煤层气开发理论与技术概论 PPT
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2019年最新-【煤层气技术】煤层气技术概述1-PPT课件-精选文档
内容提纲
一
二 三 四 五
勘探开发煤层气的意义
勘探开发及资源现状 煤层气基本特点 基本勘探程序 勘探、开发与集输技术
勘探开发及资源现状
美国
美国
全球有17个国家开展煤层气业务
2019年，全球煤层气产量近720亿
方 2019年，美国煤层气产量560亿方
12
勘探开发及资源现状
加拿大
加拿大
2气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勘探开发与集输技术12美国美国全球有17个国家开展煤层气业2008年全球煤层气产量近7202008年美国煤层气产量56013加拿大加拿大2008年加拿大煤层气产量55加拿大14澳大利亚澳大利亚2008年澳大利亚煤层气产量30我国在很多地区进行了煤层气生产试仅在少数地区获得煤层气产量截至2009年底中国年产量约10亿方据国家能中国煤层气主要工区分布图拉萨成都银川北京西安郑州南京上海哈尔滨呼和浩特济南福州台北兰州广州武汉南昌长沙海口t3t3t3p2p2p2p2j3k1p2p2p2t3t3c1c11海拉尔2二连3三江穆棱河4延边5敦化抚顺6浑江辽阳7辽西8蛟河辽源9依兰伊通10大兴安岭11松辽12阴山13鄂尔多斯14大同宁武15沁水16太行山东麓17冀北18冀中19京唐20豫北鲁西北21鲁中22鲁西南23豫西24豫东25徐淮26准噶尔27吐哈三塘湖28塔里木29天山30柴达木31河西走廊32四川33滇中34川南黔北35滇东黔西36桂中37鄂中38川鄂湘边39鄂赣边40湘中41萍乐42粤北43粤中44长江下游45苏浙皖边46淅赣边47永梅48扎曲芒康兰州长春西宁兰州兰州西宁乌鲁木齐1213141516191817232425192021262728293031贵阳昆明3241333435南宁363839374042434445464748沁水阜新鄂尔多斯东缘全国煤层气总资源量368万亿方主要分个盆地中国煤层气资源分布图海拉尔16二连20沁水40准噶尔38伊犁12吐哈21鄂尔多斯98滇东黔西35勘探资源量探明储量可采储量产量资产效益全国新一轮资源评价煤层气资源量368万亿立方米可采资源110万亿立方全国煤层气资源深度分布1014270799106111
煤层气ppt课件
输入型：多位于构造高点。初期本井降压解吸气随降压漏斗从 本井产出，后期构造下倾部位解吸气又运移到本井产出。排采 井一般位于构造高点，日产气量呈上升—稳产—上升—递减四 个阶段。此类井一般高产、稳产期长。
成藏模式及开采特征
开采效果
煤层气的产出是一个“排水－降压－解吸－扩散－渗流”的 过程。有效应力效应、基质收缩效应和克林肯伯格效应三种 效应共同作用决定了煤储层渗透率的动态变化过程，而这一 过程对煤层气井的开发效果有直接的影响。根据渗透率及产 气量可以将煤层气的开采效果分为三类：
排采动态分析预测
产量递减法
产量递减法是使用递减曲线分析预测煤层气产量的方法。最 早是由Hanby（1991）在使用指数递减对美国黑勇士盆地的 煤层气井进行经济评估时提出来的。
该方法主要是通过研究煤层气井的产出规律、分析气井的生 产特性和历史资料来预测储量。假设一旦煤层气井达到了实 际高峰值，产气量就开始下降，持续呈典型的可预测的递减 趋势，并沿着一条拟定的递减率曲线变化，由此就可以利用 传统递减分析法及开采特征
开采特征
外输型：多位于构造翼部、非均质性强的地区。气产量一部分通 过本井降压解吸半径内从本井产出，大部分通过高渗通道或沿上 倾部位扩散到其他井内产出。排采井一般位于构造翼部、非均质 性较强的地区。日产气量呈不产—上升—缓慢递减三个阶段。此 类井多低产。
成藏模式及开采特征
开采特征
排采动态分析预测
