶属无杆泵，可实现一年以上不检泵、不修井。是丛式 井和井身质量差的垂直井排采的最佳设备。特别是针对 水平分支井，采用该设备可直接利用目前的工程井进行 排采，无需施工生产井。
我国煤层气储层特点及主控地质因素
繁． 褶皱 断裂构造发育 ， 岩浆活动性强 ， 造成我国煤 田构造 复杂 ， 山岩侵入频繁 ， 火 煤变质程度差别大等现象 ， 对煤层 气储层地质因素影 响关 系复杂 ， 为煤层 气资源地质评价和 开发选区研 究带来 了困难。
３ 煤 储 层 普遍 欠压 、
方 面给环境带来了巨大 的压力。 再者不合理 的开采还会
煤储层压力指储层 裂缝 中流 体的压力 ， 一般将煤层气 井 中地下水静液面到达井 口的煤层称 为正常压力储层 ； 高 出井 口的称为超压储层 ； 在井 口以下的称为欠压储层 。煤 伴层压力不仅对于煤层 的含 气量 、 气体赋存状态有着重要
煤层气资源量为 １ ． ４３ ４万亿 ｍ ； 。埋深 １０ ｍ 以浅的煤层气 ５０
资源量为 ９２ ． ６万亿 ｍ’ ；埋藏深 度介于 １０ — ０ ０ 的煤 ５０ ２０ ｍ 层气 资源量为 ５ ８万亿 ｍ 。 ． ０ 区域上煤层气资源的分布受含煤地 区的制约 ， 使我 国
煤层 气资源表现 出富集 高产的特征 。在 中国六大聚煤 区
我国煤层气储层特点及主控地质因素
郗 宝华
（ 山西 煤 炭职 业技 术 学 院 ， 山西 太 原 ０ ０ ３ ） ３ ０ １
渗透性 较好 的储 层 ；三级 渗透率 介 于 ５ ０ ｓ １ ． Ｘ１ — ． ０ ０× １ ｍ 之间 ，属于 中等渗透性 的储层 ；四级渗透率 介于 ０ １ ． ０ Ｌ Ｏ１ ０。 。 间， ０×１ ＿ ． Ｘ１ 。 之 属于渗透性差 的储层 ； 五级 渗透率小于 ０１ ０１ ：是渗透Ｉ ．×１－ｍ ， ５ 生极差的储层 。据不 完全
统计 ，中国煤层气储层渗透率等级在二级以上 的占 １％， ４
中国煤层气资源特点及开发对策
作者简介:李景明,教授级高级工程师,博士,本刊第六届编委会委员;长期从事天然气(煤层气)勘探开发生产研究工作,现任中国石油煤层气有限责任公司总地质师;获国家科技进步奖2项,省部级科技奖7项。
地址:(100013)北京市东城区安外大街2号。
电话:(010)51278798。
E 2mail :lijim @中国煤层气资源特点及开发对策李景明1 巢海燕2 李小军1 刘洪林21.中国石油煤层气有限责任公司2.中国石油勘探开发研究院廊坊分院 李景明等.中国煤层气资源特点及开发对策.天然气工业,2009,29(4):9213. 摘 要 据新一轮全国油气资源评价结果,我国埋深在2000m 以浅的煤层气资源量为36.8×1012m 3,煤层气资源十分丰富,其中赋存在低、中、高煤阶中的煤层气资源各占30%左右。
分别以国内高、中、低煤阶代表性的盆地———沁水、鄂尔多斯和准噶尔3个盆地为对象,通过研究其基本地质条件、资源丰度及勘探开发状况,认为煤层气资源规模开发要立足大型含煤盆地和构造相对稳定的含煤盆地展开。
高煤阶煤层开发应以斜坡带的承压水区、滞留水区及相对构造高部位为目标区;中煤阶煤层生、储条件好,部署应避开甲烷风化带和断层带;低煤阶煤层开发应考虑具多种气源条件和构造相对稳定的区块。
关键词 中国 煤层气 资源丰度 低煤阶 中煤阶 高煤阶 开发对策 DOI :10.3787/j.issn.100020976.2009.04.0021 中国煤层气资源的基本特点 最新一轮全国油气资源评价结果表明[1]:中国42个主要含煤盆地埋深2000m 以浅煤层气资源量为36.8×1012m 3,1500m 以浅的可采煤层气资源量为10.9×1012m 3;2000m 以深的煤层气资源随着未来技术的进步得到有效的开发利用;截至2008年底,相关公司已登记煤层气区块56个,总面积6.58×104km 2,其中,国家储委认定的探明面积为691km 2,探明储量为1181×108m 3。
中国煤层气资源分布特征
中国煤层气资源分布特征字号:[ 大中小] 发布时间:2008-03-10 来源:中国能源网据中联公司最新一轮的全国煤层气资源预测结果显示（2002年），中国陆上烟煤煤田和无烟煤煤田中（未包括褐煤煤田），在埋深300～2000m范围内煤层气资源总量为31.46×1012m3，世界位居第三(俄罗斯17～113×1012m3、加拿大6～76×1012m3、中国31.46×101212m3、美国11～19×1012m3)。
研究表明，中国的煤层气资源不仅广泛分布于全国各地，而且还具有显著的时域性和地域富集特点。
中国煤层气资源分布略图中国煤层气资源的时域分布特征从赋存地层分析，中国的煤层气资源主要赋存于南方早石炭世（C1）、北方石炭二叠纪（C-P）、南方晚二叠世（P2）、晚三叠世（T3）、早-中侏罗世（J1-2）、东北早白垩世（K1）、晚第三纪（R3）等含煤地层（图2-2），表现出突出的时域分布特征。
早中侏罗世煤系和石炭二叠纪煤系的煤层气资源量分别为14.51×1012m3、13.69×1012m3，分别占总资源量的46.13%、43.52%；其次是晚二叠世煤系，资源量为2.87×1012m3，占资源总量的9.14%；其余煤系仅为0.38×1012m3，占1.20%（早石炭世煤系0.039×1012m3、晚三叠世煤系0.068×1012m3、早白垩世煤系0.267×1012m3和晚第三纪煤系0.004×1012m3）。
中国主要含煤地层及其煤层气资源量分布直方图（单位：108m3)中国煤层气资源的地域富集特征从地域分布角度看，中国的煤层气资源虽然广泛分布于新、晋、陕、冀、豫、皖、辽、吉、黑、蒙、云、贵、川、渝、湘、赣、鄂、甘、宁、青、苏、浙、鲁、桂等24个省、市、自治区，但却表现出显著的区带分布特征，具有显著的区带特征。