因为缺乏科学的工具，早期对煤层气排采动态分析预测是很困 难的。大多数煤层气井初始排采时气、水产能较高，经过一段 时间（如数月）的抽排后，出现产量衰减甚至被迫关闭，对后 续产能缺乏系统的预测，极大地制约着煤层气产业的发展。通 过近几十年发展，国内外诸多学者对煤层气井的排采动态分析 预测进行了相应的研究和探讨。当前在国外对煤层气井煤层气 排采动态分析预测采用较多的方法主要是产量递减法及数值模 拟法。
成藏模式及开采特征
开采效果
煤层气的产出是一个“排水－降压－解吸－扩散－渗流”的 过程。有效应力效应、基质收缩效应和克林肯伯格效应三种 效应共同作用决定了煤储层渗透率的动态变化过程，而这一 过程对煤层气井的开发效果有直接的影响。根据渗透率及产 气量可以将煤层气的开采效果分为三类：
排采动态分析预测
产量递减法
产量递减法是使用递减曲线分析预测煤层气产量的方法。最 早是由Hanby（1991）在使用指数递减对美国黑勇士盆地的 煤层气井进行经济评估时提出来的。
该方法主要是通过研究煤层气井的产出规律、分析气井的生 产特性和历史资料来预测储量。假设一旦煤层气井达到了实 际高峰值，产气量就开始下降，持续呈典型的可预测的递减 趋势，并沿着一条拟定的递减率曲线变化，由此就可以利用 传统递减分析法及开采特征
开采特征
外输型：多位于构造翼部、非均质性强的地区。气产量一部分通 过本井降压解吸半径内从本井产出，大部分通过高渗通道或沿上 倾部位扩散到其他井内产出。排采井一般位于构造翼部、非均质 性较强的地区。日产气量呈不产—上升—缓慢递减三个阶段。此 类井多低产。
成藏模式及开采特征
开采特征
排采动态分析预测
因为缺乏科学的工具，早期对煤层气排采动态分析预测是很困 难的。大多数煤层气井初始排采时气、水产能较高，经过一段 时间（如数月）的抽排后，出现产量衰减甚至被迫关闭，对后 续产能缺乏系统的预测，极大地制约着煤层气产业的发展。通 过近几十年发展，国内外诸多学者对煤层气井的排采动态分析 预测进行了相应的研究和探讨。当前在国外对煤层气井煤层气 排采动态分析预测采用较多的方法主要是产量递减法及数值模 拟法。
(全部)煤层气课件
一,煤层气勘探开发的意义1、能源意义煤层气是一种新型的洁净能源，其勘探开发可以弥补常规能源的不足。
2、安全与减灾的意义煤层气，严重的影响着我国的煤矿生产安全。
在煤炭开采前预先进行煤层气抽采，有利于降低煤矿生产过程中的瓦斯灾害事故。
3、环境意义煤层气开发降低了煤炭开采中的瓦斯排放，从而降低了由此产生的温室效应。
4，形成新的支柱产业煤层气的利用并不仅仅在民用方面，已广泛用于各种领域，如煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目等。
可以有利于衰老煤矿区转业，发展新型的相关产业，缓解转岗就业困难，成为新的经济增长5、巨大的经济意义通过采气销售直接获取经济效益（目前煤层气的井口价一般为1~1.5元/m3），如果民用或发电，还可得到0.2~0.25元/m3的财政补贴，出售减排碳指标（CDM项目）可得到0.2~0.5元/m3 。
对瓦斯突出严重的矿井，采煤过程中的瓦斯治理费用在10～20元／吨煤；同时突出矿井建设费用也远远高于一般矿井。
地面煤层气开发预先抽放了瓦斯，就可大大降低采煤过程中的瓦斯治理费用，晋煤集团的蓝焰公司一直在坚持这一发展思路。
预抽瓦斯，降低了煤矿瓦斯事故，由此产生显著的社会效益。
二，煤层气生成过程1、泥炭化作用和成岩从成煤原始物质被埋藏开始至门限深度为止。
地层条件：低温（小于50～60℃）、低压。
鉴别指标：Ro小于0.5%。
气体成因：生物成因气通过微生物的作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机质，可溶有机质在产酸菌和产氢菌的作用下，变为挥发性有机酸、Ｈ2和CO2；Ｈ2和CO2在甲烷菌作用下最后生成CH4。
2、变质作用阶段地层条件：高温（大于50）。
鉴别指标：Ro大于0.5%。
煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态物质。
由于煤隶属III型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷为主。
气体成因：热成因气三，煤层气开发过程渗透率动态变化的影响因素地质因素：地应力埋藏深度天然裂隙煤体结构储层压力水文地质条件流体介质毛管力、贾敏效应等（在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）；另一方面煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）。
煤层气开采方法与技术-简化版ppt课件
➢ 煤层气采集气管网的形式
2）多井串接
集气站
简化采气管网建设,增加集 气站辖井数,串接灵活,采气管 线流量较大,流速较高,携液能 力强，相对压降小,适应低压、 低产气田的开发。
六、煤层气资源开采方法与技术
5 煤层气集输与处理 5.1 集输管网
➢ 煤层气采集气管网的形式
3）多井串接与阀组串接相结合
集气站
中国石油企业标准《天然气长输管道气质要求》（Q／SY 30-2002）对固体颗粒的粒径明 确规定应小于5μm，俄罗斯国家标准（ГOCT5542）则规定固体颗粒≤1mg／m3。
六、煤层气资源开采方法与技术
5 煤层气集输与处理 5.5 煤层气处理
➢ 商品天然气质量要求
根据总硫、硫化氢和二氧化碳含量将天然气分为三类。一、二类气体主要用作民 用燃料和工业原料或燃料；三类气体主要作为工业用气。
六、煤层气资源开采方法与技术
5 煤层气集输与处理
5.3 井场工艺 ➢ 井场工艺流程
计量
去集气站
套管：气 油管：水
井场单井集输工艺流程
集水池
六、煤层气资源开采方法与技术
5 煤层气集输与处理
5.3 井场工艺
井口一般不设紧急截断阀和分离器，对于井口产水量大的井场可在井口设置溶解气 回收设施。
多井自动轮换计量
如输送不符合上述质量要求的气体，则必须采取相应的保护措施。
六、煤层气资源开采方法与技术
5 煤层气集输与处理 5.5 煤层气处理
➢ 商品天然气质量要求
水露点
用来防止在输气或配气管道中有液态水析出。
液态水的存在会加速天然气中酸性组分（H2S、CO2）对钢材的腐蚀，还会形 成天然气水合物，堵塞管道和设备。
煤层气开采技术课件
煤层气开采技术在油气区的应用
伴生气回收利用
在油气区，煤层气作为伴生气资源丰富，煤层气开采 技术可用于伴生气回收利用，提高油气采收率。
提高采收率
在油气开采过程中，煤层气开采技术可以与油气开采 技术相结合，提高油气采收率。
降低生产成本
通过煤层气开采技术回收利用伴生气，可以降低油气 生产成本。
煤层气开采技术在非常规油气资源开发中的应用
随着全球能源结构的调整和清洁能源的推广应用，煤层气开采技术将促进能源结构的多 元化发展，为全球能源的可持续发展做出贡献。
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伴生气回收利用案例
介绍某油气田采用煤层气开采技术进行伴生气回收利用的成功案例， 包括技术方案、实施效果等方面的分析。
页岩气开发案例
介绍某页岩气田采用煤层气开采技术进行页岩气开发成功案例，包 括技术方案、实施效果等方面的分析。
05
煤层气开采技术发展趋 势与展望
煤层气开采技术的发展趋势
煤层气开采技术向高效、低成本发展
压裂工艺
压裂工艺包括水力压裂、酸压 裂等，根据煤层条件和开采需
求选择合适的工艺。
煤层气开采的排采技术
01
02
03
排采技术概述
排采是将开采出的煤层气 通过排水、排渣等方式进 行收集和处理，以便于输 送和利用。
排采设备
排采设备包括排水泵、排 渣泵、分离器等，用于将 煤层气与水、渣等杂质分 离。
排采工艺
04
煤层气开采技术应用与 案例分析
煤层气开采技术在煤矿区的应用
煤矿瓦斯治理
煤层气资源开发
在煤矿区，煤层气资源丰富，煤层气开采技术可用 于开发煤层气资源，提高能源利用效率。
煤层气井开发认识与井控ppt
增产措施
针对煤层气的特点，制定相应的增产措施，如水力压裂、化 学剂注入等，以扩大生产规模、提高产能。
煤层气井的排采工艺与控制