煤层气
可采储量(108m3) 447.07 218.38 38.65 75.06 71.45 1.80 85.45 937.86
三、 煤层气开发
3.1 中国煤层气勘探开发阶段
沁水、阜新盆地 开发试验 优选有利目标 技术储备 资源评价 技术探索 前期研究 1987-1993 勘探选区 1994-2000 开发试验 沁水、鄂尔多斯 煤层气田规模开发 规模开发
三、 煤层气开发
3.2 中国煤层气勘探开发单位
煤炭 系统
山 西 晋 煤 、 阳 煤 、 潞 煤 集 团 ： 沁 水 开 发
中石油
中石化
大专 院校
国外 公司
矿 大
廊 坊 分 院 ： 综 合 研 究 、 勘 探 、 开 发 前 期
华 北 油 田 ： 沁 水 勘 探 开 发
长 城 公 司 ： 阜 新 开 发 、 对 外 技 术 服 务
2015-2-24
四 煤层气开采技术
B、煤层气行业常用压裂液
1、活性水压裂液：洁净水+助排剂+盐（氯化钾） 2、清洁压裂液：表面活性剂+胶束促进剂+盐（氯化钾） 3、冻胶压裂液：HPG+盐（氯化钾）+助排剂+交联剂+防腐剂+破胶剂等 4、线性胶压裂液：HPG+盐（氯化钾）+助排剂+活化剂+破胶剂 5、泡沫压裂液：二氧化碳与氮气泡沫压裂液
2015-2-24
四 煤层气开采技术
钻井液概念 ——对用于钻井作业过程中循环流体的总称。其主要作用：净化井眼、稳定井壁、 冷却钻头、平衡地层压力、润滑钻柱和钻头。 煤层气井常用钻井液 ——水基钻井液，多相分散体系：膨润土+盐水+各 种处理剂+加重材料+钻屑； ——油基钻井液，乳状液体系水为分散相+油为连
走近煤层气
组分：一般均由CH4组成，还包括C2H6、C3H8、C4H10
等及部分CO、CO2、N2、H2、H2S等。
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煤层气的特点
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煤层气的特点
资源禀赋决定中国煤层气开采前 景远大。中国埋深2000 米以浅 的煤层气资源总量约36.8 万亿 立方米，与常规天然气相当，位 居世界第三。 更重要的是，中国8 个储气量达 1 万亿立方米的盆地资源量占比 达76%，尤其是鄂尔多斯盆地 和沁水盆地分别占全国27%和 11%。因此，储量丰富且分布 集中的特点决定了中国煤层气具 备商业化开采前景。
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煤层气的勘探方法与原理
5.钻井法 ：
钻井是煤层气勘探工作必不可少的手段。只有通过钻 井手段才能最终确定煤层是否存在，以及是否具有工
业煤层气流。钻井法发展起了地质录井技术、测试技 术等。
钻井法与其它勘探方法关系密切。钻井法必须在地质、
地球物理、地球化学等方法综合勘探的基础上进行。 钻井法又为各种勘探方法提供了条件，像地质录井技 术、地球物理测井技术等必须依靠钻井提供的井眼来 进行。
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煤层气的勘探方法与原理
地震反射示意图
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煤层气的勘探方法与原理
地震勘探方法
地震勘探方法按照维的不同，可分为一维地震、二维 地震、三维地震、四维地震等四种勘探方法。目前主 要采用二维和三维地震的勘探方法。
1. 二维地震是研究沿地面的一条直线上方向和地下深度方向两 者构成的平面内的构造情况，有深度和水平距离两个坐标， 所以叫二维地震。 2. 三维地震是在地面两个方向上研究地下深度方向上的地下构 造情况，即观测地下三维空间内每一个点的反射。
煤层气
煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的以甲烷（CH4）为主要成分的非常规天然气，热值与常规天然气相当，是通用煤气的2倍至5倍，燃烧后很少产生污染物，属于优质洁净气体能源。
我国煤层气资源非常丰富，中国煤层气资源总量超过31万亿立方米，相当于450亿吨标准煤，位居世界第三，分布于全国24个省、市、自治区，尤以山西、陕西、内蒙古等西部省区煤层气资源量大，占全国煤层气总资源量的一半以上。
开发利用煤层气，对于充分利用清洁能源，优化我国能源结构，改善煤矿安全生产条件以及减少大气污染，都具有重大的经济和社会效益。
中国对煤层气的开发利用始于上个世纪九十年代后期，2001年中国煤层气产量约为10亿立方米，成为继美国之后第二个大规模进行地面煤层气勘探的国家。
在资源分布上，我国煤层气资源与天然气资源有很好的互补性，即天然气资源主要集中在西部地区，而煤层气资源主要分布在天然气缺乏的中东部地区，其中华北地区占总资源量的62%。
资源的丰富，加上地理上的优势，这些为我国大力发展前景广阔的煤层气产业创造了条件。
此外，煤层气的开发可改变我国目前能源消费结构极不合理的现象，直接减少煤矿甲烷的排放量，有效地缓解大量燃煤造成的环境压力，极大地提高煤矿经济效益。
煤层气是烃源岩，又是储集层。
作为储集层，它与常规天然气储层有明显的不同的特征。
主要区别在于煤储层具有双孔隙结构——基质孔隙和裂缝网络。
基质孔隙和裂缝网络的大小、形状、孔隙度和连通性等决定着煤层气的储集、运移和产出。
水力压裂煤层是完井、增产措施最常见的也是最重要的手段之一。
针对煤层气压裂液，国内外经历了使用水（包括清水、减阻水）、线性胶、交联冻胶、泡沫压裂液、滑溜水之间的反反复复的试验研究和比较，可以肯定的是，这些不同的压裂液都将对煤层的渗透性（通过吸附或膨胀引起堵塞）产生影响。
由于煤层储层具有松软、裂隙网络发育、表面积大、吸附性强、压力低等与油藏储层不同的特征，使得它与常规油气藏储层在选择和使用压裂液时应注意如下差别，主要表现在：（1）由于煤岩的基质孔隙细小，表面积非常巨大，具有较强的吸附能力，要求压裂液及煤层流体完全配伍，不发生不良的吸附和反应；（2）煤层裂隙网络发育，要求压裂液本身清洁，除配液用水应符合低渗层注入水水质要求外，压裂液破胶残渣也应该比较低以避免对煤层孔隙的堵塞；（3）压裂液应满足没岩层防膨、降滤、返排、降阻、携砂等要求。
山西省煤层气资源分布特点及控气因素
ｌ ３ ０ ４ ． ３ ２ ３ ６ ８ ． ５ ８
、
山西 省煤 层气 资源 分布 特点
合计 ２ ８ ８ １ ９ ３ ７ ０ ９ ０ ７ ． ３ ５ １ ０ １ ９ ２ ． ５ ３ ３ ０ ４ ５ ． １ ５ ３ ９ ０ ｌ １ ． ８ ｌ ０ ３ ９ ５ ２ ． ５ ０
２ ０ １ ４年 ５月
山西煤 炭管理 干 部学 院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｃ ｏ ａ ｌ － Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ａｄ ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ
Ｍａ ｙ ． ， ２ ０１ ４ Ｖ０ １ ． ２ ７ Ｎｏ ． ２
第２ ７卷
第 ２期
・
煤 电技 术 研 究 ・
山西省煤层气资源分布特点及控气因素
龚 杰 立
（ 山西省地质调查院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ６ ）
【 摘
要 】山西省煤层 气资源丰富， 主要 形成 于晚 古生代石炭 一二叠纪 ， 主要 分布于高、 中煤阶沁水盆地和鄂 尔
多斯 盆地 东缘 ， 从 煤层 厚 度 、 变质 、 埋深、 构造背景、 水 文 地 质 条件 、 岩 浆 火 山作 用等 方 面 对 煤 层 气 生储 、 赋存 、 运 移进
【 中图分类号 】 Ｔ Ｄ ８ ４ ５
山西 省是我 国煤炭 资源大省 ， 煤层气 资源亦十分 丰富， 全省埋 深 ２ ０ ０ ０ ｍ 以浅 资源量 约 ｌ ０ ． ３ ９万 亿 ｍ ， 约 占全 国总量 近 １ ／ ３ ， 资源量 、 探 明储量均位列 全 国第
一
煤 阶煤 层气 （ 鄂尔 多斯 盆地东 缘 ） 中。
行 了论述和评 价 ， 认 为沁水、 鄂 尔多斯盆地 东缘是煤层气资源赋 存有ｉ ｆ ， ４ 区和勘 查工作 重点， 对后续煤层气勘 查选区
煤层气与常规天然气比较
煤层气与常规天然气比较一、特点比较1、相同点①气体成分大体相同：煤层气主要由95%以上的甲烷组成，另外5%的气体一般是CO2或氮气，；而天然气成分也主要是甲烷，其余的成分变化较大。
② 用途相同：两种气体均是优质能源和化工原料，可以混输混用。
2、不同点① 煤层气基本不含碳二以上的重烃，产出时不含无机杂质，天然气一般含有含碳二以上的重烃，产出时含无机杂质；② 在地下存在方式不同，煤层气主要是以大分子团的吸附状态存在于煤层中，而天然气主要是以游离气体状态存在于砂岩或灰岩中；③ 生产方式、产量曲线不同。
煤层气是通过排水降低地层压力，使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面，而天然气主要是靠自身的正压产出；煤层气初期产量低，但生产周期长，可达20-30年，天然气初期产量高，生产周期一般在8年左右；④ 煤层气又称煤矿井斯，是煤矿生产安全的主要威胁，同时煤层气的资源量又直接与采煤相关，采煤之前如不先采气，随着采煤过程煤层气就排放到大气中，据有关统计，我国每年随煤炭开采而减少资源量190亿m3以上，而天然气资源量受其他采矿活动影响较小，可以有计划地控制。
二、储藏方式比较常规气藏煤层气储层1、埋深有深有浅，一般大于1500米一般小于1500米2、资源量计算不可靠较可靠3、勘探开发开发模式滚动勘探开发或先勘探后开发滚动勘探开发4、储气方式圈闭，游离气吸附于煤系地层中（大部分）5、气成分烃类气体，主要是C1—C495%以上是甲烷6、储层孔隙结构多为单孔隙结构，双孔隙结构，微孔和裂隙发育7、渗透性渗透率较高，对应力不敏感渗透率较低，对应力敏感8、开采范围在圈闭范围内大面积连片开采9、井距大，可采用单井，一般用少量生产井开采小，必须采用井网，井的数量较多10、储层压力超压或常压欠压或常压11、产出机理气体在自然压力下向井筒渗流，井口压力大需要排水降压，气体在压力下降后解吸，在微孔中扩散，然后经裂隙渗流到井筒12、初期单井产量高低13、增产措施一般不需要一定需要14、钻井及生产工艺较简单较复杂，需要人工提升排水采气。
煤层气资源特点
2012-8-11
中国石油大学（北京）煤层气研究中心
22
采煤采气一体化的内涵和外延
从产业层面，采煤采气一体化的内涵应体现以下几方面： 统筹规划，煤、气共采 先采气，后采煤，协调发展 井下抽采与地面开发并举，分区实施。
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中国石油大学（北京）煤层气研究中心