1 2
排采方式
根据煤层气的储层特征和生产特点，选择合理 的排采方式，如抽油机排采、气举排采等。
工艺控制
在生产过程中，根据实际情况对排采工艺进行 调整和控制，以实现高效、稳定的生产。
环保政策
制定和实施相关环保政策，加强煤层气开发的环保管理，推动企业落实环保主体 责任，提高环保意识和能力。
煤层气井开发的可持续发展之路
优化开发技术
加强合作与交流
积极推广清洁生产技术和环境友好型的开发 方法，减少对环境的破坏和污染。
加强与其他国家和地区的合作与交流，引进 和吸收先进的煤层气开发技术和经验，提高 煤层气开发的效率和环保水平。
推动多元化能源结构调 整
加强社会监督
积极推动多元化能源结构调整，发展清洁能 源和可再生能源，减少对化石能源的依赖， 促进能源结构的优化和升级。
加强社会监督和参与，推动企业落实环保承 诺和责任，促进煤层气开发的可持续发展。
05
煤层气井开发案例分析
国内煤层气井开发案例
山西沁水盆地煤层气开发
该案例介绍了沁水盆地作为我国煤层气开发的典型地区，其 开发历程、技术应用和经济效益等方面的特点。
煤层气藏的分布
煤层气藏主要分布在构造单元的边缘和褶皱带内部，多与砂 岩、石灰岩等储层交互沉积。在我国，主要分布在华北、东 北和南方等地区的煤田。
煤层气藏的开发方式与技术
煤层气藏的开发方式
主要有两种开发方式，分别是井下抽放和地面开采。
煤层气藏的开发技术
主要包括钻井、完井、采气和储气等技术。钻井完井技术主要包括煤田直井 、斜井和水平井等；采气技术主要包括水力压裂、气体萃取和排水采气等； 储气技术主要包括储气库建设和运营等。
煤层气勘探与开发利用技术第三章ppt课件
• 4、测井曲线法
• 应用该法的前提是，同一地区内有钻孔煤 层高分辨率测井曲线和与之匹配的煤层含 气量实测资料，未知区段有同一煤层的高 分辨率测井曲线。见89页。
二、采动影响区煤层动态含气量
• 井巷开拓和煤炭开采，改变了扰动区地应 力场和流体压力场压力场，打破了煤储层 压力平衡系统，煤层气程度不等地发生解 吸渗流，煤层含气量发生动态变化。
• 解析气量是解吸罐中含气煤样在常压和储 层温度下自然脱附出来的煤层气量，终止 于一周内平均解析气量小于10ml/d或一周 内每克样品的平均解析两小于0.05ml/d。
• 残余气量是上一阶段自然解吸后残留在煤 样中的煤层气量。产生残留气的原因较多， 如扩散速率极低，或常压下煤层气已达吸 附/解吸平衡而不再解吸，或有一定量煤层 气被封存于煤中死孔。在USBM法一般不要 求测定残余气量，因为解吸较为充分，残 余气数量少且难以解吸，对煤层气采收率 几乎没有影响。
• 3、地质类比分析法
• 如果预测区及其浅部煤层几乎没有煤质煤岩、 煤层含气性、煤吸附性等实测资料，地质类 比分析法是预测煤层含气量的唯一方法。
• 对于已知煤级、煤质等基础资料但缺乏煤 层实测含气量和等温吸附实验数据的地区， 可在综合分析煤层气地质条件的基础上， 采用煤质—灰分—含气量类比法，选择煤级 煤质条件类似地区含气量梯度、等温吸附 等作为本区煤层含气量的预测依据。
• 该方法假设：岩屑在井筒上升过程中压力线性 下降，直至煤屑到达地面。通过求解扩散方程， 将该过程分解成两个无因次时间的形式：见72 页上。
• 由两个无因次时间比得到校正因子，用校正因 子乘以解析气量即得到总含气量，总含气量减 去解吸气量可计算出逸散气量。
• 当逸散气量中比例小于50%时，史密斯—威廉 斯法是准确的，即校正因子最大值为2。此外 该法是根据钻井煤屑的解吸行为而建立的，也 适用于钻孔煤芯含气量的测定。
• 应用该法的前提是，同一地区内有钻孔煤 层高分辨率测井曲线和与之匹配的煤层含 气量实测资料，未知区段有同一煤层的高 分辨率测井曲线。见89页。
二、采动影响区煤层动态含气量
• 井巷开拓和煤炭开采，改变了扰动区地应 力场和流体压力场压力场，打破了煤储层 压力平衡系统，煤层气程度不等地发生解 吸渗流，煤层含气量发生动态变化。