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采煤采气一体化的内涵和外延
随其后，形成了沁水盆地南部煤层气商业开发基地。
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中国石油大学（北京）煤层气研究中心
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采煤采气一体化理念的形成与发展
随着煤层气开发和煤矿瓦斯抽采事业的发展，煤层气开发与煤炭开采的关系 愈来愈被煤炭工业界和煤层气产业界广泛关注。一方面，随着煤矿开采深度的
增加，煤矿瓦斯灾害也越来越严重，严重制约着煤炭工业的快速发展。为彻底 解决煤矿瓦斯灾害，保障煤炭工业的快速发展，中华人民共和国国务院和有关 部委采取了一些有效措施。2005年国家八部委联合颁布了《煤矿瓦斯治理与利 用实施意见》，明确提出了坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采” 的原则和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针。2006年 国务院发布了《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》，进一步明确了坚持采气采煤一体化的具体措施。另一方面，煤层气开发 取得了突破性进展。山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司（以下简称晋煤集 团）在国内率先在晋城矿区寺河煤矿完成了煤层气开发的商业化过程，从勘探、 开发试验、大规模开发到集输和利用。中联煤层气有限责任公司和中国石油紧 随其后，形成了沁水盆地南部煤层气商业开发基地。
13
煤层气开发的根本目的无外乎有效地开发和利用煤层气资源、最
大限度地改善煤矿安全生产条件（降低瓦斯）、更好地保护人类赖以 生存的大气环境等几个方面。 对投资者而言，投资的根本目的是获取利润。基于投资目的和开 发技术条件，在煤层气资源开发过程中逐步发展成为两类截然不同的 开发方式： 煤矿业主：从煤矿开采需要出发，对煤矿区煤层气进行采煤采气 一体化的开采模式 石油公司：为获取商业利润，借鉴常规油气开采技术，对原始储 层煤层气地面直井或水平井开发模式
煤层气与常规天然气的区别
态运移出煤层，或者逸散或者成为常规天然气的重要气源 。
4．次生生物气生成阶段
次生生物成因气是一种因后期细菌分解有机质生成的以甲烷为主的气体。 机理：深埋的煤层被抬升到地表浅部，温度降低到小于50°C，含有富 足单细胞杆菌群的地表水，沿裂隙向煤层渗透，在缺乏硫酸盐的半咸水或 淡水(低pH值) 还原环境中，使煤分解为简单的有机质，再经厌氧细菌的分 解作用形成CO2和H2，CO2和H2在甲烷菌的合成作用下生成了甲烷。次 生成因的生物气，也可以成为一种重要的煤层气资源。
5、煤气发生率
常用煤气发生率或视煤气发生率来表示。 所谓煤气发生率指从泥炭阶段到某一煤阶，每吨煤所生成的烃类气体的总 量(体积)； 视煤气发生率是指从褐煤到某一煤阶，每吨煤所生成的烃类气体的总量 (体积)。 煤气发生率与有机组分的性质和丰度、煤阶等因素有关。不同的煤有不同 的煤气发生率(表)。煤气发生率一般是通过实验室热模拟获得，不同作者 因实验条件和计算方法不同，煤气发生率有很大差别。
4．硫化氢H2S
硫化氢是无色、微甜、有臭(臭蛋味)气体，比重1.19，具高溶解度。硫化 氢亦为剧毒气体，当含量达0.0001％一0.0002％时，可嗅到臭蛋味；达 0.0027％时，味最浓；超过0.0027％时，可使嗅觉失灵；达0.01％一 0.015％时，出现中毒症状；达0.05％时，半小时内可使人失去知觉。
2.2 煤层气的生成 2.2.1 煤层气及生成机制 Scott(1994)依据镜质组反射率值和产烃量，将煤层气生成过 程分为9个阶段，此方案反映了煤成烃量的变化过程；
煤层气资源特点与开发模式
煤层气资源特点与开发模式我国煤层气资源丰富、高瓦斯矿井居多,但缺乏合理的煤层气综合开发利用模式和相应的配套技术。
为此,结合我国煤矿区煤层气开发利用现状和煤矿煤层气储存及涌出特征,提出了矿井煤层气的综合性开发模式。
标签：煤层气;开发;利用;模式1 我国煤层气资源现状我国煤层气资源量非常丰富。
据新一轮全国煤层气资源评价结果表明:全国煤层埋深2000m以浅煤层气资源总量为36.81×1012m3可采资源量11×12m3。
煤层气总资源量中1000m以浅的煤层气资源量为11.85×1012m31000-1500m范围内为8.39×1012m3,1500-2000m 范围内煤层气资源量为9.96×1012m3。
我国22个重点煤矿区煤层气资源中资源量较大的煤矿主要有柳林、淮南、峰峰、阳泉、平顶山、盘江、水城、二道岭、淮北等。
矿区煤层气资源分布比较集中,主要分布在中部地区和东部地区,占总资源量的90%以上。
2 煤气层开发利用模式我国煤矿区煤层气井下抽采利用现状和储存、涌出特征,提出了矿井煤层气的综合性开发最为经济的模式。
2.1 采前预抽主要是先采用地面钻井、通过压裂等增产措施,然后排采,对原始煤层进行煤层气预抽。
该地面煤层气预抽期一般7-8a最长10a,通过对分支平井开采可缩短为3-5a,经过此预抽期,煤层气采收率为30%-40%。
地面钻井采前预抽煤层气主要适用于煤层原生结构较为完整、渗透性较高的矿区,不适用于构造煤发育的矿区。
2.2 开采期抽采利用我国部分矿区(如阳泉、晋城等矿区)成熟的开采期煤层气抽采技术,对地面钻孔中间地段进行井下补孔,与地面钻井联通,运用采动影响,造成煤层充分卸压,使渗透率增加,进行煤层气抽采。