• 解析气量是解吸罐中含气煤样在常压和储 层温度下自然脱附出来的煤层气量，终止 于一周内平均解析气量小于10ml/d或一周 内每克样品的平均解析两小于0.05ml/d。
• 残余气量是上一阶段自然解吸后残留在煤 样中的煤层气量。产生残留气的原因较多， 如扩散速率极低，或常压下煤层气已达吸 附/解吸平衡而不再解吸，或有一定量煤层 气被封存于煤中死孔。在USBM法一般不要 求测定残余气量，因为解吸较为充分，残 余气数量少且难以解吸，对煤层气采收率 几乎没有影响。
• 3、地质类比分析法
• 如果预测区及其浅部煤层几乎没有煤质煤岩、 煤层含气性、煤吸附性等实测资料，地质类 比分析法是预测煤层含气量的唯一方法。
• 对于已知煤级、煤质等基础资料但缺乏煤 层实测含气量和等温吸附实验数据的地区， 可在综合分析煤层气地质条件的基础上， 采用煤质—灰分—含气量类比法，选择煤级 煤质条件类似地区含气量梯度、等温吸附 等作为本区煤层含气量的预测依据。
• 该方法假设：岩屑在井筒上升过程中压力线性 下降，直至煤屑到达地面。通过求解扩散方程， 将该过程分解成两个无因次时间的形式：见72 页上。
• 由两个无因次时间比得到校正因子，用校正因 子乘以解析气量即得到总含气量，总含气量减 去解吸气量可计算出逸散气量。
• 当逸散气量中比例小于50%时，史密斯—威廉 斯法是准确的，即校正因子最大值为2。此外 该法是根据钻井煤屑的解吸行为而建立的，也 适用于钻孔煤芯含气量的测定。
(全部)煤层气课件
一,煤层气勘探开发的意义1、能源意义煤层气是一种新型的洁净能源，其勘探开发可以弥补常规能源的不足。
2、安全与减灾的意义煤层气，严重的影响着我国的煤矿生产安全。
在煤炭开采前预先进行煤层气抽采，有利于降低煤矿生产过程中的瓦斯灾害事故。
3、环境意义煤层气开发降低了煤炭开采中的瓦斯排放，从而降低了由此产生的温室效应。
4，形成新的支柱产业煤层气的利用并不仅仅在民用方面，已广泛用于各种领域，如煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目等。
可以有利于衰老煤矿区转业，发展新型的相关产业，缓解转岗就业困难，成为新的经济增长5、巨大的经济意义通过采气销售直接获取经济效益（目前煤层气的井口价一般为1~1.5元/m3），如果民用或发电，还可得到0.2~0.25元/m3的财政补贴，出售减排碳指标（CDM项目）可得到0.2~0.5元/m3 。
对瓦斯突出严重的矿井，采煤过程中的瓦斯治理费用在10～20元／吨煤；同时突出矿井建设费用也远远高于一般矿井。
地面煤层气开发预先抽放了瓦斯，就可大大降低采煤过程中的瓦斯治理费用，晋煤集团的蓝焰公司一直在坚持这一发展思路。
预抽瓦斯，降低了煤矿瓦斯事故，由此产生显著的社会效益。
二，煤层气生成过程1、泥炭化作用和成岩从成煤原始物质被埋藏开始至门限深度为止。
地层条件：低温（小于50～60℃）、低压。
鉴别指标：Ro小于0.5%。
气体成因：生物成因气通过微生物的作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机质，可溶有机质在产酸菌和产氢菌的作用下，变为挥发性有机酸、Ｈ2和CO2；Ｈ2和CO2在甲烷菌作用下最后生成CH4。
2、变质作用阶段地层条件：高温（大于50）。
鉴别指标：Ro大于0.5%。
煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态物质。
由于煤隶属III型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷为主。
气体成因：热成因气三，煤层气开发过程渗透率动态变化的影响因素地质因素：地应力埋藏深度天然裂隙煤体结构储层压力水文地质条件流体介质毛管力、贾敏效应等（在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）；另一方面煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）。
煤层气勘探开发理论与技术.