该期煤层气抽采一般1-2a,由于煤层充分卸压,煤层气采收率相应提高(30%-40%)。
2.3 采空区抽采和废弃矿井的煤层气抽采在主采煤层开采之后,卸压更为充分,不可采煤层也相应卸压解吸,向采空区涌出大量煤层气。
煤层气及其开发现状与前景
煤层气及其开发现状与前景胡经国一、煤层气及其主要特征就成因而言，煤层气又叫做煤成气，是指在煤层或煤系地层形成过程中生成的一种天然气，俗称煤矿瓦斯。
它是腐殖质在煤化变质过程中热分解作用的产物。
煤化变质程度越高，生成的煤层气越多。
例如，每吨低度煤化变质的褐煤形成时，只能生成38～68立方米煤层气；而每吨高度煤化变质的无烟煤形成时，则能生成346～422立方米煤层气。
煤层气的成分主要是甲烷（CH4）。
它的甲烷含量一般为90%～99%，通常在95%以上。
煤层气的发热量很高，一般约为8500大卡／立方米，比1公斤标准煤的发热量还要高。
煤系地层是中国四大类天然气气源岩之一。
煤层气是中国两大类型天然气之一。
它是一种能单独形成工业气藏、具有巨大资源潜力和广阔开发前景的新能源。
二、世界煤层气资源及其开发概况全世界已发现的煤层气储量约占世界天然气总储量（约为103万亿立方米）的30%以上。
世界上已发现的26个最大的天然气田（储量大于2830亿立方米）中，就有16个是煤层气田；其煤层气储量占天然气总储量的77.2%。
位居世界前五位的特大气田均为煤层气田。
例如，前苏联西北利亚特大型气田，其煤层气可采储量高达18万亿立方米。
它使前苏联80年代的天然气储量和产量，比50年代中后期猛增了数十倍。
又如，荷兰格洛宁根特大型气田，其煤层气储量达2.2万亿立方米。
它使荷兰的天然气产量增长了486倍，从能源进口国一跃而成为能源出口国。
美国煤层气资源量约为5.6～22.6万亿立方米，可采储量估计可达11.3万亿立方米。
中欧盆地南部，煤层气资源量约为3.5万亿立方米。
在世界上，煤层气开发利用研究起步于本世纪50年代。
1959 年荷兰发现了格洛宁根特大型气田。
从此，煤层气一跃而成为世界各国刮目相看的一个新能源领域。
到90年代，发达国家煤层气工业生产已达到相当大的规模，其技术水平也很高。
例如，美国1986年煤层气生产井还不到200口，而到1992年却发展到了6000口。
新疆煤层气特点(2016年)
2.1 大倾角
阜康西段东南侧，煤层倾角大，局部 超过60度
阜康东段南翼， 煤层急倾斜，甚 至近直立，倾角 大于80度
4872000
4875000
4880000
4880000
Y, [m]
4888000
4885000
1.558E+7 1.5518.545E85+E7+7 1.5519.E5+57 92E+1.75595E+7 1.15.566EE++77 1.5605E1+.756081E.5+671E+7 11.5.65165E1+67E+7 1.562E+7 1.5612.546E25+E7+7 1.5613.E5+67 32E+1.75635E+7 1.15.56644EE++7 7
应力：最小水平主应力分布
应力测试点分布图
阜康低阶煤煤层气资源特点
最低：1.11
最高：2.25
2 新疆阜康低阶煤煤层气资源特点
2.4 大埋深
西部八道湾A2煤层1000m以 深（埋深）占开发区总面积 的72.8%；
东部矿区目前实钻煤层不超 过1000m，但下一阶段煤层 气勘探部署将超过1000m埋 深；
之前完井深度超过1500m的 井有7口，最大压裂改造层埋 深超过2021m。
4872000
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4880000
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Y, [m]
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阜康低阶煤煤层气资源特点
4885000
4880000
1600
鄂尔多斯盆地煤层气富集规律
鄂尔多斯盆地煤层气富集规律
鄂尔多斯盆地位于中国内蒙古自治区，被誉为中国最大的煤层气富集区之一。
煤层气是通过开采煤矿废气中的天然气而产生的一种清洁能源。
鄂尔多斯盆地的煤层气富集规律具有以下特点：
1. 煤层气赋存特征：鄂尔多斯盆地煤层气主要赋存于古近系煤系和二叠系煤系中。
这些煤层具有良好的储层性质，包括较高的孔隙度和渗透率，利于天然气的富集和采集。
煤层气在煤炭组织结构发育好的厚煤层中特别丰富。
2. 富集规律：根据实地勘探和研究，煤层气在鄂尔多斯盆地的富集规律可以总
结为下面几个方面：
- 富煤区域：煤层气主要富集于盆地西北部，包括鄂尔多斯盆地北部的鄂前凹
陷和北部的塔中凹陷。
这些地区具有较多的煤矿资源和良好的煤层气赋存条件。
- 主力层系：二叠系煤系是鄂尔多斯盆地煤层气主力层系，包括煤系顶板、中
板和底板等主要煤层。
其中，中板煤层孔隙度和渗透率较高，对煤层气富集贡献较大。
- 富煤类型：鄂尔多斯盆地的厚煤层区域煤层气资源丰富，其中以长武组和下
二叠统富层为主。
厚煤层的存在为煤层气的富集提供了较为有利的地质条件。
3. 富集机理：鄂尔多斯盆地煤层气富集主要受到结构构造和古水力条件的控制。
地质构造对天然气的运移和富集起着重要的作用。
古水力条件对于煤层气形成和富集起到了关键性的作用。
鄂尔多斯盆地煤层气富集规律通过勘探和研究得出，主要包括煤层气赋存特征、富集规律和富集机理。
这些规律的认识对于鄂尔多斯盆地煤层气的勘探开发和利用具有重要意义。