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。
中联煤层气有限责任公司 China United Coalbed Methane Co.,Ltd.
二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状
1. 我国煤层气资源分布特点
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。
煤层气勘探登记区块: 截至2009年底，全国共设置煤层气探矿权103个，勘查面积 62785.85km2，其中采矿权8个，面积592.45km2。 17个先导性试验项目： 潘河、端氏、潘庄、韩城、枣园、樊庄、阜新、淮南、临兴、碛 口、柳林、午城等 8个开发项目： 潘河、端氏、潘庄、韩城、柿庄南、柳林、樊庄、大宁等
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
中联煤层气有限责任公司 China United Coalbed Methane Co.,Ltd.
目
录
一.我国发展煤层气产业的意义
二.我国资源分布及勘探开发现状
三.煤层气勘探开发基础地质理论 四.煤层气勘探开发技术
五.中联公司煤层气产业发展情况
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”
中联煤层气有限责任公司 China United Coalbed Methane Co.,Ltd.
年份
2000 2006
评价单位
中联公司 国土资源部 油气中心
项目名称
全国煤层气资源 评价 新一轮全国煤层 气资源评价
煤层气开发理论与技术概论PPT学习教案
第20页/共61页
煤层气储层改造技术
1、裸眼扩径 2、洞穴完井 3、水力压裂
第21页/共61页
第22页/共61页
裸眼扩径
第23页/共61页
裸眼扩径
美国粉河盆地 （特高渗） 第24页/共61页
洞穴完井
第25页/共61页
洞穴完井技术
第26页/共61页
洞穴完井技术
第27页/共61页
洞穴完井技术
但从目前资料分析，我国煤层气δ13C1值为-66.3‰～-13.3‰看，煤层中 存在生物气，而它们是早期菌解生物气还是次生生物气还有待证实。不过本 次评价的煤级为长焰煤—无烟煤Ⅱ、Ⅲ号，一般是不含早期菌解生物气的， 因此δ13C1<-58‰煤层气应为晚期成因的次生生物气。
第11页/共61页
煤层气的储集
第28页/共61页
洞穴完井技术
第29页/共61页
洞穴完井技术
第30页/共61页
洞穴完井技术
第31页/共61页
水力压裂
第32页/共61页
美国煤层气压裂技术发展 概况
（1） 美国煤层气井压裂技术发展概况一览表
压裂技术
1960
1970
1980
炸药炸洞
高压水力压裂
大排量高压水力压裂
液氮泡沫压裂
液氮泡沫加砂压裂
注：+ + + 为作用大；+ + 为作用中等；+ 为作用小；空白为没有作用
对煤层气的 运移作用
+ + +++ ++ ++ ++
+ +
第17页/共61页
煤层气储层特征
煤层气储层改造技术
1、裸眼扩径 2、洞穴完井 3、水力压裂
第21页/共61页
第22页/共61页
裸眼扩径
第23页/共61页
裸眼扩径
美国粉河盆地 （特高渗） 第24页/共61页
洞穴完井
第25页/共61页
洞穴完井技术
第26页/共61页
洞穴完井技术
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洞穴完井技术
但从目前资料分析，我国煤层气δ13C1值为-66.3‰～-13.3‰看，煤层中 存在生物气，而它们是早期菌解生物气还是次生生物气还有待证实。不过本 次评价的煤级为长焰煤—无烟煤Ⅱ、Ⅲ号，一般是不含早期菌解生物气的， 因此δ13C1<-58‰煤层气应为晚期成因的次生生物气。
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煤层气的储集