煤层气及其开发现状与前景
煤层气及其开发现状与前景胡经国一、煤层气及其主要特征就成因而言，煤层气又叫做煤成气，是指在煤层或煤系地层形成过程中生成的一种天然气，俗称煤矿瓦斯。
它是腐殖质在煤化变质过程中热分解作用的产物。
煤化变质程度越高，生成的煤层气越多。
例如，每吨低度煤化变质的褐煤形成时，只能生成38～68立方米煤层气；而每吨高度煤化变质的无烟煤形成时，则能生成346～422立方米煤层气。
煤层气的成分主要是甲烷（CH4）。
它的甲烷含量一般为90%～99%，通常在95%以上。
煤层气的发热量很高，一般约为8500大卡／立方米，比1公斤标准煤的发热量还要高。
煤系地层是中国四大类天然气气源岩之一。
煤层气是中国两大类型天然气之一。
它是一种能单独形成工业气藏、具有巨大资源潜力和广阔开发前景的新能源。
二、世界煤层气资源及其开发概况全世界已发现的煤层气储量约占世界天然气总储量（约为103万亿立方米）的30%以上。
世界上已发现的26个最大的天然气田（储量大于2830亿立方米）中，就有16个是煤层气田；其煤层气储量占天然气总储量的77.2%。
位居世界前五位的特大气田均为煤层气田。
例如，前苏联西北利亚特大型气田，其煤层气可采储量高达18万亿立方米。
它使前苏联80年代的天然气储量和产量，比50年代中后期猛增了数十倍。
又如，荷兰格洛宁根特大型气田，其煤层气储量达2.2万亿立方米。
它使荷兰的天然气产量增长了486倍，从能源进口国一跃而成为能源出口国。
美国煤层气资源量约为5.6～22.6万亿立方米，可采储量估计可达11.3万亿立方米。
中欧盆地南部，煤层气资源量约为3.5万亿立方米。
在世界上，煤层气开发利用研究起步于本世纪50年代。
1959 年荷兰发现了格洛宁根特大型气田。
从此，煤层气一跃而成为世界各国刮目相看的一个新能源领域。
到90年代，发达国家煤层气工业生产已达到相当大的规模，其技术水平也很高。
例如，美国1986年煤层气生产井还不到200口，而到1992年却发展到了6000口。
煤层气勘探开发进展与展望
煤层气勘探开发进展与展望煤层气是一种重要的清洁能源资源，具有丰富的储量和分布广泛的特点。
近年来，随着人们对清洁能源的需求不断增加，煤层气勘探开发工作也日益受到重视，取得了长足的进展。
本文将对煤层气勘探开发的现状进行分析，并展望未来的发展趋势。
一、煤层气勘探开发的现状1. 煤层气资源储量丰富中国是煤层气资源的大国，具有丰富的储量和分布广泛的特点。
根据国家能源局的统计数据，中国的煤层气资源储量约为36万亿立方米，占全球总储量的30%左右。
煤层气资源主要分布在华北、华中和西南等地区，具有良好的开发潜力。
2. 技术手段不断提升随着科技的发展，煤层气勘探开发的技术手段也在不断提升。
目前，国内外已经形成了一套完整的煤层气勘探开发技术体系，包括地质勘探、地下水保护、井筒完井和增产措施等方面的技术手段。
这些技术手段不仅提高了煤层气资源的开采率，还降低了勘探开发成本。
3. 政策支持力度加大为了促进煤层气勘探开发工作的顺利进行，政府不断加大对煤层气产业的支持力度。
一方面，政府加大了对煤层气资源勘探开发的财政投入，也出台了一系列的扶持政策，包括税收优惠、补贴奖励和土地使用等方面的支持措施。
这些政策的出台，将为煤层气勘探开发提供有力的政策支持。
随着科技的不断进步，煤层气勘探开发的技术手段也将不断完善。
传统的地质勘探技术将逐渐向高精度、高分辨率的无人飞行器、立体地震等技术手段发展，进一步提高了勘探的精准度和深度，降低了勘探的风险和成本。
2. 国际合作加强随着全球煤层气资源勘探开发工作的不断深入，国际间的合作也将会越来越加强。
国际煤层气技术交流与合作将为我国煤层气勘探开发工作提供更多的技术支持和市场机会，进一步提升了我国在煤层气领域的国际地位。
3. 环保意识日益增强随着人们对环境保护意识的不断提高，煤层气勘探开发工作也将注重环境的保护和可持续性发展。
未来的煤层气勘探开发工作将更加注重对地下水的保护、排放的控制和废弃物的处理，实现煤层气开发与环境保护的良性循环。
煤层气资源特点43页PPT
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
煤层气资源特点
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
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煤层气资源开发方式
煤 矿 区 煤 层 气 开 发
(E)
(A) (B) (C) (D)
煤 层 气 地 面 开 发
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煤层气地面开发
随着煤层气多分支水平井技术的成熟与发展，为煤层气开发提供了更
煤层气资源特点
2012-8-11
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一、煤层气的基本概念
天然气
煤 成 气
煤 型 气
煤矿 瓦 斯 煤 层 气 CBM 油 型 气
CMM
煤层气与天然气、煤成气、煤矿瓦斯关系示意图
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一、煤层气的基本概念
煤层气
煤层气是指赋存于煤层及其围岩中的与煤炭共伴生的
统筹规划，煤、气共采
为有效地开发和利用同源同体 的煤炭资源和煤层气资源，必须 坚持统筹规划，煤炭资源和煤层 气资源共采的原则。切实做到以 煤炭开采为中心，建立采煤采气 一体化开发模式。
煤炭 开采
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采煤采气一体化的内涵和外延
先采气，后采煤，协调发展 为实现保障煤矿安全生产、综合开发资源、保护大气环境之 目的，必须坚持统筹规划、先采气、后采煤的基本开发原则，建 设先进的高效开采的绿色矿山。为进一步落实国家八部委提出的 “应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的原则，2006年3月17日国 家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局发布了《煤矿安 全规程》第68条修订稿，明确规定“高瓦斯矿井的易自燃煤层， 应采取以预抽方式为主的综合抽放瓦斯措施和综合防灭火措施。 使本煤层瓦斯含量不大于6 m3/t或工作面最高风速不大于 3 .5m/s。”
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采煤采气一体化理念的形成与发展
采煤采气一体化不仅是“安全—资源—环境”商业理念的全面体现，而且 更是一种值得倡导的资源综合开发的新模式。采煤采气一体化的实施，从 根本上改变了以往的煤层气开发和煤炭开采的传统做法。煤炭工业不再将 瓦斯抽采作为专项措施，煤层气地面开发也不再作为单纯的可燃烃类气体 资源的开发，而是将瓦斯抽采和煤层气开发视为煤矿安全生产体系的重要 组成部分。
美国1 5 澳大利亚1 0
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三、煤层气资源分布特征
中国陆上烟煤和无 烟煤煤田中，在埋 深300～2000m范围 内煤层气资源总量 为31.46×1012m3。
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三、煤层气资源分布特征 中国各含气区煤层气资源量分布图
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采煤采气一体化的内涵和外延
从产业层面，采煤采气一体化的内涵应体现以下几方面： 统筹规划，煤、气共采 先采气，后采煤，协调发展 井下抽采与地面开发并举，分区实施。
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采煤采气一体化的内涵和外延
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一、煤层气的基本概念
煤层气的成因
① 原生生物气 ② 热成因气 ③ 次生生物气。
煤层气生成过程示意图
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一、煤层气的基本概念
煤层气的成因
煤的热模拟生烃实验
成果图
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一、煤层气的基本概念
煤层气与常规天然气的关系与差异
组分 （体积含量） 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 二氧化碳 氮 氧 相对密度
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常规天然气 93.2~97.5 1.1~1.3 0.32~0.43 0.025~0.077 0.021~0.073 0.018~0.029 0.009~0.0184 0.012~0.019 0.25~0.4460 0.071~0.092 0.57~0.59
5
一、煤层气的基本概念
煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异
在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯（Gassy）， 其气体组分除煤层气组分外，还有煤矿巷道内气体的成分，如氮气（N2）、二 氧化碳（CO2）等空气组分以及一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等采矿活 动所产生的气体组分。 在煤层气概念引进初期，有些学者为便于业外人士了解煤层气，通常在煤层 气一词后加注“俗称煤矿瓦斯”。 近年来，国内外有些学者为区分两者之间的概念差异，将通过煤矿井下抽放 （Gas Drainage in-mine）、采动区（GOB）抽放或废弃矿井（Abandoned Mines）抽排等方式获得的煤层气称为Coal Mine Methane（缩写为CMM）。
废弃矿 井抽采 煤矿井下抽 采 水平井或直井 地面预抽 煤层气 地面开发
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采煤采气一体化理念的形成与发展
由于煤层气与煤炭属于典型的同源同体的共伴生矿产，因此煤层气开 发与煤炭开采有着密不可分的内在关联。然而，在采煤采气一体化理念 被工业界认可之前，尽管煤炭工业界一直在开展 煤矿 瓦斯 抽放，但煤 层气开发与煤炭开采一直被视为两个独立的“产业”。
随其后，形成了沁水盆地南部煤层气商业开发基地。
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采煤采气一体化理念的形成与发展