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洞穴完井技术
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洞穴完井技术
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洞穴完井技术
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水力压裂
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美国煤层气压裂技术发展 概况
（1） 美国煤层气井压裂技术发展概况一览表
压裂技术
1960
1970
1980
炸药炸洞
高压水力压裂
大排量高压水力压裂
液氮泡沫压裂
液氮泡沫加砂压裂
注：+ + + 为作用大；+ + 为作用中等；+ 为作用小；空白为没有作用
对煤层气的 运移作用
+ + +++ ++ ++ ++
+ +
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煤层气储层特征
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河 贵 南 煤、 、 川 淮 煤、 南 云 煤 煤 层 ： 气 六 公 盘 司 水 ： 古 两 舒、 淮 云 焦 南 作 勘 平 探 顶 山
奥 石 瑞 新 大 安 龙 北 煤、 地 门、 京、 黑 大 亚 奥 煤、 矿 美、 铁 大 瑞 富 法、 河 安 地、 准 理 国 菲 际 东、 大： 利 技 吐 实 普 哈、 验 术 斯、 铁 室、 服 格 务、 法、 科 瑞 三 依 研 克、 兰 服 交 BP 务 开 发
煤层气探矿权95个，总面积约6.5万平方公里，煤层气探
矿权分布在 17 个省。煤层气探矿权人 25 个，包括 3 家中 直企业，22家地方煤层气企业。 煤层气采矿权4个，总面积约450平方公里，采矿权仅分 布在山西、辽宁省。采矿权人为中国石油天然气股份有
限公司、辽宁省铁法煤业集团有限责任公司等。
三、我国煤层气资源分布与地质条件
1.煤层气资源量大、分布相对集中
41个聚煤盆地，2000m以浅的煤层气资源量为约36.8万亿立方米。 9个主要盆地资源量大于1万亿方，合计28万亿方，占全国76%
2. 中国煤层气资源大区分布
东部煤层气地质资源量最大，占31%，其次是中部和西部
，各占28%，南方占13%，青藏最少，仅0.01%。
2.0%<Ro,max<3.7%
煤的显微组成
镜质组
有机显微组分
惰质组
壳质组
无机显微组分
矿物质
煤薄片
煤砖光片
粉煤光片
daf
(cf/t)
不同煤类的产气量和吸附能力 煤类 褐煤 产气量m3/t 38~68 吸附能力m3/t <8
长焰煤 气煤
肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤
138~168 182~212
二、煤层气的物质组成与性质
2.煤层气的化学组成 1）烃类气体
甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷。 干气（贫气）：CH4>95% 或 C2+% <5% 湿气（富气）： CH4<95% 或 C2+% >5% C1/ C1~ 5值大于99%，为特别干的气体， 95%~99%为干气，
85%~95%为湿气， 小于85%，为特别湿的气体。
瓦斯：赋存在煤层中的煤层气与采动影响带中的煤成（层）气
、采空区的煤型气及采掘活动过程中新生成的各种气体的总称 煤型气：是指含煤地层中煤和分散有机质，在成岩和煤化过程 中形成的天然气，以游离状态、吸附状态和溶解状态赋存于煤 层和其它岩层内。其中赋存在煤层中，成分以甲烷为主的煤型
气称为煤层气或煤层甲烷，赋存在围岩中的煤型气称为煤成气
煤层气开发理论与技术概论