随着煤层气开发和煤矿瓦斯抽采事业的发展，煤层气开发与煤炭开采的关系 愈来愈被煤炭工业界和煤层气产业界广泛关注。一方面，随着煤矿开采深度的
增加，煤矿瓦斯灾害也越来越严重，严重制约着煤炭工业的快速发展。为彻底 解决煤矿瓦斯灾害，保障煤炭工业的快速发展，中华人民共和国国务院和有关 部委采取了一些有效措施。2005年国家八部委联合颁布了《煤矿瓦斯治理与利 用实施意见》，明确提出了坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采” 的原则和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针。2006年 国务院发布了《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》，进一步明确了坚持采气采煤一体化的具体措施。另一方面，煤层气开发 取得了突破性进展。山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司（以下简称晋煤集 团）在国内率先在晋城矿区寺河煤矿完成了煤层气开发的商业化过程，从勘探、 开发试验、大规模开发到集输和利用。中联煤层气有限责任公司和中国石油紧 随其后，形成了沁水盆地南部煤层气商业开发基地。
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煤层气地面开发
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采煤采气一体化理念的形成与发展
煤炭是一次能源的主体。煤炭工业承载着国民经济发展和社会进 步的历史重任。煤炭为国民经济建设提供了三分之二以上能源，有 效地支撑了国民经济的可持续快速发展。 虽然近年来石油、天然气和水电等能源的生产量和消费量在快速 增长，但煤炭在能源中的主导地位没有发生根本性变化。 煤炭工业以采煤为主的产业理念根深蒂固，尽管煤矿瓦斯抽放已有 半个多世纪悠久历史，但煤炭工业总是习惯地将瓦斯抽采作为煤矿 瓦斯治理的一项专项措施，没有将瓦斯抽采纳入煤矿生产体系。
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采煤采气一体化的内涵和外延
井下抽采与地面开发并举，分区实施 从煤气共采的角度，可根据煤矿开采规划的区划，可分为采空区、煤矿生产 区、近期煤炭开采区和煤矿规划区。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。
3479 ×108m3 68763 ×108m3
11139 ×108m3
172490 ×108m3
28895 ×108m3
28286 ×108m3
1561 ×108m3
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三、煤层气资源分布特征
中国各成煤时代煤层气资源分布图
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煤层气开发的根本目的无外乎有效地开发和利用煤层气资源、最
大限度地改善煤矿安全生产条件（降低瓦斯）、更好地保护人类赖以 生存的大气环境等几个方面。 对投资者而言，投资的根本目的是获取利润。基于投资目的和开 发技术条件，在煤层气资源开发过程中逐步发展成为两类截然不同的 开发方式： 煤矿业主：从煤矿开采需要出发，对煤矿区煤层气进行采煤采气 一体化的开采模式 石油公司：为获取商业利润，借鉴常规油气开采技术，对原始储 层煤层气地面直井或水平井开发模式
8
二、煤层气资源／储量的界定
已 开 发
累 计 产 量
待开发
煤层气资源：是指以地下煤层为储集层
剩余经济 可采储量 经济可采储量 原始可采储量
且具有经济意义的煤层气富集体。其数
量表述分为资源量和储量。
地质储量
总资源量
资源量
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三、煤层气资源分布特征
70 60 50 加拿大4 0 40 中国3 1 30 20 10 德国3 0 俄罗斯6 5
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采煤采气一体化理念的形成与发展
随着煤层气开发和煤矿瓦斯抽采事业的发展，煤层气开发与煤炭开采的关系 愈来愈被煤炭工业界和煤层气产业界广泛关注。一方面，随着煤矿开采深度的 增加，煤矿瓦斯灾害也越来越严重，严重制约着煤炭工业的快速发展。为彻底 解决煤矿瓦斯灾害，保障煤炭工业的快速发展，中华人民共和国国务院和有关 部委采取了一些有效措施。2005年国家八部委联合颁布了《煤矿瓦斯治理与利 用实施意见》，明确提出了坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采” 的原则和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针。2006年 国务院发布了《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》，进一步明确了坚持采气采煤一体化的具体措施。另一方面，煤层气开发 取得了突破性进展。山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司（以下简称晋煤集 团）在国内率先在晋城矿区寺河煤矿完成了煤层气开发的商业化过程，从勘探、 开发试验、大规模开发到集输和利用。中联煤层气有限责任公司和中国石油紧