主要内容
一、煤层气开发的意义
二、煤层气的物质组成与性质
三、我国煤层气资源分布与地质条件 四、我国煤层气勘探开发现状 五、煤层气赋存特征与产出机理 六、煤层气开发技术
一、煤层气开发的意义 1、弥补我国天然气供需缺口 2、减轻矿井灾害程度 3、降低煤矿开采成本 4、保护环境
主要内容
一、煤层气开发的意义
二、煤层气的物质组成与性质
三、我国煤层气资源分布与地质条件 四、我国煤层气勘探开发现状 五、煤层气赋存特征与产出机理 六、煤层气开发技术
二、煤层气的物质组成与性质
1.三个基本概念
煤层气：是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基 质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃 类气体，其成分以甲烷为主，往往将其简称为煤层甲烷。
涉外煤层气探矿权 20 余个，分布在 9 个省，总面积 2.3 万 平方公里。
中国50余个单位及外企在华公司进行煤层气勘探开发
中石油 中石化 煤炭 院校 公司
大 庆 、 玉 浙 门 江 ： ： 海 沁 拉 水、 尔 鄂 、 东、 鹤 筠 岗 连 、 开 潮 发 水 武 威 勘 探
中 煤 华 石 海 科 晋 渤 东 油 油 院 煤 钻、 公 勘 中 华 西 、 川 司 探 联 北 安、 阳 陕、 ： 开 ： 国 煤 重 煤 长 延 发 矿 家 层 庆 、 城 川 研 权 煤 气 分 潞 公 和 究 内 层 公 院 煤、 司 顺、 院 勘 气 司 ： 兰 ， 伊 ： 探 、、 工 宁 犁、 资 开 科 花、 程 研 榆 廊 武 织 源 发 中 攻 神 坊 阜 金 评 、 心、 新 关 ： 分 价、 区 对 技 沁 院、 开 块 综 外 术 水 合 发 勘 合 研 服 鄂 探 作 究 务 东
侏罗系煤层气为主，其次是石炭-二叠系，还有少量的三叠系煤层气。中生
界的煤层气资源占总地质资源量的55.72%，其次是古生界煤层气，约占 44.18%。
6.中国煤层气资源深度分布
煤层气资源深度分布直方图
Hale Waihona Puke 6.中国煤层气资源深度分布7.中国煤层气资源煤阶分布
8.中国煤层气资源矿权分布
全国煤层气有效矿业权99个
中 澳、 远 东、 亚 加、 能 源、 亚 太 壳 牌、 道 拓
特 拉 维 斯 特、 瑞 弗 莱 克、 中 海 沃 邦、 耀 天
三、我国煤层气资源分布与地质条件
1.板块构造复杂，国外煤层气经验理论存在局限性，研究难度大
1、小地块拼合 中朝板块最大，仅为俄罗斯克拉通地 块1/5，北美克拉通地块的1/12。 2、 地块多期聚合 元古代中朝、扬子、塔里木板块；古
2）非烃类气体
氮气、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、微量的惰性气体
HP5889色谱仪
二、煤层气的物质组成与性质
3.煤层气的成因
1）生物降解煤层气
泥炭~褐煤阶段
2）热解型煤层气 褐煤~瘦煤阶段 3）裂解型煤层气
Ro,max<0.5%
Ro,max介于0.5~2.0%
瘦煤阶段~三号无烟煤 4）次生生物成因煤层气 0.3%<Ro,max<1.5%
3.中国煤层气资源不同类型盆地分布 2. 盆地分布
资源集中分布在大型含气盆地（群），约占84.2%
煤层气资源盆地分布直方图
4.中国主要盆地煤层气资源分布 2. 盆地分布
在9个I类煤层气盆地中，鄂尔多斯最大，约占31.8%，其次是沁水、准 噶尔、滇东黔西。
主要含气盆地煤层气资源分布直方图
5.中国煤层气资源层系分布特点
199~230 240~270 257~287 295~330 346~422
8~9 9~11
11~14 18~20 14~18 20~24 24~36
主要内容
一、煤层气开发的意义
二、煤层气的物质组成与性质
三、我国煤层气资源分布与地质条件 四、我国煤层气勘探开发现状 五、煤层气赋存特征与产出机理 六、煤层气开发技